專利名稱：對稱式仿魚尾擺動水下推進器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利屬于水下推進器(系統(tǒng))，區(qū)別于現(xiàn)行的螺旋槳、噴氣(水) 式水下推進器(系統(tǒng))，是一種仿魚尾擺動的水下推進器。
技術背景如何利用仿魚尾的擺動來推動船體前進的技術正受到國內(nèi)外專業(yè)人 士的關注，各種機器魚的研制也正方興未艾。但是要想讓船，尤其是大船， 像真正的魚兒一樣在水中靈活、敏捷的游動，目前的仿生技術恐怕還有相當長的路要走。眾所周知，魚類(含水中動物)主要是靠尾部擺動時產(chǎn)生的渦流來 推動軀體前進的；而渦流的推力是很復雜的，如果把魚看成是剛性的，從 圖3的A部分的受力分析可以看出，渦流的推力還將對軀體產(chǎn)生橫向推力 Fx ，使軀體在前進時發(fā)生左右搖擺(即產(chǎn)生振動)。魚顯然是利用了自 身軀體的柔軟性以改變身體的曲線來適應渦流的作用，而對于剛性的船 體，如何克服這種振動，這正是本發(fā)明以解決的技術難點問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明正是針對目前存在的技術難題，提出一種對稱式仿魚尾擺動 水下推進器，以有效克服單(仿魚尾)擺動時產(chǎn)生的振動，提高推進速度。為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的對稱式仿魚尾擺動機構包括有動 力系統(tǒng)、偏心連桿機構、搖臂、傳動軸、兩組傘齒輪副、兩根輸出軸和兩 副仿魚尾式搖鰭；所述動力系統(tǒng)的輸出軸連接偏心連桿機構，偏心連桿構將動力系統(tǒng)輸出的旋轉運動變成直線往復運動;再經(jīng)搖臂轉換成軸的有 限轉動，所述偏心連桿機構的輸出連接搖臂，搖臂固接在傳動軸上，傳動 軸的兩端分別固接傘齒輪副，傘齒輪副又分別固接一根輸出軸，兩輸出軸 的另 一端分別安裝對稱式仿魚尾搖鰭。所述偏心連桿機構包括徧心軸連桿和第一、第二、第三搖動連桿，徧 心軸連桿連接在動力系統(tǒng)的輸出端，第一搖動連桿的一端與徧心軸連桿相 對于動力系統(tǒng)的輸出中心偏心端連接，另一端連接第二搖動連桿，將徧心 軸連桿的轉動變成第二搖動連桿的水平直線往復運動;第二搖動連桿的另 一端與第四搖動連桿連接；第四搖動連桿的另一端與搖動臂連接，搖動臂 的另一端與傳動軸固接，將第二連桿的直線往復運動轉換成軸的在0 180度之間的來回轉動。也可將第二和第三搖動連桿省略，即將第一搖動 連桿的另一端直接與搖臂連接，也可實現(xiàn)前述功能。傳動軸和輸出軸都分 別通過軸承及軸承座或軸套安裝在底座上。所述傘齒輪副由兩個傘齒輪以轉動軸軸心線為參考線，呈90度夾角 相互嚙合而成，固接在傳動軸兩端的為主動傘齒輪，被動傘齒輪則分別固 接一根輸出軸。工作時，動力系統(tǒng)輸出轉動力，帶動偏心連桿機構，由偏心連桿機構 將(圓周運動)轉動轉換成]搖臂和傳動軸在有限角度之間(0 180度之 間)的轉動，傳動軸帶動兩傳動軸上的傘齒輪副，使兩輸出軸同時形成相 向或相反轉動，即對稱式轉動，并帶動其上的仿魚尾作對稱式擺動。本發(fā)明具有以下優(yōu)勢1、消除了振動從(圖3)的A和B的受力分析可以看出，通過設置仿魚尾的對稱式轉動，對船體而言，對稱式仿魚尾(鰭)作對稱式擺動時必將形成對稱式渦流，其產(chǎn)生的橫向推力Fx的影響被抵消，振動被消 除，而剩下了前進的推力Fy，這是對現(xiàn)行技術的重大改革和突破2、 節(jié)能仿魚尾擺動時渦流所產(chǎn)生的推力效率高于螺旋槳所產(chǎn)生的 推力效率，這一理論已為各國科學家證實。3、 低噪音由于擺動機構是在低速狀態(tài)下運行(擺動頻率遠小于轉 動頻率)，故噪音很小。4、 無尾跡而具有很大的隱蔽性。5、 結構簡單，易于制造，具有現(xiàn)實性。6、 易于實現(xiàn)功能的擴展


圖l是本發(fā)明的結構原理圖；圖2是圖1的后視圖；圖3是本發(fā)明安裝到船上的渦流產(chǎn)生的推力分解示意圖； 圖4是本發(fā)明安裝到船上的示意圖； 圖5是本發(fā)明實現(xiàn)舵機合一的原理圖。
具體實施方式
