CN205221074U - 一种人力外齿啮合平板桨叶推进船 - Google Patents

Abstract

一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，属船舶技术领域，包括船身、左人力装置、右人力装置、左推进器和右推进器。左人力装置和右人力装置结构相同且对称安装于船身纵向对称面的左右两侧，右人力装置包括动力输入装置和动力传递装置，动力输入装置采用手摇曲柄机构或脚蹬曲柄机构。左人力装置和右人力装置的动力分别传递给左推进器和右推进器。左推进器和右推进器结构相同，它们对称安装于船身的左右两侧。用手摇的方式或用脚蹬的方式使左人力装置和右人力装置运动，左推进器和右推进器工作能产生类似昆虫的“急张”和“相扑”运动效果，该船能量损失小，效率高，机动灵活，且桨叶易制作。

Description

一种人力外齿啮合平板桨叶推进船

技术领域

一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，属船舶技术领域，尤其涉一种人力船。

背景技术

传统船舶的推进器大多采用螺旋桨，尽管驱动方便，但效率较低，桨叶制造工艺复杂，使用时会产生尾迹；传统的人力船很多采用明轮推进器，使用时存在拍水现象，水花较大，桨叶刚进水后和出水前水阻较大且产生的推力很小，能量损失大，效率较低，且噪音大。授权公告号为CN100360378C的专利，公开了一种仿生平板船舶推进器，虽效率较高，但结构较复杂。

发明内容

本发明的目的是克服传统船舶技术的不足，发明一种效率较高的人力外齿啮合平板桨叶推进船。

一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，包括船身、左人力装置、右人力装置、左推进器和右推进器。左人力装置和右人力装置结构相同且对称安装于船身纵向对称面的左右两侧，右人力装置包括动力输入装置和动力传递装置，动力输入装置采用手摇曲柄机构或脚蹬曲柄机构，采用手摇曲柄机构时抓手部位设置了一个活动套筒，以免长时间转动而伤手；采用脚蹬曲柄机构时，脚蹬曲柄机构上设置有活动鞋套，活动鞋套的作用是将脚套住以便脚提起时也能带动脚蹬曲柄机构运动而不会离开脚蹬曲柄机构。左人力装置和右人力装置独立操作。右人力装置的动力通过动力传递装置传递给右推进器。动力传递装置采用链传动、同步带传动或齿轮传动方式。左推进器和右推进器结构相同，它们对称安装于船身的左右两侧。

右推进器的具体结构是：右推进器包括齿轮、带齿环形平板桨叶、定位杆和支架。支架包括底板、顶板和支撑件，顶板和底板都水平布置，顶板和底板的左端都固定安装在船身的右壁上，顶板和底板均与船身的右壁垂直；支撑件的上端安装在顶板右端中部，支撑件的下端安装在底板右端的中部，支撑件竖直布置；顶板和底板之间的船身的右壁是直的，该处直的右壁平面纵向竖直布置。齿轮安装在船身的右壁的左侧，齿轮轴竖向布置，齿轮轴与船身的右壁的右侧平面平行，齿轮轴的上端与动力传递装置相连。定位杆与齿轮轴平行，定位杆布置于船身的右壁的右侧，定位杆上下两端分别安装在顶板和底板上。为减小定位杆与带齿环形平板桨叶的内壁的摩擦，定位杆的周围镶有数个减摩滚珠或滚针，或者在定位杆上套装滚筒或轴承。带齿环形平板桨叶包括两块平行的平板和两端的半圆弧形体，带齿环形平板桨叶的外周围带有一圈能与齿轮相啮合的齿，带齿环形平板桨叶安装在顶板和底板之间并套装在定位杆上。定位杆的最大外径稍小于带齿环形平板桨叶的两块平行的平板之间的间距。船身的右壁靠近定位杆的位置开有方孔，齿轮在该方孔处与带齿环形平板桨叶的齿啮合，该方孔位于水面的上方。齿轮轴的轴线和定位杆的轴线处于同一横向竖直面内。带齿环形平板桨叶两端的半圆弧形体的顶部安装了导轮。顶板下表面安装了导轨，导轨的外周呈半圆形。导轨的作用是限制带齿环形平板桨叶的顶部的两个导轮只能在导轨的外周运动，除定位杆附近区域外，其它位置带齿环形平板桨叶的顶部的两个导轮沿着导轨的外周作半圆运动。定位杆和船身的右壁之间的间隙能确保带齿环形平板桨叶在顶板和底板之间灵活地作半圆周运动。船身的右壁的右侧面位于带齿环形平板桨叶的齿的位置开有一条水平槽，带齿环形平板桨叶的齿在该水平槽中经过。

