专利名称：浅水底轮推进船及其推进方法
技术领域：
本发明涉及一种浅水航行的船舶，尤其是一种浅水底轮推进船及其推进方法。
背景技术：
目前世界各地有各种船舶航行在河、湖、海上，水上交通十分方便，而且运输成本 比火车、汽车低廉。但是在很浅和极浅的水中船舶很难航行。其原因除了船体可能搁浅以 外，还由于广泛应用的螺旋桨推进方法不适合在浅水中工作。应用空气螺旋桨推进的气垫 船可以不拘泥水深，甚至可以在陆上航行，但其载重量太小，单位载重耗费的功率又太大， 其运输成本太高，故只有特定场合才应用。喷水推进较适合浅水工作，但其效率不高，且在 极浅的水中也不宜采用，明轮推进的船，其明轮很重，傍靠码头不方便。自古以来在浅水中航行的小船、小筏除了用桨、橹等推水前进以外，还广泛应用篙 来推进。撑篙法充分利用了水浅的特点，利用水底土壤对篙的反作用力来推进小船小筏前 进，方法巧妙、效率也高，但是不方便实现机械化，不便由动力驱动，不能用于较大的船舶。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单、成本低廉，能够 在浅水中航行的浅水底轮推进船及其推进方法。其技术方案是动力机的动力通过减速器、 万向传动轴传到驱动型底轮轴上的传动箱，从而驱动底轮在水底土壤上滚动，水底土壤对 底轮的反作用力通过底轮、驱动型底轮轴外套的连接杆传送到船体，推进漂浮在水面上的 船体航行。浅水底轮推进船包括船体、驱动机构，船体的艏部和艉部均设有底轮。驱动机构 包括动力机、变速器、万向传动轴，艉部底轮之间设有驱动型底轮轴，驱动型底轮轴设有驱 动型底轮轴外套，驱动型底轮轴外套上设有差动传动箱。船体和底轮之间设有人字形连接 杆，船体的艏部和艉部的底轮之间均设有双杆组成的人字形连接杆，连接杆与船体之间设 置的是有一个回转自由度的绞链连接，连接杆和驱动型底轮轴外套之间设置的是有两个回 转自由度的球绞连接。在船体的艏部设有轴架，轴架设有导向型的底轮，在船体的艏部设有 舵轮，舵轮连接有滑轮，滑轮与轴架之间通过钢丝绳连接。在船体的艉部设有驱动型的底 轮，连接杆和驱动型底轮轴外套之间设有的两个回转自由度的球绞连接，其结构为驱动型 底轮轴外套上设有两只相差180度的销子，两只相差180度的销子的中心线重合，连接杆 尾端设有叉口，叉口上设有两只叉口销子，两只叉口销子的中心线重合，驱动型底轮轴外套 上设有环形四孔连接板，环形四孔连接板包括两个半片，两个半片通过螺栓连接在一起，环 形四孔连接板上设有与两个销子、两个叉口销子相应的孔，两个销子、两个叉口销子和四个 孔连接并且各错开90度，该4个孔与4个销子之间为转动配合。底轮设有加压装置，加压 装置为加压汽缸。采用上述结构和方法以后，使底轮在一个范围之内适应水深的随时变化 和水底土壤的高低不平；能有效地将底轮在水底土壤上滚动产生的推动力传给船体使之按 照操纵的要求，作前进和转弯转向这两个自由度的航行运动；能在传力的过程中不限制船 体的两个回转自由度和一个位移自由度。即在传力过程中船体仍可以自由的在水面上纵摇纵倾、横倾横摇和上下升沉，不受限制；能在航行过程中限制船体的另一个位移自由度的 运动，即阻止船体在风、浪、流的侧向分力作用下产生和底轮不协调的左右横向的侧漂；由 于该发明不用螺旋桨，尤其是艉部不必因为给螺旋桨供水而设计成复杂的曲面形，船体可 做成宽且方整形状，可以吃水减少，制造方便，载重量增加；由于靠土壤的反作用力推进航 行，所以推进效率高，只要船体吃水不超过水深就可以了 ；由于没有螺旋桨的大量吸水、排 水，所以在同等航行速度条件下，底轮推进船体和水之间相对流速大大减小，船艉的涡流也 大大减小，水对船的摩擦、摇曳等阻力也随之减少，使推进效率进一步提高；对于在浅水中 航行的载重量较大、船体较宽吃水较浅的船来说，螺旋桨的直径很小，推力不大。用很多小 直径的螺旋桨来提供足够的推力是不行的，而浅水底轮驱动船可以用较宽较大的底轮来驱 动，也可以用很多组底轮来一起驱动，可以提供足够的推力保证航行的需要；底轮的加压装 置的加压汽缸的加压作用，实际上是将一部分的船重转移到底轮上去。这也同时使船体的 吃水略有减少。当在极浅水航行遇到轻微搁浅时，可以适当调高加压汽缸中的气压，增加底 轮对土壤的正压力，这时船体的吃水稍有减小，就可以容易的倒车脱离搁浅；本发明制造时 可以选用很多汽车、拖拉机上的零件直接或改造后应用，这样批量生产降低成本。
