CN116062144A - 推进装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种推进装置，属于水下推进器领域，推进装置包括：转轮、叶片、导向件和驱动件，其中，转轮的外周壁沿转轮的周向间隔开设有多个滑槽；叶片的数量与各滑槽相同且一一对应设置；叶片滑动于对应的滑槽内；导向件包括依次连接的输入段、抵接段与输出段，输出段和输入段分别设置于抵接段的两端；抵接段呈圆弧形且开口向下并且与转轮同轴设置；输出段呈圆弧形，且输出段的开口朝向转轮；输入段、抵接段与输出段的内壁用于与叶片抵接；驱动件用于带动转轮转动。

Description

推进装置

技术领域

本发明属于水下推进器技术领域，尤其涉及一种推进装置。

背景技术

以水下潜航器为代表的水下观测和探测装备是进行海洋科学研究的重要利器，世界各大海洋强国都纷纷加快高端海洋装备的研发。水下推进器是水下潜航器的动力推进装置，是重要核心部件。

目前的推进器推进方式是以螺旋桨推进为主。而螺旋桨推进方式效率较低，对于携带有限能源的水下航行器来说是个急需改进的关键技术。

发明内容

针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种推进装置，驱动件带动转轮转动时，当叶片从输出段输出时，叶片在重力以及离心力的作用下伸出，并随着转轮的转动推动水流，当叶片旋转到输入段时与输入段接触并进入滑槽内。减少叶片向反方向推动水流的流量，能够高效的推动水下航行器。

本发明解决了现有技术中存在的推进效率低的问题。

本发明提供一种推进装置，包括：

转轮，所述转轮的外周壁沿所述转轮的周向间隔开设有多个滑槽；

叶片，所述叶片的数量与各所述滑槽相同且一一对应设置；所述叶片滑动于对应的所述滑槽内；

导向件，所述导向件包括依次连接的输入段、抵接段与输出段，所述输出段和所述输入段分别设置于所述抵接段的两端；所述抵接段呈圆弧形且开口向下并且与所述转轮同轴设置；所述输出段呈圆弧形，且所述输出段的开口朝向所述转轮；所述输入段、所述抵接段与所述输出段的内壁用于与所述叶片抵接；

驱动件，所述驱动件用于带动所述转轮转动。

在技术方案中，当叶片旋转至下方时，叶片没有受到导向件的约束，可在离心力以及重力的作用下伸出，拨动水流的同时提供向前的推动力。当叶片组件旋转至上部时，叶片抵接导向件并进入滑槽，降低向后推进力。前后推进力差值即为推进装置的总推进力。

在其中一些实施例中，所述导向件的内壁开设有导向槽，所述导向槽贯通所述输入段和所述输出段远离所述抵接段的一端；各所述叶片伸出所述滑槽的一端设置有滚轮，所述滚轮用于抵接并滚动于所述导向槽内。

在技术方案中，各个叶片通过滚轮与导向件的导向槽抵接，通过滚轮避免叶片直接与导向件摩擦，降低叶片的阻力，使叶片能够稳定的进入滑槽内，提高结构运行的稳定性。

在其中一些实施例中，叶片远离所述转轮的一端开设有放置槽，所述放置槽的槽壁设置有转轴，所述滚轮套设并转动连接于所述转轴；所述放置槽内还可拆卸连接有连接块，所述连接块用于抵接转轴的端部。

在技术方案中，当需要更换滚轮时，取下连接块，将滚轮从转轴上拆卸或安装，能够实现滚轮的拆卸，方便人工更换或维护。

在其中一些实施例中，所述转轮包括轮体和两个端板，所述滑槽贯通所述转轮轴向的两端；两个所述端板分别设置于所述轮体的两端且封闭所述滑槽的两侧。

在技术方案中，取下任意一侧的端板，即可将全部的叶片从转轮的各个滑槽中取出，方便人工拆卸或更换。

在其中一些实施例中，所述叶片位于所述滑槽的一端的两侧分别设置有限位块；各所述端板上均开设有数量与所述滑槽数量相同的限位槽，且各所述限位槽与对应的所述滑槽连通；所述限位块分别滑动连接于对应的所述限位槽内。

