专利名称：浮力驱动船的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将水的浮力转化为动力而进行航行的浮力驱动船。
背景技术：
目前，大部分船只采用燃油或煤等传统能源作为燃料来产生运行所需的
驱动力。J^4#^^、 ^^类的传统能源的价格不断飙iK这些 船只的运营成本也不断攀升，使得用家承担的经济负担与日俱增。另 一方面， 煤炭、石油之类的传统能源属于不可再生能源，随着开发和使用时间的推进， 其储量也将会越来越少。从而，人们希望开发出新的可再生能源来取代这些 传统能源。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种浮力驱动船，以解决上述问题。 本实用新型的目的是这样实现的，即提出了一种浮力驱动船，其包括船 体；螺旋桨，其设置于该船体尾部以驱动该船体航行；浮力生成机构，其设 置于该船体底部外侧，以接受水的浮力；和浮力转化机构，其设置于该船体 底部内侧并连接该浮力生成机构和螺旋桨，以该浮力生成机构所受浮力转化 为驱动该螺旋桨的驱动力。
优选地，该浮力生成机构包括导向部件，其固定于船体底部外侧；和 至少一个浮力臂，其相对于水的比重可以改变，以在其自身重力和所受水的 浮力的作用下沿着该导向部件竖直上下移动。该导向部件为一对间隔开设置 的导向板，沿着该导向板竖直方向设置有至少一组导向槽；所述至少一个浮 力臂包括基座；壳体，其对称地固定在基座两侧以形成内部空腔并在其侧 壁上形成多个供水流入流出的小孔；滑块，其形成于壳体两侧并可滑动地设 置于该导向槽内；浮升嚢，其在该壳体内部空腔内对称地设置于该基座两侧， 并且其一端固定于该基座上以形成内部密封腔，而其另一端在该壳体的内部 空腔中自由移动；拉力弹簧，其设置于该浮升嚢内部并且趋于将该浮升嚢的
5自由端拉向该基座；和油压伸缩臂，其设置于该浮升嚢内部，其一端固定于 该基座上而另一端固定连接于该浮升嚢的自由端，并且其在油泵的作用下进 行伸缩，以推动该浮升囊的自由端移动而改变该浮升嚢的体积。
该浮力转化机构包括第一传动轴，其通过摆动轴和曲轴连接于该浮力 臂，以在浮力臂的驱动下旋转；和主轴，其设置有与该第一传动轴上固定的 蜗轮相啮合的蜗杆，以在该第一传动轴的驱动下旋转，并且其末端固定有该 螺旋桨，以驱动该螺旋桨旋转。或者，该浮力转化机构包括第一传动轴， 其通过摆动轴和曲轴连接于该浮力臂，以在浮力臂的驱动下旋转；第二传动 轴，其平行于该第一传动轴设置并通过链轮链条组连接于该第一传动轴；和 主轴，其设置有与该第二传动轴上固定的蜗轮相啮合的蜗杆，以在该第二传 动轴的驱动下旋转，并且其末端固定有该螺旋桨，以驱动该螺旋桨旋转。
具体而言，该摆动轴一端形成球形轴头以可自由转动地设置于该基座中 形成的球形窝座中；该曲轴为U型连接件，其两条支脚分别固定于该第一传 动轴中的开口处，而其中间横轴上枢转地设置有该摆动轴的另 一端。
浮力臂的数量为两个或更多，该导向板上相应地形成有两组或更多导向 槽，各个浮力臂的运动相位相互配合，以使该第一传动轴受力均匀。
另外，该浮力驱动船还包括起动发电机或蓄电装置，以驱动该油泵开始 工作；而该第一传动轴或第二传动轴的轴端设置有主发电机，以在该第一传 动轴或第二传动轴的驱动下发电；该主发电4几电连接于该油泵，以驱动该油 泵工作。
