專利名稱：用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水下推進(jìn)器，尤其涉及用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置。
背景技術(shù)：
水下推進(jìn)器實(shí)際是一種遙控潛水器?，F(xiàn)有水下推進(jìn)器的推進(jìn)方式有多種，如普通螺旋槳 推進(jìn)器、導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)器、平旋推進(jìn)器、槽道推進(jìn)器和新興的磁流體推進(jìn)器等，種類較多。 普通螺旋槳推進(jìn)器結(jié)構(gòu)簡單且應(yīng)用最廣，推進(jìn)效率較高，但是單一的普通螺旋槳推進(jìn)器在水 下較難控制被推進(jìn)物體的行進(jìn)方向和姿態(tài)；導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)器是由美國的路德維克4斗特在 1924年發(fā)明的，它是在螺旋槳外面罩上一個(gè)專門設(shè)計(jì)的套筒或?qū)Ч?，?dāng)螺旋槳正轉(zhuǎn)時(shí)，前部 形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，后面形成一個(gè)正壓區(qū)，從而產(chǎn)生向前的推力，該推力包括螺旋槳自身旋轉(zhuǎn) 帶來的推力和在導(dǎo)管上產(chǎn)生的推力，同時(shí)還加速了槳盤處的水流，使得推進(jìn)效率提高，與相 同效率的普通螺旋槳推進(jìn)器相比，導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)器的尺寸要小得多，這樣有利于機(jī)器人的 總體設(shè)計(jì)，便于操作；平旋推進(jìn)器的主要工作部件是由一個(gè)圓盤上伸出的4-6個(gè)槳葉組成， 槳葉軸線與圓盤相垂直，圓盤經(jīng)過齒輪與推進(jìn)軸連接，通過改變槳葉與圓盤的相對(duì)位置，就 可以在與軸成直角的平面內(nèi)產(chǎn)生任意方向的推力，不需要舵和轉(zhuǎn)動(dòng)軸，就具有優(yōu)良的操縱性 和機(jī)動(dòng)性，但是由于幾個(gè)槳葉不能同時(shí)處于有效推進(jìn)狀態(tài)，故效率比普通螺旋槳低很多。但 是，現(xiàn)有水下推進(jìn)器受推進(jìn)技術(shù)的限制，還存在著姿態(tài)調(diào)整難度大、動(dòng)作靈敏度不高、不能 適應(yīng)水下地形地貌的復(fù)雜變化等問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制造成本和 維護(hù)費(fèi)用低、可重復(fù)利用、可實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)向和橫向翻滾等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn) 旋翼矢量推進(jìn)裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置，包括推進(jìn)機(jī)構(gòu)、傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傾轉(zhuǎn)架 和滑翔翼，所述滑翔翼一端固定于機(jī)身框架上，所述傾轉(zhuǎn)架支承于滑翔翼另一端，所述傾轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端與傾轉(zhuǎn)架連接，推進(jìn)機(jī)構(gòu)裝設(shè)于傾轉(zhuǎn)架上。
所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括側(cè)翼螺旋槳、側(cè)翼螺旋槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述側(cè)翼 螺旋槳支承于傾轉(zhuǎn)架上，所述側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過側(cè)翼螺旋槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與側(cè)翼螺旋槳相 連。所述側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與傾轉(zhuǎn)架的旋轉(zhuǎn)軸布置于同一軸線上，側(cè)翼螺旋槳傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)為錐齒輪傳動(dòng)副，側(cè)翼螺旋槳的旋轉(zhuǎn)軸與側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸垂直布置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置包括滑翔翼和推進(jìn)機(jī)構(gòu)， 推進(jìn)機(jī)構(gòu)通過傾轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)裝設(shè)于滑翔翼的端部，該傾轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)可以通過傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)傾轉(zhuǎn)架帶動(dòng)推進(jìn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，從而改變推進(jìn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的推進(jìn)力方向，在多組傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推 進(jìn)裝置的配合下，不僅可以使推進(jìn)器實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、垂直上升、垂直下降等簡單運(yùn)動(dòng)，而 且可以實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)向和橫向翻滾等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn) 裝置還具有布置方式巧妙，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造成本和維護(hù)費(fèi)用低、可重復(fù)利用等特點(diǎn)。
圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是在水下推進(jìn)器上安裝兩組傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置的機(jī)構(gòu)簡圖3是在水下推進(jìn)器上安裝四組傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置的機(jī)構(gòu)簡圖。 圖中各標(biāo)號(hào)表示
1、機(jī)身框架 2、傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置
21、滑翔翼 22、推進(jìn)機(jī)構(gòu)
23、傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī) 24、傾轉(zhuǎn)架
221、側(cè)翼螺旋槳 222、側(cè)翼螺旋槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
223、側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)
