專利名稱：一種緊湊直驅的轉臺式水下推進器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水下作業(yè)機械用小型水下推進器，尤其涉及一種結可完成左右方位與上下俯仰兩軸轉向且直接驅動的轉臺式小型推進器，具體地，涉及一種緊湊直驅的轉臺式水下推進器。
背景技術：
目前，水下潛艇、水下機器人等水下作業(yè)機械上使用的推進器大多是采用固定安裝的方式，也有些新型的水下推進器具備轉向能力，比如采用齒輪結構，或萬向、或擺動。但這些轉向機構的結構都較復雜，需要的零部件多，安裝繁瑣，且需要通過齒輪組嚙合等傳動機構，由于傳動存在間隙，精度不高，傳動誤差逐級放大。因此有必要開發(fā)一種新型的推進 器，這種推進器不僅要結構簡單緊湊、安裝方便，而且能輕松完成左右方位、上下俯仰兩軸方向上的轉向。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中水下推進器轉向技術的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種緊湊直驅的轉臺式水下推進器。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種緊湊直驅的轉臺式水下推進器，包括推進器殼體、轉臺、推進器電機、螺旋槳、第一力矩電機、以及第二力矩電機，其中，所述轉臺通過所述第一力矩電機安裝在所述推進器殼體內，所述推進器電機通過所述第二力矩電機安裝在所述轉臺上，所述推進器電機的輸出軸連接所述螺旋槳，所述第一力矩電機的轉向方向與第二力矩電機的轉向方向不同。優(yōu)選地，所述第一力矩電機的數(shù)量為2個、對稱布置在所述轉臺的兩側；所述第二力矩電機的數(shù)量為2個、對稱布置在所述推進器電機的兩側。優(yōu)選地，所述第一力矩電機為方位軸電機，所述第二力矩電機為俯仰軸電機。推進器的結構簡單緊湊，可完成左右方位與上下俯仰兩軸轉向。優(yōu)選地，所述轉臺由所述第一力矩電機直接驅動。轉向無傳動機構。優(yōu)選地，所述第二力矩電機的轉角大于15度。優(yōu)選地，所述第二力矩電機的轉角達到20度。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供一種水下作業(yè)裝置，包括水下設備，還包括如權利要求I所述轉臺式小型水下推進器，其中，所述轉臺式小型水下推進器安裝于所述水下設備。優(yōu)選地，所述水下設備為水下潛艇、或者水下機器人。優(yōu)選地，還包括螺旋槳保護裝置，其中，所述螺旋槳保護裝置安裝于所述轉臺式小型水下推進器上。本發(fā)明采用平臺式的轉向結構，具有兩個方向的轉向，有電機直接驅動轉向，沒有傳動機構，正反轉(左右、上下轉向)基本無間隙、無回程誤差，優(yōu)點在于結構簡單緊湊，無傳動機構，誤差小，轉向靈活可控，轉向范圍大，可幫助潛水艇、水下機器人等水下作業(yè)機械實現(xiàn)水下的快速轉向。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯圖I示出根據(jù)本發(fā)明的緊湊直驅的轉臺式水下推進器的立體結構圖。其中1為推進器殼體；2為推進器 中的轉臺(具體結構見圖4);3為推進器電機；4為推進器螺旋槳。圖2為圖I所示轉臺式小型水下推進器的標準三維視圖(附半剖視圖)。圖3為圖I轉臺式小型水下推進器中的推進器殼體(附半剖視圖)。圖4為推進器轉臺裝配了保護裝置后的示意圖。圖5為圖I轉臺式小型水下推進器中的推進器轉臺的結構圖。其中2為轉臺(右附縮小簡圖);21為負責方位軸轉向的第一力矩電機(功率較大，負責殼體和轉向體之間的旋轉，轉角很大);22為負責俯仰軸轉向的第二力矩電機(功率稍小，負責轉向體和主電機之間的旋轉，轉角可達15至20度)。圖6為本推進器中用到的三種電機的示意圖，其中左為螺旋槳電機，右下為方位軸力矩電機，右上為俯仰軸力矩電機。圖7為推進器轉臺繞俯仰軸和方位軸轉動的示意圖。圖8為推進器驅動潛水艇模型示意圖(為看清結構，螺旋槳無保護)。圖9為運動示例演示。