在技术方案中，叶片在滑槽中滑动时，叶片上的限位块在各自的限位槽中滑动，避免叶片脱离滑槽，提高结构稳定性。

在其中一些实施例中，所述轮体上贯通有多个减重槽，各所述减重槽内设置有浮块，所述端板用于封闭所述减重槽的两端。

在技术方案中，通过减重槽减少转轮的整体重量。并且通过浮块能够提高整体的浮力以及承载的重量，提高装置搭载的友好性。

在其中一些实施例中，所述减重槽的数量与所述滑槽的数量相同，且所述减重槽与所述滑槽围绕所述转轮的轴线交错设置。

在技术方案中，减重槽和滑槽的分配更加合理，并且不破坏转轮整体的结构平衡，保证结构强度。

在其中一些实施例中，所述导向件上贯通有通孔。

在技术方案中，在运行时，通过通孔用以水流的导入导出，同时减小迎流面积，降低航行阻力。

在其中一些实施例中，所述导向件上设置有固定架，所述固定架连接所述输入段、所述抵接段与所述输出段；所述固定架设置于所述转轮的一侧。

在技术方案中，通过固定架提高整体的结构强度。

在其中一些实施例中，所述驱动件设置于所述固定架，所述驱动件的输出轴与所述转轮键连接。

基于上述技术方案，本发明实施例中，当叶片旋转至下方时，叶片没有受到导向件的约束，可在离心力以及重力的作用下伸出，拨动水流的同时提供向前的推动力。当叶片组件旋转至上部时，叶片抵接导向件并进入滑槽，降低向后推进力。前后推进力差值即为推进装置的总推进力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明推进装置一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明推进装置一个实施例的爆炸示意图；

图3为本发明推进装置一个实施例的局部爆炸示意图；

图4为本发明推进装置一个实施例的主视图；

图5为本发明推进装置一个实施例的剖视图；

图6为本发明推进装置一个实施例的侧视图。

图中：

100、转轮；101、轮体；102、滑槽；103、端板；104、限位槽；200、驱动件；300、导向件；301、输入段；302、抵接段；303、过渡段；304、输出段；400、叶片；500、滚轮；600、连接块；700、浮块；800、通孔；900、固定架；110、导向槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照全部附图，在本发明推进装置的一个示意性实施例中，该推进装置包括：转轮100、叶片400、导向件300和驱动件200，其中，转轮100的外周壁沿转轮100的周向间隔开设有多个滑槽102；叶片400的数量与各滑槽102相同且一一对应设置；叶片400滑动于对应的滑槽102内；导向件300包括依次连接的输入段301、抵接段302与输出段304，输出段304和输入段301分别设置于抵接段302的两端；抵接段302呈圆弧形且开口向下并且与转轮100同轴设置；输出段304呈圆弧形，且输出段304的开口朝向转轮100；输入段301与抵接段302相切；输出段304与抵接段302相切。输入段301、抵接段302与输出段304的内壁用于与叶片400抵接；驱动件200用于带动转轮100转动。

通过上述方案，当叶片400旋转至下方时，叶片400没有受到导向件300的约束，可在离心力以及重力的作用下伸出，拨动水流的同时提供向前的推动力。当叶片400组件旋转至上部时，叶片400抵接导向件300并进入滑槽102，降低向后推进力。前后推进力差值即为推进装置的总推进力。

在一些实施例中，水下潜航器的两侧对称设置有推进装置，两个推进装置推动潜航器前进。并且，通过两个推进装置中两个驱动件200的差速，实现两个推进装置中转轮100的转速不同，实现潜航器的转弯，其不需要单独设置有转向舵，节约成本。本发明中，当驱动件200反转即可实现转轮100的反转，转轮100带动叶片400从输入段301输出，叶片400在重力和离心力的作用下伸出至最大长度。叶片400上的滚轮500接触输出段304靠近转轮100一侧的滑槽102，并在转轮100的带动以及输出段304的弧度作用下，叶片400逐渐缩入对应的滑槽102，叶片400实现向反方向推进的效果。因此推进器上的两个推进装置可以分别正反转，实现原地掉头，即坦克掉头。在狭窄的水域或特殊情况提供极强的通过性，提高潜航器的性能。值得注意的是，不与导向件300接触的叶片400在转动时，该叶片400上的滚轮500均不会与输入段301和输出段304远离抵接段302的一端产生干涉接触。滚轮500会逐渐靠近滑槽102并抵接且转动于滑槽102中。

