CN113501123B - 电推船 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电推船，包括船体、螺旋桨尾舵、进水管、转向管及驱动件；螺旋桨绕自身轴线转动连接于船体的尾部，并位于船体宽度方向的正中间；进水管固定连接船体，进水管的轴线重合于螺旋桨的轴线，且进水管套设于螺旋桨的外周；转向管的一端连通进水管远离船体头部的一端，转向管转动连接进水管，且转向管的转动轴线与自身轴线之间存在夹角；驱动件用于驱动转向管转动。控制船舶转向时：一方面，尾舵偏转；另一方面，驱动件驱动转向管绕其转动轴线偏转，使得转向管远离进水管的一端位于进水管轴线的一侧，则水流从转向管处喷出并产生反向作用力使得船体产生偏转力矩，且该偏转力矩配合偏转的尾舵实现加速船舶转向，缩小船舶的转向半径。

Description

电推船

技术领域

本申请涉及船舶的领域，尤其是涉及一种电推船。

背景技术

电推船（电力推进船），是以电动机驱动螺旋桨推进船舶航行。电力推进方式以其环保、节能的技术优势提供了高品质船舶的应用途径。

参照图1，船舶包括船体1、螺旋桨2及尾舵3。

螺旋桨2转动连接于船体1的尾部，且转动轴线平行于船体1的长度方向。同时，当螺旋桨2仅设有一个时，螺旋桨2位于船体1宽度方向的正中间。

尾舵3转动连接于船体1的尾部，且转动轴线竖直。船舶航行过程中时，通过控制尾舵3偏转，以实现船舶的转向。

船舶转向的过程中，螺旋桨2持续转动以推动船体1前进，导致船舶的转向半径大，造成不便。

发明内容

为了缩小船舶的转向半径，本申请提供一种电推船。

本申请提供的一种电推船，采用如下的技术方案：

一种电推船，包括船体、螺旋桨及尾舵；所述螺旋桨绕自身轴线转动连接于船体的尾部，并位于船体宽度方向的正中间，且所述螺旋桨的轴线平行于船体的长度方向；所述尾舵转动连接于船体的尾部，且所述尾舵的转动轴线竖直；还包括进水管、转向管及驱动件；所述进水管固定连接船体，所述进水管的轴线平行或重合于螺旋桨的轴线，且所述进水管套设于螺旋桨的外周；

所述转向管的一端连通进水管远离船体头部的一端，所述转向管转动连接进水管，且所述转向管的转动轴线与自身轴线之间存在夹角；

所述驱动件用于驱动转向管转动。

通过采用上述技术方案，船舶于海面上航行时，螺旋桨转动，水流从转向管处喷出并产生反向作用力，该反向作用力用于推动船舶前进。

控制船舶直线前进：一方面，摆正尾舵；另一方面，通过驱动件控制转向管的位置，并使得转向管的轴线与进水管的轴线位于同一竖直面内。

控制船舶转向时：一方面，尾舵偏转；另一方面，驱动件驱动转向管绕其转动轴线偏转，使得转向管轴线所在的竖直面与进水管轴线所在的竖直面之间形成夹角，即转向管远离进水管的一端位于进水管轴线的一侧，则水流从转向管处喷出并产生反向作用力作用于船体宽度方向正中间的一侧，使得船体产生偏转力矩，且该偏转力矩配合偏转的尾舵实现加速船舶转向，缩小船舶的转向半径。

例如：向右转向时，则使得转向管远离进水管的一端位于进水管轴线的左侧，此时，水流从转向管处喷出并产生反向作用力作用于船体的左侧，使得船体产生偏转力矩，且该偏转力矩配合偏转的尾舵实现加速船舶向右转向。

优选的，所述驱动件包括转向齿圈、转向齿轮及转向电机；所述转向齿圈套设于转向管外，且所述转向齿圈的轴线与转向管的转动轴线重合；所述转向齿轮啮合转向齿圈，且所述转向电机用于驱动转向齿轮转动。

通过采用上述技术方案，通过控制转向电机的运转，实现控制转向管的位置，进而控制船舶直线前进或转向。

优选的，还包括喷水管及限位件，所述喷水管的一端连通转向管远离进水管的一端，所述喷水管转动连接转向管，且所述喷水管的转动轴线与自身轴线之间存在夹角；

所述限位件用于使得喷水管的轴线始终平行于船体的长度方向。

通过采用上述技术方案，控制船舶转向时，转向管远离进水管的一端位于进水管轴线的左侧或右侧，此时，转向管的轴线与水平面之间可能存在夹角，则利用喷水管导向转向管处喷出的水流，使得水流方向水平，则水流的反作用力水平，控制该反作用力沿竖向的分力大小，有利于更好的推动船体转向。

