CN202783746U - 连续回转平动式推进装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续回转平动式推进装置，包括安装支架、传动装置、推进装置，推进装置均匀地分布于传动装置上并在传动装置的带动下实现回转运动；传动装置包括上传动组和下传动组，且上传动组和下传动组左右分布，每组传动装置均包括一个前传动轮和一个后传动轮，前传动轮和后传动轮之间设置有传动带或者链条，传动带或者链条上设有轴套；推进装置包括推进支架以及叶片，推进支架的上横轴安装于上传动组的轴套上，推进支架的下横轴安装于下传动组的轴套上；叶片可转动的安装于推进支架上，且推进支架上设置有叶片限位装置；安装支架上安装有用于控制限位装置的状态的控制器。本实用新型减少了的能量损耗，大幅度提高了系统工作效率。

Description

连续回转平动式推进装置

技术领域

本实用新型涉及一种动力推进技术领域，具体地说，是涉及一种能够连续回转的平动式推进装置。

背景技术

    目前，水面的交通工具的推进装置主要有螺旋桨方式和桨叶方式。在螺旋桨推进方式中，螺旋桨旋转时产生周向诱导速度形成旋转尾流，限制了螺旋桨的效率。

现有公知的桨叶推进方式包括圆周转动式、直线往复式以及履带传动循环式。

其中，圆周转动式（如申请号为：201110160829.4，申请名称为：一种同步推进器装置）及直线往复式的桨叶均属于简谐运动，在桨叶推水行程内其水平推水速度呈余弦曲线分布，如图13所示，水平推水速度在A处时达到最大值，在B处和C处时水平推水速度减小为零，其最高效的推水过程只在桨叶处在A处瞬间发生然后逐渐减弱。由于其推水过程的间歇性及不均匀性使其难以获得高效率。并且圆周运动式推进装置要求转轮的淹没深度达到转轮半径位置，以避免桨叶在循环运动过程中，前进的作用力与后退的作用力相互抵消，当风浪较大，由于转轮的淹没深度的大幅度变化使其效率受到严重影响。并且往复运动式桨体的高频往复运动容易使系统产生强烈震动。

履带传动循环式主要有如下几个专利：专利号为：00108435.6，专利名称为：环形蹼带船舶推进器，该专利公开了一种推进器，但是该专利无法实现在入水和出水时角度与水面垂直，会给系统带来阻力，专利号为：200420004746.1，专利名称为：船用全浸履带式动蹼板推进器，以及专利号为：201020634249.5，专利名称为：一种水中推进装置，这两个专利均公开了一种位于水下的推进装置，但是，这两个推进装置均需要通过导轨的角度限制作用来实现桨叶的变倾角运动，难以实现高转速运转，同时桨叶在前后变倾角翻转过程中会上下打水产生上下作用力，不仅带来能量损失而且难以使系统保持稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种连续回转平动式推进装置，解决了现有推进装置难以实现高转速运转、产生能量损失以及推进不稳定的技术问题。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种连续回转平动式推进装置，包括位于安装支架上的传动装置以及安装于传动装置上的多个推进装置，所述推进装置均匀地分布于传动装置上并在传动装置的带动下实现回转运动；

所述传动装置包括上传动组和下传动组，且上传动组和下传动组左右分布，每组传动装置均包括一个前传动轮和一个后传动轮，在所述前传动轮和后传动轮之间设置有传动带或链条，所述传动带或链条上设有轴套；

所述推进装置包括推进支架以及叶片，所述推进支架的上横轴安装于上传动组的轴套上，所述推进支架的下横轴安装于下传动组的轴套上；所述叶片可转动的安装于推进支架上，且推进支架上设置有叶片限位装置；

所述安装支架上安装有用于控制限位装置的状态的控制器。

所述推进支架包括固装于上横轴和下横轴之间的用于安装叶片的安装片，所述叶片可旋转的安装于安装片上。

所述限位装置包括限位支架、安装于限位支架内的复位装置和限位件，所述限位件伸出限位支架并可与叶片接触。

所述控制器包括位于安装支架上的电磁铁，所述限位件为金属件或者所述限位件的端部固装有永磁体或电磁铁。

所述控制器包括位于安装支架上的永磁体，所述控制器可沿安装支架上下或左右方向移动，所述限位件为金属件或者所述限位件的端部固装有永磁体或电磁铁。

所述控制器包括位于安装支架上的控制杆，所述的控制杆可在沿安装支架水平移动，所述限位支架内安装有传动件，所述的传动件在控制杆的接触作用下发生旋转或位移。

所述控制器包括位于安装支架上的高速水流喷射装置，所述的限位件的端部固装有可被所述的控制器喷射出的高速水流束冲击的接受面，所述的接受面的方向与推进装置的运动方向平行。

