專利名稱：一種船舶用明輪推進(jìn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種明輪推進(jìn)器，具體為一種船舶用明輪推進(jìn)器。
背景技術(shù)：
早在蒸汽機(jī)裝上船舶提供動(dòng)力前后相當(dāng)長的一段時(shí)期里，船舶普遍使用明輪作為推進(jìn)器，所以人們現(xiàn)在還習(xí)慣地稱較大的船舶為“輪船”，但以往的明輪推進(jìn)器因蹼板隨明輪向下旋轉(zhuǎn)時(shí)壓水，向上旋轉(zhuǎn)時(shí)抬水，浪費(fèi)了很多動(dòng)力。十九世紀(jì)三十年代出現(xiàn)了螺旋槳推進(jìn)器，但螺旋槳推進(jìn)器的螺旋槳在水中是在作與船舶航向橫向轉(zhuǎn)動(dòng)的，它是靠葉片的傾斜面在旋轉(zhuǎn)時(shí)向后推水而產(chǎn)生向前的推力的。由于葉片與水存在無效摩擦，并產(chǎn)生旋流和氣泡，機(jī)械能損失不小，所以螺旋槳推進(jìn)器的推進(jìn)效率也只有百分之六十到百分之七十五，至今為止，人們還在不斷探索著如何提高船舶推進(jìn)器的工作效率和減少動(dòng)力損失。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種船舶用明輪推進(jìn)器，能夠減少動(dòng)力損失，提高推進(jìn)器的工作效率，為船舶提供一種新型高效的明輪推進(jìn)器。本實(shí)用新型的方案是:一種船舶用明輪推進(jìn)器，包括船體、伸出船體兩側(cè)的明輪主軸(8)、裝在明輪主軸上的一級(jí)明輪(6)和二級(jí)明輪(I)，各明輪圓周上裝有若干根蹼板軸
(3)，各蹼板軸與蹼板(9) 一個(gè)邊固連，其特征在于:所述的各蹼板軸的軸頭與減速器(12)的動(dòng)力輸出軸連接，減速器動(dòng)力輸入軸與電動(dòng)機(jī)(13)動(dòng)力輸出軸連接,各減速器和電動(dòng)機(jī)裝在明輪圓周上，并通過導(dǎo)線分別與蹼板轉(zhuǎn)角控制器(15)電連接。所述一級(jí)明輪的一個(gè)或多個(gè)蹼板軸上一端裝有從動(dòng)鏈輪(4)，蹼板軸通過從動(dòng)鏈輪、鏈條(5)與套裝在明輪主軸上的固定鏈輪(7)鏈接，固定鏈輪與從動(dòng)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同，固定鏈輪與船體固連；一級(jí)明輪和二級(jí)明輪的各蹼板軸上裝有導(dǎo)動(dòng)鏈輪(2)，各蹼板軸的相鄰導(dǎo)動(dòng)鏈輪通過鏈條鏈接，各導(dǎo)動(dòng)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同；一級(jí)明輪和二級(jí)明輪上的一或多個(gè)蹼板軸上裝有被導(dǎo)鏈輪(10)，一級(jí)明輪和二級(jí)明輪的被導(dǎo)鏈輪通過鏈條鏈接，各被導(dǎo)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同。所述的二級(jí)明輪為多個(gè)。要想減少動(dòng)力損失，就要使蹼板以小阻力入水和出水，將最大限度地使動(dòng)力用在蹼板劃水上，為了達(dá)到這一目的，蹼板需要以適合角度入水，蹼板在水中順船身方向向后劃水后再以適合角度出水。蹼板垂直向下與蹼板軸固連，在蹼板軸的一端裝有從動(dòng)鏈輪，從動(dòng)鏈輪與固定鏈輪通過鏈條鏈接，固定鏈輪通過固定套與船身固連不動(dòng)，固定鏈輪與從動(dòng)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同，當(dāng)明輪主軸帶動(dòng)明輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)鏈輪通過鏈條的牽引圍繞固定鏈輪同步旋轉(zhuǎn)使蹼板始終保持向下垂直狀態(tài)，蹼板軸上的蹼板垂直入水并在水中順船身方向向后劃水后垂直出水；各蹼板軸的軸頭與減速器的動(dòng)力輸出軸連接，減速器動(dòng)力輸入軸與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出 軸連接，各減速器和電動(dòng)機(jī)裝在明輪圓周上，并通過導(dǎo)線分別與蹼板轉(zhuǎn)角控制器電連接，可通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器帶動(dòng)蹼板軸旋轉(zhuǎn)，由蹼板轉(zhuǎn)角控制器控制，使蹼板以最佳角度入水在水中順船身方向劃水后以最佳角度出水。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:通過改變蹼板入水和出水的角度能夠有效的減少動(dòng)力損失，提高推進(jìn)器工作效率，同時(shí)為船舶提供了一種新型高效的明輪推進(jìn)器。

