本發(fā)明屬于水下機(jī)器人領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人用可折疊螺旋槳裝置。

背景技術(shù)：

混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人是一種將水下滑翔機(jī)驅(qū)動(dòng)方式和自主水下機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式集成的新型水下機(jī)器人。當(dāng)混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人以水下滑翔機(jī)驅(qū)動(dòng)方式滑翔時(shí)，利用航行體上能耗非常低的浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和俯仰調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)整系統(tǒng)總的浮力和航行體俯仰姿態(tài)提供驅(qū)動(dòng)力，以節(jié)約所搭載的能源。當(dāng)混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人以自主水下機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式推進(jìn)時(shí)，其推進(jìn)系統(tǒng)中螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力作為驅(qū)動(dòng)力，使其能快速精準(zhǔn)的航行。目前的混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人在滑翔狀態(tài)時(shí)，會(huì)因?yàn)檎归_(kāi)的螺旋槳槳葉在水中產(chǎn)生較大的阻力，從而極大地降低了滑翔效率，使混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人的工作性能大打折扣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人用可折疊螺旋槳裝置。該可折疊螺旋槳裝置用于混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人在水下滑翔姿態(tài)下，實(shí)現(xiàn)減小混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人滑翔阻力并提高滑翔效率的目的。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括艉部導(dǎo)流罩、電機(jī)、聯(lián)軸器、螺旋槳軸、槳轂及槳葉，其中電機(jī)安裝在艉部導(dǎo)流罩內(nèi)，輸出端通過(guò)聯(lián)軸器與所述螺旋槳軸的一端連接、驅(qū)動(dòng)該螺旋槳軸旋轉(zhuǎn)，所述螺旋槳軸的另一端由艉部導(dǎo)流罩穿出、與所述槳轂相連；所述槳轂上安裝有多根槳葉軸，每根槳葉軸上均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有槳葉，每根所述槳葉軸上均套設(shè)有扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧的兩端分別與槳轂及槳葉相連；各所述槳葉隨槳轂由螺旋槳軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)離心力展開(kāi)產(chǎn)生推力，展開(kāi)的、停止旋轉(zhuǎn)的所述槳葉通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧復(fù)位；

其中：每根所述槳葉軸上在槳葉的兩側(cè)均套設(shè)有扭轉(zhuǎn)彈簧，兩側(cè)的所述扭轉(zhuǎn)彈簧旋向相反；所述槳轂上開(kāi)有凹槽，該凹槽的兩端均開(kāi)口，所述槳葉與位于凹槽中的槳葉軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并在隨槳轂由螺旋槳軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中由所述凹槽上的開(kāi)口向外展開(kāi)；所述槳葉軸為兩 根，以所述槳轂的中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置、且相互平行，所述凹槽上沿槳葉軸的徑向開(kāi)口，兩根所述槳葉軸位于凹槽兩端開(kāi)口之間；

所述艉部導(dǎo)流罩上密封連接有螺旋槳?jiǎng)用芊怏w，所述螺旋槳軸由該螺旋槳?jiǎng)用芊怏w穿過(guò)，并與所述螺旋槳?jiǎng)用芊怏w動(dòng)密封；所述螺旋槳?jiǎng)用芊怏w通過(guò)o型密封圈與艉部導(dǎo)流罩形成靜密封，通過(guò)軸用格萊圈與所述螺旋槳軸形成動(dòng)密封；

所述艉部導(dǎo)流罩內(nèi)安裝有軸承座，所述螺旋槳軸通過(guò)軸承與該軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述聯(lián)軸器包括聯(lián)軸器左半件、聯(lián)軸器中間件及聯(lián)軸器右半件，該聯(lián)軸器左半件的一端與所述電機(jī)的輸出端相連，另一端通過(guò)所述聯(lián)軸器中間件與聯(lián)軸器右半件的一端連接，所述聯(lián)軸器右半件的另一端與螺旋槳軸的一端相連；所述螺旋槳軸的另一端插入槳轂內(nèi)，該槳轂的一端通過(guò)槳轂圓柱銷(xiāo)c與螺旋槳軸連接，另一端通過(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘與螺旋槳軸的另一端端部連接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

1.本發(fā)明采用扭轉(zhuǎn)彈簧折疊螺旋槳葉，避免了槳葉因外力等原因無(wú)法折疊的問(wèn)題，提升了螺旋槳折疊的可靠性。

2.本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)就達(dá)到了螺旋槳葉的折疊與展開(kāi)效果，無(wú)需額外的能源控制和復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，有節(jié)約能源和空間利用率高的優(yōu)點(diǎn)，使整體重量輕，成本低。

3.本發(fā)明通過(guò)折疊螺旋槳葉，使整個(gè)機(jī)器人運(yùn)輸方面更加安全，減小展開(kāi)螺旋槳被磕碰的風(fēng)險(xiǎn)。

4.本發(fā)明相對(duì)于非折疊螺旋槳裝置，具有滑翔阻力小、航行效率高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2為圖1中a—a剖視圖；

圖3為本發(fā)明槳葉處于折疊姿態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖4為本發(fā)明槳葉處于折疊姿態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖5為本發(fā)明槳葉處于展開(kāi)姿態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖6為本發(fā)明槳葉處于展開(kāi)姿態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖7為本發(fā)明扭轉(zhuǎn)彈簧(右旋)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖7的左視圖；

圖9為本發(fā)明扭轉(zhuǎn)彈簧(左旋)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖9的右視圖；

