CN115107978A - 伸缩装置、推进器以及船舶 - Google Patents

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CN115107978A CN202210912082.1A CN202210912082A CN115107978A CN 115107978 A CN115107978 A CN 115107978A CN 202210912082 A CN202210912082 A CN 202210912082A CN 115107978 A CN115107978 A CN 115107978A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
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    • B63H20/10Means enabling trim or tilt, or lifting of the propulsion element when an obstruction is hit; Control of trim or tilt
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters

Abstract

本申请实施例提供一种伸缩装置、推进器以及船舶。其中,伸缩装置包括:伸缩机构、保护机构和动力机构,伸缩机构包括第一伸缩部和第二伸缩部,第二伸缩部与第一伸缩部连接,第二伸缩部用于输出伸缩力矩;保护机构设于第一伸缩部和第二伸缩部之间,保护机构用于在第二伸缩部受力未超过阈值时,限制第二伸缩部与第一伸缩部相对固定,在第二伸缩部受力超过阈值时,允许第一伸缩部与第二伸缩部相对位移;动力机构与第一伸缩部连接,动力机构用于驱动第一伸缩部伸缩移动。本申请的伸缩装置通过设置保护机构,保证在第二伸缩部的受力在阈值范围内时,第二伸缩部能够伸缩,在第二伸缩部的受力超过阈值范围时,吸收冲击力,避免伸缩机构损坏。

Description

伸缩装置、推进器以及船舶
技术领域
本申请涉及船舶动力领域,尤其涉及一种伸缩装置、推进器以及船舶。
背景技术
目前船舶推进器的起翘可以通过伸缩装置实现。在船舶推进器受到撞击,冲击力传递至伸缩装置上,而伸缩装置内部是由刚性结构连接,伸缩装置内部刚性结构受到冲击力作用容易损坏,而无法工作,导致起翘失效。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种防受损的伸缩装置、推进器及船舶。
本申请的实施例提供一种伸缩装置,包括:
伸缩机构,所述伸缩机构包括第一伸缩部以及第二伸缩部,所述第二伸缩部与所述第一伸缩部连接,所述第二伸缩部用于输出伸缩力矩;
保护机构,所述保护机构设置于第一伸缩部和第二伸缩部之间,所述保护机构用于在所述第二伸缩部受力未超过阈值时,限制所述第二伸缩部与第一伸缩部相对固定,而在所述第二伸缩部受力超过阈值时,允许所述第一伸缩部与第二伸缩部相对位移;
动力机构,所述动力机构与所述第一伸缩部连接,所述动力机构用于驱动所述第一伸缩部伸缩移动。
本申请的实施例提供一种推进器,包括上述的伸缩装置。
本申请的实施例提供一种推进器,包括:
伸缩装置,所述伸缩装置包括伸缩机构以及缸体,所述伸缩机构包括第一伸缩部以及第二伸缩部,所述第二伸缩部与所述第一伸缩部连接,所述第二伸缩部用于输出伸缩力矩,所述缸体设有容置腔,所述第一伸缩部以及第二伸缩部设于容置腔中;
夹具组件,所述夹具组件用于固定连接于船舶上,所述缸体固定设置于所述夹具组件上;
推进器主体,所述推进器主体与夹具组件转动连接,所述推进器主体用于提供推进力,所述推进器主体与所述第二伸缩部固定连接;
在所述第二伸缩部受力未超过阈值时,所述第一伸缩部与第二伸缩部相对固定,所述第一伸缩部带动所述第二伸缩部沿容置腔伸出或缩回,带动所述推进器主体绕所述夹具组件转动,以使所述推进器主体在起翘状态和推进状态中切换;在所述第二伸缩部受力超过阈值时,所述第一伸缩部与第二伸缩部相对滑动以缓冲第二伸缩部的受力。
本申请的实施例提供一种船舶,其中,所述船舶包括上述的推进器。
本申请的伸缩装置在第一伸缩部及第二伸缩部之间设置保护机构,保证在第二伸缩部的受力在阈值范围内时,保护机构允许第一伸缩部可带动第二伸缩部伸缩,而在第二伸缩部的受力超过阈值范围时,保护机构允许第二伸缩部相对第一伸缩部位移,实现吸收第二伸缩部对第一伸缩部的冲击力,避免第二伸缩部经第一伸缩部将冲击力传递至动力机构,防止造成伸缩装置损坏,提高安全性。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请实施例提供的伸缩装置的结构示意图。
图2为本申请另一实施例提供的伸缩装置的结构示意图。
图3为本申请另一实施例提供的伸缩装置的结构示意图。
图4为本申请另一实施例提供的伸缩装置的结构示意图。
图5为本申请实施例提供的推进器处于推进状态的结构示意图。
图6为本申请实施例提供的船舶的结构示意图。
附图标记:
