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1.本发明涉及一种船舶推进器,特别是一种反应式船舶推进器。
背景技术:2.船舶推进器,是指船舶推进装置中的能量变化器。它将发动机产生的动力转变成船舶行进的推力,以克服船舶在水中航行的阻力,推动船舶行进。当前国内外船舶使用的推进器,有明轮推进器、螺旋桨推进器、喷水推进器、喷气推进器、直叶推进器(也称竖轴推进器或平旋轮推进器)等。广义上讲,推进器也包括依靠人力或风力驱动船舶前进的篙、桨、橹、纤和帆等。推进器按作用方式分为主动式和反应式两类,靠人力或风力驱船前进的纤、帆等为主动式,桨、橹、明轮、螺旋桨等为反应式。现代运输船舶大多采用反应式推进器,应用最广的是螺旋桨推进器,应用最早的是明轮推进器。近代以后,蒸汽机出现并开始成为船舶动力,与蒸汽机配合使用的推进工具是明轮,它是在转轮的外周装上叶片,成为能旋转的桨轮,装在船舶两舷或船尾,用蒸汽机带动明轮,使桨轮转动,桨轮上叶片拨水,推动船舶前进,但由于结构笨重,效率低,入水时有拍水,出水时有提水等问题,到19世纪60年代,明轮推进器逐步被螺旋桨推进器替代。
3.据元代王祯《农书》记载,龙骨车分脚踏水车和手摇水车,龙骨车的水槽中,有一长串木制叶片以脊椎状木榫连接,因似龙骨,故名。脚踏水车配以脚手架,一般是两人(或三人、四人)扶立架上,用脚不断踩踏车头转轮齿上的木墩,车头转轮滚动,中间木齿轮牵动龙骨,节节叶片将水压入水槽并带上车头流出。手摇水车只在车头装上摇把,用手摇动车头,其原理与脚踏水车相同。因此,龙骨车作为我国最古老的农业灌溉工具,是古人通过龙骨叶片推动水体流动的高超劳动技艺。
技术实现要素:4.本发明要解决的技术问题是:提供一种龙桨推进器,其优势:本推进器将若干l形桨叶及组件与由龙链节组成的龙链连接成链式桨叶,链式桨叶的片数及面积根据船舶吨位和动力需要来设计,大叶面多桨叶龙桨推进器加大了叶面对水的作用力,实现了大推力;链式桨叶依次垂直入水、垂直出水,避免了拍水和提水问题的出现;链式桨叶垂直在水中平行运行,提高了桨叶对水作用的功效;链式桨叶划出水面后平躺返回,减少了空气阻力;将两套龙桨推进器分别装于大型三体船船舷之间,可以发挥其大推力功能;分别调控两套推进器的转速或反向旋转,实现了船舶在无舵情况下小半径快速转向或定点转向。
5.为实现上述目的,本发明的技术方案如下:一种龙桨推进器,其特征在于:包括主体架e,与所述主体架前部连接的主动轮h,与所述主体架下部连接的前支撑轮i、后支撑轮b,与所述主体架后部连接的被动轮c,与所述主体架下部连接的滑槽k,与所述主体架下部连接的悬架j;所述主体架的前部左侧(另一套主体架的前部右侧)安装有驱动波箱g,所述驱动波箱连接有电机f;所述驱动波箱输入齿轮啮合电机驱动轴齿轮,所述驱动波箱输出齿轮啮合主动轮轮轴齿轮;所述主动轮轮齿啮合龙链节d,所述龙链节与龙链节长轴、龙链节
短轴连接组成龙链,所述龙链节每5节连接1根龙链节长轴,所述龙链节长轴两端分别连接长轴滑轮,所述龙链节长轴中部与l形桨叶a弯曲段长轴孔连接,所述龙链节长轴串连2节龙链节,所述龙链节长轴串连的2节龙链节分别安装于l形桨叶与滑轮之间,所述龙链节长轴连接的滑轮、龙链节、l形桨叶之间有平垫圈间隔;所述l形桨叶支撑段中轴孔连接l形桨叶中轴,所述l形桨叶中轴两端分别连接中轴滑轮,所述l形桨叶支撑段短轴孔连接l形桨叶短轴,所述l形桨叶短轴两端分别连接短轴滑轮。
