CN211076304U - 一种矢量罩和矢量泵喷推进系统及水下航行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种矢量罩和矢量泵喷推进系统及水下航行器，一种矢量罩，包括矢量罩本体和矢量驱动机构，矢量罩本体用于转动安装在矢量泵喷推进装置的出水端；矢量罩本体沿轴线方向设有通孔，矢量罩本体在矢量驱动机构的驱动下转动至通孔的轴线与出水端的轴线呈不同角度；其中，从出水端推出的水流沿通孔向外喷出；矢量罩本体转动安装在矢量泵喷推进装置的出水端，在矢量驱动机构的驱动下转动至通孔的轴线与出水端的轴线呈不同角度，实现从出水端推出的水流沿通孔向外喷出的方向与出水端的轴线呈不同角度，即对矢量罩本体产生不同方向的推力，从而起到调节安装有本实用新型的水下航行器姿态的作用。

Description

一种矢量罩和矢量泵喷推进系统及水下航行器

技术领域

本实用新型涉及水下航行器推进领域，尤其涉及一种矢量罩和矢量泵喷推进系统及水下航行器。

背景技术

传统水下航行器采用鳍舵装置控制航向和航速,舵的存在会降低推进器的进流品质,增强推进器的直发声,引起艇体产生结构振动。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种矢量罩和矢量泵喷推进系统及水下航行器，以解决上述技术问题的至少一种。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种矢量罩，包括矢量罩本体和矢量驱动机构，矢量罩本体用于转动安装在矢量泵喷推进装置的出水端；矢量罩本体沿轴线方向设有通孔，矢量罩本体在矢量驱动机构的驱动下转动至通孔的轴线与出水端的轴线呈不同角度；其中，从出水端推出的水流沿通孔向外喷出。

本实用新型的有益效果是：矢量罩本体转动安装在矢量泵喷推进装置的出水端，在矢量驱动机构的驱动下转动至通孔的轴线与出水端的轴线呈不同角度，实现从出水端推出的水流沿通孔向外喷出的方向与出水端的轴线呈不同角度，即对矢量罩本体产生不同方向的推力，从而起到调节安装有本实用新型的设备姿态的作用。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，矢量驱动机构包括驱动装置和连杆装置，连杆装置的一端与矢量罩本体转动连接，另一端连接有驱动装置，连杆装置在驱动装置的驱动下运动并带动矢量罩本体转动。

采用上述进一步方案的有益效果是：驱动装置提供驱动力，连杆装置在驱动装置的驱动下运动并带动矢量罩本体转动。

进一步，连杆装置的数量为两个，两个连杆装置对称设置在驱动装置和矢量罩本体两侧，驱动装置驱动两个连杆装置同步运动。

采用上述进一步方案的有益效果是：设置两个对称的连杆装置，可以使矢量罩本体受力平衡，转动时更稳定，实现驱动装置对矢量罩本体转动角度的准确控制。

进一步，连杆装置包括曲柄滑块机构和连接杆，曲柄滑块机构的一端与驱动装置的输出端连接，并在驱动装置的驱动下旋转；连接杆的一端固定安装在矢量罩本体上，另一端与曲柄滑块机构的另一端转动连接；其中，曲柄滑块机构的一端转动时，曲柄滑块机构的另一端做直线运动，带动连接杆转动进而带动矢量罩本体转动。

采用上述进一步方案的有益效果是：曲柄滑块机构将转动副转化为移动副，连接杆的一端固定安装在矢量罩本体上，另一端与曲柄滑块机构上的另一端转动连接，曲柄滑块机构的另一端做直线运动，带动连接杆转动进而带动矢量罩本体转动，实现对矢量罩本体转动角度的准确控制。

进一步，曲柄滑块机构包括依次转动连接的第一连杆、第二连杆和平移连杆机构，第一连杆远离第二连杆的一端与驱动装置的输出端固定连接；平移连杆机构远离第二连杆的一端与连接杆的另一端转动连接；其中，第一连杆转动时，带动第二连杆运动，进而带动平移连杆机构做直线运动。

进一步，平移连杆机构包括第三连杆和固定块，第三连杆穿设在固定块上且与固定块滑动连接；第三连杆的两端分别与第二连杆和连接杆的另一端转动连接；其中，第一连杆转动时，带动第二连杆运动，进而带动第三连杆在固定块内直线滑动。

