专利名称：水下运动体变螺距推进装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水下推进装置，特别涉及一种水下推进装置的机械传动方式。
(二)
背景技术：
为了使物体能够以一定的速度在水中运动，就必须给物体一个与水阻力相 等(或大于)但方向相反的推力，而螺旋桨桨叶就是将其他形式的能量转换成 这种推力的装置。螺旋桨是由一群翼面构建而成，翼面的几何变化与螺距角的 存在，使流经翼面上下的流体有不同的速度，这速度的不同会造成翼面上下表 面压力的不同，因而产生推力(升力)。
绝大多数的螺旋桨的螺距的是固定的，即通常所说的定距桨。定距桨将每 个桨叶的螺距固定，使桨叶产生的其他方向的推力相互抵消、合并成沿桨毂轴 线方向推力。这种定距桨只能通过改变转速来改变推力，且不能产生其他方向 的推力。
有一些螺旋桨的桨叶在工作过程中可以利用传动机构进行相对于桨毂的转 动，这就改变的螺距，因而又称为可调螺距桨，简称变距桨。例如专利申请号 为98810011.8，名称为"可变节距水下推进器"(
公开日2000.11.29)的专利文 件中记载的技术方案等。但这种变距桨对螺距的改变是同步的，即所有桨叶的 螺距角的改变是同时的，且改变角度也相同。这就使得这种变距桨可以改变沿 桨毂轴线推力的大小和方向。这种变距桨虽然可以改变推力的大小，但仍无法 产生其他方向的推力。
(三)
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以任意改变推进器每个螺旋桨桨叶螺距角的 机械传动方式的水下运动体变螺距推进装置。 本发明的目的是这样实现的
它包括由前帽1、中间筒体和后盖62组成的壳体，壳体中设置有主托架60， 主电机68安装在主托架上，主托架上安装3个双出杆液压缸53，双出杆液压缸53的活塞杆的一端通过耳轴套54和球形万向铰46与摆动转盘42相连；摆 动转盘42与轴承41的外环固定、并通过防转板48与主托架60相连；回转摇 摆盘39与轴承41的内环固定，并通过球形万向铰45、摇摆耳轴套26和销轴 24相连；前支撑套15与轴承32内环固定，主托架60与轴承32外环和电滑环 50的外环固定；叶轮轴23与轴承25内环固定，叶轮座17与轴承25外环固定； 主电机68通过键69与中轴34相连，中轴34穿过电滑环50的内环、摆动转盘 42、回转摇摆盘39和球面转轮盘40，并与前支撑套15相连。 本发明还可以包括 \1、 双出杆液压缸53的活塞杆的另外一端通过固定架58、连接环59联接 光栅尺57。2、 编码器4安装于编码器安装板7上，并与叶轮轴23相连。3、 3个液压缸53成120度分布。 本发明的工作原理为液压缸53的数量为3个，成120度分布，液压缸53的活塞杆的移动的距 离如果相同，摆动转盘42和回转摇摆盘39将在球面转轮盘40上平移，平移的 位移通过3个拉杆28、 3个摇摆耳轴套26和3个销轴24使3个叶轮轴23产生 角度相同的转动，即3个叶片21产生相同的螺距角。3个液压缸53的活塞杆的移动的距离如果不同，摆动转盘42和回转摇摆 盘39不仅在球面转轮盘40上平移，还将在球面转轮盘40产生倾角，平移的位 移和产生的倾角通过3个拉杆28、 3个摇摆耳轴套26和3个销轴24使3个叶 轮轴23产生角度不同的转动，即3个叶片21产生不同的螺距角。本发明的主要动作过程如下1、 3个双出杆液压缸53的活塞杆的不同位移通过耳轴套54和球形万向铰 46，使得摆动转盘42和回转摇摆盘39产生平移和倾角，平移和倾角通过拉杆 28、摇摆耳轴套26和销轴24使叶轮轴23产生角度不同的转动，即叶片21产 生不同的螺距角。