电动式半浸桨推进装置及其驱动方法与流程

本申请涉及半浸桨，特别是涉及一种电动式半浸桨推进装置及其驱动方法。

背景技术：

1、半浸式螺旋桨(surface piercing propeller，spp，简称半浸桨，又称表面桨)，是一种在高速运转时只有一半桨叶浸入水中而能正常工作的螺旋桨。与传统螺旋桨推进相比，应用半浸桨推进的船舶在高速航行时，具有桨叶的推进效率高，无空泡剥蚀，推进装置附体阻力小，船机桨匹配性能好，且浅水适应性极强等特点，是当今世界新型高速船艇的首选推进方式。

2、半浸桨推进装置是一种集半浸式螺旋桨、驱动装置本体、操纵油缸、液控系统等为一体的高速船用推进装置，目前，水上交通运输工具的运输环境各不相同，然而其采用的驱动装置作业方式单一，不能满足不同环境的使用需求，极大地增加了水上交通运输工具的运输能耗。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对水上运输交通工具驱动装置作业方式单一，不能满足不同环境使用需求的问题，提供一种电动式半浸桨推进装置及其驱动方法。

2、本申请一方面提出一种电动式半浸桨推进装置，其包括推进单元、驱动单元、检测单元以及控制单元，推进单元包括并列设置的第一推进组件和第二推进组件；驱动单元包括第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器和换向组件，第一电机的输出轴通过第一离合器与换向组件连接，第二电机的输出轴通过第二离合器与换向组件连接，换向组件与第一推进组件、第二推进组件连接，第一电机和第二电机用于通过换向组件驱动第一推进组件和第二推进组件在相反的方向上旋转；检测单元用于检测推进单元所处的环境信息；控制单元与驱动单元和检测单元连接，控制单元接收环境信息，并基于环境信息控制启动第一电机和第二电机中的至少一个。

3、本申请的电动式半浸桨推进装置，通过检测单元对推进单元所处的环境信息进行检测，并将检测到的环境信息传输至控制单元，控制单元能够全程跟踪推进单元的作业环境，并基于环境信息控制并启动第一电机和第二电机中的至少一个驱动推进单元运行，使得第一电机和第二电机输出与当下运输环境相匹配的驱动力，避免驱动力与能耗值不对应的问题，满足不同环境的使用需求，降低能耗值。本申请采用纯电动的驱动方式，极大地降低了水上交通运输工具在运输过程中的噪音以及排放污染量，既节能又环保。

4、在其中一个实施例中，第一电机的额定功率与第二电机的额定功率不相同。

5、在其中一个实施例中，环境信息包括水流向信息和水流速信息，检测单元包括水流检测模块，水流检测模块用于检测水流向信息和水流速信息，水流向信息包括顺水流信息和逆水流信息，水流速信息包括实际流速参数值。

6、在其中一个实施例中，环境信息还包括风速信息，检测单元还包括风速检测模块，风速检测模块用于检测风速信息，风速信息包括实际风阻参数值。

7、在其中一个实施例中，水流检测模块包括检测件和信号传输件，检测件包括摆动部、连接部、信号触发部和安装部，连接部用于安装摆动部，信号触发部通过安装部安装于摆动部的摆动范围内，信号触发部、信号传输件、控制单元之间电性连接，摆动部的至少部分位于水流中，摆动部触发信号触发部生成所述水流向信息，信号触发部发送触发信号至信号传输件，信号传输件将信号发送至控制单元。

