专利名称：差速型船用平旋推进装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于船舶推进及操纵技术领域，特别涉及将船舶主机发出的有效功率 转换为船舶前进所需推力的一种差速型船用平旋推进装置。
背景技术：
现有船舶的推进装置主要由主机、减速器(离合器)、轴系和螺旋桨等构成，螺旋 桨轴为水平状态布置，主机发出的有效功率通过减速装置及轴系传递到螺旋桨上，使螺旋 桨旋转产生水动力，推动船舶前进。由于螺旋桨是在Y-Z平面(船长方向定义为X、船宽方 向为Y、船舶垂向高度方向为Z)内旋转，其直经受到船舶吃水的限制，而螺旋桨直经越小， 旋转产生的推力便越小。所以，在浅水地区，此类螺旋桨船舶的推进效率极低，不可避免地， 其操纵性也较差。目前出现一种直翼推进器(Voith Water Tractor)，也称摆线平旋推进器，其是一 种回转轴为竖直安置的具有优良操纵性的船用推进装置，它由安装在旋转盘下面的数个垂 直桨叶组成，旋转盘在X-Y平面内旋转，桨叶随转动盘转动的同时由一套平面连杆机构控 制绕自身轴线按一定规律进行摆动，其叶片的弦线与旋转速度方向的交角通常按照广义摆 线曲线变化以产生方向一致的推力。这种推进器具有水力剖面面积大，水流旋转损失小而 桨叶翼型优良的优点。此外，该类推进器具有舵桨合一的功能，船舶由此可获得极其优良的 操纵性和机动性。但由于这种推进器的结构比较复杂，且桨叶在摆动时会产生较大的角加 速度，从而影响了桨叶在水中运动时的流体动力性能并导致其推进效率降低，故该推进装 置仅在少数操纵性要求较高的船舶上使用，应用范围受限。
发明内容本实用新型公开了一种差速型船用平旋推进装置，该船用平旋推进装置具有强大 的系柱拉力、较高的推进效率以及优良的操纵性能，并具有舵桨合一的功能，可作为各类船 舶的拖带、推进、操纵(含侧推)及动力定位装置使用。为达到上述目的，本实用新型采取以下技术方案差速型船用平旋推进装置，其包 括原动机、机座、转动盘、主轴、舵机、舵轴、中心齿轮、传动件、桨叶齿轮、桨叶，原动机的输 出轴与主轴连动，主轴下端与机座转动配合，机座下方设置转动盘，转动盘呈内部中空状， 转动盘的顶面与主轴固定相连；主轴呈中空状，内部穿伸舵轴，舵轴上端固接处于主轴之外 的舵机，舵轴下端穿过转动盘的顶面及处于转动盘内的中心齿轮后，与转动盘的底面转动 配合，舵轴与转动盘的顶面活动式配合，舵轴与中心齿轮固接；转动盘内还转动配合数根桨 叶转轴，桨叶转轴与主轴相平行，数根桨叶转轴以中心齿轮为中心沿圆周方向布设，桨叶转 轴横穿并固接桨叶齿轮；桨叶齿轮通过传动件与中心齿轮连动，桨叶转轴一端与处于转动 盘外的桨叶固接，转动盘转动一周，桨叶绕自身轴线旋转半周。优选的，传动件是过桥齿轮，过桥齿轮通过轴承转动配合于转动盘内的过桥齿轮 轴，所述过桥齿轮轴与主轴相平行，数根过桥齿轮轴以中心齿轮为中心沿圆周方向布设。[0007]优选的，过桥齿轮轴、桨叶转轴各设置数根，相对应地，过桥齿轮、桨叶齿轮、桨叶 也各设置数根。优选的，传动件是齿型带。优选的，传动件是链条。优选的，原动机的输出轴通过一联轴器与一锥齿轮连动，锥齿轮与一传动齿轮相 啮合，锥齿轮与传动齿轮处于一齿轮箱内，齿轮箱固定安装于所述机座之上；传动齿轮的中 部横穿并固接所述的主轴，主轴与齿轮箱转动配合。优选的，主轴与齿轮箱及机座间各通过装配轴承以转动配合。优选的，原动机的输出轴通过一圆柱齿轮与一传动齿轮相啮合，圆柱齿轮与传动 齿轮处于一齿轮箱内，齿轮箱固定安装于所述机座之上；传动齿轮的中部横穿并固接所述 的主轴，主轴与齿轮箱转动配合。优选的，原动机采用直驱式电动机或液压马达直接带动主轴。优选的，桨叶采用全对称翼型结构。本实用新型差速型船用平旋推进装置的推力方向可在360度内变化，具有舵桨合 一的功能，并具有水动力效率高、能耗低、运转平稳、结构简单、重量轻等诸多优点。
