一种新型水下矢量推进器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的一种新型水下矢量推进器，特别是涉及一种应用于各类船舶、潜艇、鱼雷、水下无人机器人上的可实现灵活转向的水下矢量推进器。
【背景技术】
[0002]目前人类正面临着人口、资源和环境的三大问题。其中，人类消耗的自然资源正在日益减少，使得人们开始对地面积为地球三分之二的海洋探索，海洋为人类尚未完全开发的地方，海洋资源极其丰富，蕴藏着大量的矿产资源、天燃气资源和石油资源，近些年来，世界各国都在加紧研究和开发海洋资源。其海洋探测设备是海底探测的一种重要工具，因此，海洋探测设备如船舶、潜艇、鱼雷、水下无人机器应运而生。
[0003]随着海上工业的不断发展，尤其是船舶、潜艇、水下无人机器人领域技术带来的不断挑战，矢量推进技术成为了制约该领域发展的关键因素。目前现有水下航行器，如潜艇、船舶、水下无人机器人等均以螺旋桨作为推进动力装置。螺旋桨转动使水流产生旋转向后的运动，这种旋转向后运动的水流只有平行于浆轴方向的速度分量才能对水下航行器产生有效推力，其具有水流扩展角大、卷吸和掺混能力非常强，一起具有回流区等弱特性，因而大大降低了其推进效率。推力矢量化程度低，特别在航行器转弯时其推力会丧失。
[0004]另外，由于海底情况复杂，环境恶劣，对水下机器人的机动性能要求极高，理想的水下机器人应能完成前进、后退、偏航、悬停、原地转弯、垂直升降等动作，但是目前大多数水下机器人还无法完全满足上述动作要求。为了改变水下机器人的螺旋桨推进方式依靠舵来改变推进力的方向，推进力只能在一个转动方向上变动，当水下机器人需要改变深度和前进航向；两个方向的运动时，就需要水平翼和垂直翼两个方向的舵进行控制，运动灵活性受到极大限制。
[0005]其次，为了提高灵活性和机动性，还设计一种在水下机器人安装多个螺旋桨推进器，分别布置在水下机器人的四周，但是这种方法会增加机械系统的复杂性，也会提高成本，而且有的螺旋桨推进器只有在水下机器人转弯时才会启动，平常情况下大都闲置不用，造成了资源浪费。
[0006]综上所述，亟需一种可实现灵活转向，结构简单、制造成本低的水下矢量推进器，而关于这种水下矢量推进器目前还未见报道。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种可实现灵活转向，结构简单、制造成本低的水下矢量推进器。
[0008]为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0009]—种新型水下矢量推进器，所述水下矢量推进器包括壳体、主推进电机、矢量电机、主流通道、附流通道、主推进器流道和隔板；所述壳体呈杯子形；所述主推进电机安装在主推进器流道中；所述矢量电机带有螺旋桨；所述壳体通过隔板与主推进器流道连接空间为主流通道；所述的附流通道为壳体内壁结构形成的通道；所述的附流通道在壳体内壁上呈螺旋结构；所述的附流通道连接两个对称的主流通道；所述的主流通道中均设有矢量电机；所述的隔板组合呈十字形；所述的隔板置于壳体的端部；所述壳体两端为开口结构。
[0010]所述的主推进电机置于壳体中央。
[0011]所述主推进电机带有螺旋桨。
[0012]所述矢量电机为4个。
[0013]所述矢量电机为对称布置。
[0014]所述附流通道为交叉设计。
[0015]所述附流通道为弧形结构，形成凸起。
[0016]一种新型水下矢量推进器，所述水下矢量推进器包括壳体、矢量电机、主流通道、附流通道、空心轴和隔板；所述矢量电机带有螺旋桨；所述空心轴末端呈半球形；所述空心轴通过隔板与壳体连接；所述壳体通过隔板与空心轴连接空间为主流通道；所述的附流通道为壳体内壁结构形成的通道；所述的附流通道在壳体内壁上呈螺旋结构；所述的附流通道连接两个对称的主流通道；所述的主流通道中均设有矢量电机；所述的隔板组合呈十字形；所述的隔板置于壳体的端部；所述壳体两端为开口结构。
[0017]所述壳体呈喇叭形。
[0018]本实用新型优点在于:
[0019]1、本实用新型的一种新型水下矢量推进器，在船舶、潜艇、水下无人机器人等需要转弯时，通过改变不同矢量电机的转速可以实现矢量推进，实现水下更灵活的推进控制；
[0020]2、机动性能好，水下矢量推进器能完成前进、后退、偏航、悬停、原地转弯、垂直升降等动作；
