可用于水文測量設(shè)備水下推進系統(tǒng)的電磁仿生蹼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水文測量設(shè)備的水下推進系統(tǒng)，特別是可用于水文測量設(shè)備水下推進系統(tǒng)的電磁仿生蹼。它不僅可用于小型船模，也可用于大型船舶，潛艇等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水文測量設(shè)備采用的傳統(tǒng)水下推進器有機械式的如螺旋槳推進器、水泵噴水推進器等。該類推進器在推進過程中，存在推進效率低下，噪聲大、裝置的加工難度大等缺點。還有采用超導磁流體推進器，該，超導電磁流體推進器雖然具有安靜無噪聲，操作簡便等特點，但是，磁流體推進技術(shù)成本高，速度慢，還需要大型發(fā)電機，增加船只或潛艇重量，而驅(qū)動發(fā)電機的動力系統(tǒng)如直接驅(qū)動傳統(tǒng)推進器速度高于MHD技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可用于水文測量設(shè)備水下推進系統(tǒng)的電磁仿生蹼，它能夠克服己有技術(shù)的不足，具有阻力較小、動力較大及靜音效果好的特點，可有效地提高推進效率，節(jié)能、環(huán)保效果好。
[0004]其解決方案是:在輪轂電機定子軸兩端分別連接有帶電磁板的隔板，套裝在輪轂電機定子軸上并位于兩個帶電磁板隔板之間的輪轂電機轉(zhuǎn)子筒上，沿其上、下方向各布置有一對上固定桿及一對下固定桿，沿其前、后方向各布置有一對前固定桿及一對后固定桿，在每個固定桿上活動套裝有仿生蹼，該仿生蹼可繞固定桿自由轉(zhuǎn)動，并在每個仿生蹼的邊緣上連接有永磁條，而且同側(cè)仿生蹼上連接的永磁條磁極與連接在兩隔板上的電磁板磁極相反。輪轂電機定子軸通過電源線接輪轂電機專用交流電源，而帶電磁板的隔板通過電源線接直流電源。
[0005]輪轂電機工作產(chǎn)生磁性，迫使輪轂電機轉(zhuǎn)子筒轉(zhuǎn)動并帶動其上連接的固定桿轉(zhuǎn)動。當連接在一對固定桿上的一對仿生蹼運動到隔板的非磁力作用區(qū)時，該對防生蹼在迎水阻力的作用下，會自然閉合，處于閉合狀態(tài)，防生蹼與迎水的接觸面積最小，受到水的作用力也較小。當該對防生蹼運動到隔板的磁力作用區(qū)時，該對防生蹼邊緣上的永磁條在隔板上電磁板的磁引力作用下，該對防生蹼緩慢打開形成一個完整的扇面，與水的接觸面積最大，受到水的作用力也較大。整個系統(tǒng)裝置的上、下方向受到的水作用力產(chǎn)生一個力差，在該水力差的作用下，可使推進系統(tǒng)向前運動，為水文測量設(shè)備提供推動力。
[0006]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，產(chǎn)生以下的技術(shù)效果:
1、本發(fā)明在前進時，由于前進方向上引起阻力作用的面積很小，故而阻力較小，同時，在前進方向的相反方向上起動力作用的作用面積比較大，故而動力較大，從而可產(chǎn)生較高的推進效率和較好的節(jié)能效果，并且因仿生蹼的運轉(zhuǎn)方式，使本系統(tǒng)裝置具有明顯的靜音效果；
2、由于本發(fā)明固定桿的旋轉(zhuǎn)由輪轂電機提供動力，仿生蹼的旋轉(zhuǎn)由電磁力提供，兩者所用能源都是電力，因此，本發(fā)明是純電推進系統(tǒng)，既具有綠色無污染的特點，又有利于環(huán)境保護，符合世界科技節(jié)能環(huán)保的大趨勢，也符合國家的節(jié)能環(huán)保政策；