本发明一种人力外齿啮合平板桨叶推进船是这样产生有益效果的：操作的人坐在坐位上，用手摇的方式或用脚蹬的方式使左人力装置和右人力装置运动，动力分别传递至左推进器和右推进器，使左推进器和右推进器分别工作。左推进器和右推进器的工作原理相同。右推进器是这样工作的，起初，带齿环形平板桨叶处于纵向最前位置，即带齿环形平板桨叶的后端内壁紧贴定位杆的后缘，带齿环形平板桨叶的前端处于最前端，带齿环形平板桨叶的左侧面紧贴船身的右壁的右侧面，动力从齿轮轴输入，从上往下俯视右推进器，齿轮逆时针旋转，带动带齿环形平板桨叶作半圆周运动，即带齿环形平板桨叶在纵向最前位置绕定位杆转动半周后到达纵向最后位置，然后直线前行至纵向最前位置，接下来带齿环形平板桨叶又绕定位杆顺时针转动半周，然后又直线前行至纵向最前位置，即回到了起初位置。接下来周期性地重复上述过程。这样，带齿环形平板桨叶会连续不断地将前方的水划向后方，产生向前的推力。运动过程中，带齿环形平板桨叶在前面与船身的右壁之间快速打开而在后面与船身的右壁之间快速合上，产生了类似昆虫的“急张”和“相扑”运动效果，能产生很大的推力。由于导轨的限制，导轮只能沿导轨外周运动，带齿环形平板桨叶能作很标准的半圆周运动。左推进器在左人力装置的驱动下其桨叶作逆时针半圆周运动，也会产生很大的推力。由于左推进器和右推进器两者独立操作，所述船不用配方向舵，转弯和退后都能方便实现。左推进器和右推进器两者一快一慢运动能实现转弯行驶。改变桨叶的运动方向可使所述船退后行驶。若左推进器和右推进器两者的桨叶运动方向相同则可实现原地转圈。本发明人力外齿啮合平板桨叶推进船包括但不限于以下优点：能量损失小，效率高，机动灵活，且桨叶易制作，不会像螺旋桨船那样产生明显的尾迹，也不会像传统明轮船那样存在严重的拍水现象。

为使右推进器的效率较高，带齿环形平板桨叶的高宽比的比值在1~3之间。

为减少带齿环形平板桨叶运动时带齿环形平板桨叶的底部与底板的上表面之间的摩擦，带齿环形平板桨叶的底部镶有减摩滚珠，或者在定位杆上套一个耐磨平垫片，耐磨平垫片位于底板的上表面上并垫于带齿环形平板桨叶的底部；带齿环形平板桨叶的密度稍大于水的密度，其范围在1050~1200kg/m³之间。

为减小带齿环形平板桨叶的外表面与船身的右壁的右侧面之间的摩擦，在带齿环形平板桨叶与船身的右壁的右侧面的接触位置于船身的右壁的右侧面上镶有减摩滚珠或滚针。

附图说明

图1是本发明一种人力外齿啮合平板桨叶推进船的俯视示意图；图2是放大了的右人力装置的俯视示意图；图3是图2的左视示意图；图4是放大了的右推进器的后视示意图；图5是图4的俯视示意图；图6是右推进器的带齿环形平板桨叶的运动示意简图；图7是右推进器的导轨和导轮位置关系示意图。

图中，A-船身，A1-船头，A2-船尾；B-船的前进方向指示；C-左人力装置；D-右人力装置；E-左推进器；F-右推进器；G-坐位。1-齿轮轴；2-齿轮；3-带齿环形平板桨叶，31-表示带齿环形平板桨叶处于纵向最前位置，32-表示带齿环形平板桨叶处于横向位置，33-表示带齿环形平板桨叶处于纵向最后位置，34-带齿环形平板桨叶的转动方向指示，35-带齿环形平板桨叶的前行方向指示，36-带齿环形平板桨叶的齿；4-定位杆，41-耐磨平垫片；5-支架，51-船身的右壁，52-底板，53-支撑件，54-顶板；6-导轨；7-导轮，71-导轮沿导轨作圆弧形运动的方向指示，72-导轮沿导轨外周直线前行指示，73-导轮绕定位杆做弧形运动的方向指示；8-手摇曲柄机构，81-活动套筒，82-手摇曲柄机构的转动方向指示；9-动力传递装置。

