CN117622451A - 海能船集成驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海能船集成驱动装置，包括相互转动连接的集能传动轴和转动套筒总成，转动套筒总成与船体转动连接；转动套筒总成一侧还转动连接有螺旋桨，集能传动轴与螺旋桨的螺旋桨转轴相联动；集能传动轴分别联动有风柱机械能输入轴、浮萍机械能输入轴；转动套筒总成还联动有船方向控制传力杆。本发明提供的海能船集成驱动装置，能将海波海风的能量集成传动，并用于海洋发电和航行，提高船舶单次航行时间，有利于船舶进行长期海上作业。

Description

海能船集成驱动装置

技术领域

本发明涉及海洋能量收集领域，尤其涉及一种海能船集成驱动装置。

背景技术

海洋中所蕴藏的丰富可再生能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能和海洋生物质能，更为广义的海洋可再生自然资源还包括海洋表面的风能、太阳能等。近年来，伴随着传统化石能源日益枯竭的紧张形势以及低碳减排的迫切提倡，世界各国对海洋可再生能源的开发愈为重视，如今，各项海洋能发电技术均得到了显著提升。

船舶利用海洋的自有能量进行航行是人类一直努力的目标，但同时利用多种海洋可再生能源的船舶还能鲜有研究，将收集到的海洋能量集成，并驱动船舶行进的研究更是少之又少。

本方案的海能船集成驱动装置需要实现以下目的：

1.能够科学地将收集到的海洋能量进行集成与传动。

2.能够将集成的部分能量用于海上生活用电，保障海上正常可持续作业。

3.集成驱动满足船舶在中低速下的适航要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种海能船集成驱动装置，能将海波海风的能量集成传动，并用于海洋发电和航行，提高船舶单次航行时间，有利于船舶进行长期海上作业。

为实现上述目的，本发明提供一种海能船集成驱动装置，包括相互转动连接的集能传动轴和转动套筒总成，转动套筒总成与船体转动连接；转动套筒总成一侧还转动连接有螺旋桨，集能传动轴与螺旋桨的螺旋桨转轴相联动；集能传动轴分别联动有风柱机械能输入轴、浮萍机械能输入轴；转动套筒总成还联动有船方向控制传力杆。

进一步的，所述集能传动轴还联动有燃料发动机机械能输入轴，燃料发动机机械能输入轴上设有滑动式传动切换机构；集能传动轴上设有第三棘轮机构，滑动式传动切换机构与第三棘轮机构相配合。

更进一步的，所述集能传动轴上设有第一棘轮机构和第二棘轮机构；还包括第一直流发电机连轴和第二直流发电机连轴；所述风柱机械能输入轴和浮萍机械能输入轴上均设有滑动式传动切换机构；风柱机械能输入轴的滑动式传动切换机构分别与第一棘轮机构和第一直流发电机连轴相配合；浮萍机械能输入轴的滑动式传动切换机构分别与第二棘轮机构和第二直流发电机连轴相配合。

更进一步的，所述滑动式传动切换机构包括相联动的电控推拉器和斜齿套筒，斜齿套筒可滑动地设置在所述风柱机械能输入轴和浮萍机械能输入轴上；斜齿套筒两端均设有第一斜齿传动轮，其中一端的第一斜齿传动轮与第一棘轮机构和第二棘轮机构相啮合，另一端的第一斜齿传动轮与第一直流发电机连轴和第二直流发电机连轴两者上的第二斜齿传动轮相啮合。

更进一步的，所述转动套筒总成包括相连接的转动套筒和安装座，转动套筒与船体转动连接；所述转动套筒上连接有第三斜齿传动轮，所述船方向控制传力杆上设有第四斜齿传动轮，第四斜齿传动轮与第三斜齿传动轮相啮合。

更进一步的，所述螺旋桨转轴的中部穿过所述安装座且两者转动连接，集能传动轴与转动套筒转动配合且集能传动轴一端伸入至安装座内，集能传动轴上设有第五斜齿传动轮，螺旋桨转轴上设有第六斜齿传动轮，第五斜齿传动轮与第六斜齿传动轮相啮合。