6.进一步地,所述主动轮h为左右主动轮,所述左右主动轮安装于同一根主动轮轴上,所述左右主动轮通过定位紧固螺栓与所述主动轮轴连接,所述左右主动轮的轮距等于左右主动轮轮齿分别啮合同轴两只龙链节中心平面的距离,所述主动轮轴两端连接轴承,所述主动轮轴承连接法兰,所述法兰与主动轮轴之间连接密封圈,所述法兰通过螺丝与所述主体架前部连接。
7.进一步地,所述被动轮c为左右被动轮,所述左右被动轮内圆分别连接轴承,所述轴承安装于同一根被动轮轮轴上,所述左右被动轮的轮距等于同轴两只龙链节中心平面的距离,所述被动轮轮轴两端连接法兰,所述法兰连接所述主体架,所述法兰通过螺丝与所述主体架后部连接。
8.进一步地,所述前支撑轮i为左右支撑轮,所述左右前支撑轮内圆分别连接轴承,所述轴承安装于同一根前支撑轮轮轴上,所述左右前支撑轮的轮距等于同轴两只龙链节中心平面的距离,所述前支撑轮轮轴两端分别连接法兰,所述法兰通过螺丝与所述主体架下部连接,所述后支撑轮b为左右支撑轮,所述左右后支撑轮内圆分别连接轴承,所述轴承安装于同一根后支撑轮轮轴上,所述左右后支撑轮的轮距等于同轴两只龙链节中心平面的距离,所述后支撑轮轮轴两端分别连接法兰,所述法兰通过螺丝与所述主体架下部连接。
9.进一步地,所述主体架下部连接的滑槽k(37)、(40)、(44)、(52)、(56)、(02)为多段一体槽,滑槽宽度等于所述龙链节长轴滑轮宽度+平垫圈(48)1/2厚度的宽度,所述主体架下部连接的滑槽(52)段呈水平状,所述滑槽(52)段上沿线与相切于前支撑轮外圆和后支撑轮外圆的相邻直线平行,所述滑槽(52)段上沿线与相切于前支撑轮外圆和后支撑轮外圆的相邻直线的距离等于龙链节1/2厚度+龙链节长轴滑轮半径的距离,所述主体架下部连接的滑槽(40)段上沿线与相切于主动轮齿根圆和前支撑轮外圆的相邻直线平行,所述滑槽(40)段上沿线与相切于主动轮齿根圆和前支撑轮外圆的相邻直线的距离等于龙链节1/2厚度+龙链节长轴滑轮半径的距离,所述主体架下部连接的滑槽(02)段上沿线与相切于后支撑轮外圆和被动轮外圆的相邻直线平行,所述滑槽(02)段上沿线与相切于后支撑轮外圆和被动轮外圆的相邻直线的距离等于龙链节1/2厚度+龙链节长轴滑轮半径的距离,所述滑槽(44)段为滑槽(40)段到滑槽(52)段的过渡段,所述滑槽(44)段上沿的曲线弧度等于龙链节经过前支撑轮时龙链节长轴滑轮与滑槽(44)段相切的曲线弧度,所述滑槽(56)段为滑槽(52)段到滑槽(55)段的过渡段,所述滑槽(56)段上沿的曲线弧度等于龙链节经过后支撑轮时龙链节长轴滑轮与滑槽(56)段相切的曲线弧度,所述主体架下部连接的滑槽前段(37)呈外扩弧形状。
10.进一步地,所述主体架(15)下部连接的悬架j(36)、(41)、(45)、(51)、(55)为一体架,所述悬架j底面为平面和单曲面,所述悬架(36)、(41)、(45)、(51)、(55)通过悬架支架与主体架相连,所述悬架支架通过螺丝与悬架相连,所述悬架支架通过螺丝与主体架e下部相
连;所述悬架(51)段悬于前支撑左右轮、后支撑左右轮内侧,悬架(51)段的宽度等于所述l形桨叶中轴长度-中轴滑轮宽度