伸缩装置100、伸缩机构110、第一伸缩部111、凹槽1111、丝杆组件1112、丝杆1114、螺母1115、导向块1116、第一杆件1113、腔体111a、第二伸缩部112、内腔112a、限位滑槽112b、第二杆件1121、连接件1122、连接头1123、保护机构120、滑动件121、抵持组件122、弹性件1221、连接块1222、斜面1223、动力机构130、输出轴131、联轴器132、变速组件140、第一齿轮141、第二齿轮142、第一轮143、第二轮144、传动件145、锁定机构150、第一弹性圈161、第二弹性圈162、缸体170、容置腔171、轴承172、固定头173、第一密封件181、盖板182、第二密封件183;
推进器200、夹具组件210、推进器主体220、机架221、机箱2211、支撑管2212、壳体2213、螺旋桨222;
船舶300。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、外、内等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清晰的理解,先对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
下面参照附图,对本申请的具体实施方式作进一步的详细描述。
如图1所示,本申请实施例提供一种伸缩装置100,包括伸缩机构110、保护机构120以及动力机构130。
伸缩机构110包括第一伸缩部111以及第二伸缩部112,第二伸缩部112与第一伸缩部111连接,第二伸缩部112用于输出伸缩力矩;保护机构120设置于第一伸缩部111和第二伸缩部112之间,保护机构120用于在第二伸缩部112受力未超过阈值时,限制第二伸缩部112与第一伸缩部111相对固定,而在第二伸缩部112受力超过阈值时,允许第一伸缩部111与第二伸缩部112相对位移;动力机构130与第一伸缩部111连接,动力机构130用于驱动第一伸缩部111伸缩移动。
可以理解的是,伸缩装置100常应用于船舶推进器以及汽车起翘器等,船舶推进器可以是船外机(舷外机)、船内机(舷内机)、挂桨机、拖曳马达、吊舱推进器等水上推进设备。
船舶推进器的使用状态包括推进状态或起翘状态,推进状态是指船舶推进器的螺旋桨位于水下,螺旋桨转动推进船舶移动,起翘状态是指将船舶推进器翘起。一般是在遇到障碍物的情况下需要翘起躲避障碍物或者是无需使用船舶推进器的情况下,需要翘起船舶推进器,避免船舶推进器长时间浸泡在水中,而导致船舶推进器损坏或寿命减短。
本申请的伸缩装置100应用于船外机,可以使得船外机在遭遇冲击力作用时,伸缩装置100吸收冲击力,避免船外机损毁。该冲击力可以是障碍物撞击力,也可以是浅滩冲抵力,也可以是水底生物干涉作用力。伸缩装置100吸收冲击力,主要是靠第一伸缩部111可相对第二伸缩部112滑动脱离,实现对冲击动能吸收。伸缩装置100能够维持推动船外机起翘功能,主要是靠第一伸缩部111可相对第二伸缩部112嵌合固定,从而第一伸缩部111传递起翘作用力至第二伸缩部112,第二伸缩部112可输出起翘作用力。
根据本申请实施例的伸缩装置100,伸缩装置100的动力机构130与第一伸缩部111连接,第一伸缩部111与第二伸缩部112连接,第一伸缩部111和第二伸缩部112之间设置保护机构120,第二伸缩部112与推进器200(即前述的船外机)连接后,在受到的冲击力未超过阈值时,保护机构120允许第一伸缩部111带动第二伸缩部112伸缩,通过第二伸缩部112伸缩能够实现推进器200的起翘状态和推进状态的切换(请参考图5,图5为推进状态下的推进器200,从推进状态切换成起翘状态,即推进器主体220沿图5中的方向A转动。从起翘状态恢复至推进状态,即推进器主体220沿图4中的方向A的反方向转动)。在受到的冲击力超过阈值时,保护机构120使得第一伸缩部111和第二伸缩部112相对位移,吸收第二伸缩部112对第一伸缩部111的冲击力,避免第二伸缩部112进第一伸缩部111将冲击力传递至动力机构130,防止伸缩装置100损坏,提高安全性。
其中,第二伸缩部112的受力阈值可根据第二伸缩部112的形状重量、推进器200的重量以及各部件的装配关系等等的参数进行设定。
请参考图1,保护机构120设有滑动件121,滑动件121设置于第一伸缩部111与第二伸缩部112之间。在第二伸缩部112受力未超过阈值时,滑动件121与第一伸缩部111以及第二伸缩部112嵌合,用于限定第二伸缩部112与第一伸缩部111相对固定;在第二伸缩部112受力超过阈值时,滑动件121可相对第一伸缩部111和第二伸缩部112滑动。
在本实施例中,通过滑动件121设置于第一伸缩部111与第二伸缩部112之间,滑动件121与第一伸缩部111以及第二伸缩部112嵌合,即第一伸缩部111以及第二伸缩部112在滑动件121的嵌合作用力下能够相对固定。此时,若动力机构130的驱动力作用于第一伸缩部111,第一伸缩部111可带动第二伸缩部112共同伸缩移动,最终实现第二伸缩部112对外输出伸缩力矩。
