喷水推进器的转向装置的制作方法

本公开涉及船舶推进装置领域，特别涉及一种喷水推进器的转向装置。

背景技术：

喷水推进器是船舶的一种推进工具，它和船舶的动力装置一起推进船舶。喷水推进器的推进机构的喷射部分浸在水中，利用喷射水流产生的反作用力驱动船舶前进，通过转向装置改变水流的喷射方向来实现船舶的转向。

相关技术中，转向装置包括转向喷嘴、转向罩、转向柄和两个液压油缸。转向罩固定在喷水推进器的出水口外，转向喷嘴可转动地安装在喷水推进器的出水口并从转向罩内伸出。转向柄的中部与转向喷嘴固定连接，转向柄的两端分别与两个液压油缸的活塞杆铰接，两个液压油缸的缸体固定在喷水推进器上。一个液压油缸的缸体驱动活塞杆伸长，同时另一个液压油缸的缸体驱动活塞杆缩短，使得两端分别与两个液压油缸的活塞杆铰接的转向柄转动，从而带动固定在转向柄中部的转向喷嘴转动，改变转向喷嘴的朝向，进而改变水流喷射的方向，实现船舶的转向。

在实现本公开的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

转向柄的转动由两个液压油缸配合实现，如果两个液压油缸的活塞杆的伸缩长度不匹配，则会导致转向柄的转动出现问题，喷水推进器无法正常转向。对于高速航行的船舶来说，喷水推进器无法正常转向，可能会造成船舶出现撞击桥梁、其它船舶的风险。因此，相关技术中的转向装置不可靠。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本公开实施例提供了一种喷水推进器的转向装置，一个液压油缸动作即可实现转向，可靠性高。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种喷水推进器的转向装置，所述转向装置包括转向喷嘴、齿盘、齿条和液压油缸；所述转向喷嘴具有用于安装在所述喷水推进器的出水口上的喷嘴进水口和与所述喷嘴进水口连通的喷嘴出水口；所述齿盘与所述转向喷嘴固定连接，所述齿盘的轴线与所述喷嘴出水口的轴线垂直且相交；所述齿条与所述齿盘啮合；所述液压油缸包括活塞杆和用于固定在所述喷水推进器上的缸体，所述活塞杆的第一端可滑动地设置在所述缸体内，所述活塞杆的第二端与所述齿条的第一端同轴连接。

可选地，所述转向装置还包括用于固定在所述喷水推进器的出水口上的转向罩、以及一一对应的多个转向销和多个紧固件；所述转向罩内具有容纳腔，所述转向罩上具有与所述容纳腔连通的多个连通孔，所述多个连通孔与所述多个转向销一一对应，各个所述转向销可转动地插设在所述转向销对应的所述连通孔中；所述转向喷嘴位于所述容纳腔内，各个所述转向销位于所述容纳腔内的第一端通过所述转向销对应的所述紧固件与所述转向喷嘴固定连接。

可选地，所述转向喷嘴具有与所述多个转向销一一对应的多个径向通孔和多个轴向通孔，各个所述轴向通孔与所述轴向通孔对应的所述径向通孔连通；各个所述转向销的第一端插设在所述转向销对应的所述径向通孔中，每个所述转向销的第一端具有固定孔，各个所述紧固件同时插设在所述紧固件对应的所述固定孔和所述轴向通孔中。

