一种浅水域电动涵道双推进M型高速快艇的制作方法

一种浅水域电动涵道双推进m型高速快艇
技术领域
1.本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种浅水域电动涵道双推进m型高速快艇。


背景技术：

2.对于许多浅水域以及遍布水草沼泽的内河湖泊，传统浸没在水中的螺旋桨的推进作用受到了极大的限制，特别是随着旅游观光产业的迅速发展，一些风景优美、水草丰茂、鸟类聚集的浅水湖泊沼泽和滩涂水域却只能使用人力船只载客观光，这就极大地限制了这一产业的发展。而这款电动涵道风扇推进m型高速快艇凭借电池及电机驱动，将涵道风扇置于船尾甲板上，避免了螺旋桨推进船只所带来的问题。
3.申请号为cn201810068239.0的发明专利公开了一种复杂浅水域电动涵道风扇推进m型高速快艇，在船体底部设计有两条贯通船体底部前后的槽道；船体的尾部左右对称设置两个相同的涵道风扇；涵道的剖面为翼型，且涵道内侧为凸面；每个涵道内分别采用八叶桨布局，每个桨叶的剖面同样为翼型结构；涵道出口设置有方向舵，用于改变快艇前进方向。船身底部另外加装有四个小轮，方便道路运输及在城市内涝救援时通过无水区域。本发明复杂浅水域电动涵道风扇推进m型高速快艇，解决了将螺旋桨浸没在水中的船只无法通过浅水及沼泽水域的问题；船舱底部设计成m型能有效地减小兴波，进而减小兴波阻力，且使艇体抬升，吃水减小，可有效提高航速；船身底部小轮可以方便快艇道路运输及通过无水区域，该快艇仅具有一种驱动方式，驱动力较小，在搁浅时，不利于船只脱困。


技术实现要素：

4.针对以上不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种浅水域电动涵道双推进m型高速快艇，本快艇的驱动力更强，并且具有更好的脱困、转向能力。
5.为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是，一种浅水域电动涵道双推进m型高速快艇，包括船舱、风扇推进装置和滚轮推进装置，风扇推进装置固定安装在船舱的上端面上，滚轮推进装置固定安装在船舱的下方，滚轮推进装置包括转向滚轮机构和推进滚轮机构，转向滚轮机构、推进滚轮机构平行布设，转向滚轮机构可转动式安装在船舱上，推进滚轮机构固定安装在船舱上。
6.进一步的，推进滚轮机构包括推进滚轮支架、推进滚轮组件和推进气动组件，推进滚轮组件安装在推进滚轮支架上，推进气动组件与推进滚轮组件适配，以改变推进滚轮组件的状态。
7.进一步的，推进滚轮组件包括轮胎、桨叶和滚轮座，桨叶固定连接在滚轮座上，轮胎套设在滚轮座的外侧，轮胎与桨叶适配，形成路面行驶模式和水面行驶模式。
8.进一步的，桨叶上成形有轮胎槽，轮胎与轮胎槽适配，在轮胎上成形有桨叶凹槽，桨叶凹槽与桨叶适配，路面行驶模式下，轮胎充气，轮胎胎面与桨叶边缘处于同一平面上，水面行驶模式下，轮胎放气，轮胎胎面与桨叶边缘之间形成高度差。
9.进一步的，滚轮座包括轮毂和轮轴，轮轴固定连接在轮毂上，轮毂内成形有充气
孔，充气空与轮胎适配，轮轴内成形有轮轴气孔，轮轴气孔与充气孔连接。
10.进一步的，推进气动组件包括气泵、气阀和旋转接头，旋转接头与轮轴气孔连接，气泵通过柔性软管与旋转接头连接，在柔性软管上安装有气阀。
11.进一步的，推进滚轮支架包括滚轮叉、支架轴和驱动电机，推进滚轮组件安装在滚轮叉内，驱动电机固定安装在滚轮叉上，且与推进滚轮组件连接，支架轴固定安装在船舱上。