具體實(shí)施例方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置，包括滑翔翼21、 推進(jìn)機(jī)構(gòu)22、傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)23和傾轉(zhuǎn)架24，滑翔翼21 —端固定于機(jī)身框架1上，傾轉(zhuǎn)架 24通過軸承支承于滑翔翼21另一端，傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)23的輸出端通過齒輪副與傾轉(zhuǎn)架24連 接。該推進(jìn)機(jī)構(gòu)22包括側(cè)翼螺旋槳221 、側(cè)翼螺旋槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)222和側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)223， 側(cè)翼螺旋槳221通過軸承支承于傾轉(zhuǎn)架24上，側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)223的輸出端通過側(cè)翼螺 旋槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)222與側(cè)翼螺旋槳221的轉(zhuǎn)軸相連。在傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)23的驅(qū)動(dòng)下傾轉(zhuǎn)架24可 帶動(dòng)推進(jìn)機(jī)構(gòu)22產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)軸垂直于機(jī)身框架1布置。其中傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)23和側(cè)翼 螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)223均裝設(shè)于機(jī)身框架1上，并且均位于機(jī)身內(nèi)部，均可受到機(jī)身框架1的 保護(hù)，側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)223的輸出軸與傾轉(zhuǎn)架24的旋轉(zhuǎn)軸布置于同一軸線上，側(cè)翼螺旋 槳221的轉(zhuǎn)軸與側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)223的輸出軸垂直布置，側(cè)翼螺旋槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)222為錐 齒輪傳動(dòng)副，當(dāng)傾轉(zhuǎn)架24轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)223仍能夠通過該錐齒輪傳動(dòng)副正常驅(qū)動(dòng)側(cè)翼螺旋槳221轉(zhuǎn)動(dòng)，使傾轉(zhuǎn)架24的轉(zhuǎn)動(dòng)和側(cè)翼螺旋槳221的轉(zhuǎn)動(dòng)互不干涉。通過傾轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)23驅(qū)動(dòng)傾轉(zhuǎn)架24帶動(dòng)推進(jìn)機(jī)構(gòu)22旋轉(zhuǎn)，從而改變推進(jìn)機(jī)構(gòu)22產(chǎn)生的推進(jìn)力方向。 將本發(fā)明的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置裝設(shè)于水下推進(jìn)器上時(shí)，可以根據(jù)需要在水下推進(jìn)器上選 擇安裝兩組、四組或更多組傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置，安裝兩組傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置時(shí)，一 般采用對(duì)稱布置的方式，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示；安裝四組傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置時(shí)，可 以在水下推進(jìn)器的同一周向位置上均勻布置四組傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置，還可以按圖3所示 的布置方式，在水下推進(jìn)器的兩側(cè)分別布置兩組傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置。在多組傾轉(zhuǎn)旋翼矢 量推進(jìn)裝置的配合下，推進(jìn)器不僅可以實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、垂直上升、垂直下降等簡單運(yùn)動(dòng)， 而且可以實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)向和橫向翻滾等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。例如，將推進(jìn)機(jī)構(gòu)22調(diào)整到適當(dāng)?shù)姆较?，?以利用推進(jìn)機(jī)構(gòu)22產(chǎn)生的推進(jìn)力輔助轉(zhuǎn)向，使轉(zhuǎn)向更靈活，回轉(zhuǎn)半徑更小，轉(zhuǎn)向速度更快； 當(dāng)兩組傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置2中的推進(jìn)機(jī)構(gòu)22產(chǎn)生的推進(jìn)力方向相反且均垂直于滑翔翼 21所在平面時(shí)，可以使推進(jìn)器產(chǎn)生繞機(jī)身縱軸線旋轉(zhuǎn)的橫向翻滾運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1、一種用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置，其特征在于包括推進(jìn)機(jī)構(gòu)(22)、傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(23)、傾轉(zhuǎn)架(24)和滑翔翼(21)，所述滑翔翼(21)一端固定于推進(jìn)器的機(jī)身框架(1)上，傾轉(zhuǎn)架(24)支承于滑翔翼(21)另一端，所述傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(23)的輸出端與傾轉(zhuǎn)架(24)連接，推進(jìn)機(jī)構(gòu)(22)裝設(shè)于傾轉(zhuǎn)架(24)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置，其特征在于所述 推進(jìn)機(jī)構(gòu)(22)包括側(cè)翼螺旋槳(221)、側(cè)翼螺旋槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(222)和側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)(223)，所述側(cè)翼螺旋槳(221)支承于傾轉(zhuǎn)架(24)上，所述側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)(223) 通過側(cè)翼螺旋槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(222)與側(cè)翼螺旋槳(221)相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置，其特征在于所述 側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)(223)的輸出軸與傾轉(zhuǎn)架(24)的旋轉(zhuǎn)軸布置于同一軸線上，側(cè)翼螺旋 槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(222)為錐齒輪傳動(dòng)副，側(cè)翼螺旋槳(221)的旋轉(zhuǎn)軸與側(cè)翼螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)(223) 的輸出軸垂直布置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置，包括推進(jìn)機(jī)構(gòu)、傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傾轉(zhuǎn)架和滑翔翼，所述滑翔翼一端固定于機(jī)身框架上，所述傾轉(zhuǎn)架支承于滑翔翼另一端，所述傾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端與傾轉(zhuǎn)架連接，推進(jìn)機(jī)構(gòu)裝設(shè)于傾轉(zhuǎn)架上。該用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制造成本和維護(hù)費(fèi)用低、可重復(fù)利用、可實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)向和橫向翻滾等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B63G8/08GK101513926SQ20091004292
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者楠 叢, 尚建忠, 王曉明, 羅自榮 申請(qǐng)人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)