CN114506435B - 一种磁悬浮推进器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁悬浮技术领域，公开一种磁悬浮推进器，包括推进器本体以及折叠收纳机构，折叠收纳机构包括伸缩机构和随动翻折机构，伸缩机构包括固电机、移动部以及丝杠，随动翻折机构包括第一铰接块、支撑杆、伸缩杆、牵引块、随动块以及牵拉杆，当电机正转时，移动部向船体外部移动，随动块向上运动推动伸缩杆和支撑杆同时绕第一铰接块向下翻转运动，待伸缩杆和支撑杆向下翻转至90°后，伸缩杆向下拉伸驱使推进器本体进入水下；当电机反转时，移动部向收纳腔内部移动，牵引块牵引随动块向下运动，伸缩杆和支撑杆同时绕第一铰接块向上90°翻转折叠后伸缩杆向支撑杆方向进行收缩，该推进器显著降低造价的同时显著延长使用寿命。

Description

一种磁悬浮推进器

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种磁悬浮推进器。

背景技术

船舶推进器是指船舶推进装置中的能量变化器，将发动机产生的动力转变成船舶行进的推力，以克服船舶在水中航行的阻力，推动船的行进。常见的是螺旋桨，螺旋桨推进器存在噪音大，动力损耗大，且动力电机降温效果差的问题。

基于上述的不足，公告号为CN209056984U的中国专利公开磁悬浮推进器，包括定子、无轴转子、固定圈和扇叶，定子内圈同轴线设有无轴转子，无轴转子与定子磁力连接，无轴转子内壁设有固定圈，所述固定圈内壁上周向均匀固定有多个切水的扇叶，通过无轴转子在定子内转动，其上的扇叶切割水体后，使水通过转子向后喷射，并通过这个力反向推动船舶移动，这款磁悬浮推进器具备噪音小、动力稳定、定子和转子直接浸没在水中实现自降温的效果。

上述的磁悬浮推进器应用到船舶上时，需要在该磁悬浮推进器上设置连接结构，现有的船舶在靠岸后，需要将推进器抬出水面，主要通过绳索将水下的推进器拉出水面，这显然不利于推进器的保存。

公告号为CN209192194U的中国专利公开一种应用升降式磁悬浮推进器的船舶，包括船体、支撑架、第一连接杆、第二连接杆、第一铰接部、磁悬浮推进器、伸缩电机、伸缩杆、滑槽、滑块和第二铰接部，所述船体后端设有支撑架，所述支撑架上固定设有竖直的第一连接杆，所述第一连接杆下端通过第一铰接部连接第二连接杆，所述第二连接杆下端固定设有磁悬浮推进器，所述第二连接杆内设有沿其中心轴线方向的滑槽，所述滑槽内设有滑块，所述船体后端下部设有伸缩电机，所述伸缩电机上设有横向设置的伸缩杆，所述伸缩杆端部通过第二铰接部连接所述滑，通过伸缩杆伸出驱使支撑杆推动上杆部沿着第一铰接部向上翻转后离开水面进行折叠收纳于支撑架下方。

采用上述的设置，存在以下不足：1、磁悬浮推进器仍然暴露在船体外部，容易受到外来撞击导致损坏；2、在折叠收纳时，支撑杆竖直支撑在伸缩杆上方，磁悬浮推进器以及第二连接杆的重量直接反作用在伸缩电机的伸缩杆端部上方，容易导致伸缩杆变形，从而导致伸缩电机损坏，影响使用寿命；3、若将磁悬浮推进器收纳到船体内部，则需要设置更多的驱动机构，从而导致生产成本以及控制难度的增加。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺点，提供了一种磁悬浮推进器，通过一个电机实现磁悬浮推进器折叠收纳到船体内或展开进入到水体中，控制方式简单、结构巧妙、降低生产成本、延长使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种磁悬浮推进器，设置于带收纳腔的船体上，包括推进器本体以及设置于收纳腔和推进器本体之间的折叠收纳机构，折叠收纳机构包括伸缩机构和随动翻折机构，伸缩机构包括固定于收纳腔内的电机、与收纳腔导向滑移配合且可全部缩入到收纳腔内或局部伸出收纳腔后位于船体外部的移动部以及一端与电机配合、另一端与移动部靠近电机的一端配合的丝杠，折叠收纳机构包括于移动部下端面设置的第一铰接块、与第一铰接块铰接的支撑杆、伸缩设置于支撑杆上的伸缩杆、与丝杠远离电机的一端固定并随着丝杠沿着移动部的轴向进行往复运动的牵引块、纵向导向滑移于伸缩杆靠近电机的一侧侧面上的随动块以及两端分别与牵引块和随动块铰接的牵拉杆，当电机正转时，移动部向船体外部移动，随动块向上运动推动伸缩杆和支撑杆同时绕第一铰接块向下翻转运动，待伸缩杆和支撑杆向下翻转至90°后，伸缩杆向下拉伸驱使推进器本体进入水下；当电机反转时，移动部向收纳腔内部移动，牵引块牵引随动块向下运动，伸缩杆和支撑杆同时绕第一铰接块向上90°翻转折叠后伸缩杆向支撑杆方向进行收缩。

