CN201296374Y - 对称式仿鱼尾摆动水下推进器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种对称式仿鱼尾摆动水下推进器，其包括有动力系统、偏心连杆机构、摇臂、传动轴、两组伞齿轮副、两根输出轴和两副仿鱼尾式摇鳍；所述动力系统的输出轴连接偏心连杆机构，偏心连杆机构将动力系统输出的旋转运动变成直线往复运动；所述偏心连杆机构的输出连接摇臂，摇臂固接在传动轴上，传动轴的两端分别固接伞齿轮副，伞齿轮副又分别固接一根输出轴，两输出轴上分别安装一副仿鱼尾式摇鳍。本实用新型能有效克服单(仿鱼尾)摆动时产生的振动，提高推进速度。

Description

对称式仿鱼尾摆动水下推进器

技术领域

本实用新型专利属于水下推进器(系统)，区别于现行的螺旋桨、喷气(水)式水下推进器(系统)，是一种仿鱼尾摆动的水下推进器。

背景技术

如何利用仿鱼尾的摆动来推动船体前进的技术正受到国内外专业人士的关注，各种机器鱼的研制也正方兴未艾。但是要想让船，尤其是大船，像真正的鱼儿一样在水中灵活、敏捷的游动，目前的仿生技术恐怕还有相当长的路要走。

众所周知，鱼类(含水中动物)主要是靠尾部摆动时产生的涡流来推动躯体前进的；而涡流的推力是很复杂的，如果把鱼看成是刚性的，从图3的A部分的受力分析可以看出，涡流的推力还将对躯体产生横向推力Fx，使躯体在前进时发生左右摇摆(即产生振动)。鱼显然是利用了自身躯体的柔软性以改变身体的曲线来适应涡流的作用，而对于刚性的船体，如何克服这种振动，这正是本实用新型以解决的技术难点问题。

发明内容

本实用新型正是针对目前存在的技术难题，提出一种对称式仿鱼尾摆动水下推进器，以有效克服单(仿鱼尾)摆动时产生的振动，提高推进速度。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的对称式仿鱼尾摆动机构包括有动力系统、偏心连杆机构、摇臂、传动轴、两组伞齿轮副、两根输出轴和两副仿鱼尾式摇鳍；所述动力系统的输出轴连接偏心连杆机构，偏心连杆机构将动力系统输出的旋转运动变成直线往复运动；再经摇臂转换成轴的有限转动，所述偏心连杆机构的输出连接摇臂，摇臂固接在传动轴上，传动轴的两端分别固接伞齿轮副，伞齿轮副又分别固接一根输出轴，两输出轴上分别安装一副仿鱼尾式摇鳍。

所述偏心连杆机构包括偏心轴连杆和第一、第二、第三摇动连杆，偏心轴连杆连接在动力系统的输出端，第一摇动连杆的一端与偏心轴连杆相对于动力系统的输出中心偏心端连接，另一端连接第二摇动连杆，将偏心轴连杆的转动变成第二摇动连杆的水平直线往复运动；第二摇动连杆的另一端与第三摇动连杆连接；第三摇动连杆的另一端与摇臂连接，摇臂的另一端与传动轴固接，将第二连杆的直线往复运动转换成轴的在0～180度之间的来回转动。也可将第二和第三摇动连杆省略，即将第一摇动连杆的另一端直接与摇臂连接，也可实现前述功能。传动轴和输出轴都分别通过轴承及轴承座或轴套安装在底座上。

所述伞齿轮副由两个伞齿轮以转动轴轴心线为参考线，呈90度夹角相互啮合而成，固接在传动轴两端的为主动伞齿轮，被动伞齿轮则分别固接一根输出轴。

工作时，动力系统输出转动力，带动偏心连杆机构，由偏心连杆机构将(圆周运动)转动转换成摇臂和传动轴在有限角度之间(0～180度之间)的转动，传动轴带动两传动轴上的伞齿轮副，使两输出轴同时形成相向或相反转动，即对称式转动，并带动其上的仿鱼尾作对称式摆动。

本实用新型具有以下优势：

1、消除了振动：从(图3)的A和B的受力分析可以看出，通过设置仿鱼尾的对称式转动，对船体而言，对称式仿鱼尾(鳍)作对称式摆动时必将形成对称式涡流，其产生的横向推力Fx的影响被抵消，振动被消除，而剩下了前进的推力Fy，这是对现行技术的重大改革和突破