采用上述进一步方案的有益效果是：结构简单，安装方便，且可以通过设计曲柄滑块机构上各杆件的长度来设计矢量罩本体的转动范围。

进一步，驱动装置包括包括舵机、动力输出杆、相互啮合的驱动齿轮和从动齿轮，舵机与驱动齿轮连接，舵机驱动驱动齿轮转动；从动齿轮与动力输出杆固定连接，动力输出杆与连杆装置的另一端连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：实现动力输出，通过舵机的正反转带动驱动齿轮正反转，驱动齿轮通过啮合从而带动从动齿轮正反转，从动齿轮通过动力输出杆带动连杆装置的另一端进行转动，运动通过连杆装置传递到矢量罩本体，于是矢量罩本体进行一定范围的转动，水流通过矢量罩本体的引导产生向上或向下的推力，从而起到调节安装有本实用新型的设备姿态的作用。

另一方面，本实用新型提供一种矢量泵喷推进系统，包括矢量泵喷推进装置和上述的一种矢量罩，矢量罩的矢量罩本体转动安装在矢量泵喷推进装置的出水端。

本方案的有益效果是：本方案具有上述矢量泵喷推进装置的全部有益效果，在此就不再赘述。

进一步，矢量泵喷推进装置包括推进器和导流罩，导流罩的进水端与推进器的出水端连通，导流罩的出水端转动安装有矢量罩本体；推进器在工作时将水流推入导流罩，被推入导流罩的水流在导流罩的引导下进入矢量罩本体，并经矢量罩本体的通孔向外喷出。

采用上述进一步方案的有益效果是：推进器是水下航行器主要的动力装置，推进器在工作时将水推入导流罩，被推入导流罩的水在导流罩的引导下进入矢量罩本体。

又一方面，本实用新型提供一种水下航行器，包括上述的一种矢量泵喷推进系统。

本方案的有益效果是：本实用新型具有上述一种矢量泵喷推进系统的全部有益效果，在此就不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型一种水下航行器安装有带矢量罩的矢量泵喷推进系统示意图；

图2为本实用新型一种水下航行器安装有带矢量罩的矢量泵喷推进系统示意图；

图3为本实用新型一种矢量罩爆炸图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、矢量罩本体，2、矢量驱动机构，21、驱动装置，211、舵机，212、动力输出杆，213、驱动齿轮，214、从动齿轮，215、舵机舱盖，22、连杆装置，221、连接杆，222、第一连杆，223、第二连杆，224、第三连杆，225、固定块，3、矢量泵喷推进装置，31、推进器，32、导流罩，4、机架，5、电子元件仓。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1-3所示，一种矢量罩，包括矢量罩本体1和矢量驱动机构，矢量罩本体1用于转动安装在矢量泵喷推进装置3的出水端；矢量罩本体1沿轴线方向设有通孔，矢量罩本体1在矢量驱动机构的驱动下转动至通孔的轴线与出水端的轴线呈不同角度；其中，从出水端推出的水流沿通孔向外喷出。

本实施例的有益效果是：矢量罩本体1转动安装在矢量泵喷推进装置3的出水端，在矢量驱动机构的驱动下转动至通孔的轴线与出水端的轴线呈不同角度，实现从出水端推出的水流沿通孔向外喷出的方向与出水端的轴线呈不同角度，即对矢量罩本体1产生不同方向的推力，从而起到调节安装有本实用新型的设备姿态的作用。

实施例2

如图1-3所示，一种矢量罩，包括矢量罩本体1和矢量驱动机构，矢量罩本体1用于转动安装在矢量泵喷推进装置3的出水端；矢量罩本体1沿轴线方向设有通孔，矢量罩本体1在矢量驱动机构的驱动下转动至通孔的轴线与出水端的轴线呈不同角度；其中，从出水端推出的水流沿通孔向外喷出。

矢量罩本体1转动安装在矢量泵喷推进装置3的出水端，在矢量驱动机构的驱动下转动至通孔的轴线与出水端的轴线呈不同角度，实现从出水端推出的水流沿通孔向外喷出的方向与出水端的轴线呈不同角度，即对矢量罩本体1产生不同方向的推力，从而起到调节安装有本实用新型的设备姿态的作用。

具体的，矢量罩本体1通过转动轴安装在矢量泵喷推进装置3的出水端，在本实施例中，水流通过矢量罩的引导产生向上或向前或向下的推力，推动设备向上或向前或向下运动，起到调节设备的俯仰姿态的作用，实现控制设备的航向的作用。

在一些可选的实施例中，一种矢量罩，矢量驱动机构包括驱动装置21和连杆装置22，连杆装置22的一端与矢量罩本体1转动连接，另一端连接有驱动装置21，连杆装置22在驱动装置21的驱动下运动并带动矢量罩本体1转动。