采用上述方案，伸缩机构和随动翻折机构联动配合，当伸缩机构中移动部沿着收纳腔的轴向进行往复运动时，同时实现伸缩机构中支撑杆和伸缩杆的翻转以及伸缩杆相对支撑杆的伸缩运动，从而实现与伸缩杆固定的推进器本体位于的改变，整个驱动部件只需设置一个电机就能实现上述功能，上述的结构相互关联，控制方式简单，从而能够显著降低整体的造价，有利于该磁悬浮推进器的广泛推广；整个磁悬浮推进器收纳在船体内，能够避免船体靠岸时一些外力的撞击对磁悬浮推进器造成的损坏风险，同时，支撑杆、伸缩杆和推进器本体的重量只作用在牵引块上，对丝杠以及丝母的影响可忽略不计，从而能够显著延长整个磁悬浮推进器的使用寿命。

作为优选，支撑杆上固定有与第一铰接块转动设置的第一转轴，在第一铰接块外壁设置有当支撑杆转动一定角度后限位支撑杆转动的限位机构。

作为优选，限位机构包括固定于第一铰接块外壁的固定座、固定座靠近转轴的一侧凹陷设置的让位槽、转轴靠近让位槽的一侧对应设置的限位槽、固定在让位槽底部的电磁铁、可全部缩入到让位槽内或局部伸出让位槽后与限位槽配合进行限位的限位杆以及固定在限位杆和电磁铁之间的复位弹簧。

采用上述方案，通过限位机构能够确保推进器本体在水下时保持与移动部垂直的状态，确保推进器本体在水下正常作业；推进器本体在收纳时与移动部平行的状态，降低推进器本体的重量对牵引块的影响。

作为优选，让位槽、限位槽和限位杆的截面形状为正方形。

采用上述方案，由于支撑杆的翻转精度为90°，翻转让位槽、限位槽和限位杆的截面形状设置为正方形后，当电磁铁得电，限位杆缩入到让位槽内时，支撑杆才能实现转动，当支撑杆转动角度小于90读时，控制电磁铁失电，由于限位杆还未对准限位槽，此时，支撑杆仍能够进行翻转，直至支撑杆向下或向上翻转90°后，限位杆与限位槽对齐，在复位弹簧作用下，限位杆插入到限位槽内，此时，可以确保支撑杆保持竖直向下或水平翻折的状态。

作为优选，移动部远离电机的一端一体设置有可密闭收纳腔开口的封板，封板外环面设置有一圈与收纳腔开口处过盈配合的密封圈。

采用上述方案，通过封板的设置能够延缓潮湿空气对磁悬浮推进器上一些金属的腐蚀的作用，同时避免一些外物进入到收纳腔内影响内部磁悬浮推进器的运动。

作为优选，移动部靠近电机的一侧凹陷有供整根丝杠插入的凹槽，在凹槽靠近电机的一端固定有与丝杠配合的丝母，凹槽底部沿凹槽轴向设置有导向滑槽，牵引块包括位于凹槽内部于丝杠远离电机的一端固定的牵引主体、自牵引主体下端延伸出导向滑槽的导向块以及固定在导向块下端与牵拉杆铰接的第二铰接块。。

采用上述方案，丝杠与丝母配合结合移动部与收纳腔的导向配合实现移动部的轴向运动，由于牵引块与丝杠固定设置，故，牵引块需要随着丝杠进行位移，故，需要设置导向滑槽以确保牵引块随着在导向滑槽内的运动实现对牵拉杆的牵引或推动。

