CN209553463U - 一种新型auv的喷水推进器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型AUV的喷水推进器，包括动力输入齿轮箱和两个叶片式定心转子容积泵,所述的动力输入齿轮箱的动力输入轴通过轴承和机械密封支撑在第一中间端盖上，所述动力输入轴一端联结动力输出轴、另一端固定有齿轮，该齿轮与主轴上的螺旋伞齿轮相配，所述第一中间端盖和第二中间端盖分别与两个叶片式定心转子容积泵的箱体相配合。本实用新型实现动力通过动力输入轴、螺旋伞齿轮组将动力传递至主轴，进而传递至两个叶片式定心转子容积泵，从而实现潜器推进的整个工作过程。

Description

一种新型AUV的喷水推进器

技术领域

本实用新型涉及推进器技术领域，特别是涉及一种新型AUV的喷水推进器。

背景技术

公告号CN201363270公开一种喷水推进器—叶片式转子泵，其具有体积小、重量轻、功率密度高以及调速区间大且保持高效不下降的优点。该叶片式转子泵的转子、叶片都被支承于箱体内的固定位置，在加工时保证其公差即可；运转时质量更轻的叶片末端与壳体内壁接触，而质量较大的转子与壳体内壁不接触，无磨损，提高了机构的使用寿命；各部件都绕各自中心轴线旋转，其转动惯量的动态变化也较小，机构就可以处于较高的旋转速度，产生相对高的扬程和流量。但该推进器无法很好在AUV(自主式水下潜器(AutonomousUnderwater Vehicle，简称AUV)中使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种新型AUV的喷水推进器，在AUV内部布置方便、推进效率较高且工作噪音较低，能够实现AUV的使用需求。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种新型AUV的喷水推进器，包括动力输入齿轮箱和两个叶片式定心转子容积泵,所述的动力输入齿轮箱的动力输入轴通过轴承和机械密封支撑在第一中间端盖上，所述动力输入轴一端联结动力输出轴、另一端固定有齿轮，该齿轮与主轴上的螺旋伞齿轮相配，所述第一中间端盖和第二中间端盖分别与两个叶片式定心转子容积泵的箱体相配合。

所述叶片式定心转子容积泵的主轴通过深沟球轴承支撑在容积泵的箱体的几何中心，三个叶片依次与主轴配合，其中主动叶片与主轴采取花键连接，从动叶片和主轴采用旋转副连接，转子与箱体偏心布置且二者中心为偏心距，转子两端通过箱体侧壁固定，转子和叶片在运动中绕各自的中心进行旋转。

所述齿轮通过螺栓和平键安装在所述的动力输入轴上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型将体积小、重量轻、功率密度高以及调速区间大且保持高效不下降的叶片式定心转子容积泵与使用载体——AUV载体结构进行了结合，完美解决了电机动力输入轴方向与流体进出口方向相垂直的矛盾，实现了动力输入轴轴向与潜器轴向方向的一致性，同时双缸并联时，通过改变两缸主动叶片之间的相位角来改善水下潜器输出流量的脉动性。

本实用新型实现动力通过动力输入轴、螺旋伞齿轮组将动力传递至主轴，进而传递至两个叶片式定心转子容积泵，从而实现潜器推进的整个工作过程。

附图说明

图1A-1B分别是水下潜器推进器的剖视图及立体结构图。

图2是水下潜器推进器的右视图。

图3是叶片式定心转子容积泵的转子装配结构示意图。

图4A-4C分别是叶片式定心转子容积泵的三种叶片结构示意图。

图5是两主动叶片的安装示意图。

图6是叶片式定心转子容积泵流量脉动改善示意图。

图7是推进器在水下潜器中的位置布置图。

图8是水下推进器正常前进时进出水口示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图所示，本实用新型的水下潜器推进器，包括有动力输入的齿轮箱组，以及实现吸水和排水的单缸叶片式定心转子容积泵，如1A所示,包括动力输入齿轮箱和两个叶片式定心转子容积泵,所述的动力输入齿轮箱的动力输入轴通过轴承和机械密封支撑在第一中间端盖上，所述动力输入轴一端联结动力输出轴、另一端固定有螺旋伞齿轮，该螺旋伞齿轮与主轴上的螺旋伞齿轮相配，所述第一中间端盖和第二中间端盖分别与两个叶片式定心转子容积泵的箱体相配合。

其中，所述的动力输入齿轮箱包括动力输入轴27，通过轴承24，轴承25和机械密封23支撑在中间端盖二14上，所述动力输入轴一端联结动力输出轴、另一端固定有小的螺旋伞齿轮22，该螺旋伞齿轮与主轴8上的大的螺旋伞齿轮17相配，中间端盖二14与中间端盖19分别与两个叶片式定心转子容积泵的箱体相配合。

其中，所述的小的螺旋伞齿轮22通过紧固螺栓13以及垫片12与动力输入轴27的轴端固定连接，大的螺旋伞齿轮17通过沉头螺钉18与主轴连接，在中间端盖二14的动力输入轴27的一侧所形成的套筒30上安装有螺母28，动力输入轴27上有套筒29，轴承24，轴承25装配在动力输入轴2上，间隔设置，所述的套筒29位于所述的轴承24，轴承25之间，所述的轴承25的外有轴用挡圈26，在中间端盖二14的另一侧的孔中安装有堵头16，堵头16与安装面间有O型密封圈15。