当第二伸缩部112的受力超过阈值时,即第二伸缩部112所承受的冲击力超过伸缩装置100的安全极限内应力。可以理解的是,阈值为根据伸缩装置100的安全受力极限设定的安全受力范围值。当第二伸缩部112受力超过阈值,则认为伸缩装置100所承受的作用力超出安全受力范围,伸缩装置100在超出安全受力范围的刚性内应力作用下容易造成损坏。由于本申请的滑动件121可以在第二伸缩部112受力超过阈值时,改变与第一伸缩部111和第二伸缩部112的配合关系,允许第二伸缩部112可相对第一伸缩部111移动,滑动件121不再与第一伸缩部111以及第二伸缩部112之间嵌合,使得第一伸缩部111与第二伸缩部112之间可相对位移。第一伸缩部111相对第二伸缩部112位移的状态下,则第二伸缩部112可马上泄下超过阈值的作用力,从而伸缩装置100所受刚性内应力会立马减小,保证了伸缩装置100的安全性,即保护机构120允许了第二伸缩部112相对第一伸缩部111缓冲,实现了伸缩装置100的冲击保护。
本实施方式中,第一伸缩部111具有外周侧壁,外周侧壁设有凹槽1111。
本实施方式中,第二伸缩部112具有内周侧壁,内周侧壁形成内腔112a,内腔112a供第一伸缩部111伸入,第二伸缩部112在内周侧壁设有限位滑槽112b。第二伸缩部112套设在第一伸缩部111上。
本实施方式中,滑动件121在第二伸缩部112的受力未超过阈值状态,滑动件121与第一伸缩部111的凹槽1111嵌合,滑动件121位于限位滑槽112b内,且滑动件121固定在限位滑槽112b内,使第一伸缩部111和第二伸缩部112相对固定。滑动件121在第二伸缩部112的受力超过阈值状态下,第二伸缩部112存在相对第一伸缩部111滑动拉伸的运动,并且第二伸缩部112带动滑动件121朝凹槽1111外运动,同时由于第一伸缩部111的外周侧壁对滑动件121的限制挤压,使得滑动件121相对第二伸缩部112的限位滑槽112b内收缩滑动,最终滑动件121脱离凹槽1111,滑动件121解除了第一伸缩部111与第二伸缩部112的相对固定状态,使得第一伸缩部111与第二伸缩部112可相对移动。在本实施方式中,滑动件121为滚珠。
在其他实施方式中,滑动件121与第一伸缩部111固定,滑动件121可与第二伸缩部112嵌合或者滑动配合。请参考图4,在本实施方式中,滑动件121具有弹性。第二伸缩部112的内周侧壁上设置凹槽。当第二伸缩部112的受力未超过阈值时,滑动件121与第二伸缩部112的内周侧壁的凹槽嵌合。当第二伸缩部112的受力超过阈值时,第二伸缩部112受到冲击力,滑动件121被挤压,滑出凹槽,滑动件121与第二伸缩部112滑动配合,使得第一伸缩部111与第二伸缩部112可相对滑动。
可以理解的是,基于图4所示实施例的一种替换形式,滑动件121与第二伸缩部112固定,滑动件121可与第一伸缩部111嵌合或者滑动配合。当受力超过阈值时,滑动件121与第一伸缩部111滑动配合。当受力未超过阈值时,滑动件121与第一伸缩部111嵌合。
请参考图1,保护机构120还包括抵持组件122,抵持组件122连接于滑动件121与第二伸缩部112,用于对滑动件121提供与第一伸缩部111相嵌合的抵持力。
在本实施例中,抵持组件122包括弹性件1221以及连接块1222,弹性件1221的一端与第二伸缩部112连接,弹性件1221的另一端与连接块1222的一端连接,连接块1222的另一端与滑动件121抵持,滑动件121在弹性件1221的作用力下抵持第一伸缩部111。
具体地,第二伸缩部112在内周侧壁设有限位滑槽112b,弹性件1221及连接块1222设置于限位滑槽112b内。弹性件1221的一端抵持与限位滑槽112b的一端内壁上,弹性件1221的另一端固定连接连接块1222。连接块1222可在限位滑槽112b内滑动。且连接块1222的一端抵持于滑动件121。限位滑槽112b对连接块1222的导滑方向与第一伸缩部111与第二伸缩部112可滑动方向平行。
更具体地,在本实施例中,伸缩装置100设置两个滑动件121和两个抵持组件122,每一滑动件121与每一抵持组件122对应连接形成一个模组。两个模组分别设置在第一伸缩部111相对的两侧,并且两个模组位于第一伸缩部111的外周侧壁和第二伸缩部112的内周侧壁之间。连接块1222为楔形块,连接块1222具有斜面1223及与斜面1223连接的端面和侧面。端面为连接块1222远离弹性件1221的一面。侧面为连接块1222靠近第一伸缩部111外周侧壁的一面。其中,在第二伸缩部112的受力未超过阈值时,连接块1222的斜面1223抵持滑动件121,连接块1222在弹性件1221作用力下,产生一个将滑动件121朝第一伸缩部111抵持的分力。滑动件121在抵持力的作用下,能够保持嵌合在第一伸缩部111的凹槽1111内,使第一伸缩部111和第二伸缩部112能够相对固定,第二伸缩部112能接收动力机构130的驱动力并输出伸缩力矩。在第二伸缩部112的受力超过阈值时,第二伸缩部112将冲击力转换为相对第一伸缩部111伸展开的运动力,使得滑动件121脱离凹槽1111,滑动件121相对第二伸缩部112的内周侧壁回退,并迫使连接块1222压缩弹性件1221,滑动件121滑动至连接块1222的端面,连接块1222的端面抵持滑动件121,连接块1222不再对滑动件121施加抵持第一伸缩部111的分力,使得第一伸缩部111可相对第二伸缩部112滑动。滑动件121失去抵持分力作用后,脱离第一伸缩部111,使得第一伸缩部111和第二伸缩部112可相对移动,第一伸缩部111对外部冲击力进行缓冲,避免伸缩装置100的结构应力超出极限负载而导致损坏。在第一伸缩部111的两侧同时设置有滑动件121和抵持组件122,使得第一伸缩部111和第二伸缩部112的相对固定和相对位移两种状态间的切换更加可靠且平稳。