可选地，一个所述转向销位于所述容纳腔外的第二端与所述齿盘同轴连接。

可选地，与所述齿盘同轴连接的所述转向销的第二端具有d形凸台，所述齿盘的一个端面具有d形沉头孔，所述d形凸台卡接在所述d形沉头孔中。

可选地，所述转向装置还包括限位件和连接杆，所述连接杆的第一端与所述限位件固定连接，所述连接杆的第二端穿过所述齿盘与所述转向销固定连接。

可选地，所述转向装置还包括传动杆，所述传动杆的第一端与所述活塞杆的第二端同轴连接，所述传动杆的第二端与所述齿条的第一端同轴连接。

可选地，所述传动杆为螺杆，所述活塞杆的第二端和所述齿条的第一端均具有沉头螺孔，所述螺杆的两端螺纹连接在所述沉头螺孔中。

可选地，所述转向装置还包括锁紧螺母，所述锁紧螺母设置在所述螺杆和所述沉头螺孔的连接处。

可选地，所述齿盘中的齿在所述齿盘的轴向上的长度小于所述齿条中的齿在垂直于所述齿条的延伸方向上的长度。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在喷水推进器的出水口上安装转向喷嘴，喷嘴进水口与喷水推进器的出水口连通，喷嘴出水口与喷嘴进水口连通，喷水推进器的喷射水流通过转向喷嘴流出，这样改变喷嘴出水口的朝向，即可改变水流喷射方向，实现船舶的转向。齿盘与转向喷嘴固定连接，齿盘的轴线与喷嘴出水口的轴线垂直且相交，因此转动转盘，喷嘴出水口的朝向会随之变化，即喷嘴出水口的朝向可以通过转动转盘改变。齿条与齿盘啮合，齿条沿延伸方向的直线运动与齿盘的转动同步进行，因此转盘的转动可以由齿条沿延伸方向上的直线运动带动。液压油缸的缸体固定在喷水推进器上，活塞杆的第一端可滑动地设置在缸体内，活塞杆的第二端与齿条的第一端同轴连接，因此可以利用活塞杆相对于缸体的伸缩运动驱动齿条在延伸方向上作直线运动。综上，本公开实施例的转向装置包括转向喷嘴、齿盘、齿条和液压油缸，当液压油缸的活塞杆相对于缸体的伸缩时，可以驱动齿条在其延伸方向上作直线运动，带动齿盘转动，从而带动转向喷嘴，改变水流喷射方向，实现船舶的转向。而且整个过程由一个液压油缸驱动完成，不会涉及两个液压油缸的配合，可靠性高，实现成本低，特别适合高速航行的船舶。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种喷水推进器的转向装置的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的喷水推进器的转向装置的剖视图；

图3是本公开实施例提供的转向销的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的转向销的俯视图；

图5是本公开实施例提供的齿盘的仰视图；

图6是本公开实施例提供的图5中a-a向的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

本公开实施例提供了一种喷水推进器的转向装置。图1为本公开实施例提供的一种喷水推进器的转向装置的结构示意图。参见图1，转向装置包括转向喷嘴10、齿盘20、齿条30和液压油缸40。

转向喷嘴10具有用于安装在喷水推进器的出水口上的喷嘴进水口101(如图2所示)和与喷嘴进水口101连通的喷嘴出水口102。齿盘20与转向喷嘴10固定连接，齿盘20的轴线与喷嘴出水口102的轴线垂直且相交。齿条30与齿盘20啮合。液压油缸40包括活塞杆41和用于固定在喷水推进器上的缸体42，活塞杆41的第一端可滑动地设置在缸体42内，活塞杆41的第二端与齿条30的第一端同轴连接。

在本公开实施例中，喷嘴出水口102的轴线为喷嘴出水口102的所有横截面的中心连接而成的线，齿盘20的轴线为齿盘20的两个端面的连线。

在实际应用中，喷水推进器利用喷射水流产生的反作用力驱动船舶前进，通过转向装置改变水流的喷射方向来实现船舶的转向。转向喷嘴10具有用于安装在喷水推进器的出水口上的喷嘴进水口101和与喷嘴进水口101连通的喷嘴出水口102，喷水推进器的喷射水流从喷水推进器的出水口流出喷水推进器之后，没有直接进入水中，而是先从安装在喷水推进器的出水口上的喷嘴进水口101进入转向喷嘴10内，再从与喷嘴进水口101连通的喷嘴出水口102进入水中。这样，转动转向喷嘴10改变喷嘴出水口102的朝向，即可改变水流的喷射方向，并且喷射水流产生的反作用力驱动船舶前进，使得船舶实现转向。