该第 一传动轴上设置有棘轮棘齿装置，该棘轮棘齿装置在电磁阀的控制 下阻止或允许该第一传动轴旋转。该主轴上设置有离合装置，以在需要时停 止将驱动力传递至螺旋桨。该壳体由耐腐蚀金属或合金材料制成，该浮升嚢 由耐腐蚀塑料制成。
另外，该浮力驱动船还包括设置于该船体两侧吃水线附近的左侧翼和右 侧翼以及设置在该左侧翼和右侧翼上淡水储罐和/或咸水储罐。该浮力驱动船 还包括设置于该船体尾部的转向舵。
本实用新型的优点在于，其设计一种将水的浮力转化为动力而进行航行 的浮力驱动船，该浮力驱动船设有浮力生成机构及浮力转化机构等，由此可 有效地将再生能源取代一些传统能源如煤炭、石油之类，以可有效地利用能 源，且降低船的运营成本。以下结合附图对本实用新型的浮力驱动船的实施方式进行详细说明，图 中各个部件并未按照比例绘制，而仅是示意性的，其中
图1本实用新型浮力驱动船的实施方式的示意图； 图2是
图1的浮力驱动船中采用浮力生成机构的示意图； 图3是图2的浮力生成机构中的浮升嚢的示意图； 图4是本实用新型的浮力转化机构的示意图5是浮力生成机构的摆动轴与浮力转化机构的第 一传动轴相联接的示 意图6是图4的浮力转化机构的传动示意图；以及 图7是示出船体两侧安装有侧翼的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细说明。 如
图1所示，本实用新型的浮力驱动船主要包括船体1;设置在船体底 部外侧的浮力生成机构2;设置在船体底部内侧的浮力转化机构3(参见图4), 其连接于浮力生成机构2,以将由浮力生成^L构产生的浮升力转化为驱动力； 螺旋桨4，其设置于船体尾部并连接于浮力转化机构3;转向舵5，其设置于 船体尾部以控制该浮力驱动船的航向。
图2和图3示出了本实用新型浮力生成^4勾2的一个实施方式。如图2 所示，该浮力生成机构2包括一对间隔开设置在船体底部外侧的导向板6， 沿着该导向板6竖直方向间隔开地设置有两组导向槽7和8。该浮力生成机 构2还包括一对浮力臂，即第一浮力臂9和第二浮力臂10。以第一浮力臂9 为例，其包括基座91;对称地固定在基座上的壳体92,该壳体92形成内部 空腔并且在侧壁上形成多个供水流入流出的小孔93;形成于壳体两侧的滑块 94,该滑块可滑动地设置于导向板形成的一组导向槽7中，以引导第一浮力 臂沿着导向板上下滑动。该壳体可由耐腐蚀的金属或合金材料制成，例如不锈钢。
如图3所示，该基座91两侧对称的设置有浮升嚢97,该浮升嚢由耐腐 蚀塑料制成并且一端固定于该基座91上，以形成内部密封腔；而其另一端在壳体92的内部空腔中自由伸缩。该浮升嚢97内側设置有拉力弹簧98，该 拉力弹簧98趋于将浮升嚢97的自由端拉向基座91。
该浮升嚢97内部还设置有油压伸缩臂99，其一端固定于基座91上，而 另一端固定连接于浮升嚢97的自由端。该油压伸缩臂99经由供油管96连 接于油泵17 ，其中当油泵17通过供油管96向油压伸缩臂99供应压力油时， 油压伸缩臂99伸长，从而推动浮升嚢97的自由端而使其克服拉力弹簧98 的拉力而远离基座91。由此，浮升嚢97的体积增加，导致其所受水的浮力 增加。当油泵17停止向油压伸缩臂99供应压力油时，油压伸缩臂99缩短， 从而浮升嚢97的自由端在拉力弹簧98的作用下向基座91靠近，使得浮升 嚢97的体积减小，其所受水的浮力也相应减小。
第二浮力臂10的结构与第一浮力臂9相同并借助其两端的滑块和导向 板6上的另一导向槽8上下移动，在此不进行赘述。
