[發明專利]雙葉片推進器

無效

• 申請號: 200710132200.2
• 申請日: 2007-09-25
• 公開（公告）號: CN101121438A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 張玉華;邱支振
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B63H5/125
• 分類號: B63H5/125;B63H1/14
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司
• 代理人: 周宗如

技術領域：

本發明屬于現代交通技術領域，具體涉及一種雙葉片推進器。

背景技術：

推進器是船舶、艦艇、飛行器等運載工具的動力轉換裝置，它通過與流體的相互作用，產生有效的推力或升力，推動運載工具在流體中運動。螺旋槳推進器是常用的流體推進器，螺旋槳的高速轉動可產生穩定的平行于螺旋槳軸線的定向推力或升力，因而在船舶、艦艇、飛行器等運載工具中得到廣泛的應用。然而，由于螺旋槳葉片高速旋轉時不僅使流體沿螺旋槳軸向流動產生推力，同時使流體繞其軸線轉動，且在高速狀態下流體易產生空穴現象，因而限制了推進器推進效率的提高。如果需要改變推進力的方向，則需要改變螺旋槳及其傳動系統的方位，存在控制運動慣量大、靈敏度低的問題。公知的船舶推進器(CN200310106145.1)利用平板槳葉在連續轉動中與固定壁產生Weis-Fogh效應的方法，提高推進器的效率；利用兩組葉片的轉向和轉速不同來改變總推力的方向，從而控制船舶的航向。然而，平板槳葉與固定壁產生Weis-Fogh效應的推力是間歇的脈沖作用，推力的波動較大；此外，仿生平板船舶推進器的葉片屬平面結構，剛性較差；尤其是轉臂內部的雙聯鏈輪傳動位于水平面內，使其工作壽命較短。改變總推力方向的傳動和控制系統較復雜。公知的船舶推進器(CN97101346.2)采用固定齒輪和行星齒輪的合理配置，在單個劃水槳板繞動力軸旋轉同時使板面的推力方向與船體的行進方向基本保持一致來提高推進器的推進效率。然而，此推進器的推力方向不能變化，需要舵機來改變行船的方向；轉臂、傳動機構和葉片對回轉軸線的不對稱性會產生很大的離心力，轉臂的軸和葉片的軸是懸臂布置，限制了推進器承載能力的提高，同時葉片數量少，推進力小且波動大。

發明內容：

為了克服現有推進器的推進力波動大、推進效率低、推力方向不易控制的不足，本發明提供一種雙葉片推進器。

本發明雙葉片推進器，包括兩個葉片、主動軸、轉臂、傳動箱、控制軸、接軸和機架，其特征是：主動軸、轉臂、傳動箱的箱體和接軸剛性聯接形成具有同一回轉軸線的整體，通過軸承安裝在機架上；每個葉片的一軸端與傳動箱的輸出齒輪通過鍵聯接，形成軸端游動的支承方式，而另一軸端通過軸承支承在轉臂上，形成軸端鉸支的支承方式；兩個葉片的結構完全相同，安裝相位差為90°，葉片的軸線平行于主動軸的軸線；控制軸與傳動箱的中心齒輪剛性聯接，且其軸線同軸于主動軸和中心齒輪的軸線。

所述葉片1和葉片5具有S形斷面的直紋曲面，直紋方向平行于葉片的回轉軸線，在葉片的軸向均布有等強度的加強筋；葉片的S形斷面是關于葉片回轉軸線反對稱的。

所述的傳動箱6由左箱體9，右箱體10，箱軸17，中心齒輪18，雙聯齒輪15，惰輪12和惰輪13，心軸14和心軸16，輸出齒輪11，軸承19、軸承20、軸承23、軸承24和密封圈21、密封圈22組成；左箱體9、右箱體10和箱軸17由螺釘聯接形成一剛性箱體，該箱體的結構關于箱軸17的軸線完全對稱；箱體內的雙聯齒輪15，惰輪12和惰輪13，心軸14和心軸16，輸出齒輪11，軸承19、軸承20、軸承23、軸承24和密封圈21、密封圈22，這些零部件的分布關于箱軸軸線完全對稱；從中心齒輪至輸出齒輪的速比為2。

所述的接軸8是兩端帶法蘭聯接方式的空心軸。

主動軸3帶動轉臂2和傳動箱6的箱體轉動時，控制軸7靜止不動，由于傳動箱的中心齒輪18至輸出齒輪11的速比為2，主動軸3回轉一周，而葉片1和5同向回轉半周產生不對稱的“拍動”，葉片與流體的相互作用產生定向推力或升力；由于兩個葉片的安裝相位差為90°且S形斷面是關于回轉軸線反對稱的，兩個葉片“拍動”的運動軌跡完全相同，由此產生定向推力的疊加效果，達到提高推力、減小推力波動目的。由于葉片的不對稱的“拍動”增加了對流體的平均沖角，且不會象螺旋槳那樣造成流體的旋轉，因此提高了推進器的推進效率、較小了尾跡。

當主動軸3旋轉的同時控制軸7轉動一轉角，那么，在主動軸3轉動一周的過程中，葉片運動的方位將從一種狀態改變為另一種狀態，從而直接導致了定向推力方向的變化。因此，這種改變葉片運動方位的方法可實現對推力方向的快速、全方位的連續調節，大大提高了推進器的機動性控制能力。當控制軸在720°范圍內轉動時，推力方向可在360°范圍內變化。

因葉片具有S形斷面，屬板殼結構，剛性好；其回轉軸采用兩端支承，結構緊湊，承載能力大；直紋曲面易于設計制造。