可以理解的是,基于图1所示实施例的一种替换形式,第一伸缩部111套设在第二伸缩部112上,抵持组件122连接于滑动件121与第一伸缩部111,为滑动件121提供与第二伸缩部112相嵌合的抵持力。具体地,弹性件1221的一端与第一伸缩部111连接,弹性件1221的另一端与连接块1222的一端连接。连接块1222的另一端与滑动件121抵接。滑动件121在弹性件1221的作用力下抵持第二伸缩部112,实现滑动件121与第二伸缩部112嵌合。在第二伸缩部112的受力未超过阈值时,滑动件121在弹性件1221的弹性作用力下抵持于第二伸缩部112。在第二伸缩部112的受力超过阈值时,使得滑动件121脱离第二伸缩部112,迫使连接块1222压缩弹性件1221。连接块1222不再对滑动件121施加抵持第一伸缩部111的分力,使得第一伸缩部111可相对第二伸缩部112滑动。
请参考图1,动力机构130设有输出轴131,输出轴131用于输出转动扭矩。第一伸缩部111包括连接输出轴131的丝杆组件1112及连接丝杆组件1112的第一杆件1113。丝杆组件1112将转动扭矩转换为伸缩力矩,并将伸缩力矩传递至第一杆件1113。第一杆件1113与保护机构120及第二伸缩部112连接,可经保护机构120带动第二伸缩部112伸缩。
在本实施例中,动力机构130为电机,动力机构130包括电机主体和与电机主体转动连接的输出轴131。
本实施方式中,丝杆组件1112包括丝杆1114以及螺母1115。丝杆1114与输出轴131固定连接,螺母1115与丝杆1114螺纹连接,螺母1115与第一杆件1113固定连接,丝杆1114相对于第一杆件1113转动。丝杆1114与输出轴131固定连接,在动力机构130的带动下,丝杆1114转动,螺母1115与第一杆件1113固定连接,螺母1115与丝杆1114螺纹连接,能够带动第一杆件1113相对于丝杆1114上下运动,带动第二伸缩部112伸缩。第一杆件1113内设有腔体111a,螺母1115通过螺钉与第一杆件1113固定,丝杆1114伸入至第一杆件1113的腔体111a内,并在动力机构130的驱动下转动。
在本实施方式中,第一杆件1113具有外周侧壁,外周侧壁设有凹槽1111,第一杆件1113开设有腔体111a,丝杆1114可从腔体111a的开口伸入至腔体111a内。螺母1115与第一杆件1113连接并盖合第一杆件1113的腔体111a的开口。
请参考图1,丝杆组件1112还包括导向块1116。导向块1116设置于丝杆1114远离输出轴131的一端上,导向块1116与丝杆1114转动连接,导向块1116与第一杆件1113滑动连接。
具体地,丝杆1114一端与动力机构130的输出轴131固定连接,丝杆1114的另一端与导向块1116转动连接,导向块1116开设有供丝杆1114伸入的通孔,丝杆1114能够在导向块1116的通孔内转动。导向块1116位于第一杆件1113的腔体111a内,且在丝杆1114转动,第一杆件1113沿丝杆1114的轴向滑动时,导向块1116在第一杆件1113的腔体111a内滑动。通过设置导向块1116能够限制第一杆件1113的运动导向,避免在丝杆1114转动时,第一杆件1113跟随丝杆1114转动。
伸缩装置100还包括变速组件140,变速组件140与丝杆组件1112以及动力机构130连接,变速组件140用于转换转动速率。
请参考图1,在本实施例中,变速组件140包括第一齿轮141和第二齿轮142,第一齿轮141固定于输出轴131上,第二齿轮142固定于丝杆1114远离第一杆件1113的一端,第二齿轮142与第一齿轮141啮合。动力机构130的输出轴131通过第一齿轮141和第二齿轮142实现动力机构130与丝杆组件1112之间的动力传递。动力机构130的输出轴131与丝杆组件1112位于同侧,使得伸缩装置100整体体积减小,即便在安装空间较小的情况下,能够实现伸缩装置100的安装。同时,可以利用第一齿轮141和第二齿轮142进行变速,转换转动速率,在动力机构130高速转动的情况下,通过第一齿轮141和第二齿轮142之间提供的传动比,结合丝杆组件1112较高的传动精密度,使得第二伸缩部112能够使推进器主体220的起翘位置更加精准。
第一齿轮141通过花键与输出轴131固定,第二齿轮142通过花键与丝杆1114固定。可以理解的是,第一齿轮141以及第二齿轮142的固定方式还可以采用平键或其他固定方式实现固定。
具体地,在运行时,动力机构130的输出轴131转动,输出轴131带动第一齿轮141转动,第一齿轮141与第二齿轮142啮合,第一齿轮141带动第二齿轮142转动。第二齿轮142通过花键与丝杆1114固定,带动丝杆1114转动。丝杆1114与螺母1115螺纹配合,螺母1115沿丝杆1114的轴向滑动,带动第一杆件1113伸缩,继而带动第二伸缩部112伸缩以实现推进器200在推进状态和起翘状态之间切换。
请参考图2,在另一实施例中,变速组件140包括第一轮143、第二轮144以及传动件145,第一轮143固定于输出轴131上,第二轮144固定于丝杆1114远离第一杆件1113的一端,传动件145绕设于第一轮143以及第二轮144上。