请参照全部附图，在一些实施例中，输入段301为直板，输入段301与抵接段302相切，输入段301自上而下向远离输出段304的方向倾斜。输出段304的半径小于抵接段302的半径，输出段304与抵接段302之间还连接有过渡段303。过渡段303也为圆弧形，过渡段303的两端分别与输出段304和抵接段302相切，过渡段303自上而下向远离转轮100的方向倾斜。随着转轮100的转动，叶片400接触输入段301并被推动进入滑槽102，叶片400移动至抵接段302时，叶片400在抵接段302的作用下完全位于滑槽102内，避免其推动水流至反方向。叶片400经过抵接段302移动至过渡段303时，叶片400逐渐从滑槽102内伸出，叶片400直至输出段304时叶片400伸出至最长状态，并在输出段304导向下转动。叶片400的伸缩过程完全通过导向槽110导向，提高叶片400伸缩的稳定，并且通过该方式能够最大限度的提高叶片400推动水流的效率。

请参照全部附图，在一实施例中，导向件300的内壁开设有导向槽110，导向槽110贯通输入段301和输出段304远离抵接段302的一端；各叶片400伸出滑槽102的一端设置有滚轮500，滚轮500用于抵接并滚动于导向槽110内。各个叶片400通过滚轮500与导向件300的导向槽110抵接，通过滚轮500避免叶片400直接与导向件300摩擦，降低叶片400的阻力，使叶片400能够稳定的进入滑槽102内，提高结构运行的稳定性。

在一些实施例中，导向槽110开设于导向件300上的输入段301、抵接段302、过渡段303和输出段304。每个叶片400的端部均设置有滚轮500，转轮100转动时，叶片400上的滚轮500通过输入段301进入滑槽102，通过输出段304输出。

在一些实施例中，滚轮500为轴承，其结构简单且为标准件，方便采购。同时，轴承的摩擦力小，能够进一步减少摩擦力，提高运行的稳定性。

在一些实施例中，滚轮500为橡胶或金属材质。

请参照全部附图，在一些实施例中，滚轮500的长度略小于导向槽110的宽度，减少滚轮500端部与导向槽110的槽壁摩擦。叶片400移动时通过滚轮500在导向槽110内的引导，保证叶片400的运动轨迹，提高运行稳定性。

在一实施例中，叶片400远离转轮100的一端开设有放置槽，放置槽的槽壁设置有转轴，滚轮500套设并转动连接于转轴；放置槽内还可拆卸连接有连接块600，连接块600用于抵接转轴的端部。当需要更换滚轮500时，取下连接块600，将滚轮500从转轴上拆卸或安装，能够实现滚轮500的拆卸，方便人工更换或维护。

在一些实施例中，放置槽贯通叶片400的厚度方向，滚轮500的轴向与叶片400的宽度方向相同。

在一实施例中，转轮100包括轮体101和两个端板103，滑槽102贯通转轮100轴向的两端；两个端板103分别设置于轮体101的两端且封闭滑槽102的两侧。取下任意一侧的端板103，即可将全部的叶片400从转轮100的各个滑槽102中取出，方便人工拆卸或更换。

在一实施例中，滑槽102的宽度方向与转轮100的轴向相同。叶片400的宽度与滑槽102的宽度相同，尽可能的扩大叶片400宽度，提高叶片400的推水量以提高推力。

在一实施例中，各个滑槽102的形状相同，且各叶片400的形状相同。且多个滑槽102围绕转轮100的轴向间隔均匀设置。保证转轮100转动时各个叶片400的间距，推进装置的输出连续且稳定。