具体实施方式

现结合附图对本发明加以说明：一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，包括船身A、左人力装置C、右人力装置D、左推进器E和右推进器F。左人力装置C和右人力装置D结构相同且对称安装于船身A纵向对称面的左右两侧，右人力装置D包括动力输入装置和动力传递装置9，动力输入装置采用手摇曲柄机构8，手摇曲柄机构的抓手部位设置了一个活动套筒81，以免长时间转动而伤手。左人力装置C和右人力装置D独立操作。右人力装置D的动力通过右人力装置D的动力传递装置9传递给右推进器F。动力传递装置9采用同步带传动方式。左推进器E和右推进器F结构相同，它们对称安装于船身A的左右两侧。右推进器F的具体结构是：右推进器F包括齿轮2、带齿环形平板桨叶3、定位杆4和支架5。支架5包括底板52、顶板54和支撑件53，顶板54和底板52都水平布置，顶板54和底板52的左端都固定安装在船身的右壁51上，顶板54和底板52均与船身的右壁51垂直；支撑件53的上端安装在顶板54右端中部，支撑件53的下端安装在底板54右端的中部，支撑件53竖直布置；顶板54和底板52之间的船身的右壁51是直的，该处直的右壁的右侧平面纵向竖直布置。齿轮2安装在船身的右壁51的左侧，齿轮轴1竖向布置，齿轮轴1与船身的右壁51的右侧平面平行，齿轮轴1的上端与动力传递装置9相连。定位杆4与齿轮轴1平行，定位杆4布置于船身的右壁51的右侧，定位杆4上下两端分别安装在顶板54和底板52上。为减小定位杆4与带齿环形平板桨叶3的内壁的摩擦，定位杆4的周围镶有数个减摩滚珠或滚针。带齿环形平板桨叶3包括两块平行的平板和两端的半圆弧形体，带齿环形平板桨叶3的外周围带有一圈能与齿轮2相啮合的齿，带齿环形平板桨叶3安装在顶板54和底板52之间并套装在定位杆4上。定位杆4的最大外径稍小于带齿环形平板桨叶3的两块平行的平板之间的间距。船身的右壁51靠近定位杆4的位置开有方孔，齿轮2在该方孔处与带齿环形平板桨叶3的齿啮合，该方孔位于水面的上方。齿轮轴1的轴线和定位杆4的轴线处于同一横向竖直面内。带齿环形平板桨叶3两端的半圆弧形体的顶部安装了导轮7。顶板54下表面安装了导轨6，导轨6的外周呈半圆形。导轨6的作用是限制带齿环形平板桨叶3的顶部的两个导轮7只能在导轨6的外周运动，除定位杆4附近区域外，其它位置带齿环形平板桨叶3的顶部的两个导轮7沿着导轨6的外周作半圆运动。定位杆4和船身的右壁51之间的间隙能确保带齿环形平板桨叶3在顶板54和底板52之间灵活地作半圆周运动。船身的右壁51的右侧面位于带齿环形平板桨叶3的齿的位置开有一条水平槽，带齿环形平板桨叶3的齿在该水平槽中经过。带齿环形平板桨叶3的高宽比为1.2∶1；为减少带齿环形平板桨叶3运动时带齿环形平板桨叶3的底部与底板52的上表面之间的摩擦，在定位杆4上套一个耐磨平垫片41，耐磨平垫片41位于底板52的上表面上并垫于带齿环形平板桨叶3的底部；带齿环形平板桨叶3的密度稍大于水的密度；为减小带齿环形平板桨叶3的外表面与船身的右壁51的右侧面之间的摩擦，在带齿环形平板桨叶3与船身的右壁51的右侧面的接触位置于船身的右壁51的右侧面上镶有减摩滚珠或滚针。

所述人力外齿啮合平板桨叶推进船是这样工作的：操作的人坐在坐位G上，左手握住左人力装置C的活动套筒转动左人力装置C的手摇曲柄，右手握住右人力装置D的活动套筒81转动右人力装置D的手摇曲柄8。在左右手的摇动下，左人力装置C和右人力装置D运动，动力传递至左推进器E和右推进器F，使左推进器E和右推进器F分别工作。左推进器E和右推进器F的工作原理相同。右推进器F是这样工作的，起初，带齿环形平板桨叶3处于纵向最前位置，即带齿环形平板桨叶3的后端内壁紧贴定位杆4的后缘，带齿环形平板桨叶3的前端处于最前端，带齿环形平板桨叶3的左侧面紧贴船身的右壁51的右侧面，动力从齿轮轴1输入，从上往下俯视右推进器F，齿轮2逆时针旋转，带动带齿环形平板桨叶3作半圆周运动，即带齿环形平板桨叶3在纵向最前位置绕定位杆4转动半周后到达纵向最后位置，然后直线前行至纵向最前位置，接下来带齿环形平板桨叶3又绕定位杆4顺时针转动半周，然后又直线前行至纵向最前位置，即回到了起初位置。接下来周期性地重复上述过程。这样，带齿环形平板桨叶3会连续不断地将前方的水划向后方，产生向前的推力。运动过程中，带齿环形平板桨叶3在前面与船身的右壁51之间快速打开而在后面与船身的右壁51之间快速合上，产生了类似昆虫的“急张”和“相扑”运动效果，能产生很大的向前的推力。由于导轨6的限制，导轮7只能沿导轨6外周运动，带齿环形平板桨叶3能作很标准的半圆周运动。左推进器E在左人力装置C的驱动下其桨叶作逆时针半圆周运动，也会产生很大的向前的推力。由于左推进器E和右推进器F两者独立操作，所述船不用配方向舵，转弯和退后都能方便实现。左推进器E和右推进器F两者一快一慢运动能实现转弯行驶。改变桨叶的运动方向可使所述船退后行驶。若左推进器E和右推进器F两者的桨叶运动方向相同则可实现原地转圈。本发明人力外齿啮合平板桨叶推进船包括但不限于以下优点：能量损失小，效率高，机动灵活，且桨叶易制作，不会像螺旋桨船那样产生明显的尾迹，也不会像传统明轮船那样存在严重的拍水现象。