如图4和图5所示，第一浮力臂9通过摆动轴95和第一曲轴111连接 于浮力转化机构3的第一传动轴11。如图5所示，该曲轴111为U型连接 件，其两条支脚1111和1112分别固定于第一传动轴11的开口处，而其中间 横轴1113上枢转地设置有摆动轴95的一端。摆动轴95的另一端形成球形 轴头并可自由转动地设置于基座91中形成的球形窝座中(参见图2)。当第 一浮力臂9沿着导向槽8上下移动时，摆动轴95带动曲轴111旋转，从而 驱使第一传动轴ll旋转。
同样，第二浮力臂10通过其摆动轴105和第二曲轴112与第一传动轴 ll相联接，从而第一浮力臂和第二浮力臂相互作用于第一传动轴上，使得该 第一传动轴受力均匀。
如图4所示，浮力转化机构3的第二传动轴13平行于第一传动轴11设 置，从而第一传动轴11经由链条链轮组12带动第二传动轴13旋转。浮力 转化机构3的主轴15正交于第二传动轴13设置。在第二传动轴13上固定 地设置有蜗轮14,而在主轴15的相应部位设置有与该蜗轮14相啮合的蜗杆 16,从而第二传动轴13借助该蜗轮和蜗杆驱动该主轴15旋转，进而带动主 轴端部设置的螺旋桨4旋转，而驱动该浮力驱动船航行。
图6示出了本实用新型浮力转化机构3的传动示意图。但是，为了简化 该浮力转化机构3以形成更紧凑的结构，该浮力转化机构3也可以仅包括第 一传动轴ll,并将蜗轮直接设置在第一传动轴11上，从而利用该蜗轮和形成于主轴15上的蜗杆16,直接将动力从第一传动轴传递至主轴。
本实用新型浮力驱动船的工作进程如下介绍如下。
首先，利用油泵对第一浮力臂中的油压伸缩臂进行供油，而不对第二浮 力臂的油压伸缩臂供油。从而，第一浮力臂的浮升嚢的体积在油压伸缩臂的 推动下增大，进而第一浮力臂的壳体内的水通过其上的小孔被排除，因此， 第一浮力臂受到的浮力变大。当油压伸缩臂伸到最大长度时，第一浮力臂收 到的浮力最大，从而其沿着导向槽滑动到达到最高位置，而第一浮力臂的摆 动轴也将第一曲轴的中间横轴推至最高位置。与此同时，由于第二浮力臂的 油压伸缩臂没有伸展，其浮升嚢的体积也将最小，从而第二浮力臂在其自身 重力下处于最低位置，进而将第二曲轴的中间横轴拉到最低位置。
随后，停止向第一浮动臂的油压伸缩臂供油，并开始对第二浮动臂的油 压伸缩臂供油。从而，第一浮力臂的浮升嚢的体积在拉力弹簧的作用下变得 越来越小，而水也不断通过壳体的小孔进入壳体内，因此第一浮力臂受到的 浮力逐渐小于其自身重力，并在重力作用下沿着导向槽不断下降直至最低位 置，也带动第一曲轴旋转至中间横轴达到最低位置。同时，第二浮力臂由于 其浮升嚢的体积逐渐增大，其受到的浮力也逐渐增加，从而沿着导向槽逐渐
滑动到最高位置，进行带动第二曲轴旋转至其中间横轴达到最低位置。由此， 在第一和第二曲轴的共同作用下，第一传动轴开始旋转，并带动第二传动轴
旋转，进而经由主轴驱动螺旋桨旋转，以驱动该浮力驱动船航行。
重复上面的操作，本实用新型的浮力驱动船就可以源源不断地将浮力转 化为驱动力而进行4元行。
为了确保第 一浮力臂与第二浮力臂相互配合，其两者的滑动相位正好相 反，也就是，当第一浮力臂沿着导向槽向上(或向下)滑动时，第二浮力臂就 相对应地沿着导向槽向下(或向上)滑动，而当第 一浮力臂达到最高(或最低) 行程位置时，第二浮力臂达到最低(或最高)行程位置。