所述控制器为信号发射器，所述限位装置还包括信号接收控制器和传动件，信号接收控制器控制传动件，从而控制限位件的状态。

所述的每个推进装置包括至少一个叶片。

所述的安装支架上安装有升降装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型包括安装于传动装置的传动带上的推进装置，推进装置设置有多个，且推进装置跟随传动带回转。推进装置包括与水面垂直的叶片。因而，本实用新型与圆周转动式、直线往复式推进装置而言，推进装置能够在较长的直线行程范围内实现平动式推水动作，从而可以充分、高效的获得持续、稳定的推进力。减少了单位长度的推水行程内出水及入水的次数，从而减少了的能量损耗，大幅度提高了系统工作效率。本实用新型与履带传动循环式推进装置相比，结构设计合理，不需要使用导轨的限制作用来实现桨叶的变倾角运动，因而不存在能量损失，同时可实现高转速运转。本实用新型叶片在回转运动过程中一直与水面垂直，能够保持系统的稳定性。本实用新型可以通过升降装置改变推进装置在水中的淹没程度，以适应不同的风浪条件。

本实用新型的推进装置在遇到紧急情况需要刹车或者后退时，无需对船舶主机进行制动换向，只需通过控制器控制限位装置的状态，从而改变叶片的旋转运动范围，使处于推水状态的叶片瞬间释放推进力并在回转至向相反方向时产生船舶减速或倒车所需的反向推进力。相比采用螺旋桨推进器的船舶的制动方式而言，其制动方式更及时、有效、方便。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为本实用新型推进装置的立体结构示意图；

图2、图3、图4、图5为推进装置的结构示意图；

图6、图8、图9、图10、图11为限位装置的结构示意图；

图7为限位装置与叶片的作用示意图；

图12为两套推进装置的结构示意图；

图13背景技术中圆周转动式推进装置推水速度分析原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的描述。

具体实施例1：

如图1所示，本实施例提出了一种连续回转平动式推进装置，该连续回转平动式推进装置一般用于水下或者水上物体的推进，例如，安装于船舶的两侧、底部或者尾部，或者安装在双船体的中部空间，用于船舶的推进；也可安装于潜艇的两侧、底部或者后部，用于潜艇的推进。本实施例主要包括安装支架5、传动装置以及推进装置三部分，其中，传动装置安装于安装支架5上，多个推进装置均匀的安装于传动装置上且可随传动装置的运动而实现回转。在安装支架5上还安装有升降装置，该升降装置可根据运行情况将推进装置稳定的停留在船舶的任意高度。

    传动装置包括上传动组6’和下传动组6，且上传动组6’和下传动组6左右分布，每组传动装置均包括通过轮轴安装于安装支架5上的一个前传动轮61、61’和一个后传动轮62、62’，在前传动轮61、61’和后传动轮62、62’之间设置有传动带63、63’，传动带63、63’上设有轴套64、64’，当然传动组也可采用链轮链条等传动形式，均在本专利的保护范围之内。动力装置2通过驱动轮621和传动带4为传动装置提供动力，实现上传动组6’和下传动组6同步工作，工作时，推进装置始终与水面垂直。当多组推进装置并列排布共同作用时，相邻两个推进装置可采用同一驱动轮621，如图12所示。

    推进装置包括推进支架71以及叶片72。推进支架71的上横轴通过推进轴711安装于上传动组6’的轴套64’上，推进支架71的下横轴通过推进轴711安装于下传动组6的轴套64上。推进支架71的上横轴和下横轴之间设有用于安装叶片72的安装片7114，叶片72可转动的安装于安装片7114上，一般通过合页、铰链、轴承或者其他柔性连接方式。在推进支架71上设置有叶片限位装置822。在安装支架5上安装有用于控制限位装置822的状态的控制器811。

