专利名称：用于潜艇的推进和水平转向机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及船舶技术领域的一种潜艇，特别涉及一种用于潜艇的推进 和水平转向机构。
背景技术：
自水下运行船舶，如潜艇面世以来，其基本结构均是采用螺旋桨尾桨作为 前进动力，而转向则完全由尾舵，如平板式水平转向舵完成，这样的方式使潜 水艇常使潜艇的驱动系统结构较为复杂，且使潜艇只能在前行状态下方可实现 水平转向，转向速度较慢，转向半径较大，若在潜艇遭遇与其它船舶及障碍物 发生碰撞或被袭击等危险状况时，常使潜艇不能及时规避，从而造成事故，甚 至引起人员伤亡。又，上述潜艇通常需要牵引船等协助才能顺利进出港口，不 仅需要耗费大量人力资源，且效率很低。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种可使潜艇具有较好机动性能，能实现迅速 转向，且转向运动半径较小的用于潜艇的推进及水平转向机构，以克服现有技 术中的不足。
为实现上述发明目的，本实用新型采用了如下技术方案
一种用于潜艇的推进和水平转向机构，包括由驱动装置通过主机轴驱动的 螺旋桨推进系统及与之连接的潜艇艇身，其特征在于所述螺旋桨推进系统与潜 艇艇身之间设置一转向机构，该转向机构可使螺旋桨推进系统绕着与主机轴的 纵轴线垂直的轴线水平旋转。
具体而言，所述转向机构包括固定设置于潜艇艇身端部的伸縮驱动装置和 与主机轴的纵轴线垂直设置的连接轴，所述潜艇艇身端部设置可与该连接轴配 合的轴孔，螺旋桨推进系统与伸縮驱动装置连接，并通过连接轴与潜艇艇身端 部连接，所述伸縮驱动装置的施力方向与主机轴的纵轴线平行。
所述转向机构包括固定设置于潜艇艇身端部的伸縮驱动装置和铰链机构， 所述螺旋桨推进系统与伸縮驱动装置连接，并通过铰链机构与潜艇艇身端部连接，所述伸縮驱动装置的施力方向与主机轴的纵轴线平行。
所述伸縮驱动装置为两个或两个以上的液压伸縮油缸，其对称分布于主机 轴两侧，且其一端顶推连接螺旋桨推进系统，另一端固定设置于潜艇艇身端部。
所述主机轴一端通过一万向节连接构件与螺旋桨推进系统连接，另一端与 驱动装置连接，所述万向节连接构件与连接轴设置于同一垂线上。
所述主机轴一端通过一万向节连接构件与螺旋桨推进系统连接，另一端与 驱动装置连接，所述万向节连接构件与铰链机构设置于同一垂线上。
所述万向节连接构件为十字万向节连接构件。
所述螺旋桨推进系统为两个，其分别安装于潜艇艇身的前端和尾部。 该用于潜艇的推进和水平转向机构采用了在潜艇艇身端部及安装于艇身端 部的螺旋桨推进系统之间设置水平转向机构的方式，使潜艇仅仅通过改变螺旋 桨推进系统的水平推进角度即可实现水平转向运动，而无需尾舵等装置的配合。 与现有技术相比，不仅简化了潜艇推进和转向机构的结构，减少了潜艇在前进 过程作的阻力作用，同时，由于螺旋桨推进系统的较大推力，还可使潜艇在悬 停状态下即可进行转向运动，且动作更为迅捷，转向半径更小。
采用上述推进和水平转向机构的潜艇进行水平转向的具体过程为使两个 或多个设置于潜艇艇身端部和螺旋桨推进系统之间的伸縮驱动装置，如具有驱 动杆的液压伸縮油缸分别进行前伸或后縮动作，进而带动螺旋桨推进系统水平 向左或向右偏转，使螺旋桨推进系统提供使潜艇向左或向右转向的推力作用， 进而快速实现潜艇的水平转向，且若潜艇在悬停状态下采用上述方式转向，其 转向半径最小可控制在与潜艇艇身长度相等或稍大的范围内，且转向角度可在
0 360°的范围。
为进一步优化潜艇的机动性能，可采用在潜艇的艇身前端和尾部分别设置 螺旋桨推进系统和水平转向机构的方式，通过这样的设置，在使驱动位于艇身 前端和尾部的螺旋桨推进系统的驱动装置同时保持正车运转的状态下，可使潜 艇在做直线运动时，其前端和尾部的螺旋桨推进系统同时提供推进力，使潜艇 具有较快的前进速度，且当其中一个螺旋桨推进系统发生故障时，另一个螺旋 桨推进系统仍可正常运作，不影响潜艇的正常运行，同时，上述设置还可使潜 艇无需牵引船等协助，即可顺利进出港口。又，上述设置还可使潜艇在悬停状 态下通过将驱动位于艇身前端和尾部的螺旋桨推进系统的驱动装置分别倒车运 转和正车运转，然后分别使该等螺旋桨推进系统水平向左或向右旋转，以使两 个螺旋桨推进系统同时提供使艇身前端和尾部分别向右或向左运动的推力作 用，进而实现潜艇在0 360。的范围的水平转向，不仅速度迅捷，且转向半