作为优选，凹槽的上下端面于靠近电机的一端设置有嵌入通槽，丝母的上下端一体向外沿伸设置有与嵌入通槽配合的T型固定板，T型固定板与移动部的上下端面固定设置。

采用上述方案，能够将丝母牢固固定在通槽上，从而实现当丝杠运动时驱使移动部的运动。

本发明由于采用了以上技术方案，具有以下显著的技术效果：1、驱动部件只需设置一个电机，就能实现移动部伸缩、随动翻折机构根据移动部的移动进行联动作业实现推进器本体的翻折以及伸缩，能够显著降低整体的造价；2、整个磁悬浮推进器收纳在船体内，能够避免船体靠岸时一些外力的撞击对磁悬浮推进器造成的损坏风险；3、通过封板的设置能够延缓潮湿空气对磁悬浮推进器上一些金属的腐蚀的作用并且避免外物进入到收纳腔后对磁悬浮推进器造成损坏或影响磁悬浮推进器的后续作业；4、通过限位机构能够确保推进器本体在水下时保持与移动部垂直的状态，确保推进器本体在水下正常作业；推进器本体在收纳时与移动部平行的状态，降低推进器本体的重量对牵引块的影响。

附图说明

图1是本发明的一种磁悬浮推进器收纳在船体内时的剖视图；

图2是图1中A的放大图；

图3是本发明的一种磁悬浮推进器收纳时的主视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本发明的一种磁悬浮推进器展开时与船体配合的主视图；

图6-图7是本发明的一种磁悬浮推进器展开时的轴测图；

图8是图7中B的放大图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1、电机；2、轴承座；3、丝杠；4、丝母；41、T型固定板；5、移动部；51、凹槽；52、导向杆；6、牵引块；61、牵引主体；62、导向块；63、第二铰接块；7、封板；71、密封圈；8、第一铰接块；81、转轴；811、限位槽；9、支撑杆；91、限位块；10、伸缩杆；101、伸缩槽；102、限位滑槽；103、T型槽；11、牵拉杆；12、推进器本体；1201、密封电磁组；1202、层间腔；1203、无轴转子；1204、扇叶；1205、固定圈；13、第三铰接块；14、固定座；15、让位槽；16、限位杆；17、电磁铁；18、复位弹簧；19、随动块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例

一种磁悬浮推进器，参照图1-图8所示，设置于带收纳腔的船体上，该收纳腔具有开口，该磁悬浮推进器包括推进器本体12以及设置于收纳腔和推进器本体12之间的折叠收纳机构，推进器本体12包括定子、无轴转子1203、固定圈1205和扇叶1204，定子内圈同轴线设有无轴转子1203，无轴转子1203与定子磁力连接，无轴转子1203内壁设有固定圈1205，在固定圈1205上周向均匀固定有若干切水的扇叶1204，定子包括有两层密封电磁组1201和层间腔1202，无轴转子1203设置于该层间腔1202中，密封电磁组1201由磁场线圈绕设在非晶金属上制成，为无轴转子1203提供磁场环境，本发明对推进器本体12的结构和原理未作出改进，属于现有技术，故在此不再赘述。

折叠收纳机构包括伸缩机构和随动翻折机构，伸缩机构参照图1所示，包括固定于收纳腔内的电机1、与收纳腔导向滑移配合且可全部缩入到收纳腔内或局部伸出收纳腔后位于船体外部的移动部5以及一端与电机1配合、另一端与移动部5靠近电机1的一端配合的丝杠3，移动部5的两侧凸设有导向杆52，收纳腔的内壁上设置有供导向杆52滑移的导向槽，电机1优选伺服电机1，电机1轴与一轴承座2转动连接，丝杠3与电机1轴键配合后固定设置，通过电机1的正转和反转实现移动部5沿着收纳腔进的轴向进行往复运动。

整个收纳腔优选设置在船体吃水线上方，以确保海水不会倒灌到收纳腔内，移动部5远离电机1的一端一体设置有可密闭收纳腔开口的封板7，参照图1、图3、图5所示，封板7的形状根据船体形状进行设置，封板7外环面设置有一圈与收纳腔开口处过盈配合的密封圈71。