更进一步的，所述螺旋桨连接在螺旋桨转轴的其中一端，螺旋桨转轴的另一端连接有重力平衡钢球；所述安装座外设有整流外罩，整流外罩一端套设在重力平衡钢球外侧。

更进一步的，所述安装座包括相互扣合的上壳盖和下壳盖，上壳盖和下壳盖均与转动套筒连接；上壳盖和下壳盖内均设有轴承支座。

有益效果

与现有技术相比，本发明的海能船集成驱动装置的优点为：

1、能将收集得到的风柱机械能、浮萍机械能以及燃油发电机机械能集成到同一根集能传动轴上，驱动船舶航行，环保节能。

2、在风柱机械能输入轴和浮萍机械能输入轴的电控推拉器可以灵活改变机械能的输入状态，在驱动螺旋桨旋转或给直流发电机发电两种状态下进行切换。

3、通过集成得到的机械能不仅可以驱动船舶航行，还可以用于海上作业生活发电，保障海上航行的持续作业。

4、在需要额外补充动力源时，对燃料机械能(燃料发动机机械能输入轴)，通过控制电控推拉器推动燃料发动机机械能输入轴的斜齿套筒让其与第三棘轮机构啮合，即可让燃料发动机参与驱动螺旋桨。

5、对重球和整流罩可以让转动套筒总成的安装座阻力更小,工作更稳定。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为海能船集成驱动装置的主视局部剖视图；

图2为图1的局部放大图；

图3为转动套筒总成的右视图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例。

实施例

本发明的具体实施方式如图1至图3所示，一种海能船集成驱动装置，包括相互转动连接的集能传动轴1和转动套筒总成2，转动套筒总成2与船体转动连接。转动套筒总成2一侧还转动连接有螺旋桨3，集能传动轴1与螺旋桨3的螺旋桨转轴31相联动。集能传动轴1分别联动有风柱机械能输入轴41、浮萍机械能输入轴61。转动套筒总成2还联动有船方向控制传力杆9。

集能传动轴1还联动有燃料发动机机械能输入轴8，燃料发动机机械能输入轴8上设有滑动式传动切换机构7。集能传动轴1上设有第三棘轮机构15，滑动式传动切换机构7与第三棘轮机构15相配合。

本实施例中，集能传动轴1和转动套筒总成2均竖直布置，集能传动轴1上段和转动套筒总成2均通过支座轴承与船体转动连接。风柱机械能输入轴41、浮萍机械能输入轴61、燃料发动机机械能输入轴8均水平布置。

集能传动轴1上设有第一棘轮机构13和第二棘轮机构14。还包括第一直流发电机连轴51和第二直流发电机连轴52。风柱机械能输入轴41和浮萍机械能输入轴61上均设有滑动式传动切换机构7。风柱机械能输入轴41的滑动式传动切换机构7分别与第一棘轮机构13和第一直流发电机连轴51相配合。浮萍机械能输入轴61的滑动式传动切换机构7分别与第二棘轮机构14和第二直流发电机连轴52相配合。

第一棘轮机构13、第二棘轮机构14和第三棘轮机构15均为单向传动的结构，与自行车脚踏连接的单向传动棘轮机构工作原理相同。

滑动式传动切换机构7包括相联动的电控推拉器72和斜齿套筒71，三个斜齿套筒71分别可轴向滑动地设置在风柱机械能输入轴41、浮萍机械能输入轴61和燃料发动机机械能输入轴8三条轴上。斜齿套筒71两端均设有第一斜齿传动轮，其中一端的第一斜齿传动轮与第一棘轮机构13、第二棘轮机构14和第三棘轮机构15相啮合，另一端的第一斜齿传动轮与第一直流发电机连轴51和第二直流发电机连轴52两者上的第二斜齿传动轮相啮合。

电控推拉器72可采用直线电机或液压伸缩缸，通过电控推拉器72驱动斜齿套筒71沿轴线滑动，即可让动力的传动方向进行切换。

转动套筒总成2包括相连接的转动套筒21和安装座22，转动套筒21与船体通过支座轴承转动连接。转动套筒21上端连接有第三斜齿传动轮23，船方向控制传力杆9上设有第四斜齿传动轮91，第四斜齿传动轮91与第三斜齿传动轮23相啮合。当船方向控制传力杆9转动时，可带动转动套筒总成2沿竖直轴线旋转，从而改变螺旋桨转轴31与船体中心线的夹角，进而改变船的航行方向。

螺旋桨转轴31的中部穿过安装座22且两者转动连接，集能传动轴1与转动套筒21转动配合且集能传动轴1一端伸入至安装座22内，集能传动轴1上设有第五斜齿传动轮11，螺旋桨转轴31上设有第六斜齿传动轮33，第五斜齿传动轮11与第六斜齿传动轮33相啮合。

