CN114684343B - 竹筏机架、竹筏推进器及竹筏 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种竹筏机架、竹筏推进器及竹筏，涉及机动竹筏技术领域。该竹筏机架包括：机架本体，用于与原动机固定连接；机架轴套，与机架本体固定连接；传动轴，穿过机架轴套，并与机架轴套可转动地配合，传动轴一端用于接收原动机的转动扭矩，另一端用于与螺旋桨连接，并输出转动扭矩至螺旋桨；机架转接件，设有竹筏固定部和与竹筏固定部相对的轴套连接部，轴套连接部与机架轴套活动连接，用于为机架轴套提供可相对竹筏固定部转动的第一转动自由度和第二转动自由度，第一转动自由度的转动轴心、第二转动自由度的转动轴心及传动轴的旋转轴心相互垂直且相交。通过上述方式，本申请的竹筏机架能够避免推力对竹筏推进器的俯仰控制。

Description

竹筏机架、竹筏推进器及竹筏

技术领域

本申请涉及机动竹筏技术领域，具体涉及一种竹筏机架、竹筏推进器及竹筏。

背景技术

目前的竹筏上利用螺旋桨获取动力，螺旋桨与竹筏上的发动机之间经传动轴连接。在操控螺旋桨的转向及起翘时，由于螺旋桨会受到水流反向推力作用，导致操控螺旋桨转向及起翘需要先克服水流反向推力作用，即操控存在困难，影响操控体验。

发明内容

本申请提出了一种竹筏机架、竹筏推进器及竹筏。

本申请采用的一个技术方案是：提供一种竹筏机架，该竹筏机架包括：

机架本体，用于与原动机固定连接；机架轴套，与机架本体固定连接；传动轴，穿过机架轴套，并与机架轴套可转动地配合，传动轴一端用于接收原动机的转动扭矩，另一端用于与螺旋桨连接，并输出转动扭矩至螺旋桨；机架转接件，设有竹筏固定部和与竹筏固定部相对的轴套连接部，轴套连接部与机架轴套活动连接，用于为机架轴套提供可相对竹筏固定部转动的第一转动自由度和第二转动自由度，第一转动自由度的转动轴心、第二转动自由度的转动轴心及传动轴的旋转轴心相互垂直且相交。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种竹筏推进器，竹筏推进器包括原动机、螺旋桨及上述的竹筏机架，原动机固定于机架本体上，并输出转动扭矩至传动轴的一端，螺旋桨连接于传动轴。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种竹筏，竹筏包括上述的竹筏推进器，竹筏还包括竹筏本体，竹筏本体与竹筏固定部固定连接，用于支撑机架转接件。

本申请的竹筏机架通过机架转接件的轴套连接部与机架轴套活动连接，用于为机架轴套提供可相对竹筏固定部转动的第一转动自由度和第二转动自由度，第一转动自由度的转动轴心、第二转动自由度的转动轴心及传动轴的旋转轴心相互垂直且相交，能够使得螺旋桨受到的水流反向推力经传动轴抵消至机架转接件上，便于操控螺旋桨的转向及起翘。

附图说明

图1是现有竹筏机架的侧面结构示意图；

图2是本申请竹筏机架一实施例的侧面结构示意图；

图3是本申请竹筏机架第一实施例的结构示意图；

图4是本申请竹筏机架第二实施例的结构示意图；

图5是本申请竹筏机架第三实施例的结构示意图；

图6是本申请竹筏推进器第一实施例的结构示意图；

图7是本申请竹筏推进器第二实施例的结构示意图；

图8是本申请竹筏一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是现有竹筏机架的侧面结构示意图。目前常见的竹筏推进器的转轴的主要实现结构为一个T型转轴40，通过T型转轴40的横轴控制机架的俯仰角度，通过T型转轴40的纵轴控制机架本体10的偏航角度。T型转轴40包括横杆和纵杆，横杆的两端设置有连接部，连接部与机架本体10连接，连接部与横杆之间可转动，机架本体10可绕横向转轴上下摆动(即调整竹筏的俯仰角度)，能够调整螺旋桨上下方向的位置。纵杆与横杆连接，纵杆与竹筏安装架连接，能够使得螺旋桨左右摆动调整航向。