×
2-平垫圈厚度
×
2,所述悬架(36)段延伸至主动轮左右轮内侧,悬架(36)段宽度与悬架(51)段宽度相等,所述悬架(55)段延伸至被动轮左右轮内侧,悬架(55)段的宽度与悬架(51)段宽度相等;所述主体架下部连接的悬架(36)前段上部增加三角体,三角体斜面与悬架上部粘合,三角体平面水平,三角体立面垂直,三角体与悬架前部合成弧形状,所述主体架下部连接的悬架(51)段的底平面线与相切于前支撑轮外圆和后支撑轮外圆的相邻直线平行,所述悬架(51)段的底平面线与相切于前支撑轮外圆和后支撑轮外圆的相邻直线的距离等于l形桨叶长轴滑轮半径+l形桨叶长轴半径+l形桨叶叶面厚度+l形桨叶短轴半径+l形桨叶短轴滑轮半径的距离,所述主体架下部连接的悬架(55)段的底平面线与相切于后支撑轮外圆和被动轮外圆的相邻直线平行,所述悬架(55)段的底平面线与相切于后支撑轮外圆和被动轮外圆的相邻直线的距离等于运行中l形桨叶长轴滑轮相切于滑槽(02)、l形桨叶短轴滑轮相切于悬架(55)时l形桨叶划水段为垂直状态的距离;所述主体架前部连接的悬架(41)段、(45)段是悬架j前部的扩展段,所述悬架(41)段与悬架(36)段中后部、(51)段前部的两侧连接,所述悬架(41)段底面与悬架(36)段底面为一个平面,所述悬架(45)段的底平面线与悬架(51)段的底平面线平行,所述悬架(45)段的底平面线与悬架(51)段的底平面线的距离等于悬架(51)段的底平面线-l形桨叶短轴半径-l形桨叶短轴滑轮半径+l形桨叶中轴半径+l形桨叶中轴滑轮半径的距离,所述悬架(41)段的底平面线与滑槽(40)段上沿线平行,所述悬架(41)段的底平面线与滑槽(40)段上沿线的距离等于运行中l形桨叶长轴滑轮相切于滑槽(40)段、l形桨叶中轴滑轮相切于悬架(41)段时l形桨叶划水段为垂直状态的距离,所述悬架(41)段、(45)段扩展后的宽度与所述l形桨叶连接中轴的长度相等,所述悬架(41)段的起点以运行中l形桨叶长轴滑轮相切于滑槽(37)段、l形桨叶中轴滑轮相切于悬架(41)段的点为起点,所述悬架(45)段的终点以运行中l形桨叶短轴滑轮相切于滑槽(52)段的点为终点;所述悬架(36)段过渡到(51)段的底曲面弧度、悬架(41)段过渡到(45)段的底曲面弧度等于所述滑槽(44)段上沿曲线弧度,所述悬架(51)段过渡到(55)段的底曲面弧度等于所述滑槽(56)段上沿曲线弧度。
11.进一步地,所述主体架前部安装的驱动波箱g通过直角架与所述主体架固定,所述驱动波箱直角架通过螺丝与所述驱动波箱固定,所述驱动波箱直角架通过螺丝与所述主体架固定。
附图说明:
12.图1为本发明的龙桨推进器的主视图(左视图),右视图和左视图对称(相同)。
13.图2为本发明的龙桨推进器前部的上下前视图。
14.图3为本发明的龙桨推进器后部的上下后视图。
15.图4为本发明的龙桨推进器底部的前后仰视图。
16.图5为本发明的龙桨推进器顶部的l形桨叶组件及龙链节俯视图。
17.图6为本发明的龙桨推进器的l形桨叶左视图,右视图和左视图对称(相同)。
18.其中,附图标记对应的名称为:
19.01—l形桨叶、02—滑槽尾端、03—被动轮、04—被动轮轮轴、05—被动轮轴承、06—被动轮法兰、07—被动轮螺丝、08—后支撑轮轮轴、09—后支撑轮轴承、10—后支撑轮