12.进一步的，支架轴上成形有气管安装槽，滚轮叉的侧壁上固定连接有固定支架，固定支架上成形有气管孔，气管安装槽与气管孔适配，以对推进气动组件进行固定。
13.进一步的，转向滚轮机构包括转动组件、驱动滚轮支架、驱动滚轮组件和驱动气动组件，其中驱动滚轮支架、驱动滚轮组件、驱动气动组件的结构与推进滚轮机构中的推进滚轮支架、推进滚轮组件、推进气动组件结构一致，转动组件与驱动滚轮支架连接，以转动驱动滚轮支架。
14.进一步的，转动组件包括支架链轮、转向链轮和转向手柄，转向手柄转动安装在船舱上，转向链轮与转向手柄固定连接，支架链轮固定安装在驱动滚轮支架上，转向链轮、支架链轮通过链条连接。
15.本发明的有益效果是，在实际使用过程中，可以根据实际需求控制风扇推进装置、滚轮推进装置的工作状态，便于本快艇在路面、水面进行移动，并且通过转向滚轮机构的设置，便于对快艇进行转向，提高转向效率。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图；图2a为本发明复杂浅水域电动涵道风扇推进m型高速快艇船底槽道中段截面图；图2b为船底槽道尾端截面图；图3a为船底槽道水流流动示意图；图3b为船底槽道气流流动示意图；图4为本发明复杂浅水域电动涵道风扇推进m型高速快艇中涵道结构示意图；图5为本发明中涵道的方向舵安装位置示意图；图6为本发明复杂浅水域电动涵道风扇推进m型高速快艇中涵道的八叶桨桨叶及涵道剖面翼型图；图7为本发明中八叶桨桨叶扭角、相对厚度及相对(涵道直径)弦长的径向分布图；图8为本发明中单涵道风扇cfd计算后对称面上的压力分布以及流线图；图9为滚轮推进装置的结构示意图；图10为推进滚轮支架、推进滚轮组件的连接示意图；图11为推进滚轮组件的半剖示意图；图12为旋转接头的结构示意图。
17.附图标记：船舱1，风扇推进装置2，滚轮推进装置3，转向滚轮机构4，推进滚轮机构5，推进滚轮支架6，推进滚轮组件7，推进气动组件8，转动组件9，滚轮叉6-1，支架轴6-2，驱动电机6-3，气管安装槽6-4，固定支架6-5，气管孔6-6，轮胎7-1，桨叶7-2，滚轮座7-3，轮胎槽7-4，桨叶凹槽7-5，轮毂7-6，轮轴7-7，充气孔7-8，轮轴气孔7-9，气泵8-1，气阀8-2，旋转
接头8-3，支架链轮9-1，转向链轮9-2，转向手柄9-3；座椅1-3，防护围栏1-4，涵道1-6，八叶桨1-7，桨叶轮毂1-8，支撑片1-9，方向舵1-10，槽道1-101。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明进行进一步描述。
19.一种浅水域电动涵道双推进m型高速快艇，包括船舱1、风扇推进装置2和滚轮推进装置3，风扇推进装置2固定安装在船舱1的上端面上，滚轮推进装置3固定安装在船舱1的下方，滚轮推进装置3包括转向滚轮机构4和推进滚轮机构5，转向滚轮机构4、推进滚轮机构5平行布设，转向滚轮机构4可转动式安装在船舱1上，推进滚轮机构5固定安装在船舱1上，在实际使用过程中，可以根据实际需求控制风扇推进装置2、滚轮推进装置3的工作状态，便于本快艇在路面、水面进行移动，并且通过转向滚轮机构4的设置，便于对快艇进行转向，提高转向效率。
