自主下潜上浮、快速转向装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种自主下潜上浮、快速转向装置，包括艇体，艇体尾部外设置推进器，艇体内部安装和推进器活动相连、改变推进器出水口方向的转向装置，所述推进器包括推进器轴，推进器轴上套接螺旋桨叶，推进器轴的一个端部设置花键轴，花键轴通过万向器连接贯穿尾部锥形艇体的主推进轴。本发明不需压载卸载，去除了压载仓和传统的方向舵，能够自主下潜上浮和快速转向。
【专利说明】自主下潜上浮、快速转向装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及航行器转向领域，尤其涉及一种自主下潜上浮、快速转向装置。
【背景技术】
[0002]现有传统水面船、水下航行器转向是利用舵也就是挡水板改变水流方向，而改变航行方向，这样就损失了很大的尾流能量，也增大了噪声，使转弯半径增大，机动能力差，能源消耗大，现有水下潜航器，如潜艇下潜需压载，上浮时需卸载等多种缺点；泵喷推进技术有很多缺点，首先是重量大、制造精密度高、结构复杂、艇体配平、艇体尾部的结构强度问题和推进器轴震动等多种缺点，而且造价大，在小型一两千吨的常规潜艇上又不适合安装，主要用在大型核动力潜艇上。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决上述问题，提供一种节能降噪、机动性好、不需压载和卸载的自主下潜上浮、快速转向装置。
[0004]本发明所采用的技术方案是:
[0005]包括艇体，艇体尾部外设置推进器，艇体内部安装和推进器活动相连、改变推进器出水口方向的转向装置，所述推进器包括推进器轴，推进器轴上套接螺旋桨叶，推进器轴的一个端部设置花键轴，花键轴通过万向器连接贯穿尾部锥形艇体的主推进轴。
[0006]所述转向装置包括两组分别控制上下摆动和左右摆动的液压摆动装置；每组液压摆动装置各自顺次通过液压输出杆、挺杆连接连杆，连杆通过连接器活动连接推进器。
[0007]所述推进器还包括设置在螺旋桨叶外的螺旋桨整流罩，连杆通过连接器活动连接在推进器的螺旋桨整流罩上。
[0008]所述艇体尾部均匀设置与艇体连接为一体的四根输出钢梁。
[0009]所述输出钢梁上连接圆形支撑臂。
[0010]所述花键轴上依次套接弹簧、花键轴套，且花键轴套连接万向器。
[0011]所述万向器和弹簧之间有防水弹性保护装置。
[0012]所述艇体头部水平方向对称设置两个辅助的升降平衡转向器；两个升降平衡转向器均包括依次连接的艇翼、翼轴、手动操作杆；且手动操作杆和翼轴相互垂直，手动操作杆安装在艇体内部。
[0013]所述螺旋桨整流罩通过活动吊杆同输出钢梁连接。
[0014]所述输出钢梁外设置防止异物吸入的防护网。
[0015]本发明主要包括在艇体内外安装的转向装置、推进器、万向器等，转向装置拉动推进器从而改变出水口方向，使推进器推出的尾流能全力使用，能快速转向、快速自主的下潜和上浮，使水下航行器在战斗中快速的占领有效占位。本发明有几个重要特点:1、使用万向节，能使推进器能从多个方向摆动，像矢量喷口 一样摆动，改变出水口方向。2、适用范围广，在水上水下不管大小的航行器都能安放，而且结构简单、造价低。3、本发明不需压载卸载，去除了压载仓和传统的方向舵，能够自主下潜上浮和快速转向。
[0016]进一步，把转向装置中的液压装置安放在艇体内部，减小故障和利于维修方便，保证航行安全。
[0017]进一步，设置螺旋桨整流罩，可使用一轴双桨或一轴单桨，双桨推力大，可以二选一；连杆活动连接螺旋桨整流罩，更利于液压摆动装置拉动推进器，从而改变出水口方向。