请参照全部附图，在一实施例中，各滑槽102内设置有磁铁，叶片400为金属材质或设置于滑槽102内的一端设置有金属件。当叶片400被输入段301导向靠近滑槽102时，叶片400进入磁铁的吸附范围并被磁铁吸附，保证叶片400在滑槽102内，此时滚轮500与导向槽110的槽底具有轻微间隙，进一步减少摩擦。当滚轮500移动至过渡段303和输出段304时，在离心力和重力的作用下叶片400伸出滑槽102，叶片400脱离磁铁的吸附范围。

在一实施例中，叶片400设置于滑槽102内的一端设置有磁石，磁铁与磁石的磁极相同，因此相互排斥。当滚轮500移动至过渡段303和输出段304时，在磁铁和磁石的作用下推动叶片400从滑槽102伸出，避免出现叶片400无法伸出的情况，提高结构运行的稳定性。

在一实施例中，叶片400与滑槽102的槽底直接设置有压缩弹簧，当滚轮500移动至过渡段303和输出段304时，在压缩弹簧作用下推动叶片400从滑槽102伸出。避免出现叶片400无法伸出的情况，提高结构运行的稳定性。叶片400伸出至最大长度，转轮100继续转动以带动伸出的叶片400移动，叶片400上的滚轮500接触输入段301靠近转轮100一侧的滑槽102，在转轮100的带动以及输入段301角度的配合下，滚轮500推动对应的叶片400伸入滑槽102中，完成叶片400的输入。值得注意的是，本申请中磁石的磁力根据需求进行选择，磁石不会影响推进装置的运行。

在另一个实施例中，导向件300上设置有磁铁，叶片400伸出滑槽102的一端设置有磁石。当叶片400移动至导向件300时，磁铁与磁石磁极相同，相互排斥，叶片400进入滑槽102内。并且叶片400在通过输出段304输出时，磁石被导向件300上的磁铁排斥推动叶片400从滑槽102内输出。仅通过磁铁与磁石的设置，以及叶片400移动时带动磁石与磁铁的位置关系，实现对叶片400进入滑槽102和输出滑槽102的辅助。

在一些实施例中，连接块600为磁石，不需要单独设置磁石，结构简单且节约成本。

请参照全部附图，在一实施例中，叶片400位于滑槽102的一端的两侧分别设置有限位块；各端板103上均开设有数量与滑槽102数量相同的限位槽104，且各限位槽104与对应的滑槽102连通；限位块分别滑动连接于对应的限位槽104内。叶片400在滑槽102中滑动时，叶片400上的限位块在各自的限位槽104中滑动，避免叶片400脱离滑槽102，提高结构稳定性。

进一步地，限位块为矩形块，限位槽104为矩形槽，且限位槽104的长度方向与滑槽102的长度方向相同。

在一些实施例中，端板103的周壁上开设有数量与各限位槽104相同的减压槽。减压槽与各限位槽104连通。当限位块在限位槽104内滑动时，内部的水或空气通过减压槽流出或进入限位槽104内，保证叶片400能够稳定的在滑槽102内伸缩。

在一实施例中，端板103通过螺丝或螺丝与轮体101连接。

请参照全部附图，在一实施例中，轮体101上贯通有多个减重槽，各减重槽内设置有浮块700，端板103用于封闭减重槽的两端。通过减重槽减少转轮100的整体重量。并且通过浮块700能够提高整体的浮力以及承载的重量，提高装置搭载的友好性。

进一步地，各减重槽的形状与大小相同，各浮块700的大小相同。其提供的浮力均匀且稳定。

在一些实施例中，浮块700内部为中空设置，且浮块700内设置有沙子。转轮100转动时通过沙子的惯性辅助推动转轮100转动，节约功耗。

在一实施例中，减重槽的数量与滑槽102的数量相同，且减重槽与滑槽102围绕转轮100的轴线交错设置。减重槽和滑槽102的分配更加合理，并且不破坏转轮100整体的结构平衡，保证结构强度。