20.推进滚轮机构5包括推进滚轮支架6、推进滚轮组件7和推进气动组件8，推进滚轮组件7安装在推进滚轮支架6上，推进气动组件8与推进滚轮组件7适配，以改变推进滚轮组件7的状态，通过推进气动组件8对推进滚轮组件7的状态进行控制，通过推进滚轮支架6对推进滚轮组件7、推进气动组件8进行安装。
21.推进滚轮组件7包括轮胎7-1、桨叶7-2和滚轮座7-3，桨叶7-2固定连接在滚轮座7-3上，轮胎7-1套设在滚轮座7-3的外侧，轮胎7-1与桨叶7-2适配，形成路面行驶模式和水面行驶模式，路面行驶模式状态下，轮胎7-1胎面与桨叶7-2边缘处于同一平面上，防止桨叶7-2发生破损，水面行驶模式状态下，轮胎7-1胎面与桨叶7-2边缘之间形成高度差，便于通过桨叶7-2滑动水面，一方面可以提高船舶的推进速度，另一方面通过桨叶7-2的设置，可以在搁浅状态下对船舶进行拨动，从而便于船舶脱困。
22.桨叶7-2上成形有轮胎槽7-4，轮胎7-1与轮胎槽7-4适配，通过轮胎槽7-4的设置，便于对轮胎7-1进行充气，在轮胎7-1上成形有桨叶凹槽7-5，桨叶凹槽7-5与桨叶7-2适配，防止桨叶7-2将轮胎7-1刺破，路面行驶模式下，轮胎7-1充气，轮胎7-1胎面与桨叶7-2边缘处于同一平面上，水面行驶模式下，轮胎7-1放气，轮胎7-1胎面与桨叶7-2边缘之间形成高度差。
23.滚轮座7-3包括轮毂7-6和轮轴7-7，轮轴7-7固定连接在轮毂7-6上，轮毂7-6内成形有充气孔7-8，充气空与轮胎7-1适配，轮轴7-7内成形有轮轴气孔7-9，轮轴气孔7-9与充气孔7-8连接，便于对轮胎7-1进行充气，轮轴气孔7-9贯穿轮轴7-7的一端，便于在轮轴气孔7-9端部上安装旋转接头8-3。
24.推进气动组件8包括气泵8-1、气阀8-2和旋转接头8-3，旋转接头8-3与轮轴气孔7-9连接，气泵8-1通过柔性软管8-4与旋转接头8-3连接，在柔性软管8-4上安装有气阀8-2，气阀8-2包括三种工作状态，（1）气阀8-2连通气阀8-2两侧的气管，便于气泵8-1对轮胎7-1进行充气；（2）气阀8-2断开气阀8-2两侧的气管，保持轮胎处于充满气的状态；（3）气阀8-2断开气阀8-2两侧的气管，且使轮胎处于放气状态。
25.为防止轮胎7-1旋转过程中，柔性气管发生扭转，使柔性气管破裂，旋转接头8-3的公头、母头可以进行相对转动，公头与轮轴气孔7-9连接，母头与柔性气管连接。
26.推进滚轮支架6包括滚轮叉6-1、支架轴6-2和驱动电机6-3，推进滚轮组件7安装在
滚轮叉6-1内，驱动电机6-3固定安装在滚轮叉6-1上，且与推进滚轮组件7连接，支架轴6-2固定安装在船舱1上，驱动电机6-3安装在轮轴气孔7-9的相对侧上，便于对轮胎7-1进行驱动。
27.支架轴6-2上成形有气管安装槽6-4，滚轮叉6-1的侧壁上固定连接有固定支架6-5，固定支架6-5上成形有气管孔6-6，气管安装槽6-4与气管孔6-6适配，以对推进气动组件8进行固定。
28.转向滚轮机构4包括转动组件9、驱动滚轮支架、驱动滚轮组件和驱动气动组件，其中驱动滚轮支架、驱动滚轮组件、驱动气动组件的结构与推进滚轮机构5中的推进滚轮支架6、推进滚轮组件7、推进气动组件8结构一致，转动组件9与驱动滚轮支架连接，以转动驱动滚轮支架。
29.转动组件9包括支架链轮9-1、转向链轮9-2和转向手柄9-3，转向手柄9-3转动安装在船舱1上，转向链轮9-2与转向手柄9-3固定连接，支架链轮9-1固定安装在驱动滚轮支架上，转向链轮9-2、支架链轮9-1通过链条连接，转向手柄9-3安装在相邻的风扇推进装置2之间。