四
图1是本发明侧面结构示意图；图2是本发明俯视结构示意图；图3是本发明有两个回转自由度的球绞连接结构图。
五具体实施例方式实施例1 参照图1、图2、图3，浅水底轮推进船的推进方法，动力机6的动力通过 减速器7、万向传动轴8传到驱动型底轮轴上的传动箱9，从而驱动底轮3在水底土壤1上 滚动，水底土壤1对底轮3的反作用力通过底轮3、驱动型底轮轴外套13的连接杆5传送到 船体4，推进漂浮在水面2上的船体4航行。底轮3也可以是履带。该推进方法是将汽车、 拖拉机的驱动方式，用于推进漂浮在水面上的船体。浅水底轮推进船包括船体4、驱动机构，船体4的艏部和艉部均设有底轮3。驱动 机构包括动力机6、变速器7、万向传动轴8，艉部底轮之间设有驱动型底轮轴，驱动型底轮 轴设有驱动型底轮轴外套13，驱动型底轮轴外套13上设有差动传动箱9，差动传动箱9能 保证底轮3在转向时其左右轮轴21的转速不同，从而实现差动。船体4和底轮3之间设有 人字形连接杆5，船体4的艏部和艉部的底轮3之间均设有双杆组成的人字形连接杆5，连 接杆5与船体4之间设置的是有一个回转自由度的绞链连接11，连接杆5和驱动型底轮轴 外套13之间设置的是有两个回转自由度的球绞连接12。在船体4的艏部设有轴架17，轴 架17设有导向型的底轮3，在船体4的艏部设有舵轮16，舵轮16连接有滑轮15，滑轮15与 轴架17之间通过钢丝绳14连接。在船体4的艉部设有驱动型的底轮3，连接杆5和驱动型 底轮轴外套13之间设有的两个回转自由度的球绞连接12其结构为驱动型底轮轴外套13 上设有两只相差180度的销子22，两只相差180度的销子22的中心线重合，连接杆5尾端 设有叉口，叉口上设有两只叉口销子20，两只叉口销子20的中心线重合，驱动型底轮轴外 套13上设有环形四孔连接板18，环形四孔连接板18包括两个半片，两个半片通过螺栓19
4连接在一起，环形四孔连接板18上设有与两个销子22、两个叉口销子20相应的孔，两个销 子22、两个叉口销子20和四个孔连接并且各错开90度，该4个孔与4个销子之间为转动配 合。底轮3设有加压装置。
实施例2、浅水底轮推进船的推进方法，动力机6的动力通过减速器7、万向传动轴 8传到驱动型底轮轴上的传动箱9，从而驱动底轮3在水底土壤1上滚动，水底土壤1对底 轮3的反作用力通过底轮3、驱动型底轮轴外套13的连接杆5传送到船体4，推进漂浮在水 面2上的船体4航行。底轮3也可以是履带。该推进方法是将汽车、拖拉机的驱动方式，用 于推进漂浮在水面上的船体。浅水底轮推进船包括船体4、驱动机构，船体4的艏部和艉部 均设有底轮3。底轮3可以是金属轮、橡胶轮、充气轮胎也可以是带爪的水田轮。驱动机构 包括动力机6、变速器7、万向传动轴8，艉部底轮之间设有驱动型底轮轴，驱动型底轮轴设 有驱动型底轮轴外套13，驱动型底轮轴外套13上设有差动传动箱9，差动传动箱9能保证 底轮3在转向时其左右轮轴21的转速不同，从而实现差动。船体4和底轮3之间设有人字 形连接杆5，船体4的艏部和艉部的底轮3之间均设有双杆组成的人字形连接杆5，连接杆5 与船体4之间设置的是有一个回转自由度的绞链连接11，连接杆5和驱动型底轮轴外套13 之间设置的是有两个回转自由度的球绞连接12。在船体4的艏部设有轴架17，轴架17设 有导向型的底轮3，在船体4的艏部设有舵轮16，舵轮16连接有滑轮15，滑轮15与轴架17 之间通过钢丝绳14连接。在船体4的艉部设有驱动型的底轮3，连接杆5和驱动型底轮轴 外套13之间设有的两个回转自由度的球绞连接12其结构为驱动型底轮轴外套13上设有 两只相差180度的销子22，两只相差180度的销子22的中心线重合，连接杆5尾端设有叉 口，叉口上设有两只叉口销子20，两只叉口销子20的中心线重合，驱动型底轮轴外套13上 设有环形四孔连接板18，环形四孔连接板18包括两个半片，两个半片通过螺栓19连接在一 起，环形四孔连接板18上设有与两个销子22、两个叉口销子20相应的孔，两个销子22、两 个叉口销子20和四个孔连接并且各错开90度，该4个孔与4个销子之间为转动配合。底 轮3设有加压汽缸作为加压装置或者采用重力式的加压装置，在连接杆5等上加配重增压。 也可以是绳索式的，用绳索拉着连接杆5向下压底轮3等等方式。船体4的方形系数和菱 形系数均较大，具备船舶航行所必须的设施。
