CN206290379U - 一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆，其部件包括旋转支架、控制轴、控制齿轮、平动齿轮、平动摆臂、浆距控制轴、直翼叶片、U形摆臂、锥齿轮传动杆等，其特征在于：所述控制轴穿入旋转支架的空心转轴与控制齿轮固连，控制齿轮和平动齿轮分别与锥齿轮传动杆两端的锥齿轮啮合，其传动比相等，平动齿轮轴的两个端部与平动摆臂的一端固连，平动摆臂的另一端垂直固定有浆距控制轴，浆距控制轴嵌入U形摆臂中间的狭缝中，直翼叶片安装于旋转支架外部边缘叶片摆动轴上，从而组成摆线浆。

Description

一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆

技术领域：

本实用新型涉及的是一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆。

背景技术：

螺旋桨经过一百多年的发展，广泛应用于水电、风电、航海和航空，摆线浆也诞生了100多年，其高机动性和高效率都远超于螺旋桨，在国内外已授权的有关摆线推进器的专利有很多如专利号为201410314454.6、201310744655.5、20082008855.2、201610165317.x，但至今未形成一件成熟实用的产品，从世界来看，德国、美国和日本都对摆线浆进行了深入的研究，但只有德国取得了一定成果，德国福伊特公司生产的VSP摆线推进器目前应用于拖船、游艇、扫雷舰，有极好的可操控性，但其结构极为复杂，成本高，体积和重量都很大，且改变了原创摆线浆直翼叶片的运动规律，即运行过程中直翼叶片弦线的垂线并不能精确的交于一点，所以严格的讲现有的摆线浆水动力学性能并不十分理想。

实用新型内容：

本实用新型目的在于针对现有技术的不足而提供一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆

本实用新型采用如下技术方案：

一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆，其部件包括旋转支架、叶片摆动轴、驱动轮、控制轴、控制齿轮、平动齿轮、平动摆臂、浆距控制轴、直翼叶片、U形摆臂、锥齿轮传动杆，具体技术方案是：控制轴穿入旋转支架的空心转轴，与旋转支架内的控制齿轮固连，控制齿轮与锥齿轮传动杆一端的锥齿轮啮合，锥齿轮传动杆另一端的锥齿轮与平动齿轮啮合，其传动比相等，控制齿轮和平动齿轮分居在锥齿轮传动杆的两侧，平动齿轮转轴的两个端部穿出旋转支架，与平动摆臂的一端固连，平动摆臂的另一端垂直固定有浆距控制轴，浆距控制轴嵌入U形摆臂中间的狭缝中，U形摆臂垂直固连在直翼叶片的中部，直翼叶片安装于旋转支架上的叶片摆动轴上，旋转支架中心有通透的空心转轴，驱动轮固定于该转轴的一端，用于能量的输入和输出。

本实用新型与现有技术相比：

本实用新型的变桨机构以锥齿轮组为主，可靠性、稳定性、机械效率、使用寿命、自身的重量和体积、制造成本均具有非常强的优越性，是德国六连杆机构、美国的凸轮机构、韩国的四连杆机构、中国哈尔滨工程大学的曲柄滑块机构、中国西北工业大学偏心轮机构、还有浙江大学伺服电机变桨机构，所无法比拟的，本实用新型用于风电、水电、航海、航空的摆线浆在运转过程中，所有直翼叶片弦线的垂线均能准确通过旋转轴外的一个定点(定点N)，这是现有技术无法做到的，由于应用的都是极为可靠的技术手段，所以能轻松实现小型化和大型化制造，满足风电、水电、航海、航空的需要，对补充螺旋桨的不足具有重要的意义。

作为本实用新型的一种优选方案，所述控制轴穿入旋转支架的空心转轴，与旋转支架内的控制齿轮固连，控制齿轮与锥齿轮传动杆一端的锥齿轮啮合，锥齿轮传动杆另一端的锥齿轮与平动齿轮啮合，其传动比相等，控制齿轮和平动齿轮分居在锥齿轮传动杆的两侧。