[0018]进一步，设置四根输出钢梁，起稳固装置、限制推进器摆动幅度的作用。
[0019]进一步，设置圆形支撑臂，限制推进器的摆动度数，防止摆动太大影响万向器和主推进轴的使用寿命，也是推进器的一个靠点和稳定点。
[0020]进一步，花锏轴和花锏套接合处安放弹簧，大大降低螺旋桨的震动，也起到伸缩器作用。
[0021]进一步，艇体前部设置有起升降、平衡、转向作用的升降平衡转向器作为推进器的辅助装置，能快速转向，在水下航行器上辅助自主下潜上浮，在水下潜航器上能更好的发挥其优势，可用于水下潜艇和深潜器和水面任何航行器。
[0022]进一步，设置活动吊杆，便于推进器用活动吊杆垂直吊在尾部的上侧输出钢梁上，使得水面船上使用时，只用左右液压摆动装置去除上下液压摆动装置。
[0023]进一步，设置防护网，防止异物吸入整流罩损坏桨叶。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明的液压摆动装置和推进器的结构示意图；
[0025]图2是本发明添加升降平衡转向器的结构示意图；
[0026]图3是本发明包含万向器的结构示意图；
[0027]图4是本发明艇体头部升降平衡转向器的结构示意图；
[0028]图5是本发明艇体尾部平面图。
[0029]其中:1_液压摆动装置；2_液压输出杆；3_挺杆；4_连杆；5_艇体；6_输出钢梁；7-螺旋桨整流罩；8_推进器轴；9_螺旋桨叶；10_第一升降平衡转向器；11_第二升降平衡转向器；12-尾部锥形艇体；13-主推进轴；14-万向器；15_花键轴套；16-花键轴；17_弹簧；18_艇翼；19_翼轴；20_手动操作杆；21_支撑臂；22_连接点。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0031]参见图1至图3，本发明包括艇体5，艇体5头部水平方向对称设置起升降、平衡作用的第一升降平衡转向器10和第二升降平衡转向器11，也叫辅助升潜转向艇翼，是辅助下潜上浮和快速转向的两个重要装置。
[0032]参见图4，两个升降平衡转向器均包括依次连接的艇翼18、翼轴19、手动操作杆20 ;且手动操作杆20和翼轴19相互垂直,手动操作杆20安装在艇体5内。
[0033]艇体5内部安装转向装置，转向装置中的摆动装置由液压装置或机械装置拉动构成，可改变出水口方向，包括两组，一组为上下摆动，一组为左右摆动。以采用液压装置为例，两组液压摆动装置I各自顺次通过液压输出杆2、挺杆3连接连杆4，两根连杆4分别通过连接器活动连接推进器的螺旋桨整流罩7 ;液压输出杆2输出和收回拉动挺杆3和连杆4摆动螺旋桨整流罩7，左右或上下活动。推进器位于艇体5的尾部外，包括依次向外套接的推进器轴8、螺旋桨叶9、筒形的螺旋桨整流罩7，螺旋桨带整流罩，可使用一轴双桨或一轴单桨(双桨推力大可以二选一)。
[0034]艇体5尾部安装有贯穿尾部锥形艇体12的主推进轴13，输出艇体5十五到二十公分之间，通过万向器14连接推进器轴8端部的花键轴16。
[0035]花键轴16上从内向外依次套接弹簧17、花键轴套15，弹簧17套在花键轴16上起减震作用、和伸缩作用；且花键轴套15套接在万向器14上，万向器14是使螺旋桨上下、左右摆动的关键部件；万向器14和弹簧17之间有防水弹性保护装置。
[0036]参见图5，艇体5尾部上下、左右均匀设置与艇体5龙骨制作为一体的四根输出钢梁6 ;输出钢梁6尾端用钢管连接成圆型相互支撑的圆圈形支撑臂21，把推进器放在四根输出钢梁6的中间位置；输出钢梁6的长度，根据推进器整流罩7长度而定。两根连杆4分别连接在螺旋桨整流罩7两个连接点22上，控制上下摆动的液压摆动装置I位于艇体5内部的上侧，其连接点22位于螺旋桨整流罩7上侧外表面；控制上下摆动的液压摆动装置I位于艇体5内部的左侧，其连接点22位于螺旋桨整流罩7左侧外表面；推进器和转向装置安装好后，输出钢梁6外围安放防护网，防止异物吸入整流罩损坏桨叶。水面船上使用时只用一组左右摆动装置，螺旋桨整流罩通过活动吊杆垂直同尾部输出钢梁6连接，吊住整流罩推进器。