30.如图1所示，船舱1上设置座椅1-3，最大载客数为6人，所述的座椅1-3周围安装有防护围栏1-4，目的是保证乘客的安全。
31.所述船舱1底部设计有两条贯通船舱1底部前后的槽道1-101，使船舱1底部中截面呈m型结构。两条槽道1-101之间部分为主船体部分，用于排水，为船舱1提供浮力；两条槽道1-101两个脚则是船舱1的两个围壁，类似于气垫登陆艇的围裙，起着密封的作用；两条槽道内则是水流及气流通道。图2a、2b分别为两条槽道1-101中间与尾端截面示意图，可见本发明中两条槽道1-101尺寸相同，槽道1-101中间位置直径大于尾端直径，且均小于槽道1-101前端直径。设计上述两条槽道101的目的是提高航行效率并且减小航行时阻力和吃水深度。
32.图3为船舱1底部槽道1-101水流及气流流动示意图，由图3a中可看出，槽道1-101可以显著减小兴波及侧向飞溅，在刚性裙体的导引下，槽道1-101可“吞进”首兴波并捕捉空气，而刚性裙体可以屏蔽中心排水体导致的飞溅，使其控制在槽道1-101范围之内，这就大大减小了滑行艇的兴波效应，也有利于减小摩擦阻力及压差阻力。图3b为槽道1-101纵向流动示意，由于槽道1-101在纵向流道内不断收缩，使得水流及气流在槽道1-101内受到压缩而产生流体动升力作用使船舱1抬升，使船舱1“骑乘”在槽道1-101吸入的水气二相流上，可起到减缓波浪对船体1的砰击的作用。
33.所述船舱1的尾部左右对称设置两个相同的涵道1-6。涵道1-6的剖面为翼型，且涵道内侧为凸面，目的是利用涵道唇口部位的低压区产生吸力。如图4所示，每个涵道1-6内分别采用八叶桨1-7布局，每个桨叶的剖面同样为翼型结构；图6为八叶桨桨叶及涵道1-6剖面翼型图，其中较大面积的外形是涵道1-6的剖面外形，较小的是桨叶的剖面外形。在八叶桨1-7的桨叶轮毂1-8和涵道1-6内壁之间设置支撑片1-9，优选采用三支撑片1-9布局，所述每个支撑片1-9的剖面为翼型，两端分别与轮毂1-8和涵道1-6内壁相连；在涵道1-6内部安装支撑片1-9，一方面可以产生气动力来抵消桨叶旋转引起的反扭矩，另一方面将对前方来流变化极为敏感的旋转流场切碎，在支撑叶片的尾部形成相对稳定的气流，增强涵道风扇的推进性能。上述八叶桨1-7的轮毂1-8的头部为半球形，中部为圆柱形，尾部为圆锥形。在轮毂1-8的尾部还增加一个方向舵1-10，便于控制航行的方向，如图5所示。
34.图7为桨叶剖面翼型扭角、相对厚度及弦长分布，可以看出扭角和弦长均非线性变化，桨叶梢根比为1.2，相对厚度r/r(r为桨叶当地剖面半径，r为桨叶最大半径)为保持不变(为了加工方便没有采用根部加厚)。
35.图8为单涵道风扇cfd计算后对称面上的压力分布以及流线图，可以看出，高速旋转的桨叶导致气流下洗，桨叶上方为低压区，下方为高压区，上下压差形成向上的正推力。除此之外，在涵道唇口处为低压区，产生对涵道内壁的吸力，且在涵道内壁底端为高压区，二者同时对涵道整体产生额外的正推力。
36.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
37.尽管本文较多地使用了图中附图标记对应的术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。