其中,传动件145可以采用皮带或者链条。采用皮带传动时,第一轮143和第二轮144为皮带轮,采用皮带传动能够转换转动速率的同时,能够在一定成都上避免传动的卡死现象,皮带具有良好的弹性,在工作时传动平稳且具有缓冲减震的作用。在动力机构130和丝杆组件1112工作时若过载,皮带会在第一轮143和第二轮144上打滑,能够防止动力机构130或丝杆组件1112的内部结构被破坏,有一定的保护作用。采用链条传动时,第一轮143和第二轮144为链轮,采用链条传动可靠性高,传递功率大,过载能力强。
在另一实施例中,变速组件140包括蜗轮以及蜗杆,蜗杆与输出轴131连接,蜗杆与蜗轮啮合,蜗轮固定于丝杆1114远离第一杆件1113的一端上。通过蜗轮和蜗杆进行传动,传动速比大、扭矩大且承载能力高。
请参考图3,在另一实施例中,动力机构130的输出轴131可以通过联轴器132直接与丝杆1114连接,带动丝杆1114转动。其中,联轴器132可以采用夹壳联轴器以及凸缘联轴器等。在本实施方式中,联轴器132为凸缘联轴器,包括两个半联轴器,两个半联轴器嵌合,输出轴131与其中一个半联轴器连接,丝杆1114与另一个半联轴器连接,实现输出轴131与丝杆1114之间的转动。
请参考图1,伸缩装置100还包括锁定机构150,锁定机构150连接于丝杆1114,锁定机构150用于限制丝杆1114转动,以使第一伸缩部111停止伸缩。
其中,锁定机构150可为电磁制动器。锁定机构150包括第一电磁件、第二电磁件和制动摩擦片。当锁定机构150处于断电状态时,第一电磁件和第二电磁件可相对丝杆1114滑动,并在丝杆1114的转动方向上相对第一伸缩部111固定。通电状态下,第一电磁件和第二电池片滑动至夹持制动摩擦片,以限制丝杆1114转动。断电状态下,第一电磁件和第二电磁件滑动至与制动摩擦片分离,解除丝杆1114固定,丝杆1114可转动。丝杆1114被固定,丝杆1114固定不转动,使得螺母1115在丝杆1114的某一位置上停止移动,使得第二伸缩部112停止伸缩,能够使推进器主体220在指定的起翘角度中锁止,使推进器主体220保持在该位置不动。
在其他一些实施例中,锁定机构150连接于输出轴131上,锁定机构150用于限制输出轴131的转动,以使第一伸缩部111停止伸缩。丝杆1114也可以采用梯形丝杆,具有自锁能力,无需采用锁定机构150进行锁定。此外,锁定机构150还可以采用其他类型的制动器或其他锁定装置。
请参考图1,伸缩装置100还包括第一弹性圈161,第一弹性圈161位于第一伸缩部111与第二伸缩部112之间,且第一弹性圈161分别弹性抵接第一伸缩部111以及第二伸缩部112。第一弹性圈161套设在第一伸缩部111上,并分别与第一伸缩部111和第二伸缩部112抵接。第一弹性圈161具有一定的弹性,第一伸缩部111在动力机构130驱动下伸缩的同时带动第二伸缩部112伸缩,同时能够避免在第一伸缩部111在伸缩的过程中发生转动。
请参考图1,伸缩装置100还包括缸体170,缸体170内开设有容置腔171,保护机构120设于容置腔171内,伸缩机构110能够在动力机构130的驱动下伸出或缩回容置腔171。通过设置缸体170,用于容纳伸缩机构110、保护机构120以及动力机构130等的结构,能够保护其不受损坏,避免在海上环境中,由于盐雾等的侵蚀而损坏,保证使用寿命。
丝杆1114通过轴承172限位在缸体170的容置腔171内,且丝杆1114能够在容置腔171内转动,在本实施例中,轴承172包括两个,分别设置在丝杆1114的不同位置上。此外,还可以通过圆锥滚子轴承实现丝杆1114的限位。
请参考图1,伸缩装置100还包括第二弹性圈162,第二弹性圈162位于第二伸缩部112与缸体170之间,且第二弹性圈162弹性抵接于第二伸缩部112以及缸体170。第二弹性圈162套设在第二伸缩部112上,并分别与第二伸缩部112和缸体170抵接。第二弹性圈162具有一定的弹性,能够避免在第二伸缩部112在伸缩的过程中发生转动。
通过设置第一弹性圈161,使得第一伸缩部111与第二伸缩部112滑动配合,第二弹性圈162使得第二伸缩部112与缸体170滑动配合,限制第一伸缩部111和第二伸缩部112绕中心轴线旋转的自由度,即能够避免第一伸缩部111和第二伸缩部112在伸缩时发生转动,使得推进器200的起翘更为可靠。
请参考图1,伸缩装置100还包括第一密封件181,缸体170与第二伸缩部112间隙配合,第一密封件181设置于缸体170以及第二伸缩部112之间。第一密封件181用于密封缸体170与第二伸缩部112之间的间隙,并防止缸体170内液体泄露或外部的液体进入到容置腔171内。在应用在推进器200上时,推进器200由于长期在水中使用,外部的液体容易进入到伸缩装置100的内部,而导致伸缩装置100内部的结构受损。为避免上述问题,在缸体170和第二伸缩部112之间设置第一密封件181,用于密封缸体170与第二伸缩部112之间的间隙,能够避免外部液体进入到缸体170的容置腔171内。同样地。在伸缩装置100需要润滑油等的液体对内部的结构进行润滑,设置第一密封件181可以避免润滑油等的液体泄露,避免污染环境,或是由于泄露而导致需要频繁加入润滑油。在本实施例中,第一密封件181为油封,在缸体170的容置腔171的一侧开设有油封安装槽,第一密封件181套设在第二伸缩部112上并安装在油封安装槽内,再在第一密封件181的表面盖设盖板182,通过螺钉旋入缸体170中实现盖板182的固定,继而避免第一密封件181在第二伸缩部112轴向上移动,保证第一密封件181的可靠性。在其他的一些实施例中,第一密封件181也可以采用O型圈进行密封。