在本公开实施例中，齿盘20为具有齿的圆盘，齿在圆盘的曲面上沿圆盘的周向排列。齿条30为齿分布在条形体上的特殊齿轮，齿在条形体的一个平面上沿条形体的延伸方向排列。齿条30与齿盘20啮合，齿条30的延伸方向垂直于齿盘20的轴向。

在实际应用中，活塞杆41包括具有活塞的第一端和没有活塞的第二端，活塞杆41的第一端可滑动地设置在缸体42内，活塞将缸体42内划分为具有活塞杆41的有杆腔和没有活塞杆41的无杆腔，活塞杆41的第二端位于缸体42外。当活塞向有杆腔滑动时，缸体42内活塞杆41的长度缩短，缸体42外活塞杆41的长度伸长；当活塞向无杆腔滑动时，缸体42内活塞杆41的长度伸长，缸体42外活塞杆41的长度缩短。

下面先结合图1简单介绍一下本公开实施例提供的喷水推进器的工作过程。

当缸体42外活塞杆41的长度伸长时，缸体42固定在喷水推进器上，活塞杆41推动与活塞杆41同轴连接的齿条30向远离缸体42的方向移动，带动与齿条30啮合的齿盘20沿图1中的逆时针方向转动，从而带动与齿盘20固定连接的转向喷嘴10转动。由于齿盘20的轴线与转向喷嘴10上喷嘴出水口102的轴线垂直且相交，因此转向喷嘴10上的喷嘴出水口102的朝向从图1中的左方向左下方变化。

当缸体42外活塞杆41的长度缩短时，缸体42固定在喷水推进器上，活塞杆41推动与活塞杆41同轴连接的齿条30向靠近缸体42的方向移动，带动与齿条30啮合的齿盘20沿图1中的顺时针方向转动，从而带动与齿盘20固定连接的转向喷嘴10转动。由于齿盘20的轴线与转向喷嘴10上喷嘴出水口102的轴线垂直且相交，因此转向喷嘴10上的喷嘴出水口102的朝向从图1中的左方向左上方变化。

本公开实施例通过在喷水推进器的出水口上安装转向喷嘴，喷嘴进水口与喷水推进器的出水口连通，喷嘴出水口与喷嘴进水口连通，喷水推进器的喷射水流通过转向喷嘴流出，这样改变喷嘴出水口的朝向，即可改变水流喷射方向，实现船舶的转向。齿盘与转向喷嘴固定连接，齿盘的轴线与喷嘴出水口的轴线垂直且相交，因此转动转盘，喷嘴出水口的朝向会随之变化，即喷嘴出水口的朝向可以通过转动转盘改变。

齿条与齿盘啮合，齿条沿延伸方向的直线运动与齿盘的转动同步进行，因此转盘的转动可以由齿条沿延伸方向上的直线运动带动。液压油缸的缸体固定在喷水推进器上，活塞杆的第一端可滑动地设置在缸体内，活塞杆的第二端与齿条的第一端同轴连接，因此可以利用活塞杆相对于缸体的伸缩运动驱动齿条在延伸方向上作直线运动。

综上，本公开实施例的转向装置包括转向喷嘴、齿盘、齿条和液压油缸，当液压油缸的活塞杆相对于缸体的伸缩时，可以驱动齿条在其延伸方向上作直线运动，带动齿盘转动，从而带动转向喷嘴，改变水流喷射方向，实现船舶的转向。而且整个过程由一个液压油缸驱动完成，不会涉及两个液压油缸的配合，可靠性高，实现成本低，特别适合高速航行的船舶。

另外，本公开实施例提供的转向装置的组成部件较少，组成部件的积累误差可以忽略不计，组成部件之间也不存在卡住的问题，转向的实现稳定可靠。

在实际应用中，转向装置的材质可以采用不锈钢，以耐海水腐蚀。

图2为本公开实施例提供的喷水推进器的转向装置的剖视图。参见图2，在本公开实施例中，转向喷嘴10内具有连通腔109，连通腔109分别与喷嘴进水口101和喷嘴出水口102连通。