如图2所示，该推进装置包括推进支架71以及一个叶片72，推进支架71的上横轴通过推进轴711安装于上传动组6’的轴套64’上，推进支架71的下横轴通过推进轴711安装于下传动组6的轴套64上。推进支架71的上横轴和下横轴之间设有用于安装叶片72的安装片7114，叶片72通过合页可转动的安装于安装片7114上。在推进支架71上设置有叶片限位装置822。安装片7144使推进装置的叶片72的旋转运动范围限制在推进装置的前后共180度的范围内，因而，安装片7144和限位件7131使推进装置的叶片72的旋转运动范围限制在推进装置的前或后90度的范围内。

如图6、图7所示，叶片限位装置822包括限位支架7132、安装于限位支架7132内的复位装置7133和限位件7131，所述限位件7131伸出限位支架7132并可与叶片72接触。平时，控制器811不工作，限位件7131处于伸出状态，则可限定叶片72位于推进装置的前方或者后方，当控制器811工作时，控制限位件7131缩回，则限位件7131放开对叶片72的限制，叶片72可在水力所用下转向推进装置的前方或者后方。

为了更好的实现叶片72的推动作用，可在限位件7131的中部开有叶片容置槽，平时，控制器811不工作，限位件7131处于伸出状态，则限位件7131容置槽卡住叶片72，使叶片处于打开的状态，与水作用产生最大的前进或者后退的动力。当控制器811工作时，控制限位件7131缩回，则限位件7131放开对叶片72的限制，叶片72可在水力所用下转向推进装置的前方或后方，处于贴合状态，不会产生前进或者后退的阻力。

如图8所示，同一推进支架71上横轴与下横轴之间的同一纵轴上设置有两个限位装置，平时，控制器811不工作，限位件7131处于伸出状态，则可限定叶片72位于推进装置的前方或者后方或者卡在两个限位件7131之间，当控制器811工作时，控制限位件7131缩回，则限位件7131放开对叶片72的限制，叶片72可在水力所用下由推进装置的前方转向推进装置的后方，或者由推进装置的后方转向推进装置的前方。

在本实施例中，控制器与限位装置的作用方式可以有多种情况，具体如下：

（1）控制器811包括固装于安装支架5上的电磁铁，限位件7131为能够与电磁铁发生作用的金属件或者在限位件7131的端部固装有永磁体或电磁铁。

平时，电磁铁的线路处于断开状态，控制器811不工作，限位件7131在复位装置7133的作用下，伸出限位支架7132限制叶片72为打开状态或者推进装置的前或后90度的范围内旋转。如果需要变换叶片72的状态，则电磁铁的线路导通，控制器811工作，当推进装置运动至控制器811的位置时，限位件7131在控制器811的作用下向限位支架7132缩回，则限位件7131放开对叶片72的限制，叶片72可在水力所用下转向推进装置的前方或者后方。当推进装置远离控制器811后，限位件7131在复位装置7133的作用下复位，恢复对叶片72的限制。

    （2）控制器811包括位于安装支架5上的永磁体，安装支架5上设置有滑轨，控制器811可沿安装支架5的滑轨上下或左右方向移动，从而接近或者远离限位件7131，从而限制或释放限位件7131。限位件7131为金属件或者在限位件7131的端部固装有永磁体或电磁铁。

    平时，控制器811远离限位件7131，限位件7131在复位装置7133的作用下，伸出限位支架7132限制叶片72为打开状态或者推进装置的前或后90度的范围内旋转。如果需要变换叶片72的状态，则将控制器811滑动至与限位件7131最接近的位置，当推进装置运动至控制器811的位置时，限位件7131在控制器811的作用下向限位支架7132缩回，则限位件7131放开对叶片72的限制，叶片72可在水力所用下转向推进装置的前方或者后方。当推进装置远离控制器811后，限位件7131在复位装置7133的作用下复位，恢复对叶片72的限制。

    （3）控制器811包括位于安装支架5上的控制杆，控制杆可在安装支架5水平方向移动，可与传动件812接触，并导致传动件812旋转，从而导致限位件7131的伸出和缩回。如图9所示，在限位支架7132内安装有可旋转的传动件812，限位件7131的端部与传动件812滑动接触，接触面为圆柱相贯线轨迹的曲面。