2、节能：仿鱼尾摆动时涡流所产生的推力效率高于螺旋桨所产生的推力效率，这一理论已为各国科学家证实。

3、低噪音：由于摆动机构是在低速状态下运行(摆动频率远小于转动频率)，故噪音很小。

4、无尾迹而具有很大的隐蔽性。

5、结构简单，易于制造，具有现实性。

6、易于实现功能的扩展：

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是图1的后视图；

图3是本实用新型安装到船上的涡流产生的推力分解示意图；

图4是本实用新型安装到船上的示意图；

图5是本实用新型实现舵机合一的原理图。

具体实施方式

参见图2和图3，本机构主要由动力系统(虚线所示，可为电机，也可为其他动力机构)、偏心轴连杆1、第一、第二和第三摇动连杆2、3和4(2、3、4可为一体)、摇臂5、第一、第二主动伞齿轮6、13和第一、第二被动伞齿轮8、14，传动轴7，第一输出轴9、第二输出轴15，第一轴套10、第二轴套16、底座17、轴承及轴承座11和12、仿鱼尾式摇鳍18等构成。其中第一、第二主动伞齿轮6、13分别与第一、第二被动伞齿轮8与14啮合，并且它们完全相同，第一和第二输出轴9与15也完全相同，摇臂5、第一和第二主动伞齿轮6、13固接在传动轴7上，第一、第二被动伞齿轮8、14分别固接在第一和第二输出轴9、15上。

工作时，动力系统输出转动力，带动偏心轴连杆1转动，同时经第一、第二和第三摇动连杆2、3、4带动摇臂5、使传动轴7作有限角度(0～180度之间)转动，经第一、第二主动伞齿轮6、13分别耦合至第一、第二被动伞齿轮8与14啮合，使第一和第二输出轴9与15同时成相向或相反转动，即对称式转动，并带动其上的仿鱼尾(鳍)作对称式摆动，从而实现对船体的推进。

上述结构中，根据实际需要，也可将第二和第三摇动连杆3、4省略，即将第一摇动连杆2的另一端直接与摇臂5连接，也可实现前述功能。

本机构可作纵向或横向排列，均为偶数，以实现大功率输出。参见图4，在船19上纵向、横向排四套推进器20。

参见图5，本实用新型可实现舵机合一，即整机绕水平轴21转动时实现转向，可简化操作系统；并可减小转弯半径，极大的提高船的灵活性和机动性。

Claims (6)

1、对称式仿鱼尾摆动水下推进器，其特征在于：其包括有动力系统、偏心连杆机构、摇臂、传动轴、两组伞齿轮副、两根输出轴和两副仿鱼尾式摇鳍；所述动力系统的输出轴连接偏心连杆机构，偏心连杆机构将动力系统输出的旋转运动变成直线往复运动；所述偏心连杆机构的输出连接摇臂，摇臂固接在传动轴上，传动轴的两端分别固接伞齿轮副，伞齿轮副又分别固接一根输出轴，两输出轴上分别安装一副仿鱼尾式摇鳍。

2、根据权利要求1所述的对称式仿鱼尾摆动水下推进器，其特征在于：所述偏心连杆机构包括偏心轴连杆(1)和第一摇动连杆(2)，偏心轴连杆(1)连接在动力系统(1)的输出端，第一摇动连杆(2)的一端与偏心轴连杆(1)相对于动力系统(1)的输出中心偏心端连接，另一端连接摇臂(5)；传动轴和输出轴都分别通过轴承及轴承座或轴套安装在底座上。

3、根据权利要求2所述的对称式仿鱼尾摆动水下推进器，其特征在于：所述第一摇动连杆(2)后端还连接第二摇动连杆(3)，第二摇动连杆(3)再与摇臂(5)连接。

4、根据权利要求3所述的对称式仿鱼尾摆动水下推进器，其特征在于：所述第二摇动连杆(3)后端还连接第三摇动连杆(4)，第三摇动连杆(4)再与摇臂(5)连接。

5、根据权利要求1-4之任一项所述的对称式仿鱼尾摆动水下推进器，其特征在于：所述伞齿轮副由两个伞齿轮以轴心线为参考线互呈90度夹角相互啮合而成，连接在传动轴两端的为主动伞齿轮，被动伞齿轮则分别固接一根输出轴。

6、根据权利要求1-4之任一项所述的对称式仿鱼尾摆动水下推进器，其特征在于：所述动力系统为电机或其他动力机构。

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