随动翻折机构参照图1、图6和图7所示，包括于移动部下端面靠近封板7处设置的第一铰接块8、与第一铰接块8铰接的支撑杆9、伸缩设置于支撑杆9上的伸缩杆10、与丝杠3远离电机1的一端固定并随着丝杠3沿着移动部5的轴向进行往复运动的牵引块6、纵向导向滑移于伸缩杆10靠近电机1的一侧侧面上的随动块19以及两端分别与牵引块6和随动块19铰接的牵拉杆11。

随动翻折机构的细节设置为：伸缩杆10上端面凹陷有供支撑杆9穿插的伸缩槽101，伸缩杆10靠近电机1的一侧纵向设置的供随动块19嵌入导向滑移的T型槽103；支撑杆9远离T型槽103的一侧下端固定设置有限位块91，伸缩杆10远离T型槽103的一侧设置有一供限位块91移动的限位滑槽102；移动部5靠近电机1的一侧凹陷有供整根丝杠3插入的凹槽51，在凹槽51靠近电机1的一端固定有与丝杠3配合的丝母4，凹槽51底部沿凹槽51轴向设置有导向滑槽，牵引块6包括位于凹槽51内部于丝杠3远离电机1的一端固定的牵引主体61、自牵引主体61下端延伸出导向滑槽的导向块62以及固定在导向块62下端与牵拉杆11铰接的第二铰接块63；同理，随动块19上固定设置于牵拉杆11铰接配合的第三铰接块13。

通过上述的伸缩机构和随动翻折机构，当电机1正转时，移动部5向船体外部移动，随动块19向上运动推动伸缩杆10和支撑杆9同时绕第一铰接块8向下翻转运动，待伸缩杆10和支撑杆9向下翻转至90°后，伸缩杆10向下拉伸驱使推进器本体12进入水下；当电机1反转时，移动部5向收纳腔内部移动，牵引块6牵引随动块19向下运动，伸缩杆10和支撑杆9同时绕第一铰接块8向上90°翻转折叠后伸缩杆10向支撑杆9方向进行收缩。

为了增加丝母4与凹槽51固定的牢固性，凹槽51的上下端面于靠近电机1的一端设置有嵌入通槽，参照图7-图8所示，丝母4的上下端一体向外沿伸设置有与嵌入通槽配合的T型固定板41，T型固定板41与移动部5的上下端面固定设置。

为了确保支撑杆9的翻转角度，支撑杆9上固定有与第一铰接块8转动设置的第一转轴81，在第一铰接块8外壁设置有当支撑杆9转动一定角度后限位支撑杆9转动的限位机构，参照图3-图4所示，限位机构包括固定于第一铰接块8外壁的固定座14、于固定座14靠近转轴81的一侧凹陷设置的让位槽15、转轴81靠近让位槽15的一侧对应设置的限位槽811、固定在让位槽15底部的电磁铁17、可全部缩入到让位槽15内或局部伸出让位槽15后与限位槽811配合进行限位的限位杆16以及固定在限位杆16和电磁铁17之间的复位弹簧18。电磁铁17的得电或失电受控于一控制电路，控制电路包括一串联的电磁铁17和控制开关，控制开关设置在船体上，操作人员通过观察支撑杆9的翻转角度来切换电磁铁17的得电或失电即可。

由于支撑杆9的翻转精度为90°，故，翻转让位槽15、限位槽811和限位杆16的截面形状为正方形，电磁铁17得电时，限位杆16缩入到让位槽15内时，支撑杆9才能实现转动，当支撑杆9转动角度小于90读时，控制电磁铁17失电，由于限位杆16还未对准限位槽811，此时，支撑杆9仍能够进行翻转，直至支撑杆9向下或向上翻转90°后，限位杆16与限位槽811对齐，在复位弹簧18作用下，限位杆16插入到限位槽811内，此时，可以确保支撑杆9保持竖直向下或水平翻折的状态，丝杠3的随后运动只能改变随动块19的位置，而不影响支撑杆9的设置状态。