[0037]本发明的工作原理及过程:以水平面为准，艇体5头部两个升降平衡转向器的艇翼18位于水平面上，手动操作杆20垂直水平面，且能够以水平面为基础进行角度调整。水下航行器下潜时尾部推进器在控制上下摆动的液压摆动装置I的作用下推进器斜向下六十度喷水，抬高艇体尾部、降底艇体头部在前进中下潜，同时图2中所示的第一升降平衡转向器10和第二升降平衡转向器11，通过手动操作杆20向艇体头部推动，使艇翼18相对水平面斜向下三十到四十度辅助下潜；上浮时尾部推进器出水口水平斜向上六十度喷水压低艇体尾部抬高艇体头部，同时第一升降平衡转向器10和第二升降平衡转向器11，通过手动操作杆20向艇体尾部拉动，使艇翼18斜向上五十度这样就能实现自主下潜上浮的目的，也就不需压载和卸载彻底去除压载仓。在正常行进时尾部推进器和艇体前部艇翼18保持水平状，使水下航行器保持稳定深度和平衡作用。左转向时尾部推进器在控制左右摆动的液压摆动装置I的作用下筒状推进器出水口向左喷水，推进艇体尾部向右，艇体头部向左移动，同时第二升降平衡转向器11在手动操作杆20向艇体尾部拉动作用下，使艇翼18与水平面成九十度，第一升降平衡转向器10保持水平状；右转向时推进器向右喷水，第一升降平衡转向器10与水平面成九十度，第二升降平衡转向器11保持水平状，这样就能实现快速转向减小转弯半径，小型航行器能原地转向，在战时能快速占领有效战位，先发制人，立于不败之地，也起到节能作用。
[0038]工作时根据需要左转时，在控制左右摆动的液压摆动装置I作用下通过连杆4拉动螺旋桨整流罩7向左偏移靠上支撑臂21左侧钢梁，右转时控制左右摆动的液压摆动装置I用连杆4把整流器推向右边靠上支撑臂21右侧钢梁，下潜时连杆4在控制上下摆动的液压摆动装置I的作用下带动螺旋桨整流罩7向下靠上支撑臂21下侧钢梁，上浮时连杆4在控制上下摆动的液压摆动装置I的作用下带动螺旋桨整流罩7向上靠上支撑臂21上侧钢梁；连杆4两端使用和尚头连接器(园锤形、能360°转动和像碗一样的一个配件相接合)连接，所以一组液压摆动装置工作时不影响另一组液压摆动装置。
[0039]图5为本发明正常前进、行驶状态。在花锏轴16上加装弹簧17减震装置，工作时不仅对万向器14的保护而且推进器对整个艇体5的震动比传统推进器大幅度降低。从万向器14到弹簧17处有防水弹性保护装置，关于尾部输出钢梁的相互支撑臂21，限制推进器的摆动度数摆动过大影响万向器14和主推进轴13的使用寿命，支撑臂21也是推进器的一个靠点和稳定点。
[0040]本发明主要包括主推进轴、万向器、带整流罩的推进器，艇体尾部输出的四根钢梁，改变出水口方向的转向装置，艇体头部左、右设置有辅助升降、升降平衡转向器装置等组成。用转向拉杆连接在推进器的整流罩上，转向摆动由液压装置或机械装置拉动构成改变出水口方向的能力，艇体前部的升降、升降平衡转向器配合使用，使水面船和水下航行器能快速转向、快速自主的下潜和上浮，使推进器推出的尾流能全力使用，使水下航行器在战斗中快速的占领有效占位。本发明有几个重要特点:1、使用万向器，能使推进器能从多个方向摆动，像矢量喷口 一样摆动，改变出水口方向，螺旋桨带整流罩，可使用一轴双桨或一轴单桨(双桨推力大可以二选一)。2、把转向装置安放在艇体内部，减小故障和利于维修方便，保证航行安全。3、花锏轴和花锏套接合处安放弹簧大大降底螺旋桨的震动，也起到伸缩器作用，和泵喷推进技术有所不同，本发明彻底解决了以上所有问题，在水上水下不管大小的航行器都能安放，而且结构简单、造价低。4、艇体前部设置有升降、平衡、转向辅助装置，能快速转向，在水下航行器上辅助自主下潜上浮，在水下潜航器上能更好的发挥其优势，可用于水下潜艇和深潜器和水面任何航行器，本发明的创新点在于去除传统的方向舵，用改变出水口方向来改变航向推力能全力使用，不需压载卸载，去除了压载仓，能够自主下潜上浮和快速转向。