可以理解的是，驱动装置21提供驱动力，连杆装置22在驱动装置21的驱动下运动并带动矢量罩本体1转动。

在一些可选的实施例中，连杆装置22的数量可以为一个或多个。

优选的，在本实施例中，连杆装置22的数量为两个，两个连杆装置22对称设置在驱动装置21和矢量罩本体1两侧，驱动装置21驱动两个连杆装置22同步运动。

设置两个对称的连杆装置22，可以使矢量罩本体1受力平衡，转动时更稳定，实现驱动装置21对矢量罩本体1转动角度的准确控制。

在一些可选的实施例中，一种矢量罩，连杆装置22包括曲柄滑块机构和连接杆221，曲柄滑块机构的一端与驱动装置21的输出端连接，并在驱动装置21的驱动下旋转；连接杆221的一端固定安装在矢量罩本体1上，另一端与曲柄滑块机构的另一端转动连接；其中，曲柄滑块机构的一端转动时，曲柄滑块机构的另一端做直线运动，带动连接杆221转动进而带动矢量罩本体1转动。

曲柄滑块机构将转动副转化为移动副，连接杆221的一端固定安装在矢量罩本体1上，另一端与曲柄滑块机构上的另一端转动连接，曲柄滑块机构的另一端做直线运动，带动连接杆221转动进而带动矢量罩本体1转动，实现对矢量罩本体1转动角度的准确控制。

具体的，曲柄滑块机构包括依次转动连接的第一连杆222、第二连杆223和平移连杆机构，第一连杆222远离第二连杆223的一端与驱动装置21的输出端固定连接；平移连杆机构远离第二连杆223的一端与连接杆221的另一端转动连接；其中，第一连杆222转动时，带动第二连杆223运动，进而带动平移连杆机构做直线运动。

优选的平移连杆机构包括第三连杆224和固定块225，第三连杆224穿设在固定块225上且与固定块225滑动连接；第三连杆224的两端分别与第二连杆223和连接杆221的另一端转动连接；其中，第一连杆222转动时，带动第二连杆223运动，进而带动第三连杆224在固定块225内直线滑动。

其中，在安装本矢量罩至设备上时，固定块225固定在设备上，固定块225的位置固定，保证第三连杆224进行直线运动。

本实施例的曲柄滑块机构结构简单，安装方便，且可以通过设计曲柄滑块机构上各杆件的长度来设计矢量罩本体1的转动范围。

在一些可选的实施例中，一种矢量罩，驱动装置21包括包括舵机211、动力输出杆212、相互啮合的驱动齿轮213和从动齿轮214，舵机211与驱动齿轮213连接，舵机211驱动驱动齿轮213转动；从动齿轮214与动力输出杆212固定连接，动力输出杆212与连杆装置22的另一端连接。

具体的，还包括舵机舱盖215，舵机211、动力输出杆212、相互啮合的驱动齿轮213和从动齿轮214安装在舵机舱盖215内腔，且动力输出杆212的两端伸出至舵机舱盖215外与第一连杆222连接。实现动力输出，通过舵机211的正反转带动驱动齿轮213正反转，驱动齿轮213通过啮合从而带动从动齿轮214正反转，从动齿轮214通过动力输出杆212带动连杆装置22的另一端进行转动，运动通过连杆装置22传递到矢量罩本体1，于是矢量罩本体1进行一定范围的转动，水流通过矢量罩本体1的引导产生向上或向下的推力，从而起到调节安装有本实用新型的设备姿态的作用。

实施例3

如图1-3所示，一种矢量泵喷推进系统，包括矢量泵喷推进装置3和上述的一种矢量罩，矢量罩的矢量罩本体1转动安装在矢量泵喷推进装置3的出水端。

具体的，矢量泵喷推进装置3包括推进器31和导流罩32，导流罩32的进水端与推进器31的出水端连通，导流罩32的出水端转动安装有矢量罩本体1；推进器31在工作时将水流推入导流罩32，被推入导流罩32的水流在导流罩32的引导下进入矢量罩本体1，并经矢量罩本体1的通孔向外喷出。

具体的，推进器31包括电机和桨叶，电机带动桨叶转动，转动的桨叶将水推入导流罩32。

推进器31是水下航行器主要的动力装置，推进器31在工作时将水推入导流罩32，被推入导流罩32的水在导流罩32的引导下进入矢量罩本体1。

本方案的有益效果是：本方案具有上述矢量泵喷推进装置3的全部有益效果，在此就不再赘述。

实施例4

如图1-3所示，一种水下航行器，包括上述的一种矢量泵喷推进系统。

具体的，水下航行器包括电子元件仓5，电子元件仓5与舵机211连接，对舵机211发出控制指令。

如图1-2所示，水下航行器包括机架4，舵机舱盖215、导流罩32、固定块225、电机均分别固定安装在机架4上。

本方案的有益效果是：本实用新型具有上述一种矢量泵喷推进系统的全部有益效果，在此就不再赘述。

本实用新型的一个具体实施例的工作过程为：导流罩32的轴向方向水平设置。

当电子元件仓5的控制模块发出指令，驱使舵机211带动第一连杆222转到与水平方向的60°夹角(夹角大小是可以变化的，可以跟随杆件的设计长度的变化而改变)，此时矢量罩本体1的通孔与导流罩32的轴向方向重合，处于水平状态时，推进器31推入导流罩32的水流沿着矢量罩尾部水平排出，于是就会产生一个水平推力，推动水下航行器水平前进。