[0021]3、利用对称矢量电机的转速差值，结合主流通道和附流通道，利用一侧的水流产生对称位置的控制流层，从而控制水流及推进方向；
[0022]4、空心轴末端为半球形结构，水流由于康达效应，水流会贴其壁流动，而水流的方向有流速差控制，从而改变推进方向；
[0023]5、附流通道呈螺旋结构，形成弧形凸起，利用康达效应，同时在对称位置矢量电机转速差的作用下，使得水流向对称的主流通道以及附流通道中流动，从而改变矢量推进器的扭矩，实现灵活转向；
[0024]6、壳体外壁轮廓也为带弧形凸起的结构，利用康达效应，水流在壳体外壁流动，有效减少水流对矢量推进器的阻力，使得矢量推进器更加灵活，操控性好；
[0025]7、水下矢量推进器通过单独设计对称的矢量电机，来实现对矢量推进器灵活转弯的控制，结构简单，成本低；
[0026]8、水下矢量推进器利用主推进电机和对称矢量电机，使得矢量推进器能够在低速下矢量控制。
【附图说明】
[0027]附图1是本实用新型的一种新型水下矢量推进器的结构示意图。
[0028]附图2为壳体、隔板、主推进器流道位置关系结构示意图。
[0029]附图3为附流通道在壳体内壁形成的结构示意图。
[0030]附图4为附流通道三维模型结构示意图。
[0031]附图5是本实用新型的另一种新型水下矢量推进器的结构示意图。
[0032]附图6为壳体、空心轴、隔板位置关系示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本实用新型提供的【具体实施方式】作详细说明。
[0034]附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示:
[0035]1.壳体2.矢量电机
[0036]3.主推进电机4.主流通道
[0037]5.附流通道6.空心轴
[0038]7.隔板8.主推进器流道
[0039]实施例1
[0040]为了便于理解本实用新型的技术方案，以下描述使用了术语“康达效应”，康达效应(Coanda Effect)亦称附壁作用或柯恩达效应。流体(水流或气流)有离开本来的流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向。当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时，只要曲率不大，流体会顺着物体表面流动，水会贴其壁流动。
[0041]请参照图1，图1是本实用新型的一种新型水下矢量推进器的结构示意图。一种新型水下矢量推进器，所述水下矢量推进器包括壳体1、矢量电机2、主推进电机3，主流通道
4、附流通道5、主推进器流道8和隔板7 ;所述矢量电机2和主推进电机3带有螺旋桨；所述主推进器流道8设有主推进电机3，所述壳体I通过隔板7与主推进器流道8连接空间为主流通道4 ;所述的附流通道5为壳体I内壁结构形成的通道；所述的附流通道5连接两个对称的主流通道4 ;所述的主流通道4中均设有矢量电机2 ;所述矢量电机2为对称布置。
[0042]请参照图2，图2为壳体、隔板、主推进器流道位置关系结构示意图。所述的隔板7组合呈十字形；所述的隔板7置于壳体I的端部；所述中主推进器流道8置于壳体I中央；所述壳体I两端为开口结构；所述壳体I呈杯子形。
[0043]请参照图3和图4，图3为附流通道在壳体内壁形成的结构示意图。图4为附流通道三维模型结构示意图。所述的附流通道5为壳体I内壁形成的通道；所述附流通道5为交叉设计；所述附流通道5为弧形结构，形成凸起；所述的附流通道5在壳体I内壁上呈螺旋结构，且对称的两个主流通道4均与附流通道5建立连接；所述的附流通道5是将主流通道4的水流引流到相对的主流通道4的外侧。
[0044]需要说明的是:
[0045]隔板7是根据带螺旋桨的矢量电机2的数量将推进器外壳与主推进器流道8围成的空间平均的分成相同的分数；
[0046]所述壳体I设有带弧形凸起的轮廓线设计，矢量推进器在水下时，使得水流利用康达效应沿着壳体I外壁流动，有效减少了矢量推进器的阻力，使得矢量推进器更加灵活，操控性好；
[0047]主推进电机3提供前进的动力，其余的四个矢量电机2改变旋转的方向，主推进器流道8将主推进电机3和矢量电机2所占据的空间独立分开，主推进器流道8所形成的空间把水流集中，使得主推进电机3能够在低速下矢量控制；