專利名稱：一種船舶推進裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶推進裝置，特別是由直流電機和同步帶輪行星傳動機構(gòu)組合而成的船舶推進裝置。
背景技術(shù)：
自從人類發(fā)明船舶以來，推進裝置的優(yōu)劣直接關(guān)系到船舶行進速度的快慢與工作效率的高低。近年來對環(huán)境的影響程度又成為一種重要的技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)前，常見的船舶推進裝置主要有手劃槳、手搖櫓、手撐篙、風(fēng)帆、明輪及螺旋槳等。其中，使用最廣泛的還屬螺旋槳推進裝置。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、使用方便。但其缺點是，在高速運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，嚴(yán)重地阻礙了船舶向高速化發(fā)展。特別是螺旋槳船舶推進裝置通常都安裝在船舶尾端的下方，必須完全潛入水中，因此，不宜在淺水的航道中使用。特別在內(nèi)河航道的冬季，由于枯水期引起航道河水很淺，造成螺旋槳推進的船舶無法正常航行。此外螺旋槳推進裝置中每一片葉片的形狀是空間螺旋曲面，其在工作時會產(chǎn)出X、Y、Z三個方向的分力，其中除一個方向的分力可產(chǎn)生推進船舶前進的有效動力之外，其余二個分力均在做不利于船舶前進的攪水運動，不但消耗了大量的能源在做無用功，尤其危害的是船過之處會將沉淀在河道底部的污泥濁水泛上水面，嚴(yán)重地污染了河面的整潔。因此，一般城市的河道普遍都不允許螺旋槳推進的船舶在其上高速航行。
傳統(tǒng)的明輪推進裝置，由于其多個槳葉均呈輻射狀分布在傳動軸的周圍，每一片槳葉在工作時從入水到出水的全過程均要經(jīng)過壓水、劃水和提水三個階段，只有當(dāng)每一片槳葉轉(zhuǎn)動到與水面呈垂直階段時，該槳葉工作狀態(tài)所產(chǎn)生的劃水效率是最高的。再繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，該槳葉由于已不再與水平面相垂直了，其上有一部分力在做提水工作，這是不利于船舶的正常航行的。同樣當(dāng)相鄰的另一工作槳葉片進入水中時，由于此時該槳葉尚未轉(zhuǎn)動到與水平面呈垂直的階段，其在水中劃水的過程中會有一部分力在作壓水運動，這也是阻礙船舶正常工作的不利因素。由于，每一片槳葉在工作中從入水到出水的整個過程中不能始終與水面呈垂直的工作狀態(tài)，故明輪推進裝置的推進效率不太高。所以，目前市場中應(yīng)用該裝置作為推進器的船舶已鮮為少見了。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種類似明輪船舶推進裝置，但又與其有本質(zhì)區(qū)別的高效節(jié)能又環(huán)保并能高速推進的船舶推進裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該裝置主要由密閉的箱體和箱體內(nèi)直流電機及控制器、同步帶輪及同步傳動帶組成的機構(gòu)、同步帶輪支承軸及放置在箱體外的槳葉組合而成，該箱體為圓盤形的空腔，其內(nèi)部中心置有電動自行車用直流電機及置于箱體外的控制器、直流電機的主軸兩端均伸出箱體之外，固定在與船舶尾端或兩側(cè)相應(yīng)的支架上不動，而該電機的圓周外殼上與一個圓環(huán)及圓盤形箱體內(nèi)周固連，在該圓環(huán)的兩側(cè)各布置兩個齒數(shù)與形狀相同的同步帶輪Zff，但其軸心連線均穿過電機軸心線并且圓環(huán)兩側(cè)的同步帶輪& 布置相位相差90°呈十字形排列，直流電機主軸在箱體內(nèi)的兩端軸頸上各固連著一個同步帶輪Zic 不動，同步帶輪Zic與其上、下或左、右的兩個同步帶輪Zff在同一平面上并與之留有一定空隙以免工作時發(fā)生干涉。同側(cè)的一個同步帶輪Zic與另兩個帶輪Zff由一根同步傳動帶將它們構(gòu)成一組同步帶傳動機構(gòu)。在同步帶輪Ζ*兩側(cè)的同步傳動帶外側(cè)面各有一個導(dǎo)向塊壓住，使同步傳動帶內(nèi)側(cè)的帶齒在工作時始終能貼緊在同步帶輪Z *圓周兩側(cè)的齒槽中，同步帶輪Zff的內(nèi)孔與各自的支承軸外圓固連，而各支承軸的中部與電機外殼上固連的圓環(huán)壁之間的孔洞配合為轉(zhuǎn)動配合，支承軸的兩軸頸與圓盤形箱體兩箱壁孔洞中也為轉(zhuǎn)動配合， 并設(shè)有密封圈以防止灰塵與水進入箱體內(nèi)。各支承軸的兩端伸在圓盤形箱體之外，各自固連著一片槳葉，并且各槳葉的位置都處于垂直水平面的狀態(tài)，均勻布置在圓盤形箱體的兩側(cè)。