具體實施例方式下面結合附圖和運動示例對本發(fā)明作進一步說明。根據(jù)本發(fā)明提供的緊湊直驅的轉臺式水下推進器，包括推進器殼體I、轉臺2、推進器電機3、螺旋槳4、第一力矩電機21、以及第二力矩電機22，其中，所述轉臺2通過所述第一力矩電機21安裝在所述推進器殼體I內，所述推進器電機3通過所述第二力矩電機22安裝在所述轉臺2上，所述推進器電機3的輸出軸連接所述螺旋槳4，所述第一力矩電機21的轉向方向與第二力矩電機22的轉向方向不同。所述第一力矩電機21為方位軸電機，所述第二力矩電機22為俯仰軸電機。推進器的結構簡單緊湊，可完成左右方位與上下俯仰兩軸轉向。優(yōu)選地，所述第一力矩電機21的數(shù)量為2個、對稱布置在所述轉臺2的兩側；所述第二力矩電機22的數(shù)量為2個、對稱布置在所述推進器電機3的兩側。所述轉臺2由所述第一力矩電機21直接驅動。轉向無傳動機構。進一步優(yōu)選地，所述第二力矩電機的轉角可以達到15至20度。根據(jù)本發(fā)明提供的水下作業(yè)裝置，包括水下設備，還包括根據(jù)本發(fā)明提供的所述轉臺式小型水下推進器、以及螺旋槳保護裝置，其中，所述轉臺式小型水下推進器安裝于所述水下設備。優(yōu)選地，所述水下設備為水下潛艇、或者水下機器人。所述螺旋槳保護裝置安裝于所述轉臺式小型水下推進器上。
運動示例以小型水下潛艇為例，目的是水中快速轉向。如示圖9所示，潛艇的初始狀態(tài)為水平懸浮在水中，并勻速前進，圖位置I。現(xiàn)需要快速左轉。則第一步，俯仰軸電機不動，方位軸電機轉動，使螺旋槳右轉一定角度后停止，潛艇尾部受朝右下方的動力作用，如圖位置2 ;第二步，潛艇在尾部動力的作用下，開始快速左轉，直到進入位置3狀態(tài)；第三步，俯仰軸仍不動，方位軸電機反向轉動，使螺旋槳轉到中間后停止，尾部動力向上，如圖位置4，潛艇左轉完成，并快速前進。如需右轉，只需要方位軸電機將螺旋槳左轉即可。同樣的原理，方位軸電機不動而俯仰軸電機轉動，就能使?jié)撏Э焖偻瓿缮仙拖聺摰膭幼?。可見，本發(fā)明機構簡單緊湊，轉向過程簡單而迅速；又由于本發(fā)明中轉臺轉向由四個力矩電機執(zhí)行，執(zhí)行速度快；且轉臺轉向無傳動機構，轉向更加靈活，傳動誤差很小。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并 不影響本發(fā)明的實質內容。
權利要求
1.一種緊湊直驅的轉臺式水下推進器，其特征在于，包括推進器殼體、轉臺、推進器電機、螺旋槳、第一力矩電機、以及第二力矩電機，其中，所述轉臺通過所述第一力矩電機安裝在所述推進器殼體內，所述推進器電機通過所述第二力矩電機安裝在所述轉臺上，所述推進器電機的輸出軸連接所述螺旋槳，所述第一力矩電機的轉向方向與第二力矩電機的轉向方向不同。
2.根據(jù)權利要求I所述的緊湊直驅的轉臺式水下推進器，其特征在于，所述第一力矩電機的數(shù)量為2個、對稱布置在所述轉臺的兩側；所述第二力矩電機的數(shù)量為2個、對稱布置在所述推進器電機的兩側。
3.根據(jù)權利要求I所述的緊湊直驅的轉臺式水下推進器，其特征在于，所述第一力矩電機為方位軸電機，所述第二力矩電機為俯仰軸電機。
4.根據(jù)權利要求I所述的緊湊直驅的轉臺式水下推進器，其特征在于，所述轉臺由所述第一力矩電機直接驅動。
5.根據(jù)權利要求I所述的緊湊直驅的轉臺式水下推進器，其特征在于，所述第二力矩電機的轉角大于15度。
6.根據(jù)權利要求5所述的緊湊直驅的轉臺式水下推進器，其特征在于，所述第二力矩電機的轉角達到20度。
7.一種水下作業(yè)裝置，包括水下設備，其特征在于，還包括如權利要求I所述轉臺式小型水下推進器，其中，所述轉臺式小型水下推進器安裝于所述水下設備。
8.根據(jù)權利要求7所述的緊湊直驅的轉臺式水下推進器，其特征在于，所述水下設備為水下潛艇、或者水下機器人。
9.根據(jù)權利要求7所述的緊湊直驅的轉臺式水下推進器，其特征在于，還包括螺旋槳 保護裝置，其中，所述螺旋槳保護裝置安裝于所述轉臺式小型水下推進器上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種緊湊直驅的轉臺式水下推進器，包括推進器殼體、轉臺、推進器電機、螺旋槳、第一力矩電機、以及第二力矩電機，其中，所述轉臺通過所述第一力矩電機安裝在所述推進器殼體內，所述推進器電機通過所述第二力矩電機安裝在所述轉臺上，所述推進器電機的輸出軸連接所述螺旋槳，所述第一力矩電機的轉向方向與第二力矩電機的轉向方向不同。還提供水下作業(yè)裝置。本發(fā)明采用平臺式的轉向結構，具有兩個方向的轉向，有電機直接驅動轉向，沒有傳動機構，正反轉(左右、上下轉向)基本無間隙、無回程誤差，優(yōu)點在于結構簡單緊湊，無傳動機構，誤差小，轉向靈活可控，轉向范圍大，可幫助潛水艇、水下機器人等水下作業(yè)機械實現(xiàn)水下的快速轉向。
文檔編號B63H23/24GK102730177SQ201210194129
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權日2012年6月13日
發(fā)明者喬欣, 武傳宇, 邱志華, 陳洪立 申請人:浙江理工大學