平时，控制器811不工作，控制杆不对传动件812造成影响，限位件7131在复位装置7133的作用下，伸出限位支架7132限制叶片72为打开状态或者推进装置的前或后90度的范围内旋转。如果需要变换叶片72的状态，则控制杆水平移动至能够接触传动件812的位置，当推进装置运动至控制器811的位置时，传动件812受控制杆的作用发生旋转，因而接触曲面导致限位件7131向限位支架7132缩回，则限位件7131放开对叶片72的限制，叶片72可在水力所用下转向推进装置的前方或者后方。当推进装置远离控制器811后，限位件7131在复位装置7133的作用下复位，恢复对叶片72的限制。

（4）控制器811包括位于安装支架5上的高压水流喷射装置，限位件7131的端部固装有可以被控制器811喷射出的高速水流束冲击的接受面813。

如图10 所示采用本作用方式的推进装置的限位件7131上固装有限位片，限位片可与叶片72接触，在叶片72上还开有允许限位片通过的凹槽。

平时，控制器811不工作，限位件7131的限位片卡住叶片72或者限定叶片72位于推进装置的前方或者后方。如果需要变换叶片72的状态，则启动控制器811，推进装置运动至控制器811的位置时，接收面813受到控制器811喷射出的高速水流束冲击而发生位移，从而导致限位件7131向右移动至限位片与凹槽重合，则限位件7131放开对叶片72的限制，叶片72可在水力所用下转向推进装置的前方或者后方。当推进装置远离控制器811后，限位件7131在复位装置7133的作用下复位，恢复对叶片72的限制。

（5）控制器811为安装于安装支架5上的信号发射器，限位装置822包括限位支架7132、安装于限位支架7132内的信号接收控制器、传动件、复位装置7133和限位件7131，信号接收控制器控制传动件，从而控制限位件7131的状态。

平时，控制器811的信号发射器不发出信号，限位件7131在复位装置7133的作用下，伸出限位支架7132限制叶片72为打开状态或者推进装置的前或后90度的范围内旋转。如果需要变换叶片72的状态，则信号发射器发出信号，限位装置822的信号接收控制器接收信号，控制传动件传动，从而控制限位件7131向限位支架7132缩回，则限位件7131放开对叶片72的限制，叶片72可在水力所用下转向推进装置的前方或者后方。当控制器811的信号发射器不发出信号后，限位件7131在复位装置7133的作用下复位，恢复对叶片72的限制。

当风浪较小时，可控制所有的限位件7131限制叶片72为打开状态，升降装置控制连续回转平动式推进装置水平方向的中轴线与水面重合，使上位推进装置和下位推进装置分别处于水面之上和水面之下。这样，可以减少机械磨损，并能够避免由于叶片72打开过程导致的有效推水行程的减少，从而提高效率。

当风浪较大时，如采用上述方式，则由于水面起伏的原因，下位推进装置不能始终具备充分稳定的淹没深度，同时，上位推进装置偶尔与水面接触发生推水过程给船舶带来阻力，这使得连续回转平动式推进装置的效率受到影响。因而，需要通过升降装置降低连续回转平动式推进装置的高度至水面以下，并且控制器811控制上位推进装置的叶片72的状态，使其在水流阻力作用下处于贴合状态，不产生阻力；下位推进装置的叶片72的状态处于打开状态，在推水的过程中产生船舶前进的动力。

如果出现紧急情况需要紧急制动或逆行，则启动控制器811控制下位推进装置72的状态，使其在水流阻力的作用下处于贴合状态，不产生推进力；上位推进装置的叶片72的状态将处于打开状态，在推水的过程中产生船舶后退的动力。

具体实施例2：

与具体实施例1的区别在于推进装置的结构，具体如下：

如图3、图4所示，该推进装置包括推进支架71以及两个叶片72，推进支架71的上横轴711安装于上传动组6’的轴套64’上，推进支架71的下横轴711安装于下传动组6的轴套64上。推进支架71的上横轴和下横轴之间设有用于安装叶片72的安装片7114，叶片72通过合页可转动的安装于安装片7114上。

具体实施例3：

与具体实施例1的区别在于推进装置的结构，具体如下：

如图5、11所示，该推进装置包括进框架71以及四个叶片72，推进支架71的上横轴711安装于上传动组6’的轴套64’上，推进支架71的下横轴711安装于下传动组6的轴套64上。推进支架71的上横轴和下横轴之间设有两片用于安装叶片72的安装片7114，叶片72通过合页可转动的安装于安装片7114上。

