CN220221100U - 一种水下助推结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水下助推结构，包括涵道和位于涵道内螺旋桨，所述涵道内下部设有底部呈开口设置的安装筒，所述安装筒内装有驱动件，所述驱动件的驱动轴伸出安装筒顶面后与所述螺旋桨连接，所述螺旋桨由桨帽和均匀分布在所述桨帽外周侧的三片螺旋型桨叶构成，所述桨帽为倒扣的碗形形状，所述桨叶呈螺旋形设置在所述桨帽的外圆周，所述桨叶的外边缘与涵道内面之间留有间隙，所述间隙小于1mm。本实用新型水下助推结构具有旋转稳定性好、助推推力大、效率高及助推结构使用寿命长等优点。

Description

一种水下助推结构

技术领域

本实用新型涉及水下助推技术领域，具体为一种水下助推结构。

背景技术

目前最常用的水下推进单元为水下电机带动螺旋桨旋转，配合涵道反推水流从而产生推力。对特定电机需要设计特定的螺旋桨桨叶和涵道配合，提高电机输出效率并减少推力损失。螺旋桨的设计会考虑到桨叶的数量、螺距、螺距比(螺距/直径)、导管等多种因素，都会影响螺旋桨转速的设置和推力输出效率。同时涵道的流道造型和涵道与螺旋桨之间的间隙配合也会对推进效率产生较大的影响。

在目前的水下推进设备中，普通的4叶船模螺旋桨和直筒型涵道是比较通用的水下推进设备采用的推进结构，但是其桨叶的设计并没有根据水下助推器的需求和电机功率进行优化，导致推进效率较低、推力输出不足等问题；同时涵道与桨叶之间的间隙没有优化，桨叶高速旋转时产生较多的空泡，不仅降低了推进效率，也会带来螺旋桨叶的疲劳损伤。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有旋转稳定性好、助推推力大、效率高及使用寿命长的水下助推结构。

为了实现上述目的，通过以下技术方案实现。

一种水下助推结构，包括涵道和位于涵道内螺旋桨，所述涵道内下部设有底部呈开口设置的安装筒，所述安装筒内装有驱动件，所述驱动件的驱动轴伸出安装筒顶面后与所述螺旋桨连接，所述螺旋桨由桨帽和均匀分布在所述桨帽外周侧的三片螺旋型桨叶构成，所述桨帽为倒扣的碗形形状，所述桨叶呈螺旋形设置在所述桨帽的外圆周，所述桨叶的外边缘与涵道内面之间留有间隙，所述间隙小于1mm。

上述技术方案中，主要由涵道和位于涵道内的螺旋桨和驱动件构成，具体地，螺旋桨由安装在涵道内的驱动件驱动，其整体结构设置简单，安装方便；涵道内下部底部呈开口的安装筒的设置，用于将驱动件安装在安装筒内，使驱动件位于涵道内下部中心位置并稳定固定在所述安装筒上，确保驱动件的安装稳定性，为驱动件的驱动稳定性提供基础保障，即确保驱动件的旋转稳定性，同时，驱动件安装在从底部开口端自下至上安装至安装筒内，有效利用涵道内空间，使涵道内驱动件和螺旋桨结构设置紧凑；螺旋桨由呈倒扣的碗形形状的桨帽，和均匀分布在该桨帽外周侧的三片螺旋型桨叶构成，其结构设置简单，分布合理，其中，三片螺旋型桨叶的设置，相较于传统的四片桨叶设置，其螺旋桨的推力更高、效率更高；螺旋桨的外边缘与涵道内面之间留有间隙，所述间隙小于1mm，其与驱动件的安装稳定性、三片桨叶的分布设置结合在一起，能够有效提高桨叶切割和压迫流体运动的效率，在桨叶和涵道之间形成一个有效密闭的空间，进而大幅提升螺旋桨的推力和效率。

进一步地，所述涵道的内表面为弧形面，所述涵道与螺旋桨相对应处的涵道直径小于所述涵道进口端和出口端的涵道直径。

上述技术方案中，涵道内周面采用中间小两端大的弧形面设计，使涵道与螺旋桨的螺旋型桨叶相对应位置处的涵道直径最小，在确保螺旋桨易于安装的基础上，有效减少螺旋型桨叶外周侧与涵道直径之间的间隙，进而有效减少驱动力的功率损失，有效提高桨叶的切割和压迫流体运动的效率，提升助推效果。