4径最小可控制在等于或稍大于艇身长度的范围内，另外，若将驱动位于艇身前 端和尾部的螺旋桨推进系统的驱动装置同时保持倒车运转或正车运转，并使该 等螺旋桨推进系统分别左转或右转，则上述潜艇在螺旋桨推进系统提供的侧向 推力作用下还可实现水平横移运动，从而迅速偏离航道。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于该用于潜艇的推进及水平 转向机构可使潜艇具有较好的机动性能，不仅简化了潜艇推进和转向机构的结 构，减少了潜艇在前进过程作的阻力作用，还使潜艇转向迅速，且转向运动半 径较小，从而可使潜艇快速规避航道上的障碍物，或可使潜艇在遭遇袭击等危 险状况时，能够迅速脱离敌方的攻击半径和射击视角，并可使潜艇无需牵引即 可顺利进出港口。本实用新型可被广泛应用于多种水下运行船舶。
以下结合附图及具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1是实施例1中一种用于潜艇的推进及水平转向机构的结构示意图； 图2是实施例1中用于潜艇的推进及水平转向机构的俯视示图； 图3是实施例2中设有用于潜艇的推进及水平转向机构的潜艇的运行状态 示意图之一；
图4是实施例2中设有用于潜艇的推进及水平转向机构的潜艇的运行状态 示意图之二；
图5是实施例2中设有用于潜艇的推进及水平转向机构的潜艇的运行状态 示意图之三；
具体实施方式
实施例l如
图1 2所示，该用于潜艇的推进和水平转向机构，包括由潜艇 主机驱动的螺旋桨推进系统2及连接驱动装置和螺旋桨推进系统2的主机轴3， 上述螺旋桨推进系统设置于潜艇艇身1的尾部，且螺旋桨推进系统与潜艇艇身 之间设置一水平转向机构，该转向机构包括与主机轴的纵轴线垂直设置的两段 连接轴4和对称设置于主机轴两侧的两个液压伸縮油缸6、 6'，两段连接轴4处 于同一垂线上，并对称设置于主轴的上下两侧，潜艇艇身尾部设置可与该等连 接轴配合的轴孔，螺旋桨推进系统的一端亦设置可容纳上述连接轴的轴孔，螺 旋桨推进系统通过该连接轴与潜艇艇身端部连接，并可绕该等连接轴于水平方 向旋转，上述两个液压伸縮油缸以其纵轴方向与主机轴平行设置，其--端顶推 螺旋桨推进系统，另一端固定设置在潜艇艇身端部，并可分别进行前伸和后縮
5动作。上述主机轴3 —端通过一十字万向节联轴器5与螺旋桨推进系统连接， 另一端与潜艇主机连接，且上述十字万向节联轴器与上述连接轴共处于同一垂 线上。采用上述推进和水平转向机构的潜艇进行水平向左转向的具体过程为 使位于主轴右侧的液压伸縮油缸做前伸动作，并使位于主轴左侧的液压伸 縮油缸做后縮动作，进而带动螺旋桨推进系统水平向左偏转，使螺旋桨推进系 统提供使潜艇尾部向右转向的推力作用，从而快速实现潜艇前端向左转向，且 若潜艇在悬停状态下采用上述方式转向，其转向半径最小可控制在与潜艇艇身 长度相等或稍大的范围内，且转向角度可在0 360。的范围内。
实施例2该用于潜艇的推进和水平转向机构结构与实施例1类似，但螺旋 桨推进系统与潜艇艇身之间是通过铰链连接。如图3 5所示的是在艇身前端和 尾部各设置该推进和转向机构的潜艇，其中两个螺旋桨推进系统2、 2'可在潜 艇做直线运动时一同将潜艇向前推进，使潜艇具有较快的前进速度，当其中一 个螺旋桨推进系统发生故障时，另一个螺旋桨推进系统仍可正常运作，不影响 潜艇的正常使用。