作为本实用新型的一种优选方案，所述平动齿轮轴的两个端部穿出旋转支架，与平动摆臂的一端固连，平动摆臂的另一端垂直固定有浆距控制轴，浆距控制轴嵌入U形摆臂中间的狭缝中，U形摆臂垂直固连在直翼叶片的中部。

作为本实用新型的一种优选方案，所述直翼叶片安装于旋转支架上的叶片摆动轴上。

作为本实用新型的一种优选方案，所述旋转支架中心有通透的空心转轴，驱动轮固定于该转轴的一端，用于能量的输入和输出。

作为本实用新型的一种优选方案，所述平动摆臂和U形摆臂的长短决定着浆距控制轴到平动齿轮转动轴的距离，所以适当改变平动摆臂和U形摆臂的长短，可以改变摆线浆的浆距(相当于螺旋桨的螺距)

附图说明：

图1是本实用新型的三维视图

图2是本实用新型的主视图

图3是本实用新型是本实用新型剖视图

图4是本实用新型中的一个直翼叶片转动一周的动态图

具体实施方式：

下面结合附图及实施例详述本实用新型：

一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆，参见附图1至附图4：图中旋转支架1、叶片摆动轴2、驱动轮3、控制轴4、控制齿轮5、平动齿轮6、平动摆臂7、浆距控制轴8、直翼叶片9、U形摆臂10、锥齿轮传动杆11。

本实施例的一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆的结构特征是：控制轴4穿入旋转支架1的空心转轴，与旋转支架1内的控制齿轮5固连，控制齿轮5与锥齿轮传动杆11一端的锥齿轮啮合，锥齿轮传动杆11另一端的锥齿轮与平动齿轮6啮合，其传动比相等，控制齿轮5和平动齿轮6分居在锥齿轮传动杆11的两侧，平动齿轮6转轴的两个端部穿出旋转支架1，与平动摆臂7的一端固连，平动摆臂7的另一端垂直固定有浆距控制轴8，浆距控制轴8嵌入U形摆臂10中间的狭缝中，U形摆臂10垂直固连在直翼叶片9的中部，直翼叶片9安装于旋转支架1的叶片摆动轴2上，旋转支架1中心有通透的空心转轴，驱动轮3固定于该转轴的一端，用于能量的输入和输出。

当本实用新型用于低速推进器和弱风发电机的风轮使用时，平动摆臂7、U形摆臂10应略短一些，则摆线浆的浆距(相当于螺旋桨的螺距)较小，偏心率较小。

当本实用新型用于高速推进器和强风发电机的风轮使用时，平动摆臂7、U形摆臂10略长一些，则摆线浆的浆距(相当于螺旋桨的螺距)较大，偏心率较大。

作为本实施例的一种优选结构，旋转支架1为空心支架，空心内有轴孔用于安装平动齿轮6、控制齿轮5和锥齿轮传动杆11，旋转支架11中心有通透的空心转轴，空心转轴的一端固定有驱动轮3，旋转支架1固定有叶片摆动轴2。

作为本实施例的一种优选结构，控制齿轮5与平动齿轮6是完全相同的锥齿轮，控制齿轮5与控制轴4固连，平动齿轮6转轴的两端伸出旋转支架1，与平动摆臂7的一端固连，平动摆臂7的另一端垂直固定着浆距控制轴8，浆距控制轴8嵌入U形摆臂10中间的狭缝中。

作为本实施例的一种优选结构，直翼叶片9为机翼形、鱼尾形、薄片形、圆弧形，中间有贯穿叶片摆动轴2的轴孔，中心有垂直直翼叶片和叶片弦线的U形摆臂10，U形摆臂10中部有可供浆距控制轴8嵌入的狭缝，直翼叶片9的数量为两片和两片以上。

作为本实施例的一种优选结构，锥齿轮传动杆11是在一转轴的两端分别固定一个锥齿轮，控制齿轮5和平动齿轮6分别与锥齿轮传动杆11两端的锥齿轮啮合，并分居于锥齿轮传动杆11的两侧。