进一步地，所述桨叶的横截面呈中间厚两边薄的机翼造型。

上述技术方案中，桨叶整体采用中间厚两边薄的设计形成机翼状造型，机翼状造型使得桨叶表面呈两边薄中间厚的流线型设计，流线型表面流体通过速度比平面快，大大提升流体速度，进而提高助助推效率。

进一步地，所述桨叶的外端面为弧形面，所述弧形面的俯视图弧形线位于与桨叶中心轴轴心同心的同一圆周线上。

上述技术方案中，桨叶外端面采用弧形面设计，具体地，各桨叶的弧形线位于与桨叶中心轴轴心同心的同一圆周线上，即各桨叶外端的弧形面位于以桨叶中心轴轴心为圆心的同一圆周面上，使桨叶与涵道内表面之间间隙能做到1.0mm，进而减少桨叶与涵道之间间隙，提升螺旋桨的推力和效率。

进一步地，所述桨叶包括进水边和出水边，所述进水边位于出水边的上方。

上述技术方案中，桨叶的进水边设置于出水边的上方，助推器在水下使用时，从位于上方的进水边流入，经螺旋型桨叶螺旋旋转后沿流线型桨叶流至出水边后流出，能够使水流以螺旋桨中心形成螺旋型旋涡，有助于增加助推器的推力和效率。

进一步地，所述进水边和出水边均为弧形边，所述出水边的弧形弯曲度大于所述进水边的弧形弯曲度。

上述技术方案中，采用弧形结构的进水边和出水边设计，同时，进水边的弧形弯曲度小，出水边的弧形弯曲度大，其一方面，流线型的进出水边设计，更易于水流快速流动，另一方面，进水边流线型设计更平缓一些，便于流体从进水边稳定流入桨叶表面，待流体稳定流入桨叶后，由于出水边流线型设计较陡峭一些，能够使桨叶表面的水流快速从出水边流出。

进一步地，所述桨帽包括倒扣型的碗体，所述碗体内设有两道底部与碗体下表面齐平的加强筒体，所述碗体的中心位置设有与驱动件的驱动轴配合的连接套筒，所述连接套筒起至碗体设有连贯设置的多个加强件。

上述技术方案中，桨帽采用倒扣型的碗体作为主体，该种碗体结构中心供驱动件的驱动轴穿过并固定，具体地，所述驱动件的驱动轴穿过碗体中心位置的连接套筒后通过紧固件固定在碗体上，确保桨帽与驱动件连接的稳定性；碗体内两道加强筒体，以及自连接套筒 起至碗体多个加强件的设置，用于确保碗体的强度，进而进一步确保桨帽与驱动件连接的稳定性，为螺旋桨与涵道之间的间隙缩小提供保障。

进一步地，所述碗体的顶部中心位置设有凹槽，所述驱动轴的外端设有螺纹部，所述驱动轴穿过连接套筒后螺纹部伸出连接套筒，所述螺纹部通过紧固件固定在所述碗体的凹槽内。

上述技术方案中，碗体顶部中心位置凹槽的设置，使驱动轴的端部不会伸出碗体顶部，同时使紧固件置于凹槽内将驱动轴固定在碗体上，确保碗体与驱动件连接稳定的同时，有效利用碗体空间，使整体结构设置紧凑，并有效减少流体阻力。

进一步地，所述连接套筒的底部设有呈对向分布的两个缺口，所述缺口的两侧均设有自连接套筒延伸至位于里侧的加强筒体。

上述技术方案中，连接套筒底部两个对向分布的缺口的设置，以及缺口两侧的加强筒体 的设置，进一步提升碗体的整体强度，进而为提升碗体的运动稳定性提供保障。

进一步地，所述涵道的下部涵道壁上设有一缺口槽，所述缺口槽用于供助推器的线路集中通过；所述涵道的上端为进水端，所述进水端可拆卸连接有进水护罩，所述涵道的底端为出口端，所述出口端可拆卸连接有出水护罩；所述涵道的外圆周设有多个卡条，所述卡条用于将助推结构卡合在所述助推器的外壳上。

上述技术方案中，涵道下部缺口槽的设置，用于为助器线路集中提供过线空间和通道；涵道上端进水端上可拆卸连接的进水护罩，以及涵道底端出水端可拆卸连接的出水护罩的设置，一方面为涵道提供防护作用，避免水下杂质进入涵道内影响助推器效果；另一方面，进水护罩和出水护罩与涵道的可拆卸连接结构，使助推器在涵道、螺旋桨、驱动件、进水护罩以及出水护罩等部分部件损坏时，仅对损坏部分部件进行更换即可，无需丢弃整个助推主体，大大减少了使用成本；涵道外圆周多个卡条的设置，用于将涵道可拆卸卡合在助推器的外壳上。