但是，因为竹筏推进器的推力线沿传动轴30的轴心方向，传动轴30的轴心方向与T型转轴40的横杆偏置导致螺旋桨受到水流的反向作用力沿传动轴30作用于机架本体10，进而形成推动机架本体10绕T型转轴40的横杆转动的起翘力矩，使得机架本体10有上翘的倾向，影响竹筏的操控。

如图1所示，传动轴30受到螺旋桨的推力位于传动轴30的轴心上，而T型转轴40的横杆与传动轴30偏置。T型转轴40的横杆到传动轴30轴心的最短距离为此起翘力矩的力臂。记推力为F，力臂为L，起翘力矩为M，起翘力矩为M＝F×L。

竹筏推进器的T型转轴40位置是通过焊接固定于机架本体10之上，所以力臂L在机架本体10制作完成后是固定不变的。因此，起翘力矩M与推力F呈正比，推力F越大，起翘力矩M也越大。若使用大功率的竹筏推进器，则推力F会增大，起翘力矩M可能会使电动螺旋桨起翘过高产生空泡降低推进效率，甚至上翘离开水面，失去推力。

为了解决竹筏推进器的螺旋桨上翘倾向问题，本申请提出一种竹筏机架，请参阅图2、图3，图2是本申请竹筏机架一实施例的侧面结构示意图，图3是本申请竹筏机架第一实施例的结构示意图。本实施例的竹筏机架100包括：机架本体10、机架轴套20、传动轴30及机架转接件40。

机架本体10用于与原动机50固定连接；机架轴套20与机架本体10固定连接；传动轴30穿过机架轴套20，并与机架轴套20可转动地配合，传动轴30一端用于接收原动机50的转动扭矩，另一端用于与螺旋桨60连接，并输出转动扭矩至螺旋桨60；机架转接件40设有竹筏固定部41和与竹筏固定部41相对的轴套连接部42，轴套连接部42与机架轴套20活动连接，用于为机架轴套20提供可相对竹筏固定部41转动的第一转动自由度和第二转动自由度，第一转动自由度的转动轴心、第二转动自由度的转动轴心及传动轴30的旋转轴心相互垂直且相交。

机架本体10由若干弯管焊接形成，机架本体10的弯管在中心形成一个容置空间，原动机50的底座设置于容置空间内。原动机50的输出轴与传动轴30连接，接收原动机50的转动扭矩，传动轴30的另一端与螺旋桨60连接，将原动机50的转动扭矩传输至螺旋桨60。

机架本体10不仅限于图2及图3中展示的弯管机架，在其他实施例，机架本体10也可以为其他形式的机架，在此不作限定。

机架轴套20套设于传动轴30，传动轴30可在机架轴套20内转动。机架轴套20与机架本体10固定连接，且设置于机架本体10的一侧。机架轴套20与原动机50同侧设置，用于保护传动轴30与原动机50的传动连接。

本实施例中机架转接件40包括竹筏固定部41及与竹筏固定部41相对的轴套连接部42，轴套连接部42与机架轴套20进行活动连接，为机架轴套20提供相对竹筏固定部41转动的第一转动自由度和第二转动自由度，第一转动自由度即机架本体10左右摆动时，机架轴套20相对于竹筏固定部41转动，从而调整螺旋桨60的前进方向；第二转动自由度即机架本体10上下摆动时，机架轴套20相对于轴套连接部42转动，从而调整螺旋桨60的高度位置。

其中，本实施例的轴套连接部42与机架轴套20活动连接，第一转动自由度的转动轴心、第二转动自由度的转动轴心及传动轴30的旋转轴心相互垂直且相交，消除传动轴30与轴套连接部42之间的力臂，从而消除了上文中竹筏推进器的起翘力矩。

