[發明專利]波浪驅動螺旋槳推進裝置及水下滑行機

有效

• 申請號: 201310205045.8
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103253362A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 齊占峰;張選明;孫秀軍;賈立娟
• 申請（專利權）人: 國家海洋技術中心
• 主分類號: B63H21/20
• 分類號: B63H21/20;B63H23/12;B63B38/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張金亭

技術領域

本發明涉及一種螺旋槳推進裝置，特別是涉及一種利用波浪能驅動的螺旋槳推進裝置以及利用該裝置驅動的水下滑行機。

背景技術

海洋監測的大尺度長時序特點以及惡劣的作業環境和昂貴的觀測成本，迫使人類開發一套不受能源限制可長期大范圍作業，而無需維護的低成本自主操作平臺，以延伸人類了解世界海洋的觸角。當前，國際上出現的波浪能滑翔器為海洋觀測技術提供了創新思路。該平臺巧妙地利用海洋環境能源實現了長時間大航程的觀測作業，并通過衛星與監控基站之間進行指令和數據交換，已經成為海洋觀測網絡構建的基礎平臺和極端海洋環境下首選的監測工具。

上述波浪能滑翔器主要由水面浮體、水下滑行機和吊纜組成。波浪能滑翔器利用水下滑行機將波浪的起伏運動轉變成水下滑行機的前向動力，并通過吊纜拖動水面浮體前進。水下滑行機主要由主框架、水翼、旋轉軸、限位軸和尾舵等組成。波浪能滑翔器的運動機理：水面浮體隨波浪上下起伏運動，水面浮體通過吊纜拉拽水下滑行機上下起伏運動；水翼在水下滑行機上升（下降）運動時由于水阻力的作用會朝運動相反的方向擺動，當與水翼連接的限位軸與主框架上的空槽下端（上端）接觸時水翼停止擺動；水下滑行機繼續上升（下降），此時水下滑行機的水翼擺到一個姿態角，水流與水下滑行機的相對運動將使水翼產生一個前向動力。

波浪能滑翔器水下滑行機的運動過程和作用機理使得波浪能滑翔器在隨波浪上下起伏運動時，水翼擺動到空槽上端（下端）過程中幾乎沒有利用波浪的起伏運動轉變成前向動力，這就造成波浪能滑翔器在每個做功的周期內利用波浪驅動時都會出現做功盲區，尤其在0到1級海況下波高很小，波浪能滑翔器的水下滑行機對微弱波高波浪的能量轉化效率將降得很低，平臺在這種環境下的動力性能很差。水下滑行機的這種結構特點和運動機理將降低波浪能的利用效率，同時也降低波浪能滑翔器平臺在惡劣海況下的動力性能指標。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種能夠消除波浪能驅動做功盲區的螺旋槳推進裝置及采用該裝置推進的水下滑行機。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的一個技術方案是：一種波浪驅動螺旋槳推進裝置，包括主軸和對稱布置在其兩側的旋轉軸，所述旋轉軸與所述主軸垂直，所述旋轉軸上固接有水翼，所述主軸的后端與螺旋槳連接；所述旋轉軸通過機側棘輪組件與驅動軸連接，所述驅動軸與所述主軸垂直并通過兩錐齒輪傳動機構連接；

所述機側棘輪組件包括設有內齒的棘輪外轂、棘輪內轂、簧片、棘爪和棘輪端蓋，所述棘輪外轂與所述棘輪端蓋固接，所述棘輪內轂的端面上垂直固接有安裝軸，所述棘爪安裝在所述安裝軸上，所述簧片壓在所述棘爪上，并與所述棘輪內轂固接，所述棘爪與所述棘輪外轂的內齒嚙合；

在所述主軸的左側，所述機側棘輪組件的所述棘輪端蓋與所述旋轉軸連接，該機側棘輪組件的所述棘輪內轂與所述驅動軸連接；在所述主軸的右側，所述機側棘輪組件的所述棘輪端蓋與所述驅動軸連接，該機側棘輪組件的所述棘輪內轂與所述旋轉軸連接。

所述主軸前端通過機首棘輪組件與電機連接，所述機首棘輪組件與所述機側棘輪組件結構相同，所述機首棘輪組件的棘輪端蓋與所述電機的輸出軸固接，該機首棘輪組件的棘輪內轂與所述主軸前端連接。

所述螺旋槳與螺旋槳輸出軸固接，所述螺旋槳輸出軸通過傳動軸與所述主軸的后端連接，所述主軸的后端與所述傳動軸通過機尾棘輪組件連接，所述機尾棘輪組件與所述機側棘輪組件結構相同，所述機尾棘輪組件的棘輪端蓋與所述主軸的后端連接，該機尾棘輪組件的棘輪內轂與所述傳動軸的前端連接，所述傳動軸的后端與所述螺旋槳輸出軸通過發條彈簧連接。

所述錐齒輪傳動機構包括從動斜齒錐齒輪和與其相互垂直嚙合的驅動斜齒錐齒輪，所述從動斜齒錐齒輪連接在所述主軸上，所述驅動斜齒錐齒輪連接在所述驅動軸上。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的另一個技術方案是：一種水下滑行機，包括上述的波浪驅動螺旋槳推進裝置和外殼體，所述波浪驅動螺旋槳推進裝置安裝在所述外殼體內，所述水翼和所述螺旋槳位于所述外殼體之外，所述水翼與限位軸固定連接，所述外殼體上設有與所述限位軸適配的弧形槽，所述限位軸橫穿在所述弧形槽內；所述外殼體上設有尾舵。

本發明具有的優點和積極效果是：