[0041]本发明在水面船和水下潜航器上都能使用:水下航行器上使用，用两组液压摆动装置，左右摆动和上下摆动，水面船上使用，只用左右液压摆动装置去除上下液压摆动装置。本发明在水面、水下能快速转向，节能降噪，机动性好，下潜不需压载、上浮不需卸载，也就不需压载仓就能自主的下潜和上浮。
[0042]本发明实用于水上、水下任何航行器上使用，比传统推进器推进方式有很大提高，有效降低了推进器尾部的能量损失，降低噪声，不需压载，有自主下潜上浮的能力，本发明是一种多功能推进器不局限上述实施方式，方法不论在其形状上作任何结构变化，都应认为落在本发明保护范围之内。
【权利要求】
1.自主下潜上浮、快速转向装置，其特征在于:包括艇体(5)，艇体(5)尾部外设置推进器，艇体(5)内部安装和推进器活动相连、改变推进器出水口方向的转向装置，所述推进器包括推进器轴(8)，推进器轴(8)上套接螺旋桨叶(9)，推进器轴(8)的一个端部设置花键轴(16)，花键轴(16)通过万向器(14)连接贯穿尾部锥形艇体(12)的主推进轴(13)。
2.根据权利要求1所述的自主下潜上浮、快速转向装置，其特征在于:所述转向装置包括两组分别控制上下摆动和左右摆动的液压摆动装置(I);每组液压摆动装置(I)各自顺次通过液压输出杆(2)、挺杆(3)连接连杆(4)，连杆(4)通过连接器活动连接推进器。
3.根据权利要求2所述的自主下潜上浮、快速转向装置，其特征在于:所述推进器还包括设置在螺旋桨叶(9)外的螺旋桨整流罩(7)，连杆(4)通过连接器活动连接在推进器的螺旋桨整流罩(7)上。
4.根据权利要求1所述的自主下潜上浮、快速转向装置，其特征在于:所述艇体(5)尾部均匀设置与艇体(5)连接为一体的四根输出钢梁(6)。
5.根据权利要求4所述的自主下潜上浮、快速转向装置，其特征在于:所述输出钢梁(6)上连接圆形支撑臂(21)。
6.根据权利要求1所述的自主下潜上浮、快速转向装置，其特征在于:所述花键轴(16)上依次套接弹簧(17)、花键轴套(15)，且花键轴套(15)连接万向器(14)。
7.根据权利要求6所述的自主下潜上浮、快速转向装置，其特征在于:所述万向器(14)和弹簧(17)之间有防水弹性保护装置。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的自主下潜上浮、快速转向装置，其特征在于:所述艇体(5)头部水平方向对称设置两个辅助的升降平衡转向器；两个升降平衡转向器均包括依次连接的艇翼(18)、翼轴(19)、手动操作杆(20);且手动操作杆(20)和翼轴(19)相互垂直，手动操作杆(20)安装在艇体(5)内部。
9.根据权利要求8所述的自主下潜上浮、快速转向装置，其特征在于:所述螺旋桨整流罩(7)通过活动吊杆同输出钢梁(6)连接。
10.根据权利要求9所述的自主下潜上浮、快速转向装置，其特征在于:所述输出钢梁(6)外设置防止异物吸入的防护网。
【文档编号】B63G8/16GK104029808SQ201410252384
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】杜秀堂 申请人:杜秀堂