8、在其中一个实施例中，信号触发部设置有1个或2个，信号触发部设置2个时，2个信号触发部分别位于摆动部的两侧。

9、在其中一个实施例中，摆动部与连接部活动连接，安装部设置于摆动部与活动部的连接处。

10、在其中一个实施例中，摆动部与连接部弹性连接，安装部与连接部连接。

11、本申请另一方面提出一种电动式半浸桨推进装置的驱动方法，其步骤包括：

12、通过检测单元检测推进单元所处的环境信息并发送至控制单元；

13、控制单元基于环境信息控制启动第一电机和第二电机中的至少一个；

14、第一电机和第二电机中的至少一个驱动推进单元运行。

15、在其中一个实施例中，环境信息包括水流向信息、水流速信息和风速信息，控制单元基于环境信息控制启动第一电机和第二电机中的至少一个包括：若水流向信息为顺水流信息，控制单元控制第一离合器与换向组件连接、第二离合器与换向组件断开，启动第一电机运行；若水流向信息为逆水流信息，控制单元控制第二离合器与换向组件连接、第一离合器与换向组件断开，启动第二电机运行；若水流向信息为逆水流信息且实际流速参数达到预设流速参数值，控制单元控制第一离合器、第二离合器均与换向组件连接，启动第一电机和第二电机运行；若水流向信息为逆水流信息且实际风阻参数达到预设风阻参数值，控制单元控制第一离合器、第二离合器均与换向组件连接，启动第一电机和第二电机运行，其中，第一电机的额定功率小于第二电机的额定功率。

16、本申请的电动式半浸桨推进装置的驱动方法，通过检测单元实时获取推进单元所处的环境信息，环境因素对运输工具的阻力大小，决定了运输工具所需的能耗值大小，通过控制单元基于不同的环境信息控制第一电机和第二电机中的至少一个驱动推进单元运行，实现多工况下驱动力的多种输出，并输出与实际所需能耗相匹配的驱动力，避免能量损失。

技术特征：

1.一种电动式半浸桨推进装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电动式半浸桨推进装置，其特征在于，所述第一电机的额定功率与所述第二电机的额定功率不相同。

3.根据权利要求1所述的电动式半浸桨推进装置，其特征在于，所述环境信息包括水流向信息和水流速信息，所述检测单元包括水流检测模块，所述水流检测模块用于检测水流向信息和水流速信息中的至少一种，所述水流向信息包括顺水流信息和逆水流信息，所述水流速信息包括实际流速参数值。

4.根据权利要求3所述的电动式半浸桨推进装置，其特征在于，所述环境信息还包括风速信息，所述监测单元还包括风速检测模块，所述风速检测模块用于检测风速信息，所述风速信息包括实际风阻参数值。

5.根据权利要求3所述的电动式半浸桨推进装置，其特征在于，所述水流检测模块包括检测件和信号传输件，所述检测件包括摆动部、连接部、信号触发部和安装部，所述连接部用于将所述摆动部安装至船，所述信号触发部通过所述安装部安装于所述摆动部的摆动范围内，所述信号触发部、所述信号传输件、所述控制单元之间电性连接，所述摆动部的至少部分位于水流中，所述摆动部触发所述信号触发部生成所述水流向信息，所述信号触发部发送触发信号至所述信号传输件，所述信号传输件将信号发送至所述控制单元。

6.根据权利要求5所述的电动式半浸桨推进装置，其特征在于，所述信号触发部设置有1个或2个，所述信号触发部设置2个时，2个所述信号触发部分别位于所述摆动部的两侧。

7.根据权利要求6所述的电动式半浸桨推进装置，其特征在于，所述摆动部与所述连接部活动连接，所述安装部设置于所述摆动部与所述活动部的连接处。

8.根据权利要求6所述的电动式半浸桨推进装置，其特征在于，所述摆动部与所述连接部弹性连接，所述安装部与所述连接部连接。

9.一种采用如权利要求1-8任一所述的电动式半浸桨推进装置的驱动方法，其特征在于，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的电动式半浸桨推进装置的驱动方法，其特征在于，所述环境信息包括水流向信息、水流速信息和风速信息，所述控制单元基于所述环境信息控制启动所述第一电机和所述第二电机中的至少一个包括：

技术总结
本申请涉及一种电动式半浸桨推进装置及其驱动方法，电动式半浸桨推进装置包括推进单元、驱动单元、检测单元以及控制单元；驱动单元包括第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器和换向组件；检测单元用于检测推进单元所处的环境信息；控制单元与驱动单元和检测单元连接，控制单元接收环境信息，并基于环境信息控制启动第一电机和第二电机中的至少一个。通过检测单元对推进单元所处的环境信息进行检测，并将检测到的环境信息传输至控制单元，控制单元全程跟踪推进单元的作业环境，并基于环境信息第一电机和第二电机中的至少一个驱动推进单元运行，使得第一电机和第二电机输出与当下运输环境相匹配的驱动力，满足不同环境的使用需求。

技术研发人员：史宗鹰,曹耀初,王森金,季周历,刘兵,张佳岐
受保护的技术使用者：中国船舶科学研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13