圖1是本實(shí)用新型一種船舶用明輪推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型一種船舶用明輪推進(jìn)器的蹼板排列示意圖；圖3是本實(shí)用新型一種船舶用明輪推進(jìn)器的鏈條傳動(dòng)示意圖；圖4是本實(shí)用新型一種船舶用明輪推進(jìn)器的減速器和電機(jī)位置示意圖；圖5是本實(shí)用新型一種船舶用明輪推進(jìn)器的蹼板轉(zhuǎn)角控制器和各傳感器位置示意圖。圖中I 二級(jí)明輪、2導(dǎo)動(dòng)鏈輪、3蹼板軸、4從動(dòng)鏈輪、5鏈條、6 —級(jí)明輪、7固定鏈輪、8明輪主軸、9蹼板、10被導(dǎo)鏈輪、11驅(qū)動(dòng)器、12減速器、13電動(dòng)機(jī)、14蹼板軸角度傳感器、15蹼板轉(zhuǎn)角控制器、16吃水深度傳感器、17水流速度傳感器、18明輪主軸轉(zhuǎn)角傳感器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的一種船舶用明輪推進(jìn)器進(jìn)行展開描述，本技術(shù)的一種船舶用明輪推進(jìn)器是一種船舶用的新型明輪推進(jìn)器，眾所周知，以往的明輪推進(jìn)器因蹼板隨明輪向下旋轉(zhuǎn)時(shí)壓水，向上旋轉(zhuǎn)時(shí)抬水，浪費(fèi)了很多動(dòng)力，所以被后來的螺旋槳推進(jìn)器所逐漸替代，但因螺旋槳自身的工作原理和構(gòu)造決定其推進(jìn)效率也只有百分之六十到百分之七十五，要使船舶的動(dòng)力最大限度地轉(zhuǎn)化為推動(dòng)力，唯一理想的方法是使推進(jìn)器的劃水部件為平面，并且劃水方向始終正對著船舶行進(jìn)的相反的方向，在以往的技術(shù)中，所有的推進(jìn)方式都是做不到的 ，發(fā)明人根據(jù)這一理論，經(jīng)過反復(fù)探索研究，發(fā)現(xiàn)，想要實(shí)現(xiàn)這一理想的推進(jìn)方式，只要突破傳統(tǒng)技術(shù)將明輪推進(jìn)器進(jìn)行技術(shù)革新即可實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的一種船舶用明輪推進(jìn)器，包括船體、伸出船體兩側(cè)的明輪主軸8、裝在明輪主軸上的一級(jí)明輪6和二級(jí)明輪1，各明輪圓周上裝有若干根蹼板軸3，各蹼板軸與蹼板9 一個(gè)邊固連，蹼板隨蹼板軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，所述一級(jí)明輪的一個(gè)或多個(gè)蹼板軸上一端裝有從動(dòng)鏈輪4，蹼板軸通過從動(dòng)鏈輪、鏈條5與套裝在明輪主軸上的固定鏈輪7鏈接，固定鏈輪與從動(dòng)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同，固定鏈輪與船體固連；當(dāng)明輪主軸帶動(dòng)明輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于固定鏈輪是固定在船身上不動(dòng)的，所以從動(dòng)鏈輪在鏈條的牽動(dòng)下使蹼板軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)，因固定鏈輪與從動(dòng)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同，所以能夠保持固連在蹼板軸上的蹼板一直垂直向下圍繞明輪主軸旋轉(zhuǎn)，在水中的蹼板進(jìn)行與船身行進(jìn)方向相反的方向劃水，驅(qū)動(dòng)船舶向前行進(jìn)。為了使機(jī)構(gòu)更簡單，一級(jí)明輪和二級(jí)明輪的各蹼板軸上裝有導(dǎo)動(dòng)鏈輪2，各蹼板軸的相鄰導(dǎo)動(dòng)鏈輪通過鏈條鏈接，各導(dǎo)動(dòng)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同；這樣可以減少固定套上的固定鏈輪數(shù)量，同時(shí)減少鏈條長度，減輕本實(shí)用新型一種船舶用明輪推進(jìn)器的重量，也可起到輔助加強(qiáng)的作用，防止鏈條與從動(dòng)鏈輪因蹼板劃水阻力過大產(chǎn)生跳齒現(xiàn)象。