如图3所示，采用上述推进和水平转向机构的潜艇进行水平 向左转向的具体过程为使位于艇身尾部、主轴右侧和左侧的液压伸縮油缸分 别做前伸动作和后縮动作，进而带动艇身尾部的螺旋桨推进系统水平向左偏转， 提供使潜艇尾部向右转向的推力作用，同时使位于艇身前端、主轴右侧和左侧 的液压伸縮油缸分别进行前伸动作和后縮动作，进而带动艇身前端的螺旋桨推 进系统水平向左偏转，提供使潜艇前端向左转向的推力作用，从而实现舰体迅 速向左转向。同时，上述潜艇还可于前行状态下实现水平横移，如图4所示， 以其水平向左横移为例，将驱动位于艇身前端和尾部的螺旋桨推进系统的潜艇 主机同时保持正车运转，同时使艇身前端和尾部的螺旋桨推进系统分别向左和 向右偏转，则两个螺旋桨推进系统将同时提供使艇身向左横移的推力作用。另 外，上述潜艇还可实现原地调头，如图5所示，将驱动位于艇身前端的螺旋桨 推进系统2的潜艇主机倒车运转，并将该螺旋桨推进系统2水平向左旋转，同 时驱动位于艇身尾部的螺旋桨推进系统2'的潜艇主机仍保持正车运转，并将该 螺旋桨推进系统2'水平向右旋转，则两个螺旋桨推进系统将同时提供使艇身前 端向右运动和使艇身尾部向左运动的推力作用，进而实现潜艇的原地调头，且 转向半径最小可控制在等于或稍大于潜艇艇身长度的范围内。
权利要求1. 一种用于潜艇的推进和水平转向机构，包括由驱动装置通过主机轴驱动的螺旋桨推进系统及与之连接的潜艇艇身，其特征在于所述螺旋桨推进系统与潜艇艇身之间设置一转向机构，该转向机构可使螺旋桨推进系统绕着与主机轴的纵轴线垂直的轴线水平旋转。
2. 根据权利要求l所述的用于潜艇的推进和水平转向机构，其特征在于所 述转向机构包括固定设置于潜艇艇身端部的伸縮驱动装置和与主机轴的纵轴线 垂直设置的连接轴，所述潜艇艇身端部设置可与该连接轴配合的轴孔，螺旋桨 推进系统与伸縮驱动装置连接，并通过连接轴与潜艇艇身端部连接，所述伸縮 驱动装置的施力方向与主机轴的纵轴线平行。
3. 根据权利要求l所述的用于潜艇的推进和水平转向机构，其特征在于所 述转向机构包括固定设置于潜艇艇身端部的伸縮驱动装置和铰链机构，所述螺 旋桨推进系统与伸縮驱动装置连接，并通过铰链机构与潜艇艇身端部连接，所 述伸縮驱动装置的施力方向与主机轴的纵轴线平行。
4. 根据权利要求2或3所述的用于潜艇的推进和水平转向机构，其特征在 于所述伸縮驱动装置为两个或两个以上的液压伸縮油缸，其对称分布于主机轴 两侧，且其一端顶推连接螺旋桨推进系统，另一端固定设置于潜艇艇身端部。
5. 根据权利要求2所述的用于潜艇的推进和水平转向机构，其特征在于所 述主机轴一端通过一万向节连接构件与螺旋桨推进系统连接，另一端与驱动装 置连接，所述万向节连接构件与连接轴设置于同一垂线上。
6. 根据权利要求3所述的用于潜艇的推进和水平转向机构，其特征在于所 述主机轴一端通过一万向节连接构件与螺旋桨推进系统连接，另一端与驱动装 置连接，所述万向节连接构件与铰链机构设置于同一垂线上。
7. 根据权利要求2或3所述的用于潜艇的推进和水平转向机构，其特征在 于所述万向节连接构件为十字万向节连接构件。
8. 根据权利要求1或2或3所述的用于潜艇的推进和水平转向机构，其特 征在于所述螺旋桨推进系统为两个，其分别安装于潜艇艇身的前端和尾部。
专利摘要一种用于潜艇的推进和水平转向机构，包括由驱动装置通过主机轴驱动的螺旋桨推进系统及与之连接的潜艇艇身，所述螺旋桨推进系统与潜艇艇身之间设置一转向机构，该转向机构可使螺旋桨推进系统绕着与主机轴的纵轴线垂直的轴线水平旋转。该用于潜艇的推进及水平转向机构可使潜艇具有较好的机动性能，不仅简化了潜艇推进和转向机构的结构，减少了潜艇在前进过程作的阻力作用，还使潜艇转向迅速，且转向运动半径较小，从而可使潜艇快速规避航道上的障碍物，或可使潜艇在遭遇袭击等危险状况时，能够迅速脱离敌方的攻击半径和射击视角，并可使潜艇无需牵引即可顺利进出港口。本实用新型可被广泛应用于多种水下运行船舶。
文档编号B63G8/00GK201313627SQ20082013942
公开日2009年9月23日 申请日期2008年10月30日 优先权日2008年5月21日
发明者徐思遥, 徐晓涛 申请人:徐晓涛