利用连通腔109，将从喷水推进器朝向固定的出水口喷射的水流输送到朝向可变的喷嘴出水口102喷射到水中，从而改变喷射水流的方向，实现船舶的转向。

示例性地，如图2所示，喷嘴进水口101和喷嘴出水口102相对，连通腔109位于喷嘴进水口101和喷嘴出水口102之间。

连通腔109从喷嘴进水口101到喷嘴出水口102的中心线为一条直线，方便连通腔109的开设。

可选地，如图2所示，连通腔109呈喇叭形，且喷嘴进水口101的直径大于喷嘴出水口102的直径。

连通腔109呈喷嘴进水口101直径大于喷嘴出水口102直径的喇叭形，有利于将水流集中之后再喷射到水中，增大水流的冲击力度，有利于推动船舶前进。

可选地，如图1和图2所示，转向装置还可以包括用于固定在喷水推进器的出水口上的转向罩50、以及一一对应的多个转向销61和多个紧固件62。

转向罩50内具有容纳腔501，转向罩50上具有与容纳腔501连通的多个连通孔502，多个连通孔502与多个转向销61一一对应，各个转向销61可转动地插设在转向销61对应的连通孔502中。转向喷嘴10位于容纳腔501内，各个转向销61位于容纳腔501内的第一端通过转向销61对应的紧固件62与转向喷嘴10固定连接。

在实际应用中，转向喷嘴10会相对于喷水推进器转动。如果直接将转向喷嘴10安装在喷水推进器的出水口上，则实现上比较困难，有可能需要对喷水推进器进行改造，大幅提高生产成本，也有可能对工艺的精度要求比较高，精度达不到很有可能造成船舶无法正常转向。

本公开实施例通过将转向罩50固定在喷水推进器的出水口上，将转向喷嘴10可转动地设置在转向罩50中的容纳腔501内，实现将转向喷嘴10可转动地安装在喷水推进器的出水口上。对于喷水推进器来说，转向罩50直接固定在喷水推进器的出水口上，不需要对喷水推进器进行改造，可以有效降低实现成本。对于转向喷嘴10来说，转向喷嘴10可转动地设置在转向罩50中的容纳腔501内，不需要对准喷水推进器的出水口设置，可以有效降低工艺的精度要求，船舶转向的可靠性较高。

具体来说，转向罩50上具有与容纳腔501连通的多个连通孔502，多个转向销61与多个连通孔502一一对应，各个转向销61可转动地插设在转向销61对应的连通孔502中，并通过转向销61对应的紧固件62与转向喷嘴10固定连接。

一方面转向销61插设在转向罩50中并通过紧固件62与转向喷嘴10固定连接，可以将转向喷嘴10限定在容纳腔501内；另一方面转向销61可转动地插设在转向销61中，不会影响转向喷嘴10在容纳腔501内转动。因此，上述方式可以实现将转向喷嘴10可转动地设置在转向罩50中的容纳腔501内。

示例性地，如图2所示，转向罩50可以呈球带形，且与喷水推进器连接的开口直径小于转向喷嘴10伸出的开口直径。转向喷嘴10伸出的开口直径较大，方便将转向喷嘴10安装在转向罩50内。

示例性地，如图2所示，多个连通孔502的数量可以为两个，两个连通孔502的轴线重合。两个转向销61相对设置，有利于将转向喷嘴10限定在容纳腔501内，同时尽可能减小连通孔502的数量，保证转向喷嘴10的强度。

示例性地，紧固件62可以为螺栓，以方便拆装。

可选地，如图2所示，转向喷嘴10可以具有与多个转向销61一一对应的多个径向通孔103和多个轴向通孔104，各个轴向通孔104与轴向通孔104对应的径向通孔103连通。各个转向销61的第一端插设在转向销61对应的径向通孔103中，每个转向销61的第一端具有固定孔611，各个紧固件62同时插设在紧固件62对应的固定孔611和轴向通孔104中。

