CN111605691A - 一种可产生垂向力的吊舱推进器 - Google Patents

一种可产生垂向力的吊舱推进器 Download PDF

Info

Publication number
CN111605691A
CN111605691A CN202010531607.8A CN202010531607A CN111605691A CN 111605691 A CN111605691 A CN 111605691A CN 202010531607 A CN202010531607 A CN 202010531607A CN 111605691 A CN111605691 A CN 111605691A
Authority
CN
China
Prior art keywords
propeller
shaft
pod
gear
spherical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010531607.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111605691B (zh
Inventor
侯立勋
胡安康
常欣
王顺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Maritime University
Original Assignee
Dalian Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Maritime University filed Critical Dalian Maritime University
Priority to CN202010531607.8A priority Critical patent/CN111605691B/zh
Publication of CN111605691A publication Critical patent/CN111605691A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111605691B publication Critical patent/CN111605691B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/08—Means enabling movement of the position of the propulsion element, e.g. for trim, tilt or steering; Control of trim or tilt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/14—Transmission between propulsion power unit and propulsion element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/14—Transmission between propulsion power unit and propulsion element
    • B63H20/22—Transmission between propulsion power unit and propulsion element allowing movement of the propulsion element about at least a horizontal axis without disconnection of the drive, e.g. using universal joints

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可产生垂向力的吊舱推进器，包括吊舱体和螺旋桨，所述螺旋桨包括桨轴、桨毂和叶片，所述桨毂在桨轴驱动下转动，进而带动叶片转动，所述桨轴穿过吊舱体的端部，所述吊舱体内设有主轴和用于驱动主轴转动的电机，所述主轴处设有刹车锁定装置，所述吊舱体内固定有旋转中心球，所述主轴上设有第一球形齿轮，所述桨轴位于吊舱体内部的一端设有中空结构的第二球形齿轮，所述第一球形齿轮与第二球形齿轮相啮合，所述旋转中心球嵌套于第二球形齿轮内，所述吊舱体内设有用于控制桨轴绕旋转中心球做上下摆动运动的方向控制机。本发明角度调整效率高，操作灵活，结构简单紧凑，能在不改变电机整体角度的前提下实现螺旋桨角度调整。