权利要求
一种浅水底轮推进船的推进方法，其特征在于动力机(6)的动力通过减速器(7)、万向传动轴(8)传到驱动型底轮轴上的传动箱(9)，从而驱动底轮(3)在水底土壤(1)上滚动，水底土壤(1)对底轮(3)的反作用力通过底轮(3)、驱动型底轮轴外套(13)的连接杆(5)传送到船体(4)，推进漂浮在水面2上的船体(4)航行。
2.根据权利要求1所述的浅水底轮推进船，其特征在于包括船体(4)、驱动机构，其特 征在于船体(4)的艏部和艉部均设有底轮(3)。
3.根据权利要求2所述的浅水底轮推进船及其推进方法，其特征在于驱动机构包括 动力机(6)、变速器(7)、万向传动轴(8)，艉部底轮之间设有驱动型底轮轴，驱动型底轮轴 设有驱动型底轮轴外套(13)，驱动型底轮轴外套(13)上设有差动传动箱(9)。
4.根据权利要求3所述的浅水底轮推进船及其推进方法，其特征在于船体(4)和底 轮(3)之间设有人字形连接杆(5)，船体(4)的艏部和艉部的底轮(3)之间均设有双杆组 成的人字形连接杆(5)，连接杆(5)与船体(4)之间设置的是有一个回转自由度的绞链连 接(11)，连接杆(5)和驱动型底轮轴外套(13)之间设置的是有两个回转自由度的球绞连接 (12)。
5.根据权利要求4所述的浅水底轮推进船及其推进方法，其特征在于在船体(4)的 艏部设有轴架(17)，轴架(17)设有导向型的底轮(3)，在船体(4)的艏部设有舵轮(16)，舵 轮(16)连接有滑轮(15)，滑轮(15)与轴架(17)之间通过钢丝绳(14)连接。
6.根据权利要求5所述的浅水底轮推进船及其推进方法，其特征在于在船体(4)的 艉部设有驱动型的底轮(3)，连接杆(5)和驱动型底轮轴外套(13)之间设有的两个回转 自由度的球绞连接(12)其结构为驱动型底轮轴外套(13)上设有两只相差180度的销子 (22)，两只相差180度的销子(22)的中心线重合，连接杆(5)尾端设有叉口，叉口上设有两 只叉口销子(20)，两只叉口销子(20)的中心线重合，驱动型底轮轴外套(13)上设有环形 四孔连接板(18)，环形四孔连接板(18)包括两个半片，两个半片通过螺栓(19)连接在一 起，环形四孔连接板(18)上设有与两个销子(22)、两个叉口销子(20)相应的孔，两个销子 (22)、两个叉口销子(20)和四个孔连接并且各错开90度，该4个孔与4个销子之间为转动 配合。
7.根据权利要求6所述的浅水底轮推进船及其推进方法，其特征在于底轮(3)设有 加压装置(10)。
全文摘要
本发明涉及一种浅水航行的船舶，尤其是一种浅水底轮推进船及其推进方法。提供一种结构简单、成本低廉，能够在浅水中航行的船及方法。通过动力驱动底轮在水底土壤上滚动，推进船体航行。其结构包括船体、驱动机构，船体的艏部和艉部均设有底轮。设有的差动传动箱保证底轮转向时左右轮轴(21)的转速不同，从而实现差动。在船体设有的有两个回转自由度的球绞连接其结构为设有两只相差180度的销子(22)，设有两只叉口销子(20)，驱动型底轮轴外套上设有通过螺栓(19)连接在一起的环形四孔连接板(18)。这样可以使底轮适应水深的变化和水底的高低不平，在水底土壤上滚动产生的推动力传给船体使之按照操纵的要求，作前进和转弯的航行运动。
文档编号B63H19/08GK101857081SQ20101019752
公开日2010年10月13日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者顾心怿 申请人:山东省黄河三角洲可持续发展研究院