图1是实施例一的结构示意图。图2是实施例一的局部结构剖视图。图3是实施例二的结构示意图。图4是实施例三的结构示意图。图5是实施例四的局部结构剖视图。图6是桨叶横截面的结构图。图7是另一种桨叶横截面的结构图。图中1-原动机、2-联轴器、3-齿轮箱、4-机座、5-转动盘、6-主轴、7-舵机、8-中 心齿轮、9-过桥齿轮、10-桨叶齿轮、11-桨叶、12-船体机座、13-舵轴、14-轴承、15-轴承、 16-齿轮、17-链条或齿型带。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例作详细说明。实施例一如图1、2所示，差速型船用平旋推进装置包括原动机1、联轴器2、齿轮 箱3、机座4、转动盘5、主轴6、舵机7、中心齿轮8、过桥齿轮9、桨叶齿轮10、桨叶11、船体机 座12、舵轴13，原动机1可采用柴油机、电动机、油马达等，原动机1的输出轴通过联轴器2 与齿轮箱3内的内锥齿轮31相连而连动，内锥齿轮31与传动齿轮32相啮合，传动齿轮32 也处于齿轮箱3内，齿轮箱3固定安装于机座4之上。传动齿轮32的中部横穿主轴6，传动齿轮32与主轴6相固接而连动，主轴6的上 下两端伸出齿轮箱3之外，下端穿过机座4，主轴6与齿轮箱3及机座4的接触部分别装有 轴承14、15，以转动配合。机座4与船体机座12固定相连，机座4下方设有转动盘5，转动盘5呈扁形圆柱状，其内部形成空腔。圆柱形转动盘5的中轴线与主轴6的中轴线处于同一直线上，且转动 盘5的顶面与主轴6的下端固定相连。主轴6呈中空状，其内部轴向穿伸舵轴13，舵轴13的上端伸出主轴6之外，并与舵 机7相连，而下端穿过转动盘5的顶面中部通孔及中心齿轮8的中部后，与转动盘5的底面 内壁转动配合，中心齿轮8处于转动盘5内中部，舵轴13与转动盘5的顶面不接触，而与中 心齿轮8则相固接而连动。转动盘5内转动配合数根转轴91，转轴91与主轴6相平行，数根转轴91以中心齿 轮8为中心沿圆周方向均布。转轴91横穿过桥齿轮9的中部，转轴91与过桥齿轮9相固 接而连动，数个过桥齿轮9规格相同，且都与中心齿轮8相啮合。转动盘5内还转动配合数根桨叶转轴111，桨叶转轴111与主轴6相平行，数根桨 叶转轴111以中心齿轮8为中心沿圆周方向均布。桨叶转轴111横穿桨叶齿轮10的中部， 桨叶转轴111与桨叶齿轮10相固接而连动。数个桨叶齿轮10的规格相同，且分别与数个 过桥齿轮9相啮合。桨叶转轴111的下端与桨叶11的上端中部固接，桨叶处于转动盘5的 底面之外。桨叶11采用全对称翼型结构，图6、7分别显示了两种不同的桨叶结构。参见图 6桨叶的横截面图，桨叶11的横截面呈带有两尖头的指针形，每一尖头的两侧边呈弧形，一 弧形边较长，另一弧形边较短，两尖头相对称且分别指向异侧。当该桨叶沿顺时针方向转动 时，其导边更容易“吃水”。图7显示了另一种桨叶结构，根据桨叶11的横截面，其呈带有 两尖头的指针形，每一尖头的两侧边呈弧形，两弧形边相对称，两尖头相对称且分别指向异 侧。桨叶11的摆动规律为勻速转动，桨叶11自转角速度为旋转盘5 (公转)的一半。动力由原动机1通过联轴器2输入至齿轮箱3内的齿轮组，经锥齿轮减速变向后 带动主轴6及转动盘5旋转，数个桨叶11随转动盘5转动，与此同时，数个桨叶11在齿轮 8、9、10的传动作用下，也绕自身的轴线勻速旋转。桨叶齿轮10的直径为中心齿轮8直径的 一倍，转动盘5转动一周，桨叶11绕自身轴线旋转半周，如此形成桨叶与转动盘之间的差速 状态。由于桨叶采用全对称翼型，因此转动盘每旋转一周，其导边随边交替一次，如此周而 复始。桨叶11在随转动盘5转动的过程中，在水中形成方向一致的推力，以推动船体行进。 而当舵机7带动中心齿轮8旋转时，桨叶11在水中形成的推力方向也随之同步改变。实施例二 参见图3，原动机1的输出轴与圆柱齿轮16的中部固接而连动，齿轮16 与传动齿轮32，齿轮16、传动齿轮32处于齿轮箱3内。本实施例其它内容参考实施例一。实施例三参见图4，原动机采用直驱式电动机或液压马达直接带动主轴，从而省 却了主传动机构，进一步简化推进器的结构。