Description

一种可产生垂向力的吊舱推进器
技术领域
本发明涉及一种吊舱推进器，具体涉及一种可产生垂向力的吊舱推进器。
背景技术
目前，船舶领域采用的推进方式主要为传统的柴油机轴式螺旋桨，而传统的轴式螺旋桨的低效率、高排放、较差的振动噪声性能使其无法很好地满足现代绿色船舶建设的需要。随着电机推进技术的广泛发展，电力推进方式体现出了显著的优势。和传统的轴式螺旋桨推进***相比，电力推进方式的特点在控制环境污染方面更符合绿色船舶设计建设的要求。在电机技术的基础上，人们推出了电力吊舱式推进***，成功打破了柴油机轴系驱动的传统推进模式。该电力推进***通过将吊舱、集电机和螺旋桨组合成为一体化单元并安置在船体底部，不用传统的传动轴***，相对传统推进器而言具有更高的效率和操作更灵活的优点。吊舱推进器由于其优良的航行性能已被世界各国海军纳入舰船推进发展规划中，并逐步推广到各种新型军用舰艇上。
当船舶在风浪中航行时会产生横摇和纵倾，然而现有吊舱推进器仅能产生水平方向的力，无法改善船舶的稳定性能，难以很好地满足某些特殊船型的需要。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种可产生垂向力的吊舱推进器。
本发明采用的技术手段如下：
一种可产生垂向力的吊舱推进器，包括吊舱体和螺旋桨，所述螺旋桨包括桨轴、桨毂和叶片，所述桨毂在桨轴驱动下转动，进而带动叶片转动，所述桨轴穿过吊舱体的端部，所述吊舱体内设有主轴和用于驱动主轴转动的电机，所述主轴处设有刹车锁定装置，所述吊舱体内固定有旋转中心球，所述主轴上设有第一球形齿轮，所述桨轴位于吊舱体内部的一端设有中空结构的第二球形齿轮，所述第一球形齿轮与第二球形齿轮相啮合，所述旋转中心球嵌套于第二球形齿轮内，所述吊舱体内设有用于控制桨轴绕旋转中心球做上下摆动运动的方向控制机，所述吊舱体的端部设有供桨轴上下摆动的条形缺口。
进一步地，所述方向控制机包括支撑体、控制体和轮缘电机，所述支撑体固定于吊舱体内，所述桨轴上设有方向控制球，所述方向控制球嵌套于所述控制体内，所述支撑体上设有滑槽，所述控制体上设有控制体齿条，所述轮缘电机能驱动环形齿轮做往复旋转运动，所述环形齿轮通过传动齿轮和控制体齿条驱动控制体沿滑槽上下运动，从而驱动桨轴绕旋转中心球做旋转运动。
进一步地，所述支撑体为板状结构，所述支撑体上设有矩形的通孔，所述滑槽设置于通孔的两侧侧壁上，所述控制体的一侧设有控制体齿条。
进一步地，所述吊舱体的端部设有球冠，所述条形缺口设置于球冠的中心处，所述桨毂和吊舱体通过球冠实现水密封。
与现有技术比较，本发明所述的可产生垂向力的吊舱推进器的吊舱体内部电机通过主轴、传动齿轮和桨轴驱动螺旋桨旋转从而产生沿桨轴方向的力，方向控制机可驱动桨轴绕旋转中心球做旋转运动，使桨轴线和水平线存在一夹角，从而使螺旋桨产生垂直方向的分力，角度调整效率高，操作灵活，结构简单紧凑，能在不改变电机整体角度的前提下实现螺旋桨角度调整。
附图说明
图1是本发明实施例的总体结构示意图。
图2是本发明实施例所述的球冠密封界面前视图。
图3是本发明实施例的球形齿轮传动处的结构示意图。
图4是本发明实施例所述的刹车锁定装置和旋转中心球的结构示意图。
图5是本发明实施例所述的第一球形齿轮的结构示意图。
图6是本发明实施例所述的第二球形齿轮的结构示意图。
图7是图3的A-A剖面示意图。
图8是本发明实施例所述的第二球形齿轮的半切图。
图9是本发明实施例所述的方向控制机整体结构示意图。
图10是本发明实施例所述的方向控制机的内部结构示意图。
图11是本发明实施例所述的控制体的结构示意图。
图12是本发明实施例所述的桨轴的结构示意图。
图13是本发明实施例所述的传动齿轮的结构示意图。
图14是本发明实施例所述的环形齿轮的结构示意图。
图15是本发明实施例所述的轮缘电机的结构示意图。
图16是本发明实施例所述的支撑体的结构示意图。
图17是本发明实施例所述的控制体半切图和处于水平状态的桨轴示意图。
图18是本发明实施例所述的控制体半切图和处于倾斜状态的桨轴示意图。
图19和图20是本发明实施例所述的控制体的半切图。
图21是本发明实施例产生垂直向上力结构示意图。
图22是本发明实施例产生垂直向下力结构示意图。
具体实施方式
如图1至图16所示，一种可产生垂向力的吊舱推进器，包括吊舱体11和螺旋桨，所述螺旋桨包括桨轴2、桨毂3和叶片1，所述桨毂3在桨轴2驱动下转动，进而带动叶片1转动，所述桨轴2穿过吊舱体11的端部，其特征在于：所述吊舱体11内设有主轴9和用于驱动主轴9转动的电机10，所述主轴9处设有刹车锁定装置7，刹车锁定装置7起到支撑和控制主轴9的作用，刹车锁定装置7采用现有刹车结构，这里不再赘述。所述吊舱体11内固定有旋转中心球14，所述主轴9上设有第一球形齿轮15，所述桨轴2位于吊舱体11内部的一端设有中空结构的第二球形齿轮13，所述第一球形齿轮15与第二球形齿轮13相啮合，第一球形齿轮15与第二球形齿轮13纵向排列，本实施例中，所述第二球形齿轮13设置于第一球形齿轮15的下方，所述旋转中心球14嵌套于第二球形齿轮13内，所述吊舱体11内设有用于控制桨轴2绕旋转中心球14做上下摆动运动的方向控制机5，所述吊舱体11的端部设有供桨轴2上下摆动的条形缺口12，桨轴2从缺口12穿过。桨轴2上的方向控制球18嵌套在控制体17的内腔20里，所以桨轴2可随方向控制体17同步绕旋转中心球14旋转，从而调整桨轴2与水平线之间的夹角，使得叶片1沿桨轴2轴线方向的力存在一个垂向分力。作为动力源，电机10直接驱动主轴9运动，主轴9进而通过第一球形齿轮15和第二球形齿轮13驱动桨轴2做旋转运动，从而驱动叶片1旋转以产生沿桨轴2轴线方向的力，第一球形齿轮15和第二球形齿轮13形成传动齿轮组。