Claims (7)

1.一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，其特征在于：包括船身（A）、左人力装置（C）、右人力装置（D）、左推进器（E）和右推进器（F）；左人力装置（C）和右人力装置（D）结构相同且对称安装于船身（A）纵向对称面的左右两侧；右人力装置（D）包括动力输入装置和动力传递装置（9），动力输入装置采用手摇曲柄机构或脚蹬曲柄机构，采用手摇曲柄机构（8）时抓手部位设置了一个活动套筒（81）；采用脚蹬曲柄机构时，脚蹬曲柄机构上设置有活动鞋套；左人力装置（C）和右人力装置（D）独立操作；动力传递装置采用链传动、同步带传动或齿轮传动方式；左推进器（E）和右推进器（F）结构相同，它们对称安装于船身（A）的左右两侧；右推进器（F）的具体结构是：右推进器（F）包括齿轮（2）、带齿环形平板桨叶（3）、定位杆（4）和支架（5）；支架（5）包括底板（52）、顶板（54）和支撑件（53），顶板（54）和底板（52）都水平布置，顶板（54）和底板（52）的左端都固定安装在船身的右壁（51）上，顶板（54）和底板（52）均与船身的右壁（51）垂直；支撑件（53）的上端安装在顶板（54）右端中部，支撑件（53）的下端安装在底板（52）右端的中部，支撑件（53）竖直布置；齿轮（2）安装在船身的右壁（51）的左侧，齿轮轴（1）竖向布置，齿轮轴（1）与船身的右壁（51）的右侧平面平行，齿轮轴（1）的上端与动力传递装置（9）相连；定位杆（4）与齿轮轴（1）平行，定位杆（4）布置于船身的右壁（51）的右侧，定位杆（4）上下两端分别安装在顶板（54）和底板（52）上；带齿环形平板桨叶（3）包括两块平行的平板和两端的半圆弧形体，带齿环形平板桨叶（3）的外周围带有一圈能与齿轮（2）相啮合的齿，带齿环形平板桨叶（3）安装在顶板（54）和底板（52）之间并套装在定位杆（4）上；定位杆（4）的最大外径小于带齿环形平板桨叶（3）的两块平行的平板之间的间距；船身的右壁（51）靠近定位杆（4）的位置开有方孔，齿轮（2）在该方孔处与带齿环形平板桨叶（3）的齿啮合，该方孔位于水面的上方；齿轮轴（1）的轴线和定位杆（4）的轴线处于同一横向竖直面内；带齿环形平板桨叶（3）两端的半圆弧形体的顶部安装了导轮（7）；顶板（54）下表面安装了导轨（6），导轨（6）的外周呈半圆形。

2.根据权利要求1所述的一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，其特征在于：定位杆（4）的周围镶有数个减摩滚珠或滚针，或者在定位杆（4）上套装滚筒或轴承。

3.根据权利要求1所述的一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，其特征在于：带齿环形平板桨叶（3）的高宽比的比值在1~3之间。

4.根据权利要求1所述的一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，其特征在于：为减少带齿环形平板桨叶（3）运动时带齿环形平板桨叶（3）的底部与底板（52）的上表面之间的摩擦，带齿环形平板桨叶（3）的底部镶有减摩滚珠，或者在定位杆（4）上套一个耐磨平垫片（41），耐磨平垫片（41）位于底板（52）的上表面上并垫于带齿环形平板桨叶（3）的底部。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，其特征在于：为减小带齿环形平板桨叶（3）的外表面与船身的右壁（51）的右侧面之间的摩擦，在带齿环形平板桨叶（3）与船身的右壁（51）的右侧面的接触位置于船身的右壁（51）的右侧面上镶有减摩滚珠或滚针。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，其特征在于：带齿环形平板桨叶（3）的密度范围在1050~1200kg/m³之间。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种人力外齿啮合平板桨叶推进船，其特征在于：船身的右壁（51）的右侧面位于带齿环形平板桨叶（3）的齿的位置开有一条水平槽，带齿环形平板桨叶（3）的齿在该水平槽中经过。