请参照全部附图，在一实施例中，导向件300上贯通有通孔800。在运行时，通过通孔800用以水流的导入导出，同时减小迎流面积，降低航行阻力。

在一实施例中，导向件300上设置有固定架900，固定架900连接输入段301、抵接段302与输出段304；固定架900设置于转轮100的一侧。通过固定架900提高整体的结构强度。

在一些实施例中，导向件300的两侧均设置有固定架900。

在一实施例中，驱动件200设置于固定架900，驱动件200的输出轴与转轮100键连接。

通过对本发明推进装置的多个实施例的说明，可以看到本发明推进装置实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、当叶片400旋转至下方时，叶片400没有受到导向件300的约束，可在离心力以及重力的作用下伸出，拨动水流的同时提供向前的推动力。当叶片400组件旋转至上部时，叶片400抵接导向件300并进入滑槽102，降低向后推进力。前后推进力差值即为推进装置的总推进力；

2、当叶片400移动至导向件300时，磁铁与磁石磁极相同，相互排斥，叶片400进入滑槽102内。并且叶片400在通过输出段304输出时，磁石被导向件300上的磁铁排斥推动叶片400从滑槽102内输出。仅通过磁铁与磁石的设置，以及叶片400移动时带动磁石与磁铁的位置关系，实现对叶片400进入滑槽102和输出滑槽102的辅助。

最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种推进装置，其特征在于，包括：

转轮，所述转轮的外周壁沿所述转轮的周向间隔开设有多个滑槽；

叶片，所述叶片的数量与各所述滑槽相同且一一对应设置；所述叶片滑动于对应的所述滑槽内；

导向件，所述导向件包括依次连接的输入段、抵接段与输出段，所述输出段和所述输入段分别设置于所述抵接段的两端；所述抵接段呈圆弧形且开口向下并且与所述转轮同轴设置；所述输出段呈圆弧形，且所述输出段的开口朝向所述转轮；所述输入段、所述抵接段与所述输出段的内壁用于与所述叶片抵接；

驱动件，所述驱动件用于带动所述转轮转动。

2.根据权利要求1所述的推进装置，其特征在于，所述导向件的内壁开设有导向槽，所述导向槽贯通所述输入段和所述输出段远离所述抵接段的一端；各所述叶片伸出所述滑槽的一端设置有滚轮，所述滚轮用于抵接并滚动于所述导向槽内。

3.根据权利要求2所述的推进装置，其特征在于，叶片远离所述转轮的一端开设有放置槽，所述放置槽的槽壁设置有转轴，所述滚轮套设并转动连接于所述转轴；所述放置槽内还可拆卸连接有连接块，所述连接块用于抵接转轴的端部。

4.根据权利要求1所述的推进装置，其特征在于，所述转轮包括轮体和两个端板，所述滑槽贯通所述转轮轴向的两端；两个所述端板分别设置于所述轮体的两端且封闭所述滑槽的两侧。

5.根据权利要求4所述的推进装置，其特征在于，所述叶片位于所述滑槽的一端的两侧分别设置有限位块；各所述端板上均开设有数量与所述滑槽数量相同的限位槽，且各所述限位槽与对应的所述滑槽连通；所述限位块分别滑动连接于对应的所述限位槽内。

6.根据权利要求4所述的推进装置，其特征在于，所述轮体上贯通有多个减重槽，各所述减重槽内设置有浮块，所述端板用于封闭所述减重槽的两端。

7.根据权利要求6所述的推进装置，其特征在于，所述减重槽的数量与所述滑槽的数量相同，且所述减重槽与所述滑槽围绕所述转轮的轴线交错设置。

8.根据权利要求1~7中任意一项所述的推进装置，其特征在于，所述导向件上贯通有通孔。

9.根据权利要求1~7中任意一项所述的推进装置，其特征在于，所述导向件上设置有固定架，所述固定架连接所述输入段、所述抵接段与所述输出段；所述固定架设置于所述转轮的一侧。

10.根据权利要求9所述的推进装置，其特征在于，所述驱动件设置于所述固定架，所述驱动件的输出轴与所述转轮键连接。

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