當(dāng)操作者在船舶上打開控制器使直流電機順時針轉(zhuǎn)動時，則與其外殼固連的圓環(huán)和圓盤形箱體也帶動其內(nèi)部的同步帶輪Zff及其的支承軸圍繞電機的軸心線作順時針的公轉(zhuǎn)，而電機主軸兩端軸頸上固連的同步帶輪、則始終不動，其兩側(cè)各有兩個同步帶輪、在同步傳動帶及貼緊壓塊的作用下圍繞各自的支承軸軸心線作逆時針的自轉(zhuǎn)。由于同步帶輪 Zff與同步帶輪Zic的齒數(shù)完全一樣，當(dāng)電機外殼帶動整套裝置圍繞固定不動的同步帶輪Zic 順時針公轉(zhuǎn)一周時，則各同步帶輪Zff也在圍繞各自的同步帶輪、公轉(zhuǎn)一周時也同步圍繞各自的軸心線逆時針自轉(zhuǎn)一周，則固連在各支承軸兩端箱體外的槳葉能始終以垂直于水平面的狀態(tài)，環(huán)繞電機的軸心線作平面運動，如果將本裝置的中心軸線平面置于水平面之上或與之平齊，則每一片槳葉從入水到出水的整個工作過程中，能始終能以垂直于水平面的姿態(tài)劃水，故能得到最大的效率推動船舶前進。如果反向驅(qū)動電機逆時針運轉(zhuǎn)，則各槳葉也能保持其在工作過程中，始終以最高效率推動船舶后退。雖然，每片槳葉在出水后的工作中會在空氣中作負功造成能量損耗，但空氣的密度僅為水密度的六百分之一，小到可以忽略不計，故本裝置完全能大大提高船舶的推進效率，使船舶高速前進。此外，本裝置的槳葉只是在河道水面的上層劃水，高速行駛時，船過之后不會引起河底的污泥濁水沉渣泛起污染環(huán)境，并保護提岸護坡不遭損毀。由于采用同步帶輪傳動機構(gòu)，故在圓盤形箱體內(nèi)不必貯有用于齒輪傳動或鏈傳動必備的潤滑機油，同時工作時噪音也遠低于齒輪傳動或鏈傳動工作時所產(chǎn)生的噪音。
圖1為本發(fā)明主視圖的剖面示意圖
圖2為本發(fā)明同步帶輪布置的示意圖
圖3為本發(fā)明側(cè)視圖的示意圖具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示本發(fā)明船舶推進裝置主要是由封閉的圓盤形箱體(1)、直流電動機及其控制器O)、圓環(huán)(3)、同步帶輪Z ffG)、同步帶輪支承軸；(5)、同步帶輪Zic (6)、同步傳動帶及壓塊(7)、槳葉(8)、等組合而成。
把本推進裝置中電機( 的中心軸兩端固定在船舶尾端或兩側(cè)(采用兩套本傳動裝置)與之相應(yīng)的支架上固連時，驅(qū)動控制器令直流電機(2)順時針運轉(zhuǎn)時，同時也使與之固連的圓環(huán)C3)，同步帶輪Zff (4)，同步帶輪支承軸( ，同步傳動帶及壓塊(7)，圓盤形箱體(1)及箱體外兩側(cè)與同步帶輪支承軸兩端的槳葉(8) —起圍繞直流電機( 主軸的軸心線及兩端與之固連不動的同步帶輪Zic (6)作順時針的公轉(zhuǎn)運動，由于圓盤形箱體(1) 內(nèi)圓環(huán)(3)上支承的同步帶輪ZffW支承軸與之為轉(zhuǎn)動配合，則在同步傳動帶及壓塊(7)的作用下會使同側(cè)上、下或左、右的兩個同步帶輪ZffG)圍繞固定不動的同步帶輪Zic (6)作逆時針的自轉(zhuǎn)運動，由于同步帶輪Zff (4)與同步帶輪Zic (6)的齒數(shù)和形狀完全一致，故當(dāng)同步帶輪Zff (4)環(huán)繞電機軸線作公轉(zhuǎn)一周時，也同時環(huán)繞各自的支承軸軸線作同步的逆時針自轉(zhuǎn)一周，因此該同步傳動機構(gòu)同時也具有行星傳動機構(gòu)的特點。則同時使得圓盤形箱體(1)兩外側(cè)的各槳葉(8)始終以垂直水平面狀態(tài)下環(huán)繞電機O)的軸心線作平面運動， 當(dāng)把該推進裝置的中心軸線置于水平面以上或與之平齊時，則各槳葉(8)從入水到出水的全過程中始終以最高效的狀態(tài)推動船舶前進。雖然當(dāng)每片槳葉離開水面進入空氣中返回會作負功，但由于與水中產(chǎn)生的推進力相比可小到忽略不計，由于本推進裝置可同時安置2-8 片槳葉均勻分布，在工作時各槳葉(8)此起彼伏的工作狀態(tài)，可使船舶連續(xù)不斷地平穩(wěn)地前進或后退。為防止在水中工作時，水會進入密閉的圓盤形箱體內(nèi)，在各支承軸與箱體的支承連接處外側(cè)均裝有防水的密封圈。