在本实施例中，轴套连接部42与机架轴套20活动连接，用于为机架轴套20提供可相对竹筏固定部41转动的第一转动自由度和第二转动自由度，第一转动自由度的转动轴心、第二转动自由度的转动轴心及传动轴30的旋转轴心相互垂直且相交，可以避免了竹筏机架100的轴套连接部42与传动轴30之间力臂L的存在，从而避免了起翘力矩M的产生。

区别于现有技术的情况，本申请的竹筏机架100通过机架转接件40的轴套连接部42与机架轴套20活动连接，用于为机架轴套20提供可相对竹筏固定部41转动的第一转动自由度和第二转动自由度，第一转动自由度的转动轴心、第二转动自由度的转动轴心及传动轴30的旋转轴心相互垂直且相交，能够消除推力对竹筏机架100的起翘力矩，增强竹筏行驶过程的稳定性。

可选地，请参阅图3，轴套连接部42设有竖轴421和由竖轴421延伸出的弯曲轴422，竖轴421的一端与竹筏固定部41转动配合，用于为机架轴套20提供第一转动自由度，弯曲轴422由竖轴421远离竹筏固定部41一端延伸出，弯曲轴422远离竖轴421一端设有横向段423，横向段423与机架轴套20转动配合，用于为机架轴套20提供第二转动自由度。

弯曲轴422可以如图3所示成U字型设置，向远离机架轴套20一侧弯曲，可以避免弯曲轴422与机架本体10、机架轴套20及传动轴30之间的干涉。

在其他实施例中，弯曲轴422也可以成其他形状设置，只要能避免与机架本体10、机架轴套20及传动轴30之间发生干涉即可，在此不作限定。

轴套连接部42的竖轴421的一端与图2中的竹筏固定部41转动配合，机架本体10左右摆动时，通过控制轴套连接部42的竖轴421相对于竹筏固定部41转动，从而控制传动轴30进行左右摆动，进而调整螺旋桨60的前进方向；轴套连接部42的弯曲轴422包括第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222，第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222分别从竖轴421远离竹筏固定部41一端的两侧延伸出来，以竖轴421为中心，第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222轴对称设置，第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222远离竖轴421的一端分别设有第一横向段4231及第二横向段4232，横向段423与机架轴套20进行活动连接，机架本体10上下摆动时，通过控制横向段423相对于轴套连接部42转动，从而调整螺旋桨60的高度位置。

可选地，请参阅图4，图4是本申请竹筏机架第二实施例的结构示意图，机架轴套20的外侧壁延伸出套筒21，横向段423的一端插入套筒21远离机架轴套20的一端，并与机架轴套20可转动地配合。

机架轴套20的外侧壁分别从两侧延伸出套筒21，套筒21包括第一套筒211及第二套筒212，第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222的第一横向段4231及第二横向段4232分别插入第一套筒211及第二套筒212远离机架轴套20的一端，分别与第一套筒211及第二套筒212可转动地配合。

套筒21可以焊接于机架轴套20也可采用其他连接方式与机架轴套20进行连接，在此不作限定。

可选地，横向段423设有横向转轴孔，机架轴套20的外侧壁延伸出与横向转轴孔转动配合的横向转轴。

在其他实施例中，第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222分别从竖轴421远离竹筏固定部41一端的两侧延伸出来，以竖轴421为中心，第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222轴对称设置，第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222远离竖轴421的一端设有横向段423，横向段423与机架轴套20进行活动连接时，第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222的第一横向段4231及第二横向段4232可设置为横向转轴孔，对应地，机架轴套20的外侧壁分别从两侧延伸出与横向转轴孔转动配合的两个横向转轴，从而实现第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222与机架轴套20的活动连接。本实施例中，第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222与机架轴套20的活动连接并不局限于上述方式，也可采用其他方式实现，在此不作限定。

