[發明專利]潛水器用三維矢量推進裝置

有效

• 申請號: 201110210511.2
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102358410A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 黃佳林
• 申請（專利權）人: 浙江風神海洋工程技術有限公司
• 主分類號: B63G8/08
• 分類號: B63G8/08
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 周希良;徐關壽

技術領域

本發明屬于潛水器推進及操縱技術領域，特別涉及一種將主機發出的有 效功率轉換為潛水器前進和轉向所需推力的潛水器用三維矢量推進裝置。

背景技術

目前涉及到船舶的推進操縱裝置主要有：螺旋槳-舵系統、全回轉螺旋槳 (舵槳)、噴水推進器、直翼推進器等。但，上述裝置的推進及操縱力僅限于 二維平面內。而對于潛水艇、魚雷、潛水器、機器人、水下探測等設備而言， 需要加裝多套上述推進裝置才能滿足水下三維機動的需求。因此，現有的推 進裝置使潛水器的結構復雜，且增加了制造成本。

發明內容

本發明公開了一種潛水器用三維矢量推進裝置，其可以有效地解決了現 有潛水器推進及操縱存在的結構復雜、成本高的問題。該推進裝置不僅具有 舵槳合一功能，還可以使推力的合力指向三維空間的任意方位。采用本發明 三維矢量推進裝置的潛水器可以完成各種復雜的水中機動動作，包括前進、 后退、上下左右轉向、水中側移機動等，還可以在零航速的情況下，自如地 調整潛水器的位置及姿態。

為達到上述目的，本發明采取以下技術方案：潛水器用三維矢量推進裝 置，包括原動機、機座、至少三組推力機構，推力機構的結構相同，并均布 于機座的周邊，每組推力機構包括主軸、推力方向控制器、傳動軸、轉動盤、 中心齒輪、傳動件、槳葉齒輪、槳葉軸、槳葉，所述的主軸由所述的原動機 驅動而旋轉，主軸與機座轉動配合，主軸外端穿過機座的外壁后與轉動盤的 內底面固接；主軸呈中空狀，其內部沿軸向穿伸傳動軸，傳動軸的內端伸出 主軸及機座的內壁之外，并與推力方向控制器相連，另一端穿過轉動盤的內 底部通孔后與中心齒輪的中部固接，且該端轉動式地裝于轉動盤的外底部； 中心齒輪處于轉動盤內部，轉動盤內轉動配合數根沿圓周方向均布的槳葉軸， 槳葉軸與主軸相平行，槳葉軸穿過槳葉齒輪的中部并固接，槳葉齒輪通過傳 動件與中心齒輪相連，槳葉軸伸出轉動盤的外底部后與槳葉的一端固接；轉 動盤轉動一周，槳葉繞自身軸線旋轉半周。

所述的潛水器用三維矢量推進裝置，原動機為一個主電動機，其輸出軸 通過減速傳動機構驅動各組推力機構的主軸。

所述的潛水器用三維矢量推進裝置，減速傳動機構包括聯軸器、主動齒 輪、行星齒輪、內嚙合齒-傘形齒聯動齒輪，內嚙合齒-傘形齒聯動齒輪設有內 齒輪及外傘形齒輪；主電動機的輸出軸通過聯軸器與機座內的主動齒輪連動， 主動齒輪與行星齒輪嚙合，行星齒輪與內嚙合齒-傘形齒聯動齒輪的內齒輪相 嚙合，內嚙合齒-傘形齒聯動齒輪的外傘形齒輪與各組推力機構的主齒輪都相 嚙合，主齒輪的中部穿過并固接所述的主軸。

所述的潛水器用三維矢量推進裝置，減速傳動機構包括聯軸器、主動齒 輪、行星齒輪、傘形齒輪，主電動機的輸出軸通過聯軸器與機座內的主動齒 輪連動，主動齒輪與行星齒輪嚙合，行星齒輪與傘形齒輪聯動，傘形齒輪與 各組推力機構的主齒輪都相嚙合，主齒輪的中部穿過并固接所述的主軸。

所述的潛水器用三維矢量推進裝置，每組推力機構各由單個所述的原動 機驅動，原動機采用直驅式電動機，其輸出軸直接帶動所述的主軸。

所述的潛水器用三維矢量推進裝置，傳動件采用齒型帶或鏈條，中心齒 輪通過齒型帶或鏈條與槳葉齒輪相連。

所述的潛水器用三維矢量推進裝置，傳動件是過橋齒輪，每個槳葉齒輪 各通過過橋齒輪與中心齒輪相嚙合，過橋齒輪通過軸承與過橋齒輪軸轉動配 合，過橋齒輪軸定位于轉動盤內。

所述的潛水器用三維矢量推進裝置，中心齒輪的齒數為槳葉齒輪齒數的 1/2。

所述的潛水器用三維矢量推進裝置，機座呈方柱型，橫截面呈回字形； 所述的推力機構設置四組，對稱地布設于機座外壁四周。

所述的潛水器用三維矢量推進裝置，槳葉的橫截面呈矩形、梭形、弓形 或S形。

本發明潛水器用三維矢量推進裝置，其推力的大小及方向可在三維空間 內任意變化，具有舵槳合一的功能，并具有水動力效率高、能耗低、運轉平 穩、結構簡單、重量輕等諸多優點。

附圖說明

圖1是實施例一的結構示意圖。

圖2是實施例一的另一結構剖視圖。

圖3是實施例一轉動盤內部結構示意圖。

圖4是第一種槳葉的橫截面圖。

圖5是第二種槳葉的橫截面圖。

圖6是第三種槳葉的橫截面圖。