优选的，所述喷水管的转动轴线平行或重合于转向管的转动轴线。

通过采用上述技术方案，喷水管的转动轴线平行或重合于转向管的转动轴线时，转向管绕其转动轴线转动的过程中，转向管远离进水管的端面始终位于同一个平面内，则喷水管沿平行其转动轴线的方向上位置固定，有利于通过限位件使得喷水管的轴线始终平行于船体的长度方向。

优选的，所述限位件包括滑动座；所述滑动座滑动连接船体，所述滑动座的滑动方向垂直于进水管的轴线，且所述滑动座的滑动方向垂直于喷水管的转动轴线；

所述滑动座设有限位槽，所述限位槽的延伸方向垂直于喷水管的转动轴线，且所述限位槽的延伸方向不平行于滑动座的滑动方向；

所述喷水管滑动嵌于限位槽内，且所述喷水管的外周设有限位面，所述限位面滑动贴合限位槽的侧壁。

优选的，所述限位槽的延伸方向垂直于滑动座的滑动方向。

优选的，所述限位件包括限位齿圈、限位齿轮及限位电机；所述限位齿圈套设于转向管外，且所述限位齿圈的轴线与喷水管的转动轴线重合；所述限位齿轮啮合限位齿圈，且所述限位电机用于驱动限位齿轮转动。

优选的，所述喷水管垂直其转动轴线的截面呈圆形。

通过采用上述技术方案，喷水管绕其转动轴线转动的过程中，喷水管处用于连接至转向管的连接结构不变，以实现喷水管转动连接转向管。

优选的，所述转向管垂直其转动轴线的截面呈圆形。

优选的，所述转向管的转动轴线与自身轴线之间的夹角为45°，且所述转向管的转动轴线与进水管的轴线之间的夹角为45°。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.控制船舶转向时：一方面，尾舵偏转；另一方面，驱动件驱动转向管绕其转动轴线偏转，使得转向管轴线所在的竖直面与进水管轴线所在的竖直面之间形成夹角，即转向管远离进水管的一端位于进水管轴线的一侧，则水流从转向管处喷出并产生反向作用力作用于船体宽度方向正中间的一侧，使得船体产生偏转力矩，且该偏转力矩配合偏转的尾舵实现加速船舶转向，缩小船舶的转向半径；

2.控制船舶转向时，转向管远离进水管的一端位于进水管轴线的左侧或右侧，此时，转向管的轴线与水平面之间可能存在夹角，则利用喷水管导向转向管处喷出的水流，使得水流方向水平，则水流的反作用力水平，控制该反作用力沿竖向的分力大小，有利于更好的推动船体转向。

附图说明

图1是背景技术中，船舶的结构示意图。

图2是实施例1中，电推船的结构示意图。

图3是实施例1中，转向辅助装置的结构示意图。

图4是实施例1中，转向辅助装置的结构爆炸视图。

图5是船舶正常前进时，转向辅助装置的结构示意图。

图6是船舶转向时，转向辅助装置的结构示意图。

图7是实施例2中，电推船的结构示意图。

图8是实施例2中，转向辅助装置的结构示意图。

附图标记说明：1、船体；2、螺旋桨；3、尾舵；4、进水管；5、转向管；6、驱动件；61、转向齿圈；62、转向齿轮；63、转向电机；7、连接组件；71、套环；711、嵌槽；712、限位面；72、卡环；73、挡环；8、喷水管；9、限位件；91、限位齿圈；92、限位齿轮；93、限位电机；94、滑动座；941、限位槽。

具体实施方式

以下结合附图2-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种电推船。

实施例1

参照图2、3，电推船包括船体1、螺旋桨2及尾舵3。

螺旋桨2绕自身轴线转动连接于船体1的尾部，并位于船体1宽度方向的正中间，且螺旋桨2的轴线平行于船体1的长度方向。船舶航行时，螺旋桨2转动以产生向后的水流，水流的反作用力推动船舶前进。

尾舵3并排设有两个，且两个尾舵3沿船体1的宽度方向分布；尾舵3转动连接于船体1的尾部，且尾舵3的转动轴线竖直。船舶航行过程中时，通过控制尾舵3偏转，以实现船舶的转向。

参照图2、3，电推船还包括设于船体1的尾部的转向辅助装置。船舶转向时，转向辅助装置使得船体1产生偏转力矩，以配合偏转的尾舵3实现加速船舶转向，缩小船舶的转向半径。