2、 摆 动转盘42与轴承41的外环固定，并通过防转板48与主托架60相连， 回转摇摆盘39与轴承41的内环固定；摆动转盘42与轴承41的外环因通过防转板48与主托架60相连，故在装置工作时不转动，而回转摇摆盘39与轴承 41的内环在装置工作时将随中轴34转动。3、 回转摇摆盘39产生的平移和倾角通过球形万向铰45和摇摆耳轴套26 转换成销轴24的转动，销轴24的转动使叶轮轴23产生转动。4、 前支撑套15与轴承32内环固定，在装置工作时将随中轴34转动；主 托架60与轴承32外环和电滑环50的外环固定，在装置工作时不转动。5、 叶轮轴23与轴承25内环固定，在转动过程中轮轴23带动叶片21作周 期性转动；叶轮座17与轴承25外环固定，在转动过程中不动。6、 主电机68通过键69带动中轴34旋转，中轴34带动电滑环50的内环、 摆动转盘42、回转摇摆盘39、前支撑套15和球面转轮盘40共同转动。本发明的主要优点体现在1、 摆动转盘42和回转摇摆盘39在一定范围内可产生任意的位移和倾角， 使得每个桨叶的螺距角可以独立变化；2、 3个叶片21产生的螺距角可以由与叶轮轴23相连的编码器4直接测得， 也可以由光栅尺U57测得液压缸U53的活塞杆的位移后换算得出；3、 编码器4的电源、驱动信号和反馈信号通过电滑环50传输。(四)
附图是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合附图，水下运动体变螺距推进装置的组成包括前帽l、螺钉2、垫片 3、编码器4、垫片5、螺钉6、编码器安装板7、支撑盒8、螺钉9、销轴10、 螺帽ll、垫片12、开口销13、轴销14、前支撑套15、垫片16、叶轮座17、 密封圈18、螺栓19、垫片20、叶片21、密封圈22、叶轮轴23、销轴24、轴 承25、摇摆耳轴套26、垫片27、拉杆28、密封圈29、密封轴承挡30、内轴套 31、轴承32、定位套33、中轴34、长短键35、紧固帽36、卡箍37、挡板38、 回转摇摆盘39、球面转轮盘40、轴承41、摆动转盘42、轴档压板43、轴档压 板44、球形万向铰45、球形万向铰46、防转挡板47、防转板48、电滑环转动 垫块49、电滑环50、轴承5K键52、双出杆液压缸53、耳轴套54、销轴55、销轴56、光栅尺57、固定架58、连接环59、主托架60、透明窗61、后盖62、 导线插座63、螺栓64、油管接头65、垫片66、电机接线排67、主电机68、键 69、机座70、螺栓71。推进装置的主框架由前帽l、前支撑套15、主托架60和后盖62组成；双 出杆液压缸53固定在主托架60上，双出杆液压缸53的一端通过固定架58和 连接环59与光栅尺57相连，用于测量活塞杆移动距离；双出杆液压缸53的另 一端通过销轴55和销轴56与耳轴套54相连，球形万向铰46与摆动转盘42相 连，使3个液压缸活塞杆的位移转换成摆动转盘42位移和倾角；摆动转盘42 与轴承41的外环固定，并通过防转板48与主托架60相连，防转板48与防转 挡板47相配合，使得摆动转盘42只能产生水平位移倾角，而不会随中轴34转 动；回转摇摆盘39与轴承41的内环固定，使得摆动转盘42产生水平位移倾角 通过轴承41传递给回转摇摆盘39;回转摇摆盘39卡在球面转轮盘40上，球 面转轮盘40的球面突起使得摆动转盘42产生的位移的倾角不变的传递到回转 摇摆盘39;轴档压板43和轴档压板44位于轴承41两侧，轴档压板44防止轴 承41内环脱落，轴档压板43防止轴承41外环脱落；回转摇摆盘39通过球形 万向铰45、摇摆耳轴套26、拉杆28和销轴24相连，将水平位移倾角转换成销 