因蹼板具有一定的長度，而蹼板在旋轉(zhuǎn)時(shí)為了不受相鄰蹼板軸的阻擋，所以各蹼板軸的間距在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮蹼板的長度，將蹼板繞蹼板軸的運(yùn)動(dòng)半徑讓開，這樣在蹼板較長的情況下，明輪上能夠安裝的蹼板數(shù)量較少，在船舶行進(jìn)的過程中會(huì)產(chǎn)生像人力雙槳船一樣的脈沖式顛簸，產(chǎn)生的原因是蹼板在劃水時(shí)船體加速前進(jìn)，當(dāng)蹼板要提出水面時(shí)，后面的蹼板剛?cè)胨€沒開始劃水，此時(shí)船體因失去了蹼板劃水的動(dòng)力，受水的阻力影響突然減速，這樣的顛簸容易使船舶上的人或貨物受到損傷，同時(shí)單個(gè)蹼板受到的阻力大，容易損壞蹼板，為了解決這個(gè)問題，所述的二級(jí)明輪為多個(gè)，一級(jí)明輪和二級(jí)明輪上的一或多個(gè)蹼板軸上裝有被導(dǎo)鏈輪10，一級(jí)明輪和二級(jí)明輪的被導(dǎo)鏈輪通過鏈條鏈接，各被導(dǎo)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同各明輪沿圓周排列的蹼板相互錯(cuò)開一定角度，這樣時(shí)刻在水下都有蹼板在劃水，提高船舶航行的穩(wěn)定性，也減小了單個(gè)蹼板的受力，增加蹼板的使用壽命。以上是以機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)蹼板垂直劃水的，下面介紹通過電力控制蹼板軸轉(zhuǎn)動(dòng)，能更好的控制蹼板入水、劃水和出水時(shí)的角度。詳細(xì)的技術(shù)方案是在所述的各蹼板軸的軸頭加裝減速器，減速器上裝有電動(dòng)機(jī)，蹼板軸頭與減速器12的動(dòng)力輸出軸連接，減速器動(dòng)力輸入軸與電動(dòng)機(jī)13動(dòng)力輸出軸連接，各減速器和電動(dòng)機(jī)裝在明輪圓周上，并通過導(dǎo)線分別與蹼板轉(zhuǎn)角控制器15電連接。所述的蹼板轉(zhuǎn)角控制器置于船體內(nèi)，它采集水流速度傳感器17、吃水深度傳感器16和明輪主軸轉(zhuǎn)角傳感器18的數(shù)據(jù)，輔助控制蹼板軸轉(zhuǎn)動(dòng)的還包括驅(qū)動(dòng)器11和蹼板軸角度傳感器14，蹼板轉(zhuǎn)角控制器安裝在船體內(nèi)，驅(qū)動(dòng)器安裝在明輪上，水流速度傳感器在船體外側(cè)的水線下與船體固連，吃水深度傳感器在船體外側(cè)與船體固連，各蹼板軸的一端均裝有蹼板軸角度傳感器，蹼板軸角度傳感器的探測軸與蹼板軸固連，各電動(dòng)機(jī)和蹼板軸角度傳感器通過電線與驅(qū)動(dòng)器連接，各蹼板軸角度傳感器通過數(shù)據(jù)線與驅(qū)動(dòng)器連接，驅(qū)動(dòng)器通過電線和數(shù)據(jù)線與蹼板轉(zhuǎn)角控制器連接，蹼板轉(zhuǎn)角控制器通過電線和數(shù)據(jù)線分別與水流速度傳感器、吃水深度傳感器連接。蹼板轉(zhuǎn)角控制器的主要作用是對水流速度傳感器、吃水深度傳感器和明輪主軸轉(zhuǎn)角傳感器監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，將計(jì)算后各蹼板軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度輸送給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器按蹼板轉(zhuǎn)角控制器和蹼板角度傳感器提供的數(shù)據(jù)控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和啟停。驅(qū)動(dòng)器還負(fù)責(zé)將船舶的電力輸送給·各電動(dòng)機(jī)和蹼板軸角度傳感器，但驅(qū)動(dòng)器安裝在明輪上，會(huì)隨明輪一同旋轉(zhuǎn)，普通的電線連接方式會(huì)使電線纏繞在明輪主軸上，該問題的解決方法是在明輪主軸上加工一條溝槽，將驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力電線和數(shù)據(jù)線置于溝槽內(nèi)引入船體內(nèi)，在船體內(nèi)的明輪主軸外圍裝有若干個(gè)導(dǎo)電滑環(huán)，在導(dǎo)電滑環(huán)的環(huán)內(nèi)側(cè)與明輪主軸之間由絕緣材料支撐固定，在導(dǎo)電滑環(huán)外裝有固定在電刷支架上的導(dǎo)電電刷，這些滑環(huán)和電刷負(fù)責(zé)將船體內(nèi)的電力和數(shù)據(jù)輸送給安裝在明輪上的驅(qū)動(dòng)器。所述的電動(dòng)機(jī)可以是伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等能夠快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，其中伺服電動(dòng)機(jī)在停機(jī)后某些相繞組如仍保持通電狀態(tài)，還具有自鎖能力，伺服電動(dòng)機(jī)在控制電壓為零的時(shí)候，能立即停止自旋轉(zhuǎn)，能更好的滿足本實(shí)用新型一種船舶用明輪推進(jìn)器的蹼板工作要求。