本发明至少具备以下显著的优点：1、驱动部件只需设置一个电机1，就能实现移动部5伸缩、随动翻折机构根据移动部5的移动进行联动作业实现推进器本体12的翻折以及伸缩，能够显著降低整体的造价；2、整个磁悬浮推进器收纳在船体内，能够避免船体靠岸时一些外力的撞击对磁悬浮推进器造成的损坏风险；3、通过封板7的设置能够延缓潮湿空气对磁悬浮推进器上一些金属的腐蚀的作用并且避免外物进入到收纳腔后对磁悬浮推进器造成损坏或影响磁悬浮推进器的后续作业；4、通过限位机构能够确保推进器本体12在水下时保持与移动部5垂直的状态，确保推进器本体12在水下正常作业；推进器本体12在收纳时与移动部5平行的状态，降低推进器本体12的重量对牵引块6的影响。

Claims (7)

1.一种磁悬浮推进器，设置于带收纳腔的船体上，包括推进器本体(12)以及设置于收纳腔和推进器本体(12)之间的折叠收纳机构，其特征在于：折叠收纳机构包括伸缩机构和随动翻折机构，伸缩机构包括固定于收纳腔内的电机(1)、与收纳腔导向滑移配合且可全部缩入到收纳腔内或局部伸出收纳腔后位于船体外部的移动部(5)以及一端与电机(1)配合、另一端与移动部(5)靠近电机(1)的一端配合的丝杠(3)，随动翻折机构包括于移动部(5)下端面设置的第一铰接块(8)、与第一铰接块(8)铰接的支撑杆(9)、伸缩设置于支撑杆(9)上的伸缩杆(10)、与丝杠(3)远离电机(1)的一端固定并随着丝杠(3)沿着移动部(5)的轴向进行往复运动的牵引块(6)、纵向导向滑移于伸缩杆(10)靠近电机(1)的一侧侧面上的随动块(19)以及两端分别与牵引块(6)和随动块(19)铰接的牵拉杆(11)，当电机(1)正转时，移动部(5)向船体外部移动，随动块(19)向上运动推动伸缩杆(10)和支撑杆(9)同时绕第一铰接块(8)向下翻转运动，待伸缩杆(10)和支撑杆(9)向下翻转至90°后，伸缩杆(10)向下拉伸驱使推进器本体(12)进入水下；当电机(1)反转时，移动部(5)向收纳腔内部移动，牵引块(6)牵引随动块(19)向下运动，伸缩杆(10)和支撑杆(9)同时绕第一铰接块(8)向上90°翻转折叠后伸缩杆(10)向支撑杆(9)方向进行收缩。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮推进器，其特征在于：支撑杆(9)上固定有与第一铰接块(8)转动设置的第一转轴(81)，在第一铰接块(8)外壁设置有当支撑杆(9)转动一定角度后限位支撑杆(9)转动的限位机构。

3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮推进器，其特征在于：限位机构包括固定于第一铰接块(8)外壁的固定座(14)、于固定座(14)靠近转轴(81)的一侧凹陷设置的让位槽(15)、转轴(81)靠近让位槽(15)的一侧对应设置的限位槽(811)、固定在让位槽(15)底部的电磁铁(17)、可全部缩入到让位槽(15)内或局部伸出让位槽(15)后与限位槽(811)配合进行限位的限位杆(16)以及固定在限位杆(16)和电磁铁(17)之间的复位弹簧(18)。

4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮推进器，其特征在于：让位槽(15)、限位槽(811)和限位杆(16)的截面形状为正方形。

5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮推进器，其特征在于：移动部(5)远离电机(1)的一端一体设置有可密闭收纳腔开口的封板(7)，封板(7)外环面设置有一圈与收纳腔开口处过盈配合的密封圈(71)。

6.根据权利要求1所述的一种磁悬浮推进器，其特征在于：移动部(5)靠近电机(1)的一侧凹陷有供整根丝杠(3)插入的凹槽(51)，在凹槽(51)靠近电机(1)的一端固定有与丝杠(3)配合的丝母(4)，凹槽(51)底部沿凹槽(51)轴向设置有导向滑槽，牵引块(6)包括位于凹槽(51)内部于丝杠(3)远离电机(1)的一端固定的牵引主体(61)、自牵引主体(61)下端延伸出导向滑槽的导向块(62)以及固定在导向块(62)下端与牵拉杆(11)铰接的第二铰接块(63)。

7.根据权利要求6所述的一种磁悬浮推进器，其特征在于：凹槽(51)的上下端面于靠近电机(1)的一端设置有嵌入通槽，丝母(4)的上下端一体向外沿伸设置有与嵌入通槽配合的T型固定板(41)，T型固定板(41)与移动部(5)的上下端面固定设置。

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