法兰、11—后支撑轮螺丝、12—后支撑轮、13—龙链节、14—龙链节短轴、15—龙桨推进器主体架、16—前支撑轮、17—前支撑轮轮轴、18—前支撑轮轴承、19—前支撑轮法兰、20—前支撑轮螺丝、21—电机驱动轴、22—电机齿轮、23—电机螺丝、24—电机、25—驱动波箱、26—驱动波箱输入齿轮、27—驱动波箱输出齿轮、28—主动轮轮轴、29—主动轮轮轴齿轮、30—主动轮轴承、31—主动轮法兰、32—主动轮密封圈、33—主动轮定位紧固螺栓、34—主动轮螺丝、35—主动轮、36—悬架前段、37—滑槽始端、38—驱动波箱直角架、39—驱动波箱螺丝、40—滑槽前段、41—悬架扩展段前段、42—l形桨叶中轴、42a—l形桨叶支撑段中轴孔、43—l形桨叶中轴滑轮、44—滑槽前段过渡段、45—悬架扩展段后段、46—l形桨叶长轴、46a—l形桨叶弯曲段长轴孔、47—l形桨叶长轴滑轮、48—龙链节长轴平垫圈、49—l形桨叶短轴、49a—l形桨叶支撑段短轴孔、50—l形桨叶短轴滑轮、51—悬架中段、52—滑槽中段、53—悬架支架、54—悬架支架螺丝、55—悬架后段、56—滑槽后段过渡段。
具体实施方式:
20.下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明,本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
21.如图1所示,本发明提供的一种龙浆推进器,包括主体架e,与所述主体架前部连接的主动轮h,与所述主体架下部连接的前支撑轮i、后支撑轮b,与所述主体架后部连接的被动轮c,与所述主体架下部连接的滑槽k,与所述主体架下部连接的悬架j;所述主体架的前部左侧(另一套主体架的前部右侧)安装有驱动波箱g,所述驱动波箱连接有电机f。
22.本发明龙浆推进器实施例1如图1、图2、图5、图6所示,所述电机f驱动轴齿轮啮合驱动波箱输入齿轮,驱动波箱输出齿轮啮合主动轮轮轴齿轮,电机驱动主动轮旋转。所述主动轮h为左右主动轮,所述左右主动轮安装于同一根主动轮轴上,所述左右主动轮通过定位紧固螺栓与所述主动轮轴连接,所述左右主动轮的轮距等于左右主动轮轮齿分别啮合同轴两只龙链节中心平面的距离,所述主动轮轴两端连接轴承,所述主动轮轴承连接法兰,所述法兰与主动轮轴之间连接密封圈,所述法兰通过螺丝与所述主体架前部连接。所述主动轮轮齿啮合龙链节d,龙链节与龙链节长轴、短轴连接组成龙链,所述龙链节每5节连接1根龙链节长轴,长轴两端分别连接长轴滑轮,所述龙链节长轴中部与l形桨叶a长轴孔连接,所述龙链节长轴串连2节龙链节,龙链节分别安装于l形桨叶与滑轮之间,所述龙链节长轴连接的滑轮、龙链节、l形桨叶之间有平垫圈间隔,所述l形桨叶支撑段中轴孔连接中轴,中轴两端分别连接中轴滑轮,所述l形桨叶支撑段短轴孔连接短轴,短轴两端分别连接短轴滑轮,组成环状链式桨叶。主动轮旋转时主动轮轮齿啮合龙链节带动链式桨叶旋转。