本实用新型水下助推结构与现有技术相比，具有如下有益效果：

第一、安装方便，本实用新型下助推器的助推结构主要由涵道和位于涵道内的螺旋桨和驱动件构成，具体地，螺旋桨由安装在涵道内的驱动件驱动，其整体结构设置简单，安装方便；

第二、结构紧凑，旋转稳定性好，使用寿命长，涵道内下部底部呈开口的安装筒的设置，用于将驱动件安装在安装筒内，使驱动件位于涵道内下部中心位置并稳定固定在所述安装筒上，确保驱动件的安装稳定性，为驱动件的驱动稳定性提供基础保障，即确保驱动件的旋转稳定性，有效提升助推结构的使用寿命；同时，驱动件安装在从底部开口端自下至上安装至安装筒内，有效利用涵道内空间，使涵道内驱动件和螺旋桨结构设置紧凑；

第三、助推推力高、效率高，螺旋桨由呈倒扣的碗形形状的桨帽，和均匀分布在该桨帽外周侧的三片螺旋型桨叶构成，其结构设置简单，分布合理，其中，三片螺旋型桨叶的设置，相较于传统的四片桨叶设置，其螺旋桨的推力更高、效率更高；螺旋桨的外边缘与涵道内面之间留有间隙，所述间隙小于1mm，其与驱动件的安装稳定性、三片桨叶的分布设置结合在一起，能够有效提高桨叶切割和压迫流体运动的效率，在桨叶和涵道之间形成一个有效密闭的空间，进而大幅提升螺旋桨的推力和效率。

附图说明

图1为本实用新型水下助推结构的分解图；

图2为本实用新型水下助推结构的立体图；

图3为本实用新型水下助推结构的俯视图；

图4为图3中的A-A剖视图；

图5为本实用新型水下助推结构中螺旋桨的立体图一；

图6为本实用新型水下助推结构中螺旋桨的俯视图；

图7为本实用新型水下助推结构中螺旋桨的立体图二。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本实用新型水下助推结构作进一步详细描述。

参照图1至图7，本实用新型一非限制实施例，一种水下助推结构，包括涵道100和位于涵道100内螺旋桨200，所述涵道100内下部设有底部呈开口设置的安装筒110，所述安装筒110内装有驱动件300，所述驱动件300的驱动轴310伸出安装筒110顶面后与所述螺旋桨200连接，所述螺旋桨200由桨帽210和均匀分布在所述桨帽210外周侧的三片螺旋型桨叶220构成，所述桨帽210为倒扣的碗形形状，所述桨叶220呈螺旋形设置在所述桨帽210的外圆周，所述桨叶220的外边缘与涵道100内面之间留有间隙，所述间隙小于1mm。本实施例中，所述驱动件300优先为电机，电机驱动具有较高的能量转换效率，可以将电能有效转化为机械能，从而实现更高的能源利用效率，同时具有高响应性和高动力输出，且运转稳定性好，能确保螺旋桨200旋转的稳定性；本实用新型水下助推结构主要由涵道100和位于涵道100内的螺旋桨200和驱动件300构成，具体地，螺旋桨200由安装在涵道100内的驱动件300驱动，其整体结构设置简单，安装方便；涵道100内下部底部呈开口的安装筒110的设置，用于将驱动件300安装在安装筒110内，使驱动件300位于涵道100内下部中心位置并稳定固定在所述安装筒110上，确保驱动件300的安装稳定性，为驱动件300的驱动稳定性提供基础保障，即确保驱动件300的旋转稳定性，同时，驱动件300安装在从底部开口端自下至上安装至安装筒110内，有效利用涵道100内空间，使涵道100内驱动件300和螺旋桨200结构设置紧凑；螺旋桨200由呈倒扣的碗形形状的桨帽210，和均匀分布在该桨帽210外周侧的三片螺旋型桨叶220构成，其结构设置简单，分布合理，其中，三片螺旋型桨叶220的设置，相较于传统的四片桨叶220设置，其螺旋桨200的推力更高、效率更高；螺旋桨200的外边缘与涵道100内面之间留有间隙，所述间隙小于1mm，其与驱动件300的安装稳定性、三片桨叶220的分布设置结合在一起，能够有效提高桨叶220切割和压迫流体运动的效率，在桨叶220和涵道100之间形成一个有效密闭的空间，进而大幅提升螺旋桨200的推力和效率。