可选地，请参阅图2及图4，竖轴421远离弯曲轴422的一端设有竖向转轴孔，竹筏固定部41设有固定杆411，固定杆411的一端与竖向转轴孔转动配合。

轴套连接部42的竖轴421的一端与图2中的竹筏固定部41转动配合时，竖轴421远离弯曲轴422的一端可设有竖向转轴孔，对应地，在竹筏固定部41可设有固定杆411，固定杆411的一端与竖向转轴孔转动配合。

可选地，在其他实施例中，竹筏固定部41设有竹筏竖向孔，竖轴421远离弯曲轴422的一端与竹筏竖向孔转动配合。

具体地，轴套连接部42的竖轴421的一端与图2中的竹筏固定部41转动配合，竹筏固定部41的固定杆上设置竹筏竖向孔，竖轴421远离弯曲轴422的一端与竹筏竖向孔转动配合。

可选地，请参阅图5，图5是本申请竹筏机架第三实施例的结构示意图，机架轴套20的外侧壁延伸出连接架22，连接架22远离机架轴套20的一端设置支架套筒23，横向段423与支架套筒23插入机架轴套20一端，并与支架套筒23可转动地配合。

在本实施例中，机架轴套20的外侧壁还可以设置连接架22，连接架22由可由两块连接板构成，两个连接板与机架轴套20设置成三角型结构设置，远离机架轴套20的一端设置支架套筒23。在其他实施中，连接架22也可以为其他结构形式，只需满足连接机架轴套20及支架套筒23即可，在此不作限定。

如图5所示，连接架22包括第一连接架221及第二连接架222，机架轴套20的外侧壁分别从两侧延伸出第一连接架221及第二连接架222，第一连接架221及第二连接架222轴对称设置。第一连接架221及第二连接架222远离机架轴套20的一端分别设置第一支架套筒231及第二支架套筒232，第一弯曲轴4221及第二弯曲轴4222的第一横向段4231及第二横向段4232分别插入第一支架套筒231及第二支架套筒232的一端，进行可转动地配合。

连接架22的设置可以使支架套筒23与机架轴套20的连接更加紧固，使支架套筒23不易掉落。

在本实施例中，弯曲轴422为配合连接架与支架套筒23，与支架套筒23可转动地配合，可以如图5所示成Z字型设置，向远离机架轴套20一侧弯曲，可以避免弯曲轴422与机架本体10、机架轴套20及传动轴30之间的干涉。在其他实施例中，弯曲轴422也可以成其他形状设置，只要能避免与机架本体10、机架轴套20及传动轴30之间发生干涉即可，在此不作限定。

可选地，请参阅图2、图3及图6，图6是本申请竹筏推进器第一实施例的结构示意图，机架本体10设有固定连接机架轴套20外侧壁的第一转向把手70，第一转向把手70为机架轴套20提供沿第一转向自由度转动的横向转动扭矩，以及沿第二转向自由度转动的竖向转动扭矩。

第一转向把手70与机架轴套20的外侧壁固定连接，且设置于远离螺旋桨60一侧，第一转向把手70的长度方向与机架轴套20的长度方向平行。为了避免第一转向把手70与原动机50产生干涉，机架轴套20远离螺旋桨60一端设置向外延伸的第三弯曲轴24，第一转向把手70与第三弯曲轴24连接，以机架轴套20提供沿第一转向自由度转动的横向转动扭矩，以及沿第二转向自由度转动的竖向转动扭矩。

通过左右摆动第一转向把手70，第一转向把手70左右摆动通带动机架轴套20左右摆动，机架轴套20带动轴套连接部42相对于竹筏固定部41左右转动，从而为机架轴套20提供可相对竹筏固定部41转动的第一转向自由度转动的横向转动扭矩；通过上下摆动控制第一转向把手70，第一转向把手70上下摆动通带动机架轴套20上下摆动，机架轴套20相对于轴套连接部42转动，从而为机架轴套20提供第二转向自由度转动的竖向转动扭矩。