23.本发明龙浆推进器实施例2如图1、图3、图4所示,所述被动轮c为左右被动轮,所述左右被动轮内圆分别连接轴承,所述轴承安装于同一根被动轮轮轴上,所述左右被动轮的轮距等于同轴两只龙链节中心平面的距离,所述被动轮轮轴两端连接法兰,所述法兰连接所述主体架,所述法兰通过螺丝与所述主体架后部连接。所述前支撑轮i为左右支撑轮,所述左右前支撑轮内圆分别连接轴承,所述轴承安装于同一根前支撑轮轮轴上,所述左右前支撑轮的轮距等于同轴两只龙链节中心平面的距离,所述前支撑轮轮轴两端分别连接法兰,所述法兰通过螺丝与所述主体架下部连接。所述后支撑轮b为左右支撑轮,所述左右后支撑轮内圆分别连接轴承,所述轴承安装于同一根后支撑轮轮轴上,所述左右后支撑轮的
轮距等于同轴两只龙链节中心平面的距离,所述后支撑轮轮轴两端分别连接法兰,所述法兰通过螺丝与所述主体架下部连接。链式桨叶受主动轮驱动,经前支撑轮、后支撑轮、被动轮形成闭环内旋转。
24.本发明龙浆推进器实施例3如图1、图2、图3、图4所示,所述主体架下部连接的滑槽k为多段一体槽,滑槽宽度等于所述龙链节长轴滑轮宽度+平垫圈(48)1/2厚度的宽度,所述主体架下部连接的滑槽(52)段呈水平状,所述滑槽(52)段上沿线与相切于前支撑轮外圆和后支撑轮外圆的相邻直线平行,所述滑槽(52)段上沿线与相切于前支撑轮外圆和后支撑轮外圆的相邻直线的距离等于龙链节1/2厚度+龙链节长轴滑轮半径的距离,所述主体架下部连接的滑槽(40)段上沿线与相切于主动轮齿根圆和前支撑轮外圆的相邻直线平行,所述滑槽(40)段上沿线与相切于主动轮齿根圆和前支撑轮外圆的相邻直线的距离等于龙链节1/2厚度+龙链节长轴滑轮半径的距离,所述主体架下部连接的滑槽(02)段上沿线与相切于后支撑轮外圆和被动轮外圆的相邻直线平行,所述滑槽(02)段上沿线与相切于后支撑轮外圆和被动轮外圆的相邻直线的距离等于龙链节1/2厚度+龙链节长轴滑轮半径的距离,所述滑槽(44)段为滑槽(40)段到滑槽(52)段的过渡段,所述滑槽(44)段上沿的曲线弧度等于龙链节经过前支撑轮时龙链节长轴滑轮与滑槽(44)段相切的曲线弧度,所述滑槽(56)段为滑槽(52)段到滑槽(55)段的过渡段,所述滑槽(56)段上沿的曲线弧度等于龙链节经过后支撑轮时龙链节长轴滑轮与滑槽(56)段相切的曲线弧度,所述主体架下部连接的滑槽前段(37)呈外扩弧形状。所述主体架(15)下部连接的悬架j为一体架,所述悬架j底面为平面和单曲面,所述悬架通过悬架支架与主体架相连,所述悬架支架通过螺丝与悬架相连,所述悬架支架通过螺丝与主体架下部相连;所述悬架(51)段悬于前支撑左右轮、后支撑左右轮内侧,悬架(51)段的宽度等于所述l形桨叶中轴长度-中轴滑轮宽度
×
2-平垫圈厚度
×
2,所述悬架(36)段延伸至主动轮左右轮内侧,悬架(36)段宽度与悬架(51)段宽度相等,所述悬架(55)段延伸至被动轮左右轮内侧,悬架(55)段的宽度与悬架(51)段宽度相等;所述主体架下部连接的悬架(36)前段上部增加三角体,三角体斜面与悬架上部粘合,三角体平面水平,三角体立面垂直,三角体与悬架前部合成弧形状,所述主体架下部连接的悬架(51)段的底平面线与相切于前支撑轮外圆和后支撑轮外圆的相邻直线平行,所述悬架(51)段的底平面线与相切于前支撑轮外圆和后支撑轮外圆的相邻直线的距离等于l形桨叶长轴滑轮半径+l形桨叶长轴半径+l形桨叶叶面厚度+l形桨叶短轴半径+l形桨叶短轴滑轮半径的距离,所述主体架下部连接的悬架(55)段的底平面线与相切于后支撑轮外圆和被