其中，所述的两个叶片式定心转子容积泵的结构，为现有技术结构(请参考专利公告号CN201363270)，包括箱体1、从动叶片一2、主动叶片3、端盖4、从动叶片二5、滑动轴承6、套筒7、主轴8、轴承9、轴承10、转子11、设在相应位置O型密封圈20与O型密封圈21、装在主轴上的套筒31、转子端盖32、滑块33、转子端面摩擦副34、沉头螺钉35、沉头螺钉36、六角头螺栓37,主动叶片3、从动叶片一2、从动叶片二5通过滑动轴承6的渐开线花键与主轴8相联，动力通过动力输入轴27、螺旋伞齿轮组传递给主轴8，实现推进器的正常运行。

其中，所述滑动轴承6内侧与主轴8通过花键联接，外侧与从动叶片一2、从动叶片二5通过转动副进行配合。转子11偏心设置在箱体1的腔室中，并且转子11不与箱体的内壁接触，转子的两端通过轴承10支撑在端盖4和中间端盖14上(另一个转子两端通过轴承10支撑在端盖4和中间端盖19上)。

如图3转子装配轴测图所示，转子11的周向上三个均匀间隔位置上开有贯穿轴向长度的三个开口，开口为小于转子半径的圆柱形，在转子的径向外侧有一段圆弧缺口，该圆弧缺口视叶片厚度在工作过程中的偏转范围而定。

圆柱形滑块33的直径和长度和转子开口直径和长度大体相等，滑块33装配在转子11的开口中，在叶片式定心转子容积泵正常工作过程中由于开口形状配合的限制只可在开口中转动。

如图4A-4C所示，分别为主动叶片3、从动叶片一2、从动叶片二5的结构，叶片下部的圆孔通过滑动轴承6与主轴8形成旋转副，径向末端呈圆柱状外形与箱体内部腔壁直接接触，叶片厚度与滑块通槽部分宽度大体相等，由于滑块受到转子上开口的形状的限制，当泵运转起来后叶片径向外端部分相对于滑块仅存在沿径向伸缩运动。

尤其说明一下，两个单缸叶片式定心转子容积泵的主动叶片的安装问题，单缸转子容积泵正常工作过程中每两个叶片之间的密封容积不是均匀变化，从而导致输出流量的脉动，本实用新型的AUV的推进器采用双缸并联的方案，为了改善输出流量的脉动，将两个主动叶片之间的安装相位角设定为60°，在实际安装过程中可以通过渐开线花键来保证，安装示意图如图5所示，转子容积泵流量脉动改善示意图如图6所示。

图7为AUV水推进器38在AUV41中整体安装示意图，AUV中安装在有AUV推进器38，电机39、电池组40和智能控制器。AUV在执行任务时信息处理中心会根据载体所携带传感器获得的信息和指挥部指令对推进动力系统发出对应的动作指令，从而改变AUV的航行姿态。

下面结合图1描述本发明的AUV的新型推进器的运转过程。

当电机39主轴输出动力时，带动动力输入轴27转动，其带动螺旋伞齿轮组小齿轮22转动，将动力的传递方向由沿着潜器外壳中心线准换为垂于潜器外壳中心线。螺旋伞齿轮的大齿轮17带动双缸并联的叶片式定心转子容积泵共用的主轴8，主轴带动主动叶片3与之同转速运动，主动叶片3推动滑块33既绕自身轴线摆动又绕着转子中心轴线公转。转子11绕其中轴线转动，转子的运动又带动与从动叶片一2、从动叶片二5相配的滑块运动，从而带动从动叶片一2和从动叶片二5的转动，在转子11旋转的一个周内，由三个叶片组成的三个工作腔依次完成吸水和排水的过程，完成了泵水的目的，进出口水存在一定压差，即可实现推动AUV运动。动力输入方向(顺时针和逆时针)影响着泵的进水和排水口，通过改变电机的转动方向即可实现AUV的前进和后退。图8为AUV正常前进时进出水口的示意图。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种新型AUV的喷水推进器，其特征在于，包括动力输入齿轮箱和两个叶片式定心转子容积泵,所述的动力输入齿轮箱的动力输入轴通过轴承和机械密封支撑在第一中间端盖上，所述动力输入轴一端联结动力输出轴、另一端固定有齿轮，该齿轮与主轴上的螺旋伞齿轮相配，所述第一中间端盖和第二中间端盖分别与两个叶片式定心转子容积泵的箱体相配合。

2.如权利要求1所述新型AUV的喷水推进器，其特征在于，所述叶片式定心转子容积泵的主轴通过深沟球轴承支撑在容积泵的箱体的几何中心，三个叶片依次与主轴配合，其中主动叶片与主轴采取花键连接，从动叶片和主轴采用旋转副连接，转子与箱体偏心布置且二者中心为偏心距，转子两端通过箱体侧壁固定，转子和叶片在运动中绕各自的中心进行旋转。

3.如权利要求1所述新型AUV的喷水推进器，其特征在于，所述齿轮通过螺栓和平键安装在所述的动力输入轴上。