专利名称：一种用机电装置做成的推进器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种推进器，特别是涉及一种用机电装置做成的推进器。
现有技术的电动机一般是由电磁力对从动部件产生旋转推力，使从动部件转动做功，而不能直接产生直线推力。在需要直线推力的情况下，需要额外的机构将电动机的旋转推力转换为直线推力，这样就增加了成本，同时又带来许多不方便。例如在电力驱动的船舶上，一般采用电动机驱动螺旋桨，从而产生推力。当船舶在浅水河道行使时，螺旋桨在转动时可能被水草缠绕或触及到淤泥而发生危险。
本发明的目的在于提供一种用机电装置做成的推进器，其可以直接产生直线推力，并且成本低、使用方便。
本发明的技术方案是一种用机电装置做成的推进器，至少包含一驱动部件、一可绕特定轴旋转的从动部件；其中所述的驱动部件在所述的从动部件单侧施加主动力矩，使其转动或加速，在该主动力矩的反作用力矩的作用下，所述的驱动部件获得推力。
本发明的一种用机电装置做成的推进器，其中可以进一步包含不少于一个负载，其与所述的从动部件通过特定力相互作用，阻碍所述的从动部件在所述的驱动部件的驱动下转动。
本发明的一种用机电装置做成的推进器，其中所述的驱动部件可以以机械力、摩擦力、或者电磁力驱动所述的从动部件。
本发明的一种用机电装置做成的推进器，其中所述的负载可以通过机械力、摩擦力、或者电磁力阻碍所述的从动部件在所述的驱动部件的驱动下转动。
本发明的一种用机电装置做成的推进器，其可以直接产生直线推力，并且成本低廉、使用方便，适当设计即可产生相当大的直线推进力，其应用在船舶推进中，可以省去螺旋桨，避免了当船舶在浅水河道行使时，螺旋桨被水草缠绕或触及到淤泥而发生危险，因此非常适用于浅水航行。
为使本发明的思想及优点更加容易理解，以下举实施例，并结合附图，对本发明进一步详细说明。其中
图1是本发明第一较佳实施例的结构示意图；图2是本发明第一较佳实施例中惰轮的一种结构示意图；图3是本发明第二较佳实施例的结构示意图；图4是本发明第三较佳实施例的结构示意图；图5是本发明第四较佳实施例的结构示意图；图6是本发明装置的一种推力方向调整方法。
图1是本发明第一较佳实施例的结构示意图。所述驱动部件4包含一第一齿轮(主动轮)，所述齿轮被一个马达(图中未示出)所带动；所述从动部件3为一第二齿轮(惰轮)；所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合在一起；所述第一负载5包含有一第三齿轮(工作轮)，其机械连接到一个第一发电机(图中未示出)上带动该发电机；所述第二负载6包含有一第四齿轮(工作轮)，其机械连接到一第二个发电机(图中未示出)上带动该发电机；所述第三齿轮的轴心和所述第四齿轮的轴心以及所述第二齿轮的轴心2位于同一直线上，并且该直线垂直于所述第一齿轮轴心与所述第二齿轮轴心2的连线；所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合在一起，所述第四齿轮和所述第二齿轮啮合在一起。主动轴、惰轮轴、工作轴通过轴承安装于箱体上。
其中齿轮和轴应为刚性连接。其可以是一个整体，为齿轮轴。也可以采用热胀冷缩方式将齿轮套在轴上。还可用键将齿轮刚性固定在轴上。
以上第一较佳实施例仅为本发明在机械联结方式下的一种较佳设计。实际上在机械联结方式下并不仅限于此。
其中主动轮和惰轮的连心线与工作轮和惰轮的连心线相交，所形成的夹角可以为90°，也可以不是。
其中电动机、发电机安于支架上和齿轮箱的箱体1联为一体。电动机轴和主动轮的轴心通过联轴器刚性联结。发电机轴和工作轮的齿轮轴通过联轴器刚性联结。
从动部件可以带动两个负载，也可以只带动一个负载。两个负载相对于从动部件可以对称，也可以不对称。这里所谓的对称是指两个负载完全一样，并且其工作轮的轴心相对于惰轮轴点对称。
惰轮的齿数在为4的整数倍时工作较佳，但也可不是4的整数倍。
在第一较佳实施例中，装置通过发电机以电能的形式回收能量。发电机的负载可以为电动机、蓄电池、或电阻。发电机输出的电流与该发电机的负载不匹配的，采用现有的电力电子技术使之匹配。两发电机的负载功率可以一样大，也可以不一样大。整个装置采用闭环驱动控制电路对电机的功率、转速、力矩进行控制。
当电动机处于工作状态时，齿轮箱内所有齿轮都转动，在发电机连接负载的情况下，主动轮的轴心获得推力。通过改变主动轮的旋转方向，可以改变推力的方向。
本装置可以没有工作轮，而只有一个主动轮和一个从动轮，由从动轮直接带动发电机，发电机转子所受力矩必须对称。
图2是本发明第一较佳实施例中惰轮的一种结构示意图；其中惰轮圆周1/4和轴连为一体，其于不连。这1/4和主动轮啮合时，工作轮带动的发电机连接负载，这1/4不啮合时断开负载，可以在惰轮轴上加装光电位置传感器实现这一控制。惰轮和轴连为一体的部分可大于1/4，也可以小于1/4。