然而，本实用新型也可以仅包括一个浮力臂，或者可以包括多于两个浮 力臂。当本实用新型包括两个以上浮力臂时，这些浮力臂的运动相位相互配 合，以使第一传动轴受力均匀。例如，当本实用新型包括三个浮力臂时，各 个浮力臂的运动相位相差120°。
另外，第 一和第二浮力臂中的油压伸缩臂可以在油泵的控制下进^^不同 程度的伸缩，从而可以控制浮升嚢体积的变化程度，进而改变浮力臂所受浮
9力的大小，最终控制船只以不同速度航行。例如，当油泵以较高的油压向油 压伸缩臂供油，油压伸缩臂伸展的最大行程将较大，从而浮升嚢的体积将变 得更大，浮力臂所受浮力将更大，进而第一传动轴所受旋转驱动力将更大而 以更快的速度旋转，最终使得螺旋桨旋转速度加快，驱动船只以更快速度航 行。相反，如果油泵以较低油压向油压伸缩臂供油，油压伸缩臂伸展的最大 行程将较小，从而浮升嚢体积的增加也将变得更小，浮力臂所受浮力将相应 地较小，进而第一传动轴所受旋转驱动力将较小而以更低的速度旋转，最终 使得螺旋桨旋转速度降低，驱动船只以更低速度航行。
为了使本实用新型的浮力生成机构2开始运作，本实用新型可以备有起
动发电机或者蓄电装置(图中未示出)，以供该油泵开始运作。另外，第一传 动轴或者第二传动轴可以连接主发电机(图中未示出)的主轴，以利用第一传 动轴或者第二传动轴的旋转带动主发电机进行发电。主发电机电连接于该油
泵，以当浮力生成机构2正常运作时向油泵供电，并停止起动发电机或蓄电 装置向油泵供电。该主发电机还可以电连接于上述蓄电装置，以将多余的电 能储存于该蓄电装置中以备后用。
另外，该浮力转化机构3还可以包括设置于第一传动轴11上的棘轮棘 齿装置18,其中该棘轮棘齿装置中的棘齿可以由电磁阀19驱动，以在需要 时(例如，船只停泊)使第一传动轴11进行步进式旋转。主轴15上可以设置 有离合装置20，通过操作该离合装置20，可以在需要时停止将驱动力传递 至螺旋桨4，以停止船只行进。
如图7所示，可以在本实用新型浮力驱动船的船体1两侧吃水线附近安 装左右侧翼21和22，以增加船只的平衡；并可以分别在左右侧翼21和22 上安装淡水储罐和咸水储罐，以备饮用和其它日常用水。
尽管参照优选的实施例描述了本发明，但本发明并不限于此，本领域的 普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各 种改进和变形。
权利要求1、一种浮力驱动船，其特征在于，该浮力驱动船包括船体；螺旋桨，其设置于该船体尾部以驱动该船体航行；浮力生成机构，其设置于该船体底部外侧，以接受水的浮力；和浮力转化机构，其设置于该船体底部内侧并连接该浮力生成机构和螺旋桨，以该浮力生成机构所受浮力转化为驱动该螺旋桨的驱动力。
2、 如权利要求1所述的浮力驱动船，其特征在于，该浮力生成机构包括..导向部件，其固定于船体底部外侧；和至少一个浮力臂，其相对于水的比重可以改变，以在其自身重力和所受 水的浮力的作用下沿着该导向部件竖直上下移动。
3、 如权利要求2所述的浮力驱动船，其特征在于，该导向部件为一对 间隔开设置的导向板，沿着该导向板竖直方向设置有至少一组导向槽；所述 至少一个浮力臂包括基座；壳体，其对称地固定在基座两侧以形成内部空腔并在其侧壁上形成多个供水流入流出的小孔；滑块，其形成于壳体两侧并可滑动地设置于该导向槽内；浮升嚢，其在该壳体内部空腔内对称地设置于该基座两侧，并且其一端固定于该基座上以形成内部密封腔，而其另一端在该壳体的内部空腔中自由移动；拉力弹簧，其设置于该浮升嚢内部并且趋于将该浮升嚢的自由端拉向该 基座；和油压伸缩臂，其设置于该浮升嚢内部，其一端固定于该基座上而另一端 固定连接于该浮升嚢的自由端，并且其在油泵的作用下进行伸缩，以推动该 浮升嚢的自由端移动而改变该浮升嚢的体积。