当电子元件仓5的控制模块发出指令，驱动舵机211转动，第一连杆222在0-60°内转动时，连杆装置22运动，从而带动矢量罩尾部向下转动，水流就会向下喷出，于是就会产生一个向上的推力，带动水下航行器向上运动。

当电子元件仓5的控制模块发出指令，驱动舵机211转动，第一连杆222在60-120°内转动时，连杆装置22运动，从而带动矢量罩尾部向上转动，水流就会向上喷出，于是就会产生一个向下的推力，带动设备向下运动。

这样就可以起到调节水下航行器的俯仰姿态的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矢量罩，其特征在于，包括矢量罩本体和矢量驱动机构，所述矢量罩本体用于转动安装在矢量泵喷推进装置的出水端；所述矢量罩本体沿轴线方向设有通孔，所述矢量罩本体在所述矢量驱动机构的驱动下转动至所述通孔的轴线与所述出水端的轴线呈不同角度；其中，从所述出水端推出的水流沿所述通孔向外喷出。

2.根据权利要求1所述一种矢量罩，其特征在于，所述矢量驱动机构包括驱动装置和连杆装置，所述连杆装置的一端与所述矢量罩本体转动连接，另一端连接有所述驱动装置，所述连杆装置在所述驱动装置的驱动下运动并带动所述矢量罩本体转动。

3.根据权利要求2所述一种矢量罩，其特征在于，所述连杆装置的数量为两个，两个所述连杆装置对称设置在所述驱动装置和所述矢量罩本体两侧，所述驱动装置驱动两个所述连杆装置同步运动。

4.根据权利要求3所述一种矢量罩，其特征在于，所述连杆装置包括曲柄滑块机构和连接杆，所述曲柄滑块机构的一端与所述驱动装置的输出端连接，并在所述驱动装置的驱动下旋转；所述连接杆的一端固定安装在所述矢量罩本体上，另一端与所述曲柄滑块机构的另一端转动连接；其中，所述曲柄滑块机构的一端转动时，所述曲柄滑块机构的另一端做直线运动，带动所述连接杆转动进而带动所述矢量罩本体转动。

5.根据权利要求4所述一种矢量罩，其特征在于，所述曲柄滑块机构包括依次转动连接的第一连杆、第二连杆和平移连杆机构，所述第一连杆远离所述第二连杆的一端与所述驱动装置的输出端固定连接；所述平移连杆机构远离所述第二连杆的一端与所述连接杆的另一端转动连接；其中，所述第一连杆转动时，带动第二连杆运动，进而带动所述平移连杆机构做直线运动。

6.根据权利要求5所述一种矢量罩，其特征在于，所述平移连杆机构包括第三连杆和固定块，所述第三连杆穿设在所述固定块上且与所述固定块滑动连接；所述第三连杆的两端分别与所述第二连杆和所述连接杆的另一端转动连接；其中，所述第一连杆转动时，带动第二连杆运动，进而带动所述第三连杆在所述固定块内直线滑动。

7.根据权利要求2-6任一项所述一种矢量罩，其特征在于，所述驱动装置包括舵机、动力输出杆、相互啮合的驱动齿轮和从动齿轮，所述舵机与所述驱动齿轮连接，所述舵机驱动所述驱动齿轮转动；所述从动齿轮与所述动力输出杆固定连接，所述动力输出杆与所述连杆装置的另一端连接。

8.一种矢量泵喷推进系统，其特征在于，包括矢量泵喷推进装置和如权利要求1-7任一项所述的一种矢量罩，所述矢量罩的矢量罩本体转动安装在矢量泵喷推进装置的出水端。

9.根据权利要求8所述一种矢量泵喷推进系统，其特征在于，所述矢量泵喷推进装置包括推进器和导流罩，所述导流罩的进水端与所述推进器的出水端连通，所述导流罩的出水端转动安装有所述矢量罩本体；所述推进器在工作时将水流推入所述导流罩，被推入所述导流罩的水流在所述导流罩的引导下进入所述矢量罩本体，并经所述矢量罩本体的通孔向外喷出。

10.一种水下航行器，其特征在于，包括如权利要求8-9任一项所述的一种矢量泵喷推进系统。

Images