本实施例其它内容参考实施例一。实施例四参见图5，中心齿轮8通过链条或齿型带等传动机构17与桨叶齿轮10 连动。本实施例其它内容参考实施例一。本实用新型可使水力转换效率大大提高，减少了能耗，尤其对于受吃水及航道限 制的内河船舶来说，其效益更加明显。本实用新型便于安装及拆卸，具有良好的操纵性能、 航行性能、倒车性能。本领域的普通技术人员应当认识到，本实用新型并不限于上述实施例，任何对本 实用新型的变换、变型都落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.差速型船用平旋推进装置，其特征是包括原动机、机座、转动盘、主轴、舵机、舵轴、中 心齿轮、传动件、桨叶齿轮、桨叶，原动机的输出轴与主轴连动，主轴下端与机座转动配合， 机座下方设置转动盘，转动盘呈内部中空状，转动盘的顶面与主轴固定相连；主轴呈中空 状，内部穿伸舵轴，舵轴上端固接处于主轴之外的舵机，舵轴下端穿过转动盘的顶面及处于 转动盘内的中心齿轮后，与转动盘的底面转动配合，舵轴与转动盘的顶面活动式配合，舵轴 与中心齿轮固接；转动盘内还转动配合数根桨叶转轴，桨叶转轴与主轴相平行，数根桨叶转 轴以中心齿轮为中心沿圆周方向布设，桨叶转轴横穿并固接桨叶齿轮；桨叶齿轮通过传动 件与中心齿轮连动，桨叶转轴一端与处于转动盘外的桨叶固接，转动盘转动一周，桨叶绕自 身轴线旋转半周。
2.如权利要求1所述的差速型船用平旋推进装置，其特征是所述的传动件是过桥齿 轮，过桥齿轮通过轴承转动配合于转动盘内的过桥齿轮轴，所述过桥齿轮轴与主轴相平行， 数根过桥齿轮轴以中心齿轮为中心沿圆周方向布设。
3.如权利要求2所述的差速型船用平旋推进装置，其特征是所述过桥齿轮轴、桨叶转 轴各设置数根，相对应地，过桥齿轮、桨叶齿轮、桨叶也各设置数根。
4.如权利要求1所述的差速型船用平旋推进装置，其特征是所述的传动件是齿型带。
5.如权利要求1所述的差速型船用平旋推进装置，其特征是所述的传动件是链条。
6.如权利要求1所述的差速型船用平旋推进装置，其特征是所述原动机的输出轴通 过一联轴器与一锥齿轮连动，锥齿轮与一传动齿轮相啮合，锥齿轮与传动齿轮处于一齿轮 箱内，齿轮箱固定安装于所述机座之上；传动齿轮的中部横穿并固接所述的主轴，主轴与齿 轮箱转动配合。
7.如权利要求6所述的差速型船用平旋推进装置，其特征是所述主轴与齿轮箱及机 座间各通过装配轴承以转动配合。
8.如权利要求1所述的差速型船用平旋推进装置，其特征是所述原动机的输出轴通 过一圆柱齿轮与一传动齿轮相啮合，圆柱齿轮与传动齿轮处于一齿轮箱内，齿轮箱固定安 装于所述机座之上；传动齿轮的中部横穿并固接所述的主轴，主轴与齿轮箱转动配合。
9.如权利要求1所述的差速型船用平旋推进装置，其特征是原动机采用直驱式电动 机或液压马达直接带动主轴。
10.如权利要求1所述的差速型船用平旋推进装置，其特征是所述桨叶采用全对称翼 型结构。
专利摘要本实用新型公开了差速型船用平旋推进装置，原动机带动主轴，主轴与机座转动配合，机座设置转动盘，转动盘呈部中空，转动盘顶面与主轴固接；主轴内部穿伸舵轴，舵轴上端固接舵机，舵轴下端穿过转动盘及处于转动盘内的中心齿轮后，与转动盘底面转动配合，舵轴与转动盘顶面活动配合，舵轴与中心齿轮固接；转动盘内还转动配合数根桨叶转轴，桨叶转轴与主轴相平行，数根桨叶转轴以中心齿轮为中心沿圆周方向布设，桨叶转轴横穿并固接桨叶齿轮；桨叶齿轮通过传动件与中心齿轮连动，桨叶转轴一端与处于转动盘外的桨叶固接，转动盘转动一周，桨叶绕自身轴线旋转半周。本实用新型差速型船用平旋推进装置具有水动力效率高、能耗低、运转平稳等优点。
文档编号B63H25/14GK201914445SQ20102061313
公开日2011年8月3日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者黄佳林 申请人:杭州风光科技有限公司