参照图3，转向辅助装置包括进水管4、转向管5及驱动件6。

进水管4固定连接船体1，进水管4的轴线与螺旋桨2的轴线重合，且进水管4套设于螺旋桨2的外周。螺旋桨2转动时，水自进水管4朝向船体1头部的一端进入，并从进水管4远离船体1头部的一端喷出。

转向管5转动连接进水管4，且转向管5的转动轴线与进水管4的轴线之间存在夹角α1；同时，转向管5的转动轴线与自身轴线之间存在夹角α2；本实施例中，夹角α1和夹角α2均为45°。

参照图3、4，进水管4及转向管5的截面均为椭圆形，进而使得进水管4垂直转向管5转动轴线的截面呈圆形，且转向管5垂直其转动轴线的截面呈圆形。

同时，进水管4与转向管5之间设有连接组件7。连接组件7包括同轴设置的套环71、卡环72及挡环73。具体的，套环71固定连接转向管5，且套环71的轴线与转向管5的转动轴线重合；同时，套环71设有供卡环72同轴转动嵌设的嵌槽711；卡环72固定连接进水管4，且卡环72同轴转动嵌于嵌槽711内；挡环73套设于进水管4外，且挡环73朝向套环71的端面用于滑动贴合卡环72背离套环71的端面；挡环73的外径大于卡环72的外径，螺栓贯穿挡环73后固定连接至套环71。

参照图3，驱动件6用于驱动转向管5绕其转动轴线转动，以控制转向管5的位置。驱动件6包括转向齿圈61、转向齿轮62及转向电机63。具体的，转向齿圈61同轴设于套环71外周，并可采用一体成型的方式实现相互固定；转向齿轮62啮合转向齿圈61，且转向电机63的机壳固定连接船体1或进水管4，转向电机63的输出轴同轴连接转向齿轮62。同时，优选转向电机63输出轴的轴线与进水管4的轴线位于同一竖直面内。

参照图5，船舶正常前进时：通过转向电机63控制转向管5的轴线与进水管4的轴线位于同一竖直面内，优选控制转向管5的轴线平行或重合于进水管4的轴线。

参照图6，控制船舶转向时，以向右转向为例：一方面，尾舵3偏转；另一方面，转向电机63动作，通过转向齿轮62及转向齿圈61驱动转向管5绕其转动轴线偏转，使得转向管5远离进水管4的一端移动至进水管4轴线的左侧，此时，水流从转向管5处喷出并产生反向作用力作用于船体1的左侧，使得船体1产生偏转力矩，且该偏转力矩配合偏转的尾舵3实现加速船舶向右转向。

于此同时，转向管5远离进水管4的一端移动至进水管4轴线的左侧时，转向管5远离进水管4的一端同时向下倾斜，进而导致水流从转向管5处喷出并产生反向作用力沿竖向产生分力。

参照图3、4，为避免上述竖向分力影响船舶，转向辅助装置还包括喷水管8及限位件9。

喷水管8转动连接转向管5，并位于转向管5远离进水管4的一端；同时，喷水管8的转动轴线平行于转向管5的转动轴线；且喷水管8的转动轴线与转向管5的轴线之间存在夹角β1；同时，喷水管8的转动轴线与自身轴线之间存在夹角β2；本实施例中，夹角β1和夹角β2均为45°。

同时，喷水管8的截面亦为椭圆形，进而使得喷水管8垂直其转动轴线的截面呈圆形。并且，喷水管8与转向管5之间也设有连接组件7。

具体的，套环71固定连接喷水管8，且套环71的轴线与喷水管8的转动轴线重合；卡环72固定连接转向管5；挡环73套设于转向管5外；并且，挡环73可采用两个半圆环拼接而成。

限位件9用于使得喷水管8的轴线始终平行于船体1的长度方向。

本实施例中，限位件9包括限位齿圈91、限位齿轮92及限位电机93。限位齿圈91同轴设于套环71外周，并可采用一体成型的方式实现相互固定；限位齿轮92啮合限位齿圈91，且限位电机93的机壳固定连接转向管5，限位电机93的输出轴同轴连接限位齿轮92。

同时，转向电机63驱动转向齿圈61正向转动N°时，限位电机93同步驱动限位齿圈91反向转动N°，以使得喷水管8的轴线平行于船体1的长度方向，进而控制水流自喷水管8处喷出并产生的反向作用力沿竖向的分力大小。