请参考图1,第二伸缩部112包括第二杆件1121以及连接件1122,第二杆件1121的一端与第一伸缩部111及保护机构120连接,连接件1122固定于第二杆件1121的另一端,连接件1122用于输出伸缩力矩。
在本实施方式中,第二杆件1121具有内周侧壁,内周侧壁形成内腔112a,内腔112a供第一伸缩部111伸入,第一伸缩部111收容于内腔112a,第二杆件1121在内周侧壁设有限位滑槽112b。连接件1122封盖内腔112a,连接件1122远离第二杆件1121的一侧设有连接头1123,连接头1123用于与推进器主体220连接。具体地,第二杆件1121的一端与第一伸缩部111以及保护机构120连接,连接件1122固定于第二杆件1121的另一端并封盖内腔112a。
第二杆件1121与连接件1122之间设置有第二密封件183,第二密封件183用于密封第二杆件1121与连接件1122之间的间隙,以防止外部的液体经第二杆件1121与连接件1122之间的间隙进入内腔112a。由于第二杆件1121与连接件1122之间存在间隙,为了避免外部液体进入内腔112a,而导致内部机械结构的损坏,因此在第二杆件1121和连接件1122之间的间隙设置第二密封件183,在本实施例中,第二密封件183为O型圈,O型圈套设在连接件1122上,并弹性抵接第二杆件1121和连接件1122,达到密封的作用。可以理解的是,除O型圈外,还可以根据需要和实际应用场景选择合适的密封件或密封件的材质。
本申请实施例还提供一种推进器200,包括上述的伸缩装置100。
请参考图5和图6,并以图1中的伸缩装置100实施例进行说明。具体地,推进器200包括伸缩装置100、夹具组件210以及推进器主体220。
伸缩装置100包括伸缩机构110以及缸体170。伸缩机构110包括第一伸缩部111以及第二伸缩部112,第二伸缩部112与第一伸缩部111连接,第二伸缩部112用于输出伸缩力矩。缸体170设有容置腔171,第一伸缩部111以及第二伸缩部112设于容置腔171中。夹具组件210用于固定连接于船舶300上,缸体170设置于夹具组件210上。推进器主体220与夹具组件210转动连接,推进器主体220用于提供推进力,推进器主体220与第二伸缩部112固定连接。
在第二伸缩部112受力未超过阈值时,第一伸缩部111与第二伸缩部112相对固定,第一伸缩部111带动第二伸缩部112沿容置腔171伸出或缩回,带动推进器主体220绕夹具组件210转动,以使推进器主体220在起翘状态和推进状态中切换;在第二伸缩部112受力超过阈值时,第一伸缩部111与第二伸缩部112相对滑动以缓冲第二伸缩部112的受力。
在本实施方式中,缸体170远离第二伸缩部112的一侧设置有固定头173,通过固定头173实现缸体170与夹具组件210的连接。第二伸缩部112套设在第一伸缩部111上,第二伸缩部112的连接件1122的连接头1123与推进器主体220连接,实现推进器主体220在起翘状态和推进状态之间切换。
请参考图1,伸缩装置100还包括动力机构130,动力机构130与第一伸缩部111连接,动力机构130用于驱动第一伸缩部111以带动第二伸缩部112沿容置腔171伸出或缩回。
请参考图5,推进器主体220包括机架221、电机以及螺旋桨222,机架221与夹具组件210转动连接,且机架221与第二伸缩部112固定连接,电机设置于机架221上,电机与螺旋桨222连接,并驱动螺旋桨222转动以提供推进力。
其中,机架221包括机箱2211、支撑管2212以及壳体2213,机箱2211与支撑管2212的一端连接,支撑管2212的另一端与壳体2213连接。推进器主体220还包括驱动器。其中机箱2211在推进器主体220运行时位于水上,支撑管2212部分位于水上,部分位于水下,壳体2213位于水下。驱动器用于驱动电机以设定的参数运行,电机的电机轴与螺旋桨222连接,用于驱动螺旋桨222转动以推动船舶300移动。驱动器以及电机可以均设置于机箱2211内,也可以均设置于壳体2213内,还可以其中一者设置于机箱2211内,另一者设置于壳体2213内。
当驱动器位于机箱2211内,电机位于壳体2213内时,驱动器通过导线穿过支撑管2212后与电机连接,电机的电机轴伸出壳体2213后与螺旋桨222连接。
当驱动器位于壳体2213内,电机位于机箱2211内时,驱动器通过导线穿过支撑管2212后与电机连接,电机的电机轴与传动轴连接,传动轴穿过支撑管2212后与螺旋桨222连接。
当驱动器和电机均位于机箱2211内时,驱动器和电机通过导线连接,电机的电机轴与传动轴连接,传动轴穿过支撑管2212后与螺旋桨222连接。
当驱动器和电机均位于壳体2213内时,驱动器和电机通过导线连接,电机的电机轴伸出壳体2213后与螺旋桨222连接。
请参考图1,伸缩装置100包括保护机构120,保护机构120设置于第一伸缩部111和第二伸缩部112之间。保护机构120用于在第二伸缩部112受力未超过阈值时,限制第二伸缩部112与第一伸缩部111相对固定;在第二伸缩部112受力超过阈值时,使第一伸缩部111与第二伸缩部112相对滑动。