动轮外圆的相邻直线平行,所述悬架(55)段的底平面线与相切于后支撑轮外圆和被动轮外圆的相邻直线的距离等于运行中l形桨叶长轴滑轮相切于滑槽(02)、l形桨叶短轴滑轮相切于悬架(55)时l形桨叶划水段为垂直状态的距离;所述主体架前部连接的悬架(41)段、(45)段是悬架j前部的扩展段,所述悬架(41)段与悬架(36)段中后部、(51)段前部的两侧连接,所述悬架(41)段底面与悬架(36)段底面为一个平面,所述悬架(45)段的底平面线与悬架(51)段的底平面线平行,所述悬架(45)段的底平面线与悬架(51)段的底平面线的距离等于悬架(51)段的底平面线-l形桨叶短轴半径-l形桨叶短轴滑轮半径+l形桨叶中轴半径+l形桨叶中轴滑轮半径的距离,所述悬架(41)段的底平面线与滑槽(40)段上沿线平行,所述悬架(41)段的底平面线与滑槽(40)段上沿线的距离等于运行中l形桨叶长轴滑轮相切于滑槽(40)段、l形桨叶中轴滑轮相切于悬架(41)段时l形桨叶划水段为垂直状态的距离,所述悬架(41)段、(45)段扩
展后的宽度与所述l形桨叶连接中轴的长度相等,所述悬架(41)段的起点以运行中l形桨叶长轴滑轮相切于滑槽(37)段、l形桨叶中轴滑轮相切于悬架(41)段的点为起点,所述悬架(45)段的终点以运行中l形桨叶短轴滑轮相切于滑槽(52)段的点为终点;所述悬架(36)段过渡到(51)段的底曲面弧度、悬架(41)段过渡到(45)段的底曲面弧度等于所述滑槽(44)段上沿曲线弧度,所述悬架(51)段过渡到(55)段的底曲面弧度等于所述滑槽(56)段上沿曲线弧度。所述l形桨叶旋转运行至主动轮下方,l形桨叶短轴滑轮相切于悬架(36)段使l形桨叶翻转,l形桨叶长轴滑轮进入滑槽(37)段后相切于滑槽(40)段,l形桨叶中轴滑轮相切于悬架扩展段(41)段,使l形桨叶划水段以垂直状态入水;l形桨叶经过前支撑轮时,l形桨叶中轴滑轮相切于悬架扩展段(45)段,l形桨叶经过前支撑轮后,l形桨叶中轴滑轮离开悬架扩展段(45)段,l形桨叶短轴滑轮相切于悬架(51)段,与l形桨叶长轴滑轮相切于滑轮(52)段时形成支撑,使l形桨叶划水段以垂直状态继续在水中平行运行;l形桨叶经过后支撑轮时,l形桨叶短轴滑轮相切于悬架(55)段,与l形桨叶长轴滑轮经滑槽(56)段相切于滑槽(02)段时继续保持支撑,l形桨叶经过后支撑轮后,l形桨叶划水段以垂直状态出水。
25.本发明龙浆推进器实施例4如图1、图3、图5所示,所述l形桨叶划水段出水后l形桨叶长轴滑轮离开滑槽(02)段,l形桨叶短轴滑轮离开悬架(55)段,l形桨叶失去支撑后平躺运行返回。
26.本发明龙浆推进器的制造,根据船舶吨位和动力需要来设计l形叶片面积、l形叶片数量和龙链长度,在材料选择上,龙链节、桨叶、滑轮采用强度高、体质轻、耐腐、耐磨的合金制作,主动轮、被动轮、支撑轮、滑槽、悬架、轴采用强度高、耐腐、耐磨的合金制作,主体架等其它元器件采用强度高、耐腐蚀材料制作和选配。
27.以上所述的实施例仅为本发明的优选实施方式之一,并非对本发明的范围进行限定,但凡在本发明设计思想和精神上作出的毫无实质意义的变形和改进,其所解决的技术问题仍然与本发明一致的,均应当包含在本发明的保护范围内。
28.龙浆推进器专利技术说明书只作为参考使用,不具备商业价值。