可选地，请参阅图7，图7是本申请竹筏推进器第二实施例的结构示意图，机架本体10设有固定连接机架轴套20外侧壁的支撑架80，支撑架80远离机架轴套20一端用于与原动机50固定连接。

支撑架80由若干弯管焊接形成，支撑架80的弯管在中心形成一个容置空间，原动机50的底座部分设置于容置空间内，原动机50的输出轴部分设置于容置空间之上，原动机50的输出轴与传动轴30连接，接收原动机50的转动扭矩，传动轴30的另一端与螺旋桨60连接，将原动机50的转动扭矩传输至与螺旋桨60。

可选地，请参阅图2、图3及图7，支撑架80设有远离机架轴套20延伸的第二转向把手90，第二转向把手90为机架轴套20提供沿第一转向自由度转动的横向转动扭矩，以及沿第二转向自由度转动的竖向转动扭矩。

支撑架80具有固定于机架轴套20侧壁的支撑固定端81和与支撑固定端81相对的把手固定端82，以及连接于支撑固定端81和把手固定端82之间的弯曲支撑段83。把手固定端82与支撑固定端81的相对方向平行机架轴套20的长度方向。弯曲支撑段83用于支撑固定原动机50。第二转向把手90的一端固定于把手固定端82。第二转向把手90的长度方向与机架轴套20的长度方向平行。本申请进一步提出一种竹筏推进器，请参阅图7，该竹筏推进器200包括原动机50、螺旋桨60及上述任意一项实施例的竹筏机架100，原动机50固定于所机架本体10上，并输出转动扭矩至传动轴30的一端，螺旋桨60连接于传动轴30。

可选地，原动机50为电机，竹筏推进器200还包括固定于机架本体10上的驱动器51，驱动器51与原动机50电连接，用于控制原动机50输出转动扭矩。可以理解的是，所述原动机50还可以是燃油发动机、氢燃料发动机。

可选地，竹筏推进器200还包括交互控制组件52，交互控制组件52与驱动器51电连接，交互控制组件52用于与驱动器51进行控制指令交互。

本申请进一步提出一种竹筏300，请参阅图8，图8是本申请竹筏一实施例的结构示意图，竹筏300包括上述的竹筏推进器200，竹筏300还包括竹筏本体210，竹筏本体210与竹筏固定部41固定连接，用于支撑机架转接件40。

请参阅图2、图7及图8，在竹筏300行驶的状态下，螺旋桨60下沉于水面下，螺旋桨60推动水流，水流反作用力经传动轴30、机架转接件40及机架本体10依次传递至竹筏本体210，使得竹筏本体210前进。当竹筏300需要转向时，通过控制左右摆动第二转向把手90控制机架本体10及支撑架80左右摆动，从而控制机架轴套20及传动轴30相对于竹筏固定部41转动，进而调整螺旋桨60的偏转方向，从而实现竹筏300偏航转向。当竹筏300遇浅水、或水下障碍物时，通过下压第二转向把手90，第二转向把手90带动机架轴套20相对于轴套连接部42转动，使得传动轴30、机架轴套20及螺旋桨60翘起上下调节高度，从而应对浅水、躲避障碍物等情况。

竹筏300还包括固定于竹筏本体210的储能设备220，储能设备220连接原动机50，为原动机50提供能量。储能设备220可以是锂电池、氢气燃料电池、太阳能电池等。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种竹筏机架，其特征在于，包括：