实施例1的实施原理为：控制船舶转向时：一方面，尾舵3偏转；另一方面，驱动件6驱动转向管5绕其转动轴线偏转，使得转向管5轴线所在的竖直面与进水管4轴线所在的竖直面之间形成夹角，即转向管5远离进水管4的一端位于进水管4轴线的一侧，则水流从转向管5处喷出并产生反向作用力作用于船体1宽度方向正中间的一侧，使得船体1产生偏转力矩，且该偏转力矩配合偏转的尾舵3实现加速船舶转向，缩小船舶的转向半径。

实施例2

参照图7、8，本实施例与实施例1的不同之处在于，

限位件9包括滑动座94；滑动座94滑动连接船体1，滑动座94的滑动方向垂直于进水管4的轴线，并且滑动座94的滑动方向垂直于喷水管8的转动轴线。具体的，船体1的底部可设置燕尾槽，滑动座94的上端可设置燕尾块，且燕尾块滑动嵌于燕尾槽内。

滑动座94设有限位槽941，限位槽941的延伸方向垂直于喷水管8的转动轴线，且限位槽941的延伸方向垂直于滑动座94的滑动方向。

连接于喷水管8的套环71滑动嵌于限位槽941内，且套环71的外周设有限位面712，限位面712滑动贴合限位槽941的侧壁。

实施例2的实施原理为：相较于实施例1，实施例2技术方案无需精确控制限位电机93与转向电机63同步运转；仅依靠滑动座94、限位槽941及限位面712之间的相互配合，可实现仅允许喷水管8平移，而不允许喷水管8转动，有效保证喷水管8的轴线始终平行于船体1的长度方向。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电推船，包括船体（1）、螺旋桨（2）及尾舵（3）；所述螺旋桨（2）绕自身轴线转动连接于船体（1）的尾部，并位于船体（1）宽度方向的正中间，且所述螺旋桨（2）的轴线平行于船体（1）的长度方向；所述尾舵（3）转动连接于船体（1）的尾部，且所述尾舵（3）的转动轴线竖直；其特征在于：还包括进水管（4）、转向管（5）、驱动件（6）、喷水管（8）及限位件（9）；所述进水管（4）固定连接船体（1），所述进水管（4）的轴线平行或重合于螺旋桨（2）的轴线，且所述进水管（4）套设于螺旋桨（2）的外周；

所述转向管（5）的一端连通进水管（4）远离船体（1）头部的一端，所述转向管（5）转动连接进水管（4），且所述转向管（5）的转动轴线与自身轴线之间存在夹角；

所述驱动件（6）用于驱动转向管（5）转动；

所述喷水管（8）的一端连通转向管（5）远离进水管（4）的一端，所述喷水管（8）转动连接转向管（5），所述喷水管（8）的转动轴线与自身轴线之间存在夹角，且所述喷水管（8）的转动轴线平行或重合于转向管（5）的转动轴线；

所述限位件（9）用于使得喷水管（8）的轴线始终平行于船体（1）的长度方向；所述限位件（9）包括滑动座（94）；所述滑动座（94）滑动连接船体（1），所述滑动座（94）的滑动方向垂直于进水管（4）的轴线，且所述滑动座（94）的滑动方向垂直于喷水管（8）的转动轴线；

所述滑动座（94）设有限位槽（941），所述限位槽（941）的延伸方向垂直于喷水管（8）的转动轴线，且所述限位槽（941）的延伸方向不平行于滑动座（94）的滑动方向；

所述喷水管（8）滑动嵌于限位槽（941）内，且所述喷水管（8）的外周设有限位面（712），所述限位面（712）滑动贴合限位槽（941）的侧壁。

2.根据权利要求1所述的电推船，其特征在于：所述驱动件（6）包括转向齿圈（61）、转向齿轮（62）及转向电机（63）；所述转向齿圈（61）套设于转向管（5）外，且所述转向齿圈（61）的轴线与转向管（5）的转动轴线重合；所述转向齿轮（62）啮合转向齿圈（61），且所述转向电机（63）用于驱动转向齿轮（62）转动。

3.根据权利要求1所述的电推船，其特征在于：所述限位槽（941）的延伸方向垂直于滑动座（94）的滑动方向。

4.根据权利要求1所述的电推船，其特征在于：所述喷水管（8）垂直其转动轴线的截面呈圆形。

5.根据权利要求1所述的电推船，其特征在于：所述转向管（5）垂直其转动轴线的截面呈圆形。

6.根据权利要求1所述的电推船，其特征在于：所述转向管（5）的转动轴线与自身轴线之间的夹角为45°，且所述转向管（5）的转动轴线与进水管（4）的轴线之间的夹角为45°。

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