安装座22包括相互扣合的上壳盖221和下壳盖222，第五斜齿传动轮11与第六斜齿传动轮33均位于安装座22内。上壳盖221和下壳盖222均与转动套筒21连接。上壳盖221和下壳盖222内均设有轴承支座，螺旋桨转轴31穿过轴承支座的轴承。

风柱机械能输入轴41的输入端与风能收集柱相配合，其中风能收集柱包括相联动的叶轮和竖轴，竖轴可旋转地连接在船体上，当海风让叶轮转动时，带动竖轴，竖轴带动风柱机械能输入轴41旋转，从而将动力传输给螺旋桨3。

螺旋桨3连接在螺旋桨转轴31的其中一端，螺旋桨转轴31的另一端连接有重力平衡钢球32。安装座22外设有整流外罩24，整流外罩24一端套设在重力平衡钢球32外侧。其中，重力平衡钢球32位于安装座22的前方，其弧形表面可减少水流的阻力。整流外罩24后端呈流线型，减少尾部湍流，从而降低阻力。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (6)

1.一种海能船集成驱动装置，其特征在于，包括相互转动连接的集能传动轴(1)和转动套筒总成(2)，转动套筒总成(2)与船体转动连接；转动套筒总成(2)一侧还转动连接有螺旋桨(3)，集能传动轴(1)与螺旋桨(3)的螺旋桨转轴(31)相联动；集能传动轴(1)分别联动有风柱机械能输入轴(41)、浮萍机械能输入轴(61)；转动套筒总成(2)还联动有船方向控制传力杆(9)；所述集能传动轴(1)还联动有燃料发动机机械能输入轴(8)，燃料发动机机械能输入轴(8)上设有滑动式传动切换机构(7)；集能传动轴(1)上设有第三棘轮机构(15)，滑动式传动切换机构(7)与第三棘轮机构(15)相配合；所述转动套筒总成(2)包括相连接的转动套筒(21)和安装座(22)，转动套筒(21)与船体转动连接；所述转动套筒(21)上连接有第三斜齿传动轮(23)，所述船方向控制传力杆(9)上设有第四斜齿传动轮(91)，第四斜齿传动轮(91)与第三斜齿传动轮(23)相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种海能船集成驱动装置，其特征在于，所述集能传动轴(1)上设有第一棘轮机构(13)和第二棘轮机构(14)；还包括第一直流发电机连轴(51)和第二直流发电机连轴(52)；所述风柱机械能输入轴(41)和浮萍机械能输入轴(61)上均设有滑动式传动切换机构(7)；风柱机械能输入轴(41)的滑动式传动切换机构(7)分别与第一棘轮机构(13)和第一直流发电机连轴(51)相配合；浮萍机械能输入轴(61)的滑动式传动切换机构(7)分别与第二棘轮机构(14)和第二直流发电机连轴(52)相配合。

3.根据权利要求2所述的一种海能船集成驱动装置，其特征在于，所述滑动式传动切换机构(7)包括相联动的电控推拉器(72)和斜齿套筒(71)，斜齿套筒(71)可滑动地设置在所述风柱机械能输入轴(41)和浮萍机械能输入轴(61)上；斜齿套筒(71)两端均设有第一斜齿传动轮，其中一端的第一斜齿传动轮与第一棘轮机构(13)和第二棘轮机构(14)相啮合，另一端的第一斜齿传动轮与第一直流发电机连轴(51)和第二直流发电机连轴(52)两者上的第二斜齿传动轮相啮合。

4.根据权利要求1所述的一种海能船集成驱动装置，其特征在于，所述螺旋桨转轴(31)的中部穿过所述安装座(22)且两者转动连接，集能传动轴(1)与转动套筒(21)转动配合且集能传动轴(1)一端伸入至安装座(22)内，集能传动轴(1)上设有第五斜齿传动轮(11)，螺旋桨转轴(31)上设有第六斜齿传动轮(33)，第五斜齿传动轮(11)与第六斜齿传动轮(33)相啮合。

5.根据权利要求4所述的一种海能船集成驱动装置，其特征在于，所述螺旋桨(3)连接在螺旋桨转轴(31)的其中一端，螺旋桨转轴(31)的另一端连接有重力平衡钢球(32)；所述安装座(22)外设有整流外罩(24)，整流外罩(24)一端套设在重力平衡钢球(32)外侧。

6.根据权利要求4所述的一种海能船集成驱动装置，其特征在于，所述安装座(22)包括相互扣合的上壳盖(221)和下壳盖(222)，上壳盖(221)和下壳盖(222)均与转动套筒(21)连接；上壳盖(221)和下壳盖(222)内均设有轴承支座。