机架本体，用于与原动机固定连接；

机架轴套，与所述机架本体固定连接，所述机架轴套的外侧壁分别从两侧延伸出第一套筒及第二套筒；其中，所述第一套筒和所述第二套筒通过焊接方式与所述机架轴套固定连接；

传动轴，穿过所述机架轴套，并与所述机架轴套可转动地配合，所述传动轴一端用于接收所述原动机的转动扭矩，另一端用于与螺旋桨连接，并输出转动扭矩至所述螺旋桨；

机架转接件，设有竹筏固定部和与所述竹筏固定部相对的轴套连接部，所述轴套连接部设有竖轴和由所述竖轴延伸出的弯曲轴，所述竖轴的一端与所述竹筏固定部转动配合，用于为所述机架轴套提供第一转动自由度，所述弯曲轴包括相对间隔设置的第一弯曲轴及第二弯曲轴，所述弯曲轴远离所述竖轴一端设有横向段，所述横向段包括第一横向段及第二横向段，所述第一横向段设置于所述第一弯曲轴，所述第二横向段设置于所述第二弯曲轴，所述第一横向段及所述第二横向段分别插入所述第一套筒及所述第二套筒远离所述机架轴套的一端，分别与所述第一套筒及所述第二套筒可转动地配合，用于为所述机架轴套提供第二转动自由度；

所述第一转动自由度的转动轴心、第二转动自由度的转动轴心及所述传动轴的旋转轴心相互垂直且相交。

2.根据权利要求1所述的竹筏机架，其特征在于，不同于第一横向段与第二横向段分别插入第一套筒与第二套筒的设置，所述横向段设有横向转轴孔，所述机架轴套的外侧壁延伸出与所述横向转轴孔转动配合的横向转轴。

3.根据权利要求1所述的竹筏机架，其特征在于，不同于第一横向段与第二横向段分别插入第一套筒与第二套筒的设置，所述机架轴套的外侧壁延伸出连接架，所述连接架远离所述机架轴套的一端设置支架套筒，所述横向段插入所述支架套筒，并与所述支架套筒可转动地配合。

4.根据权利要求1所述的竹筏机架，其特征在于，所述竖轴远离所述弯曲轴的一端设有竖向转轴孔，所述竹筏固定部设有固定杆，所述固定杆的一端与所述竖向转轴孔转动配合。

5.根据权利要求1所述的竹筏机架，其特征在于，所述竹筏固定部设有竹筏竖向孔，所述竖轴远离所述弯曲轴的一端与所述竹筏竖向孔转动配合。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的竹筏机架，其特征在于，所述机架本体设有固定连接所述机架轴套外侧壁的第一转向把手，所述第一转向把手为所述机架轴套提供沿所述第一转动自由度转动的横向转动扭矩，以及沿所述第二转动自由度转动的竖向转动扭矩。

7.根据权利要求1所述的竹筏机架，其特征在于，所述机架本体设有固定连接所述机架轴套外侧壁的支撑架，所述支撑架远离所述机架轴套一端用于与所述原动机固定连接。

8.根据权利要求7所述的竹筏机架，其特征在于，所述支撑架设有远离所述机架轴套延伸的第二转向把手，所述第二转向把手为所述机架轴套提供沿所述第一转动自由度转动的横向转动扭矩，以及沿所述第二转动自由度转动的竖向转动扭矩。

9.一种竹筏推进器，其特征在于，所述竹筏推进器包括原动机、螺旋桨及权利要求1-5任意一项所述的竹筏机架，所述原动机固定于所述机架本体上，并输出转动扭矩至所述传动轴的一端，所述螺旋桨连接于所述传动轴。

10.根据权利要求9所述的竹筏推进器，其特征在于，所述原动机为电机，所述竹筏推进器还包括固定于所述机架本体上的驱动器，所述驱动器与所述原动机电连接，用于控制所述原动机输出转动扭矩。

11.根据权利要求10所述的竹筏推进器，其特征在于，所述竹筏推进器还包括交互控制组件，所述交互控制组件与所述驱动器电连接，所述交互控制组件用于与所述驱动器进行控制指令交互。

12.一种竹筏，其特征在于，所述竹筏包括权利要求9～11任意一项所述的竹筏推进器，所述竹筏还包括竹筏本体，所述竹筏本体与所述竹筏固定部固定连接，用于支撑所述机架转接件。

13.根据权利要求12所述的竹筏，其特征在于，所述竹筏还包括固定于竹筏本体的储能设备，所述储能设备为所述原动机提供能量。