本实用新型做为航海、航空的推进器使用时，其运行过程为：旋转控制轴4确定推力方向，则控制齿轮5被固定，动力机器驱动驱动轮3带动旋转支架1旋转，使直翼叶片9绕控制轴4旋转，在旋转支架1的内部控制齿轮5、平动齿轮6和锥齿轮传动杆11相互驱动，使得平动齿轮6只绕控制轴4公转而不自转，所以旋转支架1外部的平动摆臂7绕控制轴4做旋转平移运动，浆距控制轴8使U形摆臂10和直翼叶片9一起绕控制轴4公转。同时，还绕旋转支架1上的叶片摆动轴2做往复性摆动，并且直翼叶片9在转动和摆动过程中，直翼叶片9弦线的垂线总通过一定点N(即摆线浆的控制点)，如果再转动控制轴4，则定点N(即摆线浆的控制点)的位置发生改变，推力方向发生相应的改变，所以旋转控制轴4可获得360度范围内任意反向的推力，

本实用新型做为风力发电、水力发电的风轮、水轮使用时情况与之相反，但需在控制轴4上安装风向标，使本实用新型能在风向和水流方向发生变化时，自动调整运行状态。

本实用新型不限于上述列举，其结构特征只要包含旋转支架、叶片摆动轴、驱动轮、控制轴、控制齿轮、平动齿轮、平动摆臂、浆距控制轴、直翼叶片、U形摆臂、锥齿轮传动杆等具本结构特征或者能实现所述技术方案的等同技术特征，均视为本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆，其部件包括旋转支架、叶片摆动轴、驱动轮、控制轴、控制齿轮、平动齿轮、平动摆臂、浆距控制轴、直翼叶片、U形摆臂、锥齿轮传动杆，其特征在于：所述控制轴穿入旋转支架的空心转轴，与旋转支架内的控制齿轮固连，控制齿轮与锥齿轮传动杆一端的锥齿轮啮合，锥齿轮传动杆另一端的锥齿轮与平动齿轮啮合，其传动比相等，控制齿轮和平动齿轮分居在锥齿轮传动杆的两侧，平动齿轮轴的两个端部穿出旋转支架，与平动摆臂的一端固连，平动摆臂的另一端垂直固定有浆距控制轴，浆距控制轴嵌入U形摆臂中间的狭缝中，U形摆臂垂直固连在直翼叶片的中部，直翼叶片安装于旋转支架外部边缘叶片摆动轴上，驱动轮固定于旋转支架中心有通透的空心转轴的一端，用于能量的输入和输出。

2.根据权利要求1所述一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆，其特征在于：所述旋转支架为空心支架，空心内有轴孔用于安装平动齿轮、控制齿轮和锥齿轮传动杆，旋转支架中心有通透的空心转轴，空心转轴的一端固定有驱动轮，旋转支架外部边缘固定有叶片摆动轴。

3.根据权利要求1所述一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆，其特征在于：所述控制齿轮与平动齿轮是完全相同的锥齿轮，控制齿轮与控制轴固连，平动齿轮转轴的两端伸出旋转支架与平动摆臂的一端固连，平动摆臂的另一端垂直固定着浆距控制轴，浆距控制轴嵌入U形摆臂中间的狭缝中。

4.根据权利要求1所述一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆，其特征在于：所述直翼叶片为机翼形、鱼尾形、薄片形、圆弧形，中间有叶片摆动轴轴孔，中心有垂直于直翼叶片和叶片弦线的U形摆臂，U形摆臂中部有可供浆距控制轴嵌入的狭缝，直翼叶片的数量为两片和两片以上。

5.根据权利要求1所述一种可用于风电、水电、航海、航空的摆线浆，其特征在于：所述锥齿轮传动杆是在一转轴的两端分别固定一个锥齿轮，控制齿轮和平动齿轮分别与锥齿轮传动杆两端的锥齿轮啮合，其传动比相等。