3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易加工，用途廣。可用于小型水文測量船等對自持時間要求較高的系統(tǒng)；也可以用作純電推進船舶的推進系統(tǒng)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的螺旋槳，可有效地提高船舶的推進效率；也可用于對推進系統(tǒng)的噪聲有嚴格要求的一些特殊場合，比如水下聲音信號的收集。它不僅適用于小型船模，也適用于大型船舶、潛艇等領(lǐng)域。并且，通過輪轂電機的反轉(zhuǎn)還可輕易實現(xiàn)推進系統(tǒng)的反向推進。
【附圖說明】
[0007]圖1為可用于水文測量設(shè)備水下推進系統(tǒng)的電磁仿生蹼的結(jié)構(gòu)示意主視圖。
[0008]圖2為圖1的俯視圖。
[0009]圖3為圖1中的A-A剖視圖。
[0010]圖4為圖1中的B-B剖面圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0012]圖1至圖4中，在輪轂電機定子軸23的左端連接有左隔板1，左隔板I的下半部上鑲嵌有左電磁板20，而在輪轂電機定子軸23的右端連接有右隔板12，右隔板12的下半部上鑲嵌有右電磁板13。套裝在輪轂電機定子軸23上并位于左隔板I及右隔板12之間的輪轂電機轉(zhuǎn)子筒2的中部沿其上、下方向設(shè)置有對稱布置的一對左上固定桿5和右上固定桿6，以及一對左下固定桿17和右下固定桿16;沿其前、后方向設(shè)置有對稱布置的一對左前固定桿24和右前固定桿9，以及一對左后固定桿28和右后固定桿27。在左上固定桿5、右上固定桿6、左下固定桿17及右下固定桿16上分別活動套裝有相應(yīng)的左上防生蹼4、右上防生蹼7、左下防生蹼19及右下防生蹼15，而在左前固定桿24、右前固定桿9、左后固定桿28和右后固定桿27上分別活動套裝有相應(yīng)的左前防生蹼21、右前防生蹼10、左后防生蹼30及右后防生蹼26。分別在左上防生蹼4、右上防生蹼7、左下防生蹼19及右下防生蹼15的邊緣上設(shè)置相應(yīng)的左上永磁條3、右上永磁條8、左下永磁條18及右下永磁條14，而分別在左前防生蹼21、右前防生蹼10、左后防生蹼30及右后防生蹼26的邊緣上設(shè)置相應(yīng)的左前永磁條22、右前永磁條11、左后永磁條29及右后永磁條25，帶有永磁條的防生蹼可繞相應(yīng)的固定桿自由轉(zhuǎn)動。而且連接在同側(cè)相應(yīng)防生蹼上的永磁條磁極與連接在隔板上的電磁板磁極相反。輪轂電機定子軸23通過電源線接輪轂電機專用交流電源，而連有左電磁板20的左隔板I及連有右電磁板13的右隔板12通過電源線接直流電源。
[0013]接通電源整個系統(tǒng)裝置開始工作。輪轂電機由于通電產(chǎn)生磁性，迫使位于左隔板I與右隔板12之間的輪轂電機轉(zhuǎn)子筒2繞輪轂電機定子軸23做定軸圓周運動，并帶動該轉(zhuǎn)子筒2上連接的一對上左、右固定桿5和6，一對下左、右固定桿17和16，一對前左、右固定桿24和9，以及一對后左、右固定桿28和27隨之運動。當其中一對固定桿運動到左隔板I與右隔板12之間的上半部分非磁力區(qū)時，由于受到迎水的阻力，連接在該對固定桿上的一對相應(yīng)防生蹼分別繞該對固定桿旋轉(zhuǎn)并逐漸合并在一起，使防生蹼與水的接觸面減小，整個裝置受到的水阻力也隨之減少。當這對固定桿運動到左隔板I與右隔板12之間的下半部分磁力區(qū)時，連接在這對固定桿上的這對相應(yīng)防生蹼分別通過各自邊緣上的永磁條與相應(yīng)隔板上的電磁板之間產(chǎn)生引力，導致本來閉合在一起的這對防生蹼慢慢分開，處于打開狀態(tài)，兩蹼分開后形成一個完整的扇面，使防生蹼與水的接觸面增大，受到的水作用力也隨之增大。如此，整個系統(tǒng)裝置的上、下方向受到的水作用力產(chǎn)生一個力差，在該力差作用下，可使推進系統(tǒng)向前運動，為水文測量設(shè)備提供推動力。