所述方向控制机5包括支撑体16、控制体17和轮缘电机21，所述支撑体16固定于吊舱体11内，所述桨轴2上设有方向控制球18，所述方向控制球18嵌套于所述控制体17的控制体内腔20内，所述支撑体16上设有滑槽24，所述控制体17上设有控制体齿条19，所述轮缘电机21驱动环形齿轮22做往复旋转运动，所述环形齿轮22、传动齿轮23和控制体齿条19依次啮合，所述环形齿轮22通过传动齿轮23和控制体齿条19驱动控制体17沿滑槽24上下运动，带动方向控制球18上下运动，并相对于驱动控制体17转动，从而驱动桨轴2绕旋转中心球14做旋转运动，进而使桨轴2相对于主轴9的轴线26向上或向下倾斜，如图17和图18所示。所述传动齿轮23通过转轴固定在支撑体16内，所述方向控制球18在桨轴2绕旋转中心球14做旋转运动过程中沿纵向产生位移，所述控制体内腔20设有空腔过渡段25，所述空腔过渡段25为高度等于方向控制球18纵向位移的圆柱形，使得方向控制球18能在上下运动过程中不受控制体内腔20的轴向限制，如图19和图20所示。
所述支撑体16为板状结构，所述支撑体16上设有矩形的通孔，所述滑槽24设置于通孔的两侧侧壁上，所述控制体17的一侧设有控制体齿条19。
所述吊舱体11的端部设有球冠4，所述条形缺口12设置于球冠4的中心处，所述桨毂3设置于球冠4的外部，所述桨毂3和吊舱体11通过球冠4实现水密封。
如图21和图22所示，当需要产生垂直向上的力时，方向控制机5驱动桨轴2绕旋转中心球14向上做旋转运动，桨轴2与水平线夹角为
Figure BDA0002535461350000041
桨轴2沿桨轴方向的总力为T总，则垂直向上的分力为
Figure BDA0002535461350000042
同理，桨轴2绕旋转中心球14向下做旋转运动可产生垂直向下的分力。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种可产生垂向力的吊舱推进器，包括吊舱体(11)和螺旋桨，所述螺旋桨包括桨轴(2)、桨毂(3)和叶片(1)，所述桨毂(3)在桨轴(2)驱动下转动，进而带动叶片(1)转动，所述桨轴(2)穿过吊舱体(11)的端部，其特征在于：所述吊舱体(11)内设有主轴(9)和用于驱动主轴(9)转动的电机(10)，所述主轴(9)处设有刹车锁定装置(7)，所述吊舱体(11)内固定有旋转中心球(14)，所述主轴(9)上设有第一球形齿轮(15)，所述桨轴(2)位于吊舱体(11)内部的一端设有中空结构的第二球形齿轮(13)，所述第一球形齿轮(15)与第二球形齿轮(13)相啮合，所述旋转中心球(14)嵌套于第二球形齿轮(13)内，所述吊舱体(11)内设有用于控制桨轴(2)绕旋转中心球(14)做上下摆动运动的方向控制机(5)，所述吊舱体(11)的端部设有供桨轴(2)上下摆动的条形缺口(12)。
2.根据权利要求1所述的可产生垂向力的吊舱推进器，其特征在于：所述方向控制机(5)包括支撑体(16)、控制体(17)和轮缘电机(21)，所述支撑体(16)固定于吊舱体(11)内，所述桨轴(2)上设有方向控制球(18)，所述方向控制球(18)嵌套于所述控制体(17)内，所述支撑体(16)上设有滑槽(24)，所述控制体(17)上设有控制体齿条(19)，所述轮缘电机(21)能驱动环形齿轮(22)做往复旋转运动，所述环形齿轮(22)通过传动齿轮(23)和控制体齿条(19)驱动控制体(17)沿滑槽(24)上下运动，从而驱动桨轴(2)绕旋转中心球(14)做旋转运动。
3.根据权利要求2所述的可产生垂向力的吊舱推进器，其特征在于：所述支撑体(16)为板状结构，所述支撑体(16)上设有矩形的通孔，所述滑槽(24)设置于通孔的两侧侧壁上，所述控制体(17)的一侧设有控制体齿条(19)。
4.根据权利要求1所述的可产生垂向力的吊舱推进器，其特征在于：所述吊舱体(11)的端部设有球冠(4)，所述条形缺口(12)设置于球冠(4)的中心处，所述桨毂(3)设置于球冠(4)的外部。
CN202010531607.8A 2020-06-11 2020-06-11 一种可产生垂向力的吊舱推进器 Active CN111605691B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010531607.8A CN111605691B (zh) 2020-06-11 2020-06-11 一种可产生垂向力的吊舱推进器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010531607.8A CN111605691B (zh) 2020-06-11 2020-06-11 一种可产生垂向力的吊舱推进器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111605691A true CN111605691A (zh) 2020-09-01
CN111605691B CN111605691B (zh) 2022-01-28