參見圖2和圖3，本機構主要由動力系統(tǒng)(虛線所示，可為電機，也 可為其他動力機構)、偏心軸連桿l、第一、第二和第三搖動連桿2、 3和 4 (2、 3、 4可為一體)、搖臂5、第一、第二主動傘齒輪6、 13和第一、 第二被動傘齒輪8、 14，傳動軸7，第一輸出軸9、第二輸出軸15,第一 軸套IO、第二軸套16、底座17、軸承及軸承座11和12、仿魚尾式搖鰭18等構成。其中第一、第二主動傘齒輪6、 13分別與第一、第二被動傘 齒輪8與14嚙合，并且它們完全相同，第一和第二輸出軸9與15也完全 相同，搖臂5、第一和第二主動傘齒輪6、 13固接在傳動軸7上，第一、 第二被動傘齒輪8、 14分別固接在第一和第二輸出軸9、 15上。工作時，動力系統(tǒng)輸出轉動力，帶動偏心軸連桿1轉動，同時經(jīng)第一、 第二和第三搖動連桿2、 3、 4帶動搖臂5、使傳動軸7作有限角度(0 180度之間)轉動，經(jīng)第一、第二主動傘齒輪6、 13分別耦合至第一、第 二被動傘齒輪8與14嚙合，使第一和第二輸出軸9與15同時成相向或相 反轉動，即對稱式轉動，并帶動其上的仿魚尾(鰭)作對稱式擺動，從而 實現(xiàn)對船體的推進。上述結構中，根據(jù)實際需要，也可將第二和第三搖動連桿3、 4省略， 即將第一搖動連桿2的另一端直接與搖臂5連接，也可實現(xiàn)前述功能。本機構可作縱向或橫向排列，均為偶數(shù)，以實現(xiàn)大功率輸出。參見 圖4，在船19上縱向、橫向排四套推進器20。參見圖5，本發(fā)明可實現(xiàn)舵機合一，即整機繞水平軸JS轉動時實現(xiàn) 轉向，可簡化操作系統(tǒng)；并可減小轉彎半徑，極大的提高船的靈活性和機 動性。
權利要求
1、對稱式仿魚尾擺動水下推進器，其特征在于其包括有動力系統(tǒng)、偏心連桿機構、搖臂、傳動軸、兩組傘齒輪副、兩根輸出軸和兩副仿魚尾式搖鰭；所述動力系統(tǒng)的輸出軸連接偏心連桿機構，偏心連桿機構將動力系統(tǒng)輸出的旋轉運動變成直線往運動；所述偏心連桿機構的輸出連接搖臂，搖臂固接在傳動軸上，傳動軸的兩端分別固接傘齒輪副，傘齒輪副又分別固接一根輸出軸，兩輸出軸上分別安裝一副仿魚尾式搖鰭。
2、 根據(jù)權利要求1所述的對稱式仿魚尾擺動水下推進器，其特征在 于所述偏心連桿機構包括徧心軸連桿(1)和第一搖動連桿(2)，徧心 軸連桿(1)連接在動力系統(tǒng)(1)的輸出端，第一搖動連桿(2)的一端 與徧心軸連桿(1)相對于動力系統(tǒng)(1)的輸出中心偏心連接，另一端連接搖臂(5);轉動軸和輸出軸都分別通過軸承及軸承座或軸套安裝在底座上。
3、 根據(jù)權利要求2所述的對稱式仿魚尾擺動水下推進器，其特征在于所述第一搖動連桿(2)后端還連接第二搖動連桿(3)，第二搖動連桿(3再與搖臂(5)連接。
4、 根據(jù)權利要求3所述的對稱式仿魚尾擺動水下推進器，其特征在 于所述第二搖動連桿(3)后端還連接第三搖動連桿(4)，第三搖動連 桿(4)再與搖臂(5)連接。
5、 根據(jù)權利要求1-4之任一項所述的對稱式仿魚尾擺動水下推進器， 其特征在于所述傘齒輪副由兩個傘齒輪以軸心線為參考線互呈90度夾 角相互嚙合而成，連接在傳動軸兩端的為主動傘齒輪，被動傘齒輪則分別固接一根輸出軸。
6、根據(jù)權利要求1-4之任一項所述的對稱式仿魚尾擺動水下推進器， 其特征在于所述動力系統(tǒng)為電機或其他動力機構。
全文摘要
本發(fā)明提出一種對稱式仿魚尾擺動水下推進器，其包括有動力系統(tǒng)、偏心連桿機構、搖臂、傳動軸、兩組傘齒輪副、兩根輸出軸和兩副仿魚尾式搖鰭；所述動力系統(tǒng)的輸出軸連接偏心連桿機構，偏心連桿機構將動力系統(tǒng)輸出的旋轉運動變成直線往運動；所述偏心連桿機構的輸出連接搖臂，搖臂固接在傳動軸上，傳動軸的兩端分別固接傘齒輪副，傘齒輪副又分別固接一根輸出軸，兩輸出軸上分別安裝一副仿魚尾式搖鰭。本發(fā)明能有效克服單(仿魚尾)擺動時產(chǎn)生的振動，提高推進速度。
文檔編號B63H1/36GK101323366SQ200810070058
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月31日 優(yōu)先權日2008年7月31日
發(fā)明者江克堅 申請人:江克堅