具体地,保护机构120包括滑动件121、弹性件1221以及连接块1222。第二伸缩部112套设在第一伸缩部111上,第一伸缩部111位于第二伸缩部112的内腔112a中,在第一伸缩部111的外周侧壁开设有凹槽1111,弹性件1221的一端与第二伸缩部112的内周侧壁的一端连接,弹性件1221的另一端与连接块1222连接,连接块1222抵持滑动件121。在第二伸缩部112的受力未超过阈值时,在弹性件1221的作用力下,使得连接块1222产生一个将滑动件121朝第一伸缩部111抵持的分力,在抵持力的作用下,使得滑动件121能够保持嵌合在第一伸缩部111的凹槽1111内,使得第一伸缩部111和第二伸缩部112能够相对固定,并在动力机构130的驱动下伸缩运动。当第二伸缩部112伸出时,带动推进器主体220相对于夹具组件210转动(转动方向远离夹具组件210,即图5中的方向A),使得推进器主体220从推进状态转换至起翘状态,并通过锁定机构150使得推进器主体220保持在该起翘位置上,根据第二伸缩部112的伸出程度,推进器主体220能够形成不同角度的起翘(该角度是指推进器主体220与夹具组件210之间的夹角),并保持在该起翘位置上。在第二伸缩部112的受力超过阈值时,第二伸缩部112将冲击力转换为相对第一伸缩部111伸展开的运动力,使得滑动件121脱离凹槽1111,滑动件121相对第二伸缩部112的内周侧壁回退,并迫使连接块1222压缩弹性件1221,带动连接块1222朝远离滑动件121的方向移动,连接块1222不再对滑动件121施加抵持第一伸缩部111的分力,滑动件121失去作用力后,脱离第一伸缩部111,使得第一伸缩部111和第二伸缩部112可相对移动,第一伸缩部111对外部冲击件进行缓冲,避免伸缩装置100的结构应力超出极限负载而导致损坏。而在推进器主体220的重力作用下,第二伸缩部112复位,弹性件1221拉伸,使得连接块1222对滑动件121施加抵持第一伸缩部111的分力,使滑动件121再次与凹槽1111嵌合,嵌合后,第一伸缩部111和第二伸缩部112相对固定,可再次伸缩带动推进器主体220在推进状态和起翘状态之间切换。
请参考图5和图6,本申请实施例还提供一种船舶300,包括如上所述的推进器200。
通过上述的推进器200,夹具组件210固定在船舶300上后,推进器主体220处于推进状态(如图5和图6所示),船舶300在推进器主体220的推动下,能够在水上移动,而当推进器200使用完毕需要离开水面,避免长时间浸泡在水中,或者是在推进过程中需要躲避水中的障碍物时,通过保护机构120、伸缩机构110以及动力机构130实现起翘。并且在冲击力过大,而导致第二伸缩部112的受力超过阈值时,能够使第一伸缩部111和第二伸缩部112相对移动,避免损坏伸缩机构110,保证伸缩机构110的寿命,减少更换伸缩装置100的频率,降低成本。也使得船舶300运行的安全系数更高,保证船员的人身安全。
上文中,参照附图描述了本申请的具体实施方式。但是,本领域中的普通技术人员能够理解,在不偏离本申请的精神和范围的情况下,还可以对本申请的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本申请所限定的范围内。

Claims (26)

1.一种伸缩装置,其特征在于,包括:
伸缩机构,所述伸缩机构包括第一伸缩部以及第二伸缩部,所述第二伸缩部与所述第一伸缩部连接,所述第二伸缩部用于输出伸缩力矩;
保护机构,所述保护机构设置于第一伸缩部和第二伸缩部之间,所述保护机构用于在所述第二伸缩部受力未超过阈值时,限制所述第二伸缩部与第一伸缩部相对固定,而在所述第二伸缩部受力超过阈值时,允许所述第一伸缩部与所述第二伸缩部相对位移;
动力机构,所述动力机构与所述第一伸缩部连接,所述动力机构用于驱动所述第一伸缩部伸缩移动。
2.如权利要求1所述的伸缩装置,其特征在于,所述保护机构设有滑动件,所述滑动件设置于所述第一伸缩部与第二伸缩部之间,在所述第二伸缩部受力未超过阈值时,所述滑动件与所述第一伸缩部以及第二伸缩部嵌合,用于限定所述第二伸缩部与第一伸缩部相对固定,在所述第二伸缩部受力超过阈值时,所述滑动件可相对第一伸缩部或/和第二伸缩部滑动。
3.如权利要求2所述的伸缩装置,其特征在于,所述滑动件为滚珠,所述第一伸缩部与第二伸缩部中的一者设置有与所述滑动件配合的凹槽,所述滑动件在所述第二伸缩部受力未超过阈值时,嵌设于所述凹槽,所述滑动件在所述第二伸缩部受力超过阈值时,脱离所述凹槽。
4.如权利要求2所述的伸缩装置,其特征在于,所述保护机构还包括抵持组件,所述抵持组件连接于所述滑动件与第一伸缩部,或连接于所述滑动件与第二伸缩部,用于对所述滑动件提供与所述第一伸缩部或第二伸缩部相嵌合的抵持力。
5.如权利要求4所述的伸缩装置,其特征在于,所述抵持组件包括弹性件以及连接块,所述弹性件的一端与所述第一伸缩部以及第二伸缩部中的一者连接,所述弹性件的另一端与所述连接块的一端连接,所述连接块的另一端与所述滑动件抵接,所述滑动件在所述弹性件的作用力下抵持所述第一伸缩部或第二伸缩部。
6.如权利要求1所述的伸缩装置,其特征在于,所述动力机构设有输出轴,所述输出轴用于输出转动扭矩,所述第一伸缩部包括连接所述输出轴的丝杆组件及连接所述丝杆组件的第一杆件,所述丝杆组件将转动扭矩转换为伸缩力矩,并将伸缩力矩传递至所述第一杆件,所述第一杆件与所述保护机构及第二伸缩部连接,可经所述保护机构带动所述第二伸缩部伸缩。