轴24的转动角度；由于销轴24通过销轴10、螺帽ll、垫片12、开口销13、 轴销14与叶轮轴23相连，叶轮轴23与叶片21相连，所以，销轴24的转动角 度最终转变成叶片21的螺距角变化；叶轮轴23插入叶轮座17内，并与轴承 25内环固定，在转动过程中轮轴23带动叶片21作周期性转动；叶轮座17与 轴承25外环固定，在转动过程中不动；前支撑套15与轴承32内环固定，在装 置工作时将随中轴34转动；主托架31与轴承32外环和电滑环50的外环固定， 在装置工作时不转动；内轴套31位于轴承32内环间，使得轴承32的内环不脱 落；编码器4通过垫片5和螺钉6安装于编码器安装板7上，并与叶轮轴23相 连；编码器安装板7通过螺钉9与支撑盒8连接；前帽1通过螺钉2和垫片3 连接到前支撑套15;电滑环50位于主托架60内，电滑环50的外环与主托架 60连接，电滑环50的内环与中轴34连接；主电机68通过键69带动中轴34 旋转，中轴34带动电滑环50的内环、摆动转盘42、回转摇摆盘39、前支撑套 15和球面转轮盘40共同转动。
权利要求
1、一种水下运动体变螺距推进装置，它包括由前帽(1)、中间筒体和后盖(62)组成的壳体，壳体中设置有主托架(60)，主电机(68)安装在主托架上，其特征是主托架上安装3个双出杆液压缸(53)，双出杆液压缸(53)的活塞杆的一端通过耳轴套(54)和球形万向铰(46)与摆动转盘(42)相连；摆动转盘(42)与轴承(41)的外环固定、并通过防转板(48)与主托架(60)相连；回转摇摆盘(39)与轴承(41)的内环固定，并通过球形万向铰(45)、摇摆耳轴套(26)和销轴(24)相连；前支撑套(15)与轴承(32)内环固定，主托架(60)与轴承(32)外环和电滑环(50)的外环固定；叶轮轴(23)与轴承(25)内环固定，叶轮座(17)与轴承(25)外环固定；主电机(68)通过键(69)与中轴(34)相连，中轴(34)穿过电滑环(50)的内环、摆动转盘(42)、回转摇摆盘(39)和球面转轮盘(40)，并与前支撑套(15)相连。
2、 根据权利要求1所述的水下运动体变螺距推进装置，其特征是双出杆 液压缸(53)的活塞杆的另外一端通过固定架(58)、连接环(59)联接光栅尺(57)。
3、 根据权利要求1或2所述的水下运动体变螺距推进装置，其特征是编 码器(4)安装于编码器安装板(7)上，并与叶轮轴(23)相连。
4、 根据权利要求1或2所述的水下运动体变螺距推进装置，其特征是3 个液压缸(53)成120度分布。
5、 根据权利要求3所述的水下运动体变螺距推进装置，其特征是3个液 压缸(53)成120度分布。
全文摘要
本发明提供的是一种水下运动体变螺距推进装置。壳体中设置有主托架，主电机安装在主托架上，主托架上安装双出杆液压缸、其活塞杆的一端与摆动转盘相连；摆动转盘与轴承的外环固定并与主托架相连；回转摇摆盘与轴承的内环固定并和销轴相连；前支撑套与轴承内环固定，主托架与轴承外环和电滑环的外环固定；叶轮轴与轴承内环固定，叶轮座与轴承外环固定；主电机与中轴相连，中轴穿过电滑环的内环、摆动转盘、回转摇摆盘和球面转轮盘，并与前支撑套相连。本发明使得摆动转盘和回转摇摆盘在一定范围内可产生任意的位移和倾角，使得每个桨叶的螺距角可以独立变化，即螺旋桨叶片产生推力的合力的方向可以改变，即产生了矢量推力。
文档编号B63H3/06GK101318547SQ20081006456
公开日2008年12月10日 申请日期2008年5月23日 优先权日2008年5月23日
发明者胜 刘, 徐东昊, 冰 李, 李福义, 郑秀丽 申请人:哈尔滨工程大学