其中：1為艉部導(dǎo)流罩，2為電機(jī)固定件，3為電機(jī)，4為聯(lián)軸器圓柱銷(xiāo)a，5為聯(lián)軸器左半件，6為聯(lián)軸器中間件，7聯(lián)軸器圓柱銷(xiāo)b， 8為聯(lián)軸器右半件，9為軸承座，10為螺旋槳軸，11為槳轂，12為槳葉，13為深溝球軸承，14為螺旋槳軸套，15為軸用格萊圈，16為o型密封圈，17為螺旋槳?jiǎng)用芊怏w，18為槳轂圓柱銷(xiāo)c，19為內(nèi)六角圓柱頭螺釘，20為槳葉軸，21為扭轉(zhuǎn)彈簧，22為小平墊圈，23為彈簧墊圈，24為六角螺母，25為凹槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括艉部導(dǎo)流罩1、電機(jī)3、聯(lián)軸器、軸承座9、螺旋槳軸10、槳轂11、槳葉12及螺旋槳?jiǎng)用芊饧?7，其中電機(jī)3、聯(lián)軸器及軸承座9均位于艉部導(dǎo)流罩1內(nèi)，聯(lián)軸器包括聯(lián)軸器左半件5、聯(lián)軸器中間件6及聯(lián)軸器右半件8；電機(jī)3通過(guò)螺釘固定在電機(jī)固定件2上，電機(jī)3的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器圓柱銷(xiāo)a4與聯(lián)軸器左半件5的一端連接，螺旋槳軸10通過(guò)深溝球軸承13和螺旋槳軸套14安裝于軸承座9上，螺旋槳軸10的一端通過(guò)聯(lián)軸器圓柱銷(xiāo)b7與聯(lián)軸器右半件8的另一端連接；然后聯(lián)軸器左半件5的另一端與聯(lián)軸器右半件8的一端通過(guò)聯(lián)軸器中間件6連接，同時(shí)電機(jī)固定件2通過(guò)螺釘固定于軸承座9上。然后將電機(jī)固定件2、電機(jī)3、聯(lián)軸器及軸承座9整體從艉部導(dǎo)流罩1的左側(cè)塞入，軸承座9通過(guò)螺釘固定在艉部導(dǎo)流罩1內(nèi)部的右側(cè)。螺旋槳?jiǎng)用芊怏w17通過(guò)o型密封圈16與艉部導(dǎo)流罩1形成靜密封，同時(shí)，螺旋槳?jiǎng)用芊怏w17通過(guò)螺釘固定于艉部導(dǎo)流罩1上；螺旋槳軸10由螺旋槳?jiǎng)用芊怏w17穿過(guò)，螺旋槳?jiǎng)用芊怏w17通過(guò)軸用格萊圈15與螺旋槳軸10形成動(dòng)密封。螺旋槳軸10的另一端插入槳轂11內(nèi)，該槳轂11的一端通過(guò)槳轂圓柱銷(xiāo)c18與螺旋槳軸10連接，另一端通過(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘19與螺旋槳軸10的另一端端部連接。

槳轂11上安裝有多根槳葉軸20，每根槳葉軸20上均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有槳葉12，每根槳葉軸20上在槳葉12的兩側(cè)均套設(shè)有扭轉(zhuǎn)彈簧21。如圖7～10所示，兩側(cè)的扭轉(zhuǎn)彈簧21旋向相反；兩側(cè)的扭轉(zhuǎn)彈簧21的一端均與槳葉12連接，另一端均與槳轂11相連。本實(shí)施例的槳葉軸20為兩根，以槳轂11的中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置、且相互平行；槳葉12通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧21與槳轂11初步定位，然后插入槳葉軸20將槳葉12的根部固定，再通過(guò)六角螺母24、彈簧墊圈23和小平墊圈22固定槳葉軸20。槳轂11上開(kāi)有凹槽25，該凹槽25的兩端沿槳葉軸20的徑向開(kāi)口，兩根槳葉軸20位于凹槽25兩端開(kāi)口之間；槳葉12的根部與位于凹槽25中的槳葉軸20轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并在隨槳轂11由螺旋槳軸10帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中由凹槽25上的開(kāi)口向外展開(kāi)。

本發(fā)明的工作原理為：

螺旋槳推進(jìn)姿態(tài)工作時(shí)，電機(jī)3通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)螺旋槳軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳軸10帶動(dòng)槳轂11轉(zhuǎn)動(dòng)，槳轂11帶動(dòng)兩片螺旋槳葉12繞槳轂11的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生離心力使槳葉12沿槳轂11上凹槽25兩端的開(kāi)口向外展開(kāi)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生推力推動(dòng)混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人前進(jìn)。如圖5、圖6所示。

滑翔姿態(tài)工作時(shí)，電機(jī)3停止工作，螺旋槳葉12停止旋轉(zhuǎn)，槳葉12在扭轉(zhuǎn)彈簧21的作用力下向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)、恢復(fù)初始折疊的狀態(tài)，如圖3、圖4所示，此時(shí)可以達(dá)到減小螺旋槳阻力的目的。

綜上所述，本發(fā)明給出了一種混合驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人用可折疊螺旋槳裝置，它具有可靠性高、機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)方式簡(jiǎn)單、重量輕、成本低、運(yùn)輸安全等諸多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用扭轉(zhuǎn)彈簧21將無(wú)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的槳葉12折疊，提升了螺旋槳折疊的可靠性；同時(shí)本發(fā)明無(wú)需額外的能源和復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)即可控制槳葉12的展開(kāi)與折疊，使整體緊湊而簡(jiǎn)單，并且重量輕，成本低。同時(shí)，折疊好螺旋槳的機(jī)器人在運(yùn)輸過(guò)程中也可以避免螺旋槳因展開(kāi)使面積過(guò)大，從而降低了運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。在機(jī)器人以滑翔姿態(tài)工作時(shí)，折疊的螺旋槳也使得整體的滑翔阻力大大降低，這些都便于本專(zhuān)利轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用。