明輪船舶的優(yōu)點(diǎn)是操縱靈活，尤其是對拖船更重要，兩套明輪推進(jìn)器分別裝在船舶的兩側(cè)，每套明輪推進(jìn)器都可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和操作，當(dāng)兩套明輪推進(jìn)器做相反運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對船舶形成強(qiáng)大的水平轉(zhuǎn)矩，船舶可在原地轉(zhuǎn)向，所以明輪推進(jìn)器具有螺旋槳推進(jìn)器的所不及的操作特性，在日益擁堵的港口和小航道更加突出了明輪推進(jìn)器的實(shí)用性，加大蹼板面積可提高低速運(yùn)行時(shí)的推力，加大明輪直徑可提高船舶航速，巨大旋轉(zhuǎn)的明輪可增加游輪古典的美感和視覺享受，提高游客的興致。本實(shí)用新型的一種船舶用明輪推進(jìn)器解決了舊式明輪推進(jìn)器的缺點(diǎn)，使其推進(jìn)效率高，前進(jìn)后退同樣有力，轉(zhuǎn)向更靈活，為船舶的動(dòng)力系統(tǒng)增加了新技術(shù)的推進(jìn)器，為人類的水運(yùn)歷史譜寫 了新的篇章，對水運(yùn)船舶節(jié)能減排、提高效益作用顯著。
權(quán)利要求1.一種船舶用明輪推進(jìn)器，包括船體、伸出船體兩側(cè)的明輪主軸(8)、裝在明輪主軸上的一級(jí)明輪(6)和二級(jí)明輪(I)，各明輪圓周上裝有若干根蹼板軸(3)，各蹼板軸與蹼板(9)一個(gè)邊固連，其特征在于:所述的各蹼板軸的軸頭與減速器(12)的動(dòng)力輸出軸連接，減速器動(dòng)力輸入軸與電動(dòng)機(jī)(13)動(dòng)力輸出軸連接，各減速器和電動(dòng)機(jī)裝在明輪圓周上，并通過導(dǎo)線分別與蹼板轉(zhuǎn)角控制器(15)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶用明輪推進(jìn)器，其特征在于:所述一級(jí)明輪的一個(gè)或多個(gè)蹼板軸上一端裝有從動(dòng)鏈輪(4)，蹼板軸通過從動(dòng)鏈輪、鏈條(5)與套裝在明輪主軸上的固定鏈輪(7)鏈接，固定鏈輪與從動(dòng)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同，固定鏈輪與船體固連；一級(jí)明輪和二級(jí)明輪的各蹼板軸上裝有導(dǎo)動(dòng)鏈輪(2)，各蹼板軸的相鄰導(dǎo)動(dòng)鏈輪通過鏈條鏈接，各導(dǎo)動(dòng)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同；一級(jí)明輪和二級(jí)明輪上的一或多個(gè)蹼板軸上裝有被導(dǎo)鏈輪(10)，一級(jí)明輪和二級(jí)明輪的被導(dǎo)鏈輪通過鏈條鏈接，各被導(dǎo)鏈輪的直徑和齒數(shù)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求 1或2所述的一種船舶用明輪推進(jìn)器，其特征在于:二級(jí)明輪為多個(gè)。
專利摘要一種船舶用明輪推進(jìn)器，各明輪圓周上裝有若干根蹼板軸，各蹼板軸與蹼板固連，各蹼板軸的軸頭與減速器的動(dòng)力輸出軸連接，減速器動(dòng)力輸入軸與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸連接，一級(jí)明輪的一個(gè)或多個(gè)蹼板軸上一端裝有從動(dòng)鏈輪，蹼板軸通過從動(dòng)鏈輪、鏈條與套裝在明輪主軸上的固定鏈輪鏈接，固定鏈輪與船體固連；一級(jí)明輪和二級(jí)明輪的各蹼板軸上裝有導(dǎo)動(dòng)鏈輪，各蹼板軸的相鄰導(dǎo)動(dòng)鏈輪通過鏈條鏈接，一級(jí)明輪和二級(jí)明輪上的一或多個(gè)蹼板軸上裝有被導(dǎo)鏈輪，一級(jí)明輪和二級(jí)明輪的被導(dǎo)鏈輪通過鏈條鏈接，通過改變蹼板入水和出水的角度能夠有效的減少動(dòng)力損失，提高推進(jìn)器工作效率，同時(shí)為船舶提供了一種新型高效的明輪推進(jìn)器。
文檔編號(hào)B63H1/04GK203127129SQ201320150038
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
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