图3是本发明第二较佳实施例的结构示意图。如图3所示，在箱体1上，设置了轴对称的两组完全相同的齿轮推进装置，每组推进装置的设计与第一较佳实施例相同。在运转过程中通过电气控制，使各要素保持对称。也可在对称的两个发电机的轴上加装一对互相啮合的齿轮以使运转其保持一致。其中两个驱动部件对头排列或者成一定角度，其旋转方向相反，从而各自产生向同一方向的推力，二力合一，装置的运转平稳，从而达到更佳的推进效果。
图4是本发明第三较佳实施例的结构示意图。在第三较佳实施例中，本发明的装置由盘式电动机和控制电路组成。盘式电动机由机壳11、定子组件、转子组件组成，电机的结构为中间转子式，双定子，单转子。
本实施例中的从动部件为一转子13，转子13由一带轴的实心钢构成的圆盘，两面各粘结一环状磁铁组成，且该环状磁铁的圆心与所述转子的轴心12同轴。
以转子两边相对的两个定子线圈为一组，共有四组定子线圈。其中每一定子的铁芯均为圆弧状，固定于机壳11上。铁芯上的线圈绕组为环形线圈。所述转子的轴心12与该等定子线圈分别位于同一平面上。
如图4所示，定子线圈组14和定子线圈组17在同一条直线上，定子线圈组15和定子线圈组16在同一条直线上。该两直线相交，可以互相垂直。
本实施例中，驱动部件即为线圈组14。
该装置的工作过程可以是控制电路为线圈组14接通电源，使转子加速转动，从而驱动部件得到推力；接着控制电路断开线圈组14的电源，并且为线圈组14连接负载，则转子减速，减速时驱动部件不获得推力。加速减速交替进行，即可在一个方向上获得脉动的推力。
该装置的工作过程还可以是在启动的短时间内，由所有线圈同时接通电源，使转子转动，再由线圈组14单独接通电源，使转子加速，从而获得推力。
对于转子的减速可以由所有定子线圈连接负载来进行。
该装置的工作过程还可以是由线圈组14接通电源，驱动转子转动，同时由其它对称的线圈组连接负载，如线圈组15和线圈组16连接负载，以使转子所受的减速力矩对称，在一定转速下获得推力。
在本实施例中，定子线圈负载的形式和其中能量回收的问题，和第一较佳实施例中的选择方法相同。故不赘述。
定子铁芯及定子绕组可以不限于四组。电机的结构也可采用中间定子式，即单定子、双转子的结构。或者也可采用多盘式的结构，其中转子的形式也可有不同的设计。其可参见《现代永磁电机理论与设计》的第311页至第314页。但为获取推力，其中控制定子绕组工作状态的方式不变。
有关电机、电机驱动控制、电流变换可参见《现代永磁电机理论与设计》，唐任远等著，机械工业出版社1997年12月出版。《高磁场永磁式电动机及其驱动系统》，符曦编著，机械工业出版社1997年8月出版。《电力电子器件及其应用》，李序葆等著，电气自动化新技术丛书，机械工业出版社1999年5月出版。也可参见电气自动化新技术丛书其它书目。
图5是本发明第六较佳实施例的结构示意图。如图5所示，在底座1上，设置了轴对称的两组完全相同的推进装置，每组推进装置的设计与第三较佳实施例相同，均为盘式电机及其控制电路。其中两个驱动部件对头排列或者成一定角度，其旋转方向相反，从而各自产生向同一方向的推力，二力合一，达到更佳的推进效果。
本发明的直线推进器，可以固定在船舶上，依靠发动机或电动机驱动所述的驱动部分，船舶即可获得直线推进力，避免了螺旋桨传动的各种困扰。图6是本发明的直线推进器的一种方向调整方法，其中，将本直线推进器设置在一个可绕轴旋转的圆盘上，调整该圆盘的方向，即可通过该直线推进器获得不同方向的推力。进而免去使用船舵操纵船舶的麻烦。
权利要求
1.一种用机电装置做成的推进器，其特征在于至少包含一驱动部件、一可绕特定轴旋转的从动部件；其中所述的驱动部件在所述的从动部件单侧施加主动力矩，使其转动或加速，在该主动力矩的反作用力矩的作用下，所述的驱动部件获得推力。
2.如权利要求1所述的一种用机电装置做成的推进器，其特征在于其中进一步包含不少于一个负载，其与所述的从动部件通过特定力相互作用，阻碍所述的从动部件在所述的驱动部件的驱动下转动。
3.如权利要求1或2所述的一种用机电装置做成的推进器，其特征在于所述的驱动部件以机械力、或者摩擦力、或者电磁力驱动所述的从动部件。
4.如权利要求2所述的一种用机电装置做成的推进器，其特征在于所述的负载通过机械力、或者摩擦力、或者电磁力阻碍所述的从动部件在所述的驱动部件的驱动下转动。
全文摘要
一种用机电装置做成的推进器,至少包含:一驱动部件、一可绕特定轴旋转的从动部件;其中所述的驱动部件在所述的从动部件单侧施加主动力矩,使其转动或加速,在该主动力矩的反作用力矩的作用下,所述的驱动部件获得推力。
文档编号B63H19/00GK1311134SQ0010283
公开日2001年9月5日 申请日期2000年3月3日 优先权日2000年3月3日
发明者张环蚀 申请人:张环蚀