7.如权利要求6所述的伸缩装置,其特征在于,所述丝杆组件包括丝杆以及螺母,所述丝杆与所述输出轴固定连接,所述螺母与所述丝杆螺纹连接,所述螺母与所述第一杆件固定连接,所述丝杆相对第一杆件转动。
8.如权利要求7所述的伸缩装置,其特征在于,所述丝杆组件还包括导向块,所述导向块设置于所述丝杆远离所述输出轴的一端上,所述导向块与所述丝杆转动连接,所述导向块与所述第一杆件滑动连接。
9.如权利要求7所述的伸缩装置,其特征在于,所述伸缩装置还包括锁定机构,所述锁定机构连接于所述丝杆或所述输出轴上,所述锁定机构用于限制所述丝杆或所述输出轴转动,以使所述第一伸缩部停止伸缩。
10.如权利要求7所述的伸缩装置,其特征在于,所述伸缩装置还包括变速组件,所述变速组件与所述丝杆组件以及动力机构连接,所述变速组件用于转换转动速率。
11.如权利要求10所述的伸缩装置,其特征在于,所述变速组件包括第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮固定于所述输出轴上,所述第一齿轮与第二齿轮啮合,所述第二齿轮固定于所述丝杆远离所述第一杆件的一端。
12.如权利要求10所述的伸缩装置,其特征在于,所述变速组件包括第一轮、第二轮以及传动件,所述第一轮固定于所述输出轴上,第二轮固定于所述丝杆远离所述第一杆件的一端,所述传动件绕设于第一轮以及第二轮上。
13.如权利要求10所述的伸缩装置,其特征在于,所述变速组件包括蜗轮以及蜗杆,所述蜗杆与所述输出轴连接,所述蜗杆与蜗轮啮合,所述蜗轮固定于所述丝杆远离所述第一杆件的一端上。
14.如权利要求1所述的伸缩装置,其特征在于,所述伸缩装置还包括第一弹性圈,所述第一弹性圈位于第一伸缩部与第二伸缩部之间,且所述第一弹性圈分别弹性抵接所述第一伸缩部以及第二伸缩部。
15.如权利要求1所述的伸缩装置,其特征在于,所述伸缩装置还包括缸体,所述缸体内开设有容置腔,所述保护机构设于所述容置腔内,所述伸缩机构能够在所述动力机构的驱动下伸出或缩回所述容置腔。
16.如权利要求15所述的伸缩装置,其特征在于,所述第二伸缩部套设在所述第一伸缩部上,所述第二伸缩部与所述第一伸缩部间隙配合。
17.如权利要求16所述的伸缩装置,其特征在于,所述伸缩装置还包括第一密封件,所述缸体与所述第二伸缩部间隙配合,所述第一密封件设置于所述缸体以及第二伸缩部之间,所述第一密封件用于密封所述缸体与所述第二伸缩部之间的间隙,并防止所述缸体内液体泄露或外部的液体进入到所述容置腔内。
18.如权利要求15所述的伸缩装置,其特征在于,所述伸缩装置还包括第二弹性圈,所述第二弹性圈位于第二伸缩部与缸体之间,且所述第二弹性圈弹性抵接于所述第二伸缩部以及缸体。
19.如权利要求1所述的伸缩装置,其特征在于,所述第二伸缩部包括第二杆件以及连接件,所述第二杆件的一端与第一伸缩部及保护机构连接,所述连接件固定于所述第二杆件的另一端,所述连接件用于输出伸缩力矩。
20.如权利要求19所述的伸缩装置,其特征在于,所述第二杆件设有内腔,第一伸缩部收容于所述内腔,所述连接件封盖所述内腔,所述第二杆件与连接件之间设置有第二密封件,所述第二密封件用于密封所述第二杆件与连接件之间的间隙,以防止外部的液体经所述第二杆体与连接件之间的间隙进入所述内腔。
21.一种推进器,其特征在于,包括如权利要求1-20任一项所述的伸缩装置。
22.一种推进器,其特征在于,包括:
伸缩装置,所述伸缩装置包括伸缩机构以及缸体,所述伸缩机构包括第一伸缩部以及第二伸缩部,所述第二伸缩部与所述第一伸缩部连接,所述第二伸缩部用于输出伸缩力矩,所述缸体设有容置腔,所述第一伸缩部以及第二伸缩部设于容置腔中;
夹具组件,所述夹具组件用于固定连接于船舶上,所述缸体设置于所述夹具组件上;
推进器主体,所述推进器主体与夹具组件转动连接,所述推进器主体用于提供推进力,所述推进器主体与所述第二伸缩部固定连接;
在所述第二伸缩部受力未超过阈值时,所述第一伸缩部与第二伸缩部相对固定,所述第一伸缩部带动所述第二伸缩部沿容置腔伸出或缩回,带动所述推进器主体绕所述夹具组件转动,以使所述推进器主体在起翘状态和推进状态中切换;在所述第二伸缩部受力超过阈值时,所述第一伸缩部与第二伸缩部相对滑动以缓冲第二伸缩部的受力。
23.如权利要求22所述的推进器,其特征在于,所述伸缩装置还包括动力机构,所述动力机构与所述第一伸缩部连接,所述动力机构用于驱动所述第一伸缩部以带动所述第二伸缩部沿容置腔伸出或缩回。
24.如权利要求22所述的推进器,其特征在于,所述推进器主体包括机架、电机以及螺旋桨,所述机架与所述夹具组件转动连接,且所述机架与所述第二伸缩部固定连接,所述电机设置于所述机架上,所述电机与所述螺旋桨连接,并驱动所述螺旋桨转动以提供推进力。
25.如权利要求22所述的推进器,其特征在于,所述伸缩装置包括保护机构,所述保护机构设置于第一伸缩部和第二伸缩部之间,所述保护机构用于在所述第二伸缩部受力未超过阈值时,限制所述第二伸缩部与第一伸缩部相对固定,在所述第二伸缩部受力超过阈值时,使所述第一伸缩部与第二伸缩部相对滑动。
26.一种船舶,其特征在于,包括如权利要求22-25任一项所述的推进器。
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