叶片限位装置822包括安装于推进支架71上横轴和下横轴之间的两个纵轴上的限位支架7132，两个限位支架7132之间安装有限位件，其中一个限位支架7132内有复位装置7133，限位件7131包括一个限位杆和固装于限位杆上的限位片，限位片可与叶片72接触，在叶片72上还开有允许限位片通过的凹槽。平时，控制器811不工作，限位件7131的限位片卡住叶片72或者限定叶片72位于推进装置的前方或者后方，当控制器811工作时，控制限位件7131向右移动至限位片与凹槽重合，则限位件7131放开对叶片72的限制，叶片72可在水力所用下转向推进装置的前方或者后方。

一种连续回转平动式推进装置的推进方法，具体实现如下：

前进时，动力装置2带动传动装置的传动带63、63’旋转，从而带动推进装置旋转，下位的推进装置的叶片72与前进方向垂直，处于打开状态，在推进装置运动的过程中产生前进的动力，上位的推进装置的叶片72与前进方向相反，处于贴合状态，形成最小的迎水面；后退时，下位的推进装置的叶片72与后退方向相反，处于贴合状态，形成最小的迎水面，上位的推进装置的叶片72与后退方向垂直，处于打开状态，在推进装置运动的过程中产生后退的动力。其中叶片72的状态由限位装置822和控制器811来控制。

本实用新型的装置除了可以应用在推进领域之外，还可以应用在水轮机、汽轮机、水力发电或者潮汐发电领域。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (10)

1. 一种连续回转平动式推进装置，包括位于安装支架上的传动装置以及安装于传动装置上的多个推进装置，其特征在于：所述推进装置均匀地分布于传动装置上并在传动装置的带动下实现回转运动；

所述传动装置包括上传动组和下传动组，且上传动组和下传动组左右分布，每组传动装置均包括一个前传动轮和一个后传动轮，在所述前传动轮和后传动轮之间设置有传动带或链条，所述传动带或链条上设有轴套；

所述推进装置包括推进支架以及叶片，所述推进支架的上横轴安装于上传动组的轴套上，所述推进支架的下横轴安装于下传动组的轴套上；所述叶片可转动的安装于推进支架上，且推进支架上设置有叶片限位装置；

所述安装支架上安装有用于控制限位装置的状态的控制器。

2. 根据权利要求1所述的连续回转平动式推进装置，其特征在于：所述推进支架包括固装于上横轴和下横轴之间的用于安装叶片的安装片，所述叶片可旋转的安装于安装片上。

3. 根据权利要求1所述的连续回转平动式推进装置，其特征在于：所述限位装置包括限位支架、安装于限位支架内的复位装置和限位件，所述限位件伸出限位支架并可与叶片接触。

4. 根据权利要求3所述的连续回转平动式推进装置，其特征在于：所述控制器包括位于安装支架上的电磁铁，所述限位件为金属件或者所述限位件的端部固装有永磁体或电磁铁。

5. 根据权利要求3所述的连续回转平动式推进装置，其特征在于：所述控制器包括位于安装支架上的永磁体，所述控制器可沿安装支架上下或左右方向移动，所述限位件为金属件或者所述限位件的端部固装有永磁体或电磁铁。

6. 根据权利要求3所述的连续回转平动式推进装置，其特征在于：所述控制器包括位于安装支架上的控制杆，所述的控制杆可在沿安装支架水平移动，所述限位支架内安装有传动件，所述的传动件在控制杆的接触作用下发生旋转或位移。

7. 根据权利要求3所述的连续回转平动式推进装置，其特征在于：所述控制器包括位于安装支架上的高速水流喷射装置，所述的限位件的端部固装有可被所述的控制器喷射出的高速水流束冲击的接受面。

8. 根据权利要求3所述的连续回转平动式推进装置，其特征在于：所述控制器为信号发射器，所述限位装置还包括信号接收控制器和传动件，信号接收控制器控制传动件，从而控制限位件的状态。

9. 根据权利要求1-7任意一项所述的连续回转平动式推进装置，其特征在于：所述的每个推进装置包括至少一个叶片。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的连续回转平动式推进装置，其特征在于：所述的安装支架上安装有升降装置。

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