Family

ID=72205410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010531607.8A Active CN111605691B (zh) 2020-06-11 2020-06-11 一种可产生垂向力的吊舱推进器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111605691B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981452A (en) * 1987-04-24 1991-01-01 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Surface drive outboard with improved transmission
CN101216097A (zh) * 2007-01-05 2008-07-09 中国人民解放军国防科学技术大学 可控万向柔性传动轴
CN201189955Y (zh) * 2007-08-24 2009-02-04 深圳市海斯比船艇科技发展有限公司 变轴位艉驱动***
CN201193101Y (zh) * 2007-08-24 2009-02-11 深圳市海斯比船艇科技发展有限公司 纵倾可调式艉驱动***
CN103068671A (zh) * 2010-04-26 2013-04-24 双环公司 电动海上表面驱动器
CN203612189U (zh) * 2013-12-10 2014-05-28 潍柴动力股份有限公司 一种表面桨推进***
CN204916146U (zh) * 2015-08-21 2015-12-30 赵文昌 一种水产养殖电动车
CN107108007A (zh) * 2015-02-27 2017-08-29 Fb设计有限公司 用于船的紧凑且高推进效率的传动装置和装备有该传动装置的船
CN107719610A (zh) * 2017-10-23 2018-02-23 大连海事大学 一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981452A (en) * 1987-04-24 1991-01-01 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Surface drive outboard with improved transmission
CN101216097A (zh) * 2007-01-05 2008-07-09 中国人民解放军国防科学技术大学 可控万向柔性传动轴
CN201189955Y (zh) * 2007-08-24 2009-02-04 深圳市海斯比船艇科技发展有限公司 变轴位艉驱动***
CN201193101Y (zh) * 2007-08-24 2009-02-11 深圳市海斯比船艇科技发展有限公司 纵倾可调式艉驱动***
CN103068671A (zh) * 2010-04-26 2013-04-24 双环公司 电动海上表面驱动器
CN203612189U (zh) * 2013-12-10 2014-05-28 潍柴动力股份有限公司 一种表面桨推进***
CN107108007A (zh) * 2015-02-27 2017-08-29 Fb设计有限公司 用于船的紧凑且高推进效率的传动装置和装备有该传动装置的船
CN204916146U (zh) * 2015-08-21 2015-12-30 赵文昌 一种水产养殖电动车
CN107719610A (zh) * 2017-10-23 2018-02-23 大连海事大学 一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器

Also Published As

Publication number Publication date
CN111605691B (zh) 2022-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102069902A (zh) 小型充油全偏转矢量螺旋桨推进器
KR102078197B1 (ko) 노즐의 출구에서 만곡된 후미 가장자리를 갖는 노즐을 포함하는 해양 선박용 추진 유닛
CN107521648B (zh) 折叠式全回转侧推装置
CN1749104A (zh) 仿鱼形吊舱推进器
CN111605691B (zh) 一种可产生垂向力的吊舱推进器
CN109178268B (zh) 一种外驱动式船用推进***
KR101261867B1 (ko) 포드형 추진기 및 이를 구비하는 선박
CN202046433U (zh) 小型充油全偏转矢量螺旋桨推进器
CN111605692B (zh) 一种吊舱推进器
CN112319161A (zh) 一种可水下高速航行的旋翼无人机及其控制方法
CN110539866B (zh) 一种组合推进器
CN203889039U (zh) 船用复合鼓动喷水推进器
WO2023273547A1 (zh) 一种螺旋桨动力装置及船舶
CN217146334U (zh) 一种螺旋桨动力装置及船舶
CN112498642B (zh) 一种旋流无轴泵船舶推进***
CN113320669A (zh) 一种螺旋桨动力装置及船舶
KR20120050839A (ko) 이중반전 아지무스 추진장치 및 이를 구비한 선박
US20010012742A1 (en) Propulsion system and method
CN205131606U (zh) 一种船舶用双级推进器
RU2737560C1 (ru) Судно на сжатом пневмопотоке
CN220535931U (zh) 一种新型高速快艇电动桨
CN215706923U (zh) 一种电动表面桨及船艇
KR101215610B1 (ko) 에너지 회수 장치를 구비한 선박
CN218431692U (zh) 低速主推进***以及船舶
CN212149259U (zh) 一种导管推进器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant