螺旋桨、船用推进器以及船舶的制作方法

1.本技术涉及船舶技术领域，尤其涉及螺旋桨、船用推进器以及船舶。


背景技术：

2.目前折叠螺旋桨可通过折叠收纳的方式降低行驶过程的阻力。但，折叠螺旋桨通常设置旋转折叠的结构，即桨叶与桨毂是活动连接，以便于桨叶可展开或折叠。在船用推进器正转前进时，由于桨叶与桨毂活动连接使得桨叶在旋转状态下会产生较大的振动，桨叶的振动会带动驱动螺旋桨旋转的驱动机构振动，从而影响驱动机构的驱动效率，即降低螺旋桨的推进效率。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例提供一种螺旋桨，包括桨毂和一对桨叶，每一所述桨叶与所述桨毂通过一转轴可转动地连接，以使所述一对桨叶在闭合状态与展开状态之间切换，所述转轴轴心的延伸方向为第一方向，所述螺旋桨还包括固定结构，所述固定结构包括凸伸单元及凹陷单元，所述凸伸单元可伸缩地设于所述桨叶及所述桨毂中的一个上，并与所述转轴间隔设置，所述凸伸单元的伸缩方向平行所述第一方向，所述凹陷单元设于所述桨叶及所述桨毂中的另一个上，所述凹陷单元设有凹陷的定位孔，所述凸伸单元可伸入或退出所述定位孔中，所述凸伸单元的端部卡入所述定位孔时，所述一对桨叶处于展开状态。
4.在一种可能的实施方式中，所述凸伸单元包括定位柱及弹性件，所述桨叶及所述桨毂中的一个设有伸缩孔，所述弹性件收容于所述伸缩孔内，所述定位柱与所述伸缩孔伸缩滑动配合，并且一端抵持所述弹性件。
5.在一种可能的实施方式中，所述凸伸单元的端部设有顶面及环绕所述顶面的第一倾斜面，所述定位孔由第一底面及环绕所述第一底面的第二倾斜面围合形成，所述第一倾斜面和所述第二倾斜面用于对所述定位柱的端部自动滑入所述定位孔内导向。
6.在一种可能的实施方式中，所述第一倾斜面与所述第二倾斜面匹配，所述第一倾斜面及所述第二倾斜面为平面或曲面。
7.在一种可能的实施方式中，所述凹陷单元设有导向槽，所述导向槽具有相对的两个导向侧壁和连接于两个所述导向侧壁的导向底壁，所述导向侧壁沿圆弧曲线延伸，所述圆弧曲线的圆心位于所述转轴的轴心上，所述定位孔开设于所述导向底壁，所述导向侧壁对所述定位柱端部滑动限位。
8.在一种可能的实施方式中，在所述定位柱的端部由所述定位孔退出至所述导向底壁时，所述弹性件用于推动所述定位柱的端部与所述导向底壁抵持。
9.在一种可能的实施方式中，所述桨毂设有安装槽，所述桨叶包括主体部及连接部，所述连接部可转动地设于所述安装槽，所述凸伸单元设于所述连接部及所述安装槽的内壁的一个上，所述凹陷单元设于所述连接部及所述安装槽的内壁中的另一个上。
10.在一种可能的实施方式中，所述桨毂还包括减震块，所述减震块设于所述安装槽
的底壁，所述减震块与所述连接部可分离地接触，所述减震块用于消减所述桨叶与所述桨毂碰撞所产生的振动冲击力。
11.本技术实施例还提供一种船用推进器，所述船用推进器包括：驱动器、电机以及如前述的螺旋桨，所述驱动器与所述电机电性连接，所述电机与所述螺旋桨连接。
12.本技术实施例还提供一种船舶，所述船舶包括船身及前述的船用推进器，所述船身设有安装座以及套筒，所述船用推进器还包括传动轴及悬置结构，所述电机通过所述传动轴与所述螺旋桨连接，所述传动轴与所述套筒连接，所述电机通过所述悬置结构与所述安装座连接。
13.相较于现有技术，所述凸伸单元与所述凹陷单元分别设于所述桨毂及所述桨叶的一个上，所述凹陷单元设有定位孔，所述凸伸单元与所述定位孔可相分离或相卡合，使所述桨叶在处于展开状态时，所述桨毂与所述桨叶可通过凸伸单元与所述凹陷单元的定位孔相卡合实现固定，进而降低所述桨叶与所述桨毂发生碰撞并产生振动的概率，从而实现提高螺旋桨推进效率。
附图说明
14.图1为本技术实施例提供的螺旋桨处于闭合状态的立体示意图。
15.图2为本技术实施例提供的螺旋桨处于展开状态的立体示意图。
16.图3为本技术实施例提供的螺旋桨处于展开状态时的部分分解示意图。
17.图4为图2所示的螺旋桨沿iv-iv方向的剖视图。
18.图5为本技术实施例提供的螺旋桨的立体分解示意图。
19.图6为本技术实施例提供的船用推进器的结构示意图。
20.图7为本技术实施提供的船舶的结构示意图。
21.主要元件符号说明
22.螺旋桨
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11
24.安装槽
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110
25.内壁
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111
26.底壁
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112
27.减震块
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113
28.连接孔
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114
29.固定孔
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115
30.固定螺栓
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116
31.桨叶
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12
32.主体部
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121
33.连接部
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122
34.齿轮
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123
35.转轴
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13
36.固定结构
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14
37.凸伸单元
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15
38.定位柱
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151
39.弹性件
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152
40.伸缩孔
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153
41.端部
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154
42.顶面
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155
43.第一倾斜面
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156
44.定位孔
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160
45.第一底面
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161
46.第二倾斜面
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162
47.导向槽
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163
48.导向侧壁
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164
49.导向底壁
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165
50.第一方向
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x
51.船用推进器
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21
53.电机
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22
54.传动轴
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23
55.悬置结构
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24
56.船舶
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30
58.安装座
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31
59.套筒
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32
60.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
61.以下描述将参考附图以更全面地描述本技术内容。附图中所示为本技术的示例性实施例。然而，本技术可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本技术透彻和完整，并且将本技术的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。
62.本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本技术。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”和/或“具有”，整数，步骤，操作，组件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，组件和/或其群组。
63.除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本技术内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
64.以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注意的是，参考附图中所描绘
的组件不一定按比例显示；而相同或类似的组件将被赋予相同或相似的附图标记表示或类似的技术用语。
65.下面参照附图，对本技术的具体实施方式作进一步的详细描述。
66.如图1至图5所示，本技术实施例一种螺旋桨1。螺旋桨1包括桨毂11和一对桨叶12，每一桨叶12与桨毂11通过一转轴13可转动地连接，以使一对桨叶12在如图1所示的闭合状态与如图2所示的展开状态之间切换。其中，定义转轴13轴心的延伸方向为第一方向x。
67.螺旋桨1还包括固定结构14，固定结构14包括凸伸单元15及凹陷单元16。凸伸单元15可伸缩地设于桨叶12及桨毂11中的一个上，并与转轴13间隔设置，凸伸单元15的伸缩方向平行第一方向x；凹陷单元16设于桨叶12及桨毂11中的另一个上，凹陷单元16设有凹陷的定位孔160，凸伸单元15可伸入或退出定位孔160中，凸伸单元15的端部卡入定位孔160时，一对桨叶12处于展开状态。
68.进一步的，以凸伸单元15设置于桨毂11，凹陷单元16设置于桨叶12作为实施例进行举例说明。凸伸单元15和凹陷单元16均与转轴13间隔设置，即，当桨叶12相较于桨毂11转动时凸伸单元15必然会与桨毂11发生相对位移；凸伸单元15与凹陷单元16的定位孔160可在桨叶12相对桨毂11转动至非展开状态或展开状态而处于相分离或相卡合的状态，即两个桨叶12处于展开状态时，桨毂11与桨叶12在可通过凸伸单元15与凹陷单元16的定位孔160相卡合，实现固定，进而降低桨叶12与桨毂11发生碰撞并产生振动的概率，从而实现提高螺旋桨1的推进效率和使用寿命的目的。
69.于一实施例中，凸伸单元15包括定位柱151及弹性件152，桨叶12设有伸缩孔153，弹性件152收容于伸缩孔153内，定位柱151与伸缩孔153伸缩滑动配合，并且一端抵持弹性件152。当然，在其他实施例中，若凸伸单元15设置于桨毂11，则桨毂11设有伸缩孔153，而定位孔160设置于桨叶12，以便于定位柱151可伸缩地与桨叶12的定位孔160卡合或相分离。
70.进一步的，凸伸单元15的定位柱151与伸缩孔153进行可伸缩地配合，弹性件152容纳于伸缩孔153中，定位柱151至少一部分收容于伸缩孔153中，弹性件152相较于定位柱151设于伸缩孔153的底部；定位柱151及弹性件152与伸缩孔153配合实现凸伸单元15在桨毂11与桨叶12之间地伸缩活动，实现桨毂11与桨叶12相对固定或相对可转动。
71.弹性件152处于自然伸长状态时，弹性件152与定位柱151沿第一方向x的长度之和大于伸缩孔153的深度，使定位柱151远离弹性件152的一端可自然地伸出伸缩孔153外。当凸伸单元15与凹陷单元16分离时，弹性件152通过定位柱151被桨毂11压缩，定位柱151经由弹性件152的弹力回复力作用在伸缩孔153内始终保持朝外伸出的趋势，使定位柱151远离弹性件152的端部154始终存在朝凹陷单元16的定位孔160伸出并卡合的作用力，以便于凸伸单元15与凹陷单元16的定位孔160可快速处于卡合锁紧状态或非卡合解锁状态。
72.于一实施例中，凹陷单元16设有导向槽163，导向槽163具有相对的两个导向侧壁164和连接于两个导向侧壁164的导向底壁165。导向侧壁164沿圆弧曲线延伸，圆弧曲线的圆心位于转轴13的轴心上。定位孔160开设于导向底壁165，导向侧壁164对定位柱151的端部154滑动限位。
73.进一步的，定位孔160开设于导向槽163的导向底壁165，定位孔160由导向底壁165沿第一方向x凹陷形成；即，沿第一方向x，定位孔160的深度大于导向槽163的深度。
74.当桨叶12由闭合状态转动至展开状态过程中，定位柱151的端部154活动轨迹为圆
弧曲线，该圆弧曲线以转轴13的轴心为圆心。导向侧壁164沿该圆弧曲线延伸，使导向底壁165覆盖端部154的活动轨迹，使定位柱151的端部154始终处于被凹陷单元16的导向槽163进行导向的状态。且，定位孔160位于所述圆弧曲线沿运动轨迹的末端，当桨叶12转动至展开状态时，定位柱151的端部154可伸入定位孔160中实现桨毂11与桨叶12的定位。
75.于一实施例中，当定位柱151的端部154由定位孔160退出至导向底壁165时，弹性件152用于推动定位柱151的端部154与导向底壁165抵持。
76.进一步的，弹性件152推动定位柱151的端部154抵持于导向底壁165，即，定位柱151的端部154与导向侧壁164之间存在高度差(台阶结构)，导向侧壁164可用于防止定位柱151移动至凹陷结构16外，使桨叶12的闭合状态及展开状态的边界可控，避免桨叶12出现位置偏移。
77.导向槽163用于当桨叶12在闭合状态与展开状态的切换过程中对定位柱151进行导向，并通过对定位柱151的位置限定，实现对桨叶12相较于桨毂11转动的位移量的限定，使桨叶12的展开与闭合的范围位于合适的范围内。
78.定位孔160用于当桨叶12转动至展开状态时，使定位柱151伸入定位孔160中实现凸伸单元15与凹陷单元16的定位卡合，避免桨叶12因离心力及水动力周期性波动而引起与桨毂11发生碰撞，进而可以降低桨毂11与桨叶12之间发生碰撞的概率或消除桨毂11与桨叶12之间的碰撞。
79.于一实施例中，凸伸单元15的端部154设有顶面155及环绕顶面155的第一倾斜面156，定位孔160由第一底面161及环绕第一底面161的第二倾斜面162围合形成。第一倾斜面156和第二倾斜面162用于对定位柱151的端部154自动滑入定位孔160内导向。
80.进一步的，第一倾斜面156及第二倾斜面162用于在桨叶12由闭合状态运动至展开状态的过程中引导定位柱151的端部154在弹性件152的推动下滑入定位孔160。第一倾斜面156及第二倾斜面162还用于在桨叶12由展开状态运动至闭合状态的过程中对定位柱151的端部154提供沿第一方向x反向的分力，以使定位柱151克服弹性件152沿第一方向x的弹力并滑出定位孔160。
81.具体的，第二倾斜面162可由第一底面161向导向底壁165延伸，定位孔160的内径由靠近第一底面161一侧向靠近导向底壁165一侧逐渐增大，第一倾斜面156由顶面155向靠近弹性件152一侧延伸，定位柱151的端部154沿垂直第一方向x的截面的直径由顶面155向靠近弹性件152一侧逐渐增大。
82.于一实施例中，第一倾斜面156与第二倾斜面162匹配，第一倾斜面156及第二倾斜面162为平面或曲面，以使定位柱151更平顺地滑入或滑出定位孔160。
83.进一步的，当定位柱151的端部154完全伸入定位孔160，第一底面161与顶面155抵持接触，第一倾斜面156与第二倾斜面162接触，第一倾斜面156与第二倾斜面162具有相匹配的形状。
84.进一步的，第一倾斜面156与第二倾斜面162可以为平面或曲面，在本实施例中，第一倾斜面156与第二倾斜面162为平面，在其他实施例中，第一倾斜面156与第二倾斜面162可对应为曲面，例如球面或球面的部分。
85.于一实施例中，桨毂11设有安装槽110，桨叶12包括主体部121及连接部122，连接部122可转动地设于安装槽110。凸伸单元15设于连接部122及安装槽110的内壁111的一个
上，凹陷单元16设于连接部122及安装槽110的内壁111中的另一个上。
86.进一步的，主体部121可为桨叶12的转动叶片部分，主体部121用于转动并与水流产生相互作用的力以实现螺旋桨1获取水流反作用力。连接部122连接于主体部121的叶片根部，连接部122上设有齿轮123，一对桨叶12的两个连接部122的齿轮123相互咬合实现一对桨叶12的同步展开或闭合。主体部121与连接部122可以为一体成型，使桨叶12具备较好的强度。
87.桨毂11上开设有沿第一方向x贯穿桨毂11的连接孔114，连接孔114与安装槽110连通，连接部122上亦可开设有与连接孔114对应并连通的贯穿孔，转轴13经由连接孔114延伸至安装槽110并贯穿桨毂11，使桨毂11通过转轴13及连接部122与主体部121连接。桨毂11还开设有垂直于第一方向x的固定孔115，固定孔115与连接孔114连通，固定孔115中设有固定螺栓116，固定螺栓116用于固定转轴13与桨毂11。
88.于一实施例中，桨毂11还包括减震块113，减震块113设于安装槽110的底壁112，减震块113与连接部122可分离地接触，减震块113用于消减桨叶12与桨毂11碰撞所产生的振动冲击力。
89.进一步的，减震块113可以在安装槽110内与安装槽110的内壁111通过过盈配合固定，或减震块113可以在安装槽110内与安装槽110的底壁112通过例如螺栓的紧固结构连接固定。减震块113可以为具有较低硬度或较高弹性系数的材质以提升减震性能，减震块113可以为对海水等具有较强耐腐蚀性能的材质以提升耐用性，减震块113的材质可以为塑料。
90.如图6所示，本技术实施例还提供一种船用推进器2，船用推进器2包括驱动器21、电机22以及前述的螺旋桨1，驱动器21与电机22电性连接，电机22与螺旋桨1连接。
91.如图7所示，本技术实施例还提供一种船舶3，船舶3包括船身30及船用推进器2，船身30设有安装座31以及套筒32，船用推进器2还包括传动轴23及悬置结构24，电机22通过传动轴23与螺旋桨1连接，传动轴23与套筒32连接，电机22通过悬置结构24与安装座31连接。
92.上文中，参照附图描述了本技术的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本技术的精神和范围的情况下，还可以对本技术的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本技术所限定的范围内。