参照图1至图4，本实用新型一非限制实施例，所述涵道100的内表面为弧形面，所述涵道100与螺旋桨200相对应处的涵道100直径小于所述涵道100进口端和出口端140的涵道100直径。本实施例中，涵道100内周面采用中间小两端大的弧形面设计，使涵道100与螺旋桨200的螺旋型桨叶220相对应位置处的涵道100直径最小，在确保螺旋桨200易于安装的基础上，有效减少螺旋型桨叶220外周侧与涵道100直径之间的间隙，进而有效减少驱动力的功率损失，有效提高桨叶220的切割和压迫流体运动的效率，提升助推效果。

参照图1至图3，以及图5至图7，本实用新型一非限制实施例，所述桨叶220的横截面呈中间厚两边薄的机翼造型，具体见图5。本实施例中，桨叶220整体采用中间厚两边薄的设计形成机翼状造型，具体地，桨叶220为螺旋型机翼状造型，该造型使得桨叶220表面呈两边薄中间厚的流线型设计，流线型表面流体通过速度比平面快，大大提升流体速度，进而提高助助推效率。

参照图1至图3，以及图5至图7，本实用新型一非限制实施例，所述桨叶220的外端面为弧形面，所述弧形面的俯视图弧形线位于与桨叶220中心轴轴心同心的同一圆周线1上。本实施例中，桨叶220外端面采用弧形面设计，具体地，各桨叶220的弧形线位于与桨叶220中心轴轴心同心的同一圆周线1上，即各桨叶220外端的弧形面位于以桨叶220中心轴轴心为圆心的同一圆周面上，使桨叶220与涵道100内表面之间间隙能做到1.0mm，进而减少桨叶220与涵道100之间间隙，提升螺旋桨200的推力和效率。

参照图1至图3，以及图5至图7，本实用新型一非限制实施例，所述桨叶220包括进水边221和出水边222，所述进水边221位于出水边222的上方。本实施例中，桨叶220的进水边221设置于出水边222的上方，助推器在水下使用时，从位于上方的进水边221流入，经螺旋型桨叶220螺旋旋转后沿流线型桨叶220流至出水边222后流出，能够使水流以螺旋桨200中心形成螺旋型旋涡，有助于增加助推器的推力和效率。

参照图1至图3，以及图5至图7，本实用新型一非限制实施例，所述进水边221和出水边222均为弧形边，所述出水边222的弧形弯曲度大于所述进水边221的弧形弯曲度。本实施例中，采用弧形结构的进水边221和出水边222设计，同时，进水边221的弧形弯曲度小，出水边222的弧形弯曲度大，其一方面，流线型的进出水边222设计，更易于水流快速流动，另一方面，进水边221流线型设计更平缓一些，便于流体从进水边221稳定流入桨叶220表面，待流体稳定流入桨叶220后，由于出水边222流线型设计较陡峭一些，能够使桨叶220表面的水流快速从出水边222流出。

参照图1至图7，本实用新型一非限制实施例，所述桨帽210包括倒扣型的碗体211，所述碗体211内设有两道底部与碗体211下表面齐平的加强筒体212，所述碗体211的中心位置设有与驱动件300的驱动轴310配合的连接套筒213，所述连接套筒213起至碗体211设有连贯设置的多个加强件214。本实施例中，所述加强件214设置有4个，4个加强件214在碗体呈十字线分布，形成十字加强件。具体地，本实施例中，桨帽210采用倒扣型的碗体211作为主体，该种碗体211结构中心供驱动件300的驱动轴310穿过并固定，具体地，所述驱动件300的驱动轴310穿过碗体211中心位置的连接套筒213后通过紧固件固定在碗体211上，确保桨帽210与驱动件300连接的稳定性；碗体211内两道加强筒体212，以及自连接套筒213 起至碗体211多个加强件214的设置，用于确保碗体211的强度，进而进一步确保桨帽210与驱动件300连接的稳定性，为螺旋桨200与涵道100之间的间隙缩小提供保障。

参照图1至图7，本实用新型一非限制实施例，所述碗体211的顶部中心位置设有凹槽215，所述驱动轴310的外端设有螺纹部311，所述驱动轴310穿过连接套筒213后螺纹部311伸出连接套筒213，所述螺纹部311通过紧固件固定在所述碗体211的凹槽215内。本实施例中，碗体211顶部中心位置凹槽215的设置，使驱动轴310的端部不会伸出碗体211顶部，同时使紧固件置于凹槽215内将驱动轴310固定在碗体211上，确保碗体211与驱动件300连接稳定的同时，有效利用碗体211空间，使整体结构设置紧凑，并有效减少流体阻力。