[0014]若本發(fā)明通過輪轂電機的反轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)推進系統(tǒng)的反向前進。
[0015]若本發(fā)明安裝到普通的船用舵機上，在普通的船用舵機的構(gòu)造和原理不變的情況下，即可作為普通船用舵機的轉(zhuǎn)向動力。
【主權(quán)項】
1.一種可用于水文測量設(shè)備水下推進系統(tǒng)的電磁仿生蹼，其特征在于，在輪轂電機定子軸(23)兩端連接有左隔板(I)和右隔板(12)，左隔板(I)上連接有左電磁板(20)，右隔板(12)上連接有右電磁板(13)，套裝在輪轂電機定子軸(23)上并位于左隔板(I)及右隔板(12)之間的輪轂電機轉(zhuǎn)子筒(2)上沿上、下方向各布置有一對左上固定桿(5)和右上固定桿(6)，以及一對左下固定桿(17)和右下固定桿(16)，沿前、后方向各布置有一對左前固定桿(24)和右前固定桿(9)，以及一對左后固定桿(28)和右后固定桿(27)，在左上固定桿(5)、右上固定桿(6)、左下固定桿(17)、右下固定桿(16)上分別活動套裝有相應(yīng)的左上仿生蹼(4)、右上仿生蹼(7)、左下仿生蹼(19)、右下仿生蹼(15)，而在左前固定桿(24)、右前固定桿(9)、左后固定桿(28)、右后固定桿(27)上分別活動套裝有相應(yīng)的左前仿生蹼(21)、右前仿生蹼(10)、左后仿生蹼(30)、右后26，所述每個仿生蹼繞各自相應(yīng)的固定桿自由轉(zhuǎn)動，并在所述的每個仿生蹼的邊緣上連接有永磁條，而且同側(cè)仿生蹼上連接的永磁條磁極與連接在左隔板(I)上的左電磁板(20 )及連接在右隔板(12 )上的右電磁板(13)磁極相反，所述輪轂電機定子軸(23)通過電源線接輪轂電機專用交流電源，而帶電磁板的左隔板(I)及右隔板(12)通過電源線接直流電源； 輪轂電機工作產(chǎn)生磁性，迫使輪轂電機轉(zhuǎn)子筒(2)轉(zhuǎn)動并帶動其上連接的固定桿轉(zhuǎn)動，當連接在一對固定桿上的一對仿生蹼運動到隔板的非磁力作用區(qū)時，該對防生蹼在迎水面阻力的作用下，會自然閉合，處于閉合狀態(tài)，使防生蹼與迎水面的接觸面積最小，受到水的作用力較小，當該對防生蹼運動到隔板的磁力作用區(qū)時，該對防生蹼上的永磁條在隔板上電磁板的磁引力作用下，該對防生蹼緩慢打開形成一個完整的扇面，與水的接觸面積最大，受到水的作用力也較大，整個系統(tǒng)裝置的上下方向受到的水作用力產(chǎn)生一個力差，在該水力差的作用下，使推進系統(tǒng)向前運動。
【專利摘要】一種可用于水文測量設(shè)備水下推進系統(tǒng)的電磁仿生蹼,主要是仿生蹼在前進方向上引起阻力作用的面積很小，故而阻力較小，同時，在前進方向上起動力作用的面積比較大，故而動力較大，從而可產(chǎn)生較高的推進效率及較好的靜音效果。并且，它以電為能源，不僅具有綠色無污染、節(jié)能、環(huán)保效果好的特點，而且結(jié)構(gòu)簡單，易加工，用途廣，它不僅適用于小型船模，也適用于大型船舶、潛艇等領(lǐng)域。同時，通過輪轂電機的反轉(zhuǎn)還能實現(xiàn)推進系統(tǒng)的反向推進。
【IPC分類】B63H1/36
【公開號】CN104943840
【申請?zhí)枴緾N201510258731
【發(fā)明人】童海濱, 吳姍, 王惠瑾, 譚艷美, 李柳陽, 李洋, 王鵬翔
【申請人】河南大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月20日