通过在转向喷嘴10内开设相互连通的径向通孔103和轴向通孔104，转向销61可以插设在径向通孔103中，紧固件62同时插设在轴向通孔104和转向销61的固定孔611中，从而将转向销61与转向喷嘴10固定连接。

在本公开实施例中，如图2所示，轴向通孔104沿转向喷嘴10的轴线方向延伸，径向通孔103的延伸方向垂直于轴向通孔104的延伸方向。

图3为本公开实施例提供的转向销的结构示意图。参见图3和图2，示例性地，转向销61位于容纳腔501外的第二端可以具有凸台612，凸台612与转向喷嘴10的配合可以将转向销61的中部限定在转向罩50内，进而利用转向销61将转向喷嘴10限定在容纳腔501内。

示例性地，如图2所示，转向罩50可以具有第一凸块503，以方便搁置凸台612。

示例性地，如图2所示，转向喷嘴10可以具有第二凸块105，以方便开设径向通孔103和轴向通孔104。

示例性地，轴向通孔104和固定孔611中的至少一个可以为螺孔，以方便与紧固件62固定连接。

在实际应用中，固定孔611可以为螺孔，连接的牢固性、稳定性和可靠性都较好。

可选地，如图2所示，一个转向销61位于容纳腔501外的第二端可以与齿盘20同轴连接。

从多个转向销61中选择一个转向销61与齿盘20同轴连接，一方面可以实现转向喷嘴10的转动，另一方面可以方便齿盘20与转向喷嘴10固定连接。

示例性地，如图2所示，两个转向销61可以沿竖直方向延伸，位于上方的转向销61与齿盘20同轴连接，此时齿盘20可以搁置在转向罩50上，利用固定在喷水推进器上的转向罩50对齿盘20和齿条30进行承载。

图4为本公开实施例提供的转向销的俯视图。参见图4，可选地，与齿盘20同轴连接的转向销61的第二端的凸台612可以呈d形。

图5为本公开实施例提供的齿盘的仰视图，图6为本公开实施例提供的图5中a-a向的结构示意图。参见图5和图6，齿盘20的一个端面具有d形沉头孔201，d形凸台612卡接在d形沉头孔201中。

转向销61的d形凸台612卡接在齿盘20的d形沉头孔201中，齿盘20转动的过程中可以带动转向销61一起转动，从而带动与转向销61固定连接的转向喷嘴10转动。

示例性地，转向销61的第二端的凸台612都可以呈d形，以方便量产。

可选地，如图2所示，转向装置还可以包括限位件63和连接杆64，齿盘20位于限位件63和转向罩50之间，连接杆64的第一端与限位件63固定连接，连接杆64的第二端穿过齿盘20与转向销61固定连接。

在齿盘20搁置在转向罩50上之后，将限位件63设置在齿盘20上方，并且连接杆64的两端分别与限位件63和插设在转向罩50中的转向销61固定连接，可以将齿盘20限制在转向罩50上。而且限位件63、连接件64、转向销61都可以跟随齿盘20一起转动，不会影响齿盘20的转动。

在本公开实施例中，连接杆64与齿盘20同轴，以便转向销61与齿盘20同轴连接。

示例性地，限位件63可以为螺栓的头部，连接杆64可以螺栓的螺杆，即限位件63和连接杆64整体可以采用螺栓实现，实现方便，且成本低廉。

可选地，如图2所示，转向装置还可以包括衬套65，衬套65设置在转向销61和连通孔602之间。利用衬套65减小转向销61和转向罩50之间的磨损，延长转向装置的使用寿命。

可选地，如图1所示，转向装置还可以包括传动杆71，传动杆71的第一端与活塞杆41的第二端同轴连接，传动杆71的第二端与齿条30的第一端同轴连接。

活塞杆41和齿条30之间通过传动杆71连接，一方面传动杆71的长度可以根据活塞杆41和齿条30之间的距离进行调整，活塞杆41和齿条30之间的距离不受限制，方便将活塞杆41和齿条30连接起来；另一方面传动杆71穿过喷水推进器壳体的时候实现密封比较容易，可以将液压油缸40整体都设置在喷水推进器内，有效防止液压油泄漏。

示例性地，液压油缸40可以通过法兰安装在喷水推进器内。

可选地，传动杆71可以为螺杆，活塞杆41的第二端和齿条30的第一端均具有沉头螺孔，螺杆的两端螺纹连接在沉头螺孔中。

通过在活塞杆41的第二端和齿条30的第一端开设沉头螺孔，可以将传动杆71的两端分别与活塞杆41的第二端和齿条30的第一端螺纹连接，连接牢固，拆装方便。

可选地，如图1所示，转向装置还可以包括锁紧螺母72，锁紧螺母72设置在螺杆和沉头螺孔的连接处。

通过分别在传动杆71和活塞杆41的连接处、传动杆71和齿条30的连接处设置锁紧螺母72，有利于传动杆71和活塞杆41之间、传动杆71和齿条30之间连接的稳定性，可以通过活塞杆41的伸缩依次带动传动杆71和齿条30从而转动齿盘20。

在本公开实施例中，如图1所示，传动杆71和活塞杆41的连接处的锁紧螺母72的数量可以为两个，传动杆71和齿条30的连接处的锁紧螺母72的数量可以为两个，以利用双螺母进行自锁，提高连接的可靠性。

可选地，齿盘20中的齿在齿盘20的轴向上的长度可以小于齿条30中的齿在垂直于齿条30的延伸方向上的长度。

在实际应用中，齿盘20限制在防护罩50上，而且转动平面位于防护罩50上方，因此齿盘20的位置比较稳定和固定。齿条30通过传动杆71与活塞杆41固定连接，整体长度较长，因此齿条30的位置容易出现波动。限定齿条30中的齿在垂直于齿条30的延伸方向上的长度较大，有利于齿条30在变动过程中保持与齿盘20啮合。

示例性地，齿盘20中的齿在齿盘20的轴向上的长度可以大于齿条30中的齿在垂直于齿条30的延伸方向上的长度，此时也有利于齿条30在变动过程中保持与齿盘20啮合。

在实际应用中，转向装置的各个组成部分在加工过程中存在误差，如转向销61的固定孔611和凸台612之间的相对位置与设计不同。如果紧固件62按照原先的设计同时插入固定孔611和转向喷嘴10中，则凸台612的实际位置与设计不同，进而导致与凸台612卡接的齿盘20的实际位置与设计不同。

此时由于齿条30中的齿在垂直于齿条30的延伸方向上的长度大于齿盘20中的齿在齿盘20的轴向上的长度，因此齿条30还是可以与齿盘20啮合。同时传动杆71的两端分别螺纹连接在齿条30和活塞杆41的螺纹沉孔中，一方面根据齿条30和活塞杆41之间的实际距离略微调整传动杆71位于齿条30和活塞杆41外的长度，另一方面还可以根据齿条30和活塞杆41之间的实际距离选择传动杆71的长度，因此齿条30和活塞杆41还是可以通过传动杆71固定连接，即转向销61的固定孔611和凸台612之间的相对位置由于加工误差而与设计不同，可以通过齿盘20、齿条30、传动杆71之间的调整解决，避免转向销61的加工误差影响转向喷嘴10、齿盘20、齿条30和液压油缸40的正常运行。

因此，本公开实施例采用齿盘20和齿条30啮合的方式将活塞杆41的直线运动转化为转向喷嘴10的转动，不但可以利用液压油缸40驱动转向喷嘴10转动，改变喷射水流的方向，实现船舶的转向，而且可以有效克服加工过程中产生的误差，避免由于加工误差影响实现船舶的转向，保证船舶的转向，可靠性高，特别适合高速航行的船舶。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。