参照图1至图7，本实用新型一非限制实施例，所述连接套筒213的底部设有呈对向分布的两个缺口216，所述缺口216的两侧均设有自连接套筒213延伸至位于里侧的加强筒体212。本实施例中，连接套筒213底部两个对向分布的缺口216的设置，以及缺口216两侧的加强筒体212 的设置，进一步提升碗体211的整体强度，进而为提升碗体211的运动稳定性提供保障。

参照图1和图2，本实用新型一非限制实施例，所述涵道100的下部涵道100壁上设有一缺口槽120，所述缺口槽120用于供助推器的线路集中通过；所述涵道100的上端为进水端130，所述进水端130可拆卸连接有进水护罩（图中未示出），所述涵道100的底端为出口端140，所述出口端140可拆卸连接有出水护罩（图中未示出）；所述涵道100的外圆周设有多个卡条150，所述卡条150用于将助推结构卡合在所述助推器的外壳上。本实施例中，涵道100下部缺口槽120的设置，用于为助器线路集中提供过线空间和通道；涵道100上端进水端130上可拆卸连接的进水护罩，以及涵道100底端出水端可拆卸连接的出水护罩的设置，一方面为涵道100提供防护作用，避免水下杂质进入涵道100内影响助推器效果；另一方面，进水护罩和出水护罩与涵道100的可拆卸连接结构，使助推器在涵道100、螺旋桨200、驱动件300、进水护罩以及出水护罩等部分部件损坏时，仅对损坏部分部件进行更换即可，无需丢弃整个助推主体，大大减少了使用成本；涵道100外圆周多个卡条150的设置，用于将涵道100可拆卸卡合在助推器的外壳上。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语诸如 “上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述实施例仅为本实用新型的具体实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种水下助推结构，其特征在于：包括涵道和位于涵道内螺旋桨，所述涵道内下部设有底部呈开口设置的安装筒，所述安装筒内装有驱动件，所述驱动件的驱动轴伸出安装筒顶面后与所述螺旋桨连接，所述螺旋桨由桨帽和均匀分布在所述桨帽外周侧的三片螺旋型桨叶构成，所述桨帽为倒扣的碗形形状，所述桨叶呈螺旋形设置在所述桨帽的外圆周，所述桨叶的外边缘与涵道内面之间留有间隙，所述间隙小于1mm。

2.根据权利要求1所述的水下助推结构，其特征在于，所述涵道的内表面为弧形面，所述涵道与螺旋桨相对应处的涵道直径小于所述涵道进口端和出口端的涵道直径。

3.根据权利要求2所述的水下助推结构，其特征在于，所述桨叶的横截面呈中间厚两边薄的机翼造型。

4.根据权利要求3所述的水下助推结构，其特征在于，所述桨叶的外端面为弧形面，所述弧形面的俯视图弧形线位于与桨叶中心轴轴心同心的同一圆周线上。

5.根据权利要求4所述的水下助推结构，其特征在于，所述桨叶包括进水边和出水边，所述进水边位于出水边的上方。

6.根据权利要求5所述的水下助推结构，其特征在于，所述进水边和出水边均为弧形边，所述出水边的弧形弯曲度大于所述进水边的弧形弯曲度。

7.根据权利要求6所述的水下助推结构，其特征在于，所述桨帽包括倒扣型的碗体，所述碗体内设有两道底部与碗体下表面齐平的加强筒体，所述碗体的中心位置设有与驱动件的驱动轴配合的连接套筒，所述连接套筒起至碗体设有连贯设置的多个加强件。

8.根据权利要求7所述的水下助推结构，其特征在于，所述碗体的顶部中心位置设有凹槽，所述驱动轴的外端设有螺纹部，所述驱动轴穿过连接套筒后螺纹部伸出连接套筒，所述螺纹部通过紧固件固定在所述碗体的凹槽内。

9.根据权利要求7所述的水下助推结构，其特征在于，所述连接套筒的底部设有呈对向分布的两个缺口，所述缺口的两侧均设有自连接套筒延伸至位于里侧的加强筒体。

10.根据权利要求1至9任一项权利要求所述的水下助推结构，其特征在于，所述涵道的下部涵道壁上设有一缺口槽，所述缺口槽用于供助推器的线路集中通过；所述涵道的上端为进水端，所述进水端可拆卸连接有进水护罩，所述涵道的底端为出口端，所述出口端可拆卸连接有出水护罩；所述涵道的外圆周设有多个卡条，所述卡条用于将助推结构卡合在所述助推器的外壳上。