4、 如权利要求3所述的浮力驱动船，其特征在于，该浮力转化机构包括第一传动轴，其通过摆动轴和曲轴连接于该浮力臂，以在浮力臂的驱动下旋转；和主轴，其设置有与该第一传动轴上固定的蜗轮相啮合的蜗杆，以在该第 一传动轴的驱动下旋转，并且其末端固定有该螺旋桨，以驱动该螺旋桨旋转。
5、 如权利要求3所述的浮力驱动船，其特征在于，该浮力转化机构包括第一传动轴，其通过摆动轴和曲轴连接于该浮力臂，以在浮力臂的驱动 下旋转；第二传动轴，其平行于该第一传动轴设置并通过链轮链条组连接于该第 一传动轴；和主轴，其设置有与该第二传动轴上固定的蜗轮相啮合的蜗杆，以在该第 二传动轴的驱动下旋转，并且其末端固定有该螺旋桨，以驱动该螺旋桨旋转。
6、 如权利要求4或5所述的浮力驱动船，其特征在于，该摆动轴一端 形成球形轴头以可自由转动地设置于该基座中形成的球形窝座中；该曲轴为 U型连接件，其两条支脚分别固定于该第一传动轴中的开口处，而其中间才黄 轴上枢转地设置有该摆动轴的另 一端。
7、 如权利要求6所述的浮力驱动船，其特征在于，所述至少一个浮力 臂的数量为两个或更多，该导向板上相应地形成有两组或更多导向槽，各个 浮力臂的运动相位相互配合，以使该第一传动轴受力均匀。
8、 如权利要求7所述的浮力驱动船，其特征在于，该浮力驱动船还包 括起动发电机或蓄电装置，以驱动该油泵开始工作。
9、 如权利要求8所述的浮力驱动船，其特征在于，该第一传动轴或第 二传动轴的轴端设置有主发电机，以在该第一传动轴或第二传动轴的驱动下 发电；该主发电4几电连4妄于该油泵，以驱动该油泵工作。
10、 如权利要求9所述的浮力驱动船，其特征在于，该第一传动轴上设 置有棘轮棘齿装置，该棘轮棘齿装置在电磁阀的控制下阻止或允许该第一传 ^;^由^走寿争。
11、 如权利要求10所述的浮力驱动船，其特征在于，该主轴上设置有 离合装置，以在需要时停止将驱动力传递至螺旋桨。
12、 如权利要求11所述的浮力驱动船，其特征在于，该壳体由耐腐蚀金属或合金材料制成，该浮升嚢由耐腐蚀塑料制成。
13、 如权利要求1所述的浮力驱动船，其特征在于，该浮力驱动船还包括设置于该船体两侧吃水线附近的左侧翼和右侧翼以及设置在该左侧翼和 右侧翼上淡水储罐和/或咸水储罐。
14、如权利要求1所述的浮力驱动船，其特征在于，该浮力驱动船还包 括设置于该船体尾部的转向舵。
专利摘要本实用新型公开了一种浮力驱动船，其包括船体；螺旋桨，其设置于该船体尾部以驱动该船体航行；浮力生成机构，其设置于该船体底部外侧，以接受水的浮力；和浮力转化机构，其设置于该船体底部内侧并连接该浮力生成机构和螺旋桨，以该浮力生成机构所受浮力转化为驱动该螺旋桨的驱动力。由此，该浮力驱动船可以节省能源消耗，实现环保目的并降低船只运营成本负担。
文档编号B63H19/02GK201321157SQ20082021012
公开日2009年10月7日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年11月7日
发明者灶 关 申请人:灶 关