本船舶推進裝置的發(fā)明不僅可高效、節(jié)能地推進船舶高速行進，特別是本推進裝置由于工作時只有一半沒入水中，另一半則浮在水平面以上，故吃水很淺，能解決河道枯水季節(jié)螺旋槳推進不利航行的難題。此外，本裝置的槳葉(8)只是在河道水面的上層劃水，高速行駛時，船過之后不會引起河底的污泥濁水沉渣泛起污染環(huán)境，并保護提岸護坡不遭損毀。此外，由于采用同步帶輪傳動機構(gòu)，故在圓盤形箱體內(nèi)不必貯有用于齒輪傳動或鏈傳動必備的潤滑機油，同時工作時噪音也遠低于齒輪傳動或鏈傳動工作時所產(chǎn)生的噪音。
權(quán)利要求
1.船舶推進裝置由密閉的箱體和箱體內(nèi)直流電機及控制器、同步帶輪及同步傳動帶組成的機構(gòu)、同步帶輪支承軸及放置在箱體外的槳葉組合而成，該箱體為圓盤形的空腔，其內(nèi)部中心置有電動自行車用直流電機及置于箱體外的控制器，直流電機的主軸兩軸端均伸出在箱體之外，固定在與船舶尾端或兩側(cè)相應(yīng)的支架上不動，而該電機的圓周外殼上與一個圓環(huán)及圓盤箱體內(nèi)周固連，在該圓環(huán)的兩側(cè)各布置兩個齒數(shù)與形狀相同的同步帶輪Zff，但其軸心連線均穿過電機軸心線，并且圓環(huán)兩側(cè)的同步帶輪Zff布置相位相差90°呈十字形排列，電機主軸在箱體內(nèi)的兩端軸頸上各固連著一個同步帶輪Zic不動，同步帶輪2力與其上下或左右的兩個同步帶輪Zff在同一平面上并與之留有一定的空隙，同側(cè)的一個同步帶輪Z *與另兩個同步帶輪Zff由一根同步帶將它們構(gòu)成一組同步帶輪傳動機構(gòu)，在同步帶輪2*兩側(cè)的同步傳動帶外側(cè)各有一個導(dǎo)向塊壓住，使同步傳動帶內(nèi)側(cè)的帶齒在工作時始終能貼緊在同步帶輪Zic圓周兩側(cè)的齒槽中，同步帶輪Zff的內(nèi)孔與各自的支承軸外圓固連。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的船舶推進裝置其特征在于各支承軸的中部與電機外殼上固連的圓環(huán)壁之間的孔洞配合為轉(zhuǎn)動配合，支承軸的兩軸頸與圓盤形箱體兩箱壁孔洞中也為轉(zhuǎn)動配合，并設(shè)有密封圈，各支承軸的兩軸端伸在圓盤形箱體之外，各自固連著一片槳葉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶推進裝置其特征在于同步帶輪〖#與同步帶輪Zic的形狀與齒數(shù)完全相同，并由一根同步傳動帶及導(dǎo)向塊組成一個完整的同步傳動機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶推進裝置其特征在于與各支承軸端固連的槳葉為長方形薄片，各槳葉均以垂直于水平面的狀態(tài)均勻布置在圓盤形箱體的兩側(cè)。
全文摘要
一種船舶推進裝置，由圓盤形箱體、直流電動機及控制裝置、同步帶輪及同步傳動帶組成的機構(gòu)、同步帶支承軸及放置在箱體外的數(shù)片槳葉組合而成，當(dāng)置于圓盤形箱體中央的直流電動機在控制裝置的驅(qū)動下順時針公轉(zhuǎn)時，則同時帶動箱體內(nèi)的同步帶輪Z行在其支承軸和同步帶輪Z太的作用下作逆時針的自轉(zhuǎn)，而置于圓盤形箱體兩側(cè)的與支承軸固連的數(shù)片均勻布置的槳葉，就會始終以垂直于水平面的狀態(tài)此起彼伏地以最高的效率劃水，推進船舶前進，由于本發(fā)明的推進裝置始終在水平面的上層劃水前進，不會使河道底部的污泥濁水沉渣泛起可在節(jié)能的同時還具有環(huán)保的特點。
文檔編號B63H1/04GK102490881SQ20111037684
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者俞苗根 申請人:俞苗根