本發(fā)明屬于船舶推進及控制技術領域,具體涉及一種能夠實現(xiàn)高效的推進效率的雙主動軸船用翼槳。
背景技術:
現(xiàn)今,各類大小船只,包括潛艇、輪船都采用螺旋槳旋轉推進的方式來獲得推進動力。
螺旋槳的效率并不高,有一部分能量是浪費在了螺旋槳轉動的阻力上,在轉速極大時,其推進效率反而會減小,并且螺旋槳的水動力噪聲很大,許多領域不得不減小螺旋槳的轉速和推進能力以減小推進時產生的噪聲。因此目前仿生推進技術的研究受到了廣泛的重視,存在的主要問題在于很難產生足夠的推進力,主要原因是剛性結構和運動方式難以實現(xiàn)柔性結構所能達到的效果。
目前很多研究致力于仿生魚類的尾部,實現(xiàn)船舶的推進。但是,魚尾是魚類億萬年進化的產物,柔性的魚尾有很多個自由度,能夠實現(xiàn)很多非線性效應,因此能夠實現(xiàn)極為高效的推進效率。目前的研究雖然可以仿生魚類做出柔性材料實現(xiàn)多自由度,但是效果并不好而且。
本發(fā)明吸收了仿生推進方式,雙主軸翼槳的運動模仿魚類尾部推進時的往復運動,更接近魚尾產生推力的機理,機械結構簡單。在工作時可以實現(xiàn)兩個自由度的運動,更類似于魚類尾部推進時的往復運動。目前很多研究所涉及的都是單軸仿生翼漿,單軸的更傾向于線性效應。本發(fā)明更能夠實現(xiàn)非線性效應,產生更高的效率。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種采用兩軸控制翼槳,使槳在往復運動中實現(xiàn)漿片兩個自由度的擺動,并利用這一過程中產生的渦旋產生推力,得到比螺旋槳的工作效率高,水動力噪聲小,方便操作,易于實現(xiàn),可行性高的雙主動軸船用翼槳。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn):
本發(fā)明裝置由主動軸1(1)、連桿(2)、主動軸2(3)、槳片(4)構成,翼槳的主動軸1(1)與連桿(2)一端連接,并帶動連桿(2)擺動,連桿(2)的另一端與主動軸2(3)連接,使槳片(4)產生兩個自由度運動,分別是連桿(2)帶動的擺動和主軸2(3)產生的轉動;兩個主動軸的驅動可由電機或者其他任何能夠實現(xiàn)驅動力的外部設備完成,消耗一定的能量驅動主動軸工作,帶動整體翼漿運轉,實現(xiàn)船舶推進作用。
本發(fā)明的效果和益處是:本發(fā)明裝置采用兩主動軸產生漿片兩個自由度的運動,產生最大推力。與螺旋槳相比本發(fā)明所設計的翼槳推進效率更高,推進阻力較小,可以在船舷安裝多組翼槳,通過控制翼槳來控制船體的運動狀態(tài),起到舵和減搖鰭的作用。
附圖說明
圖1為雙主動軸船用翼槳結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步描述。
本發(fā)明涉及一種船舶推進裝置---雙主動軸船用翼槳,與傳統(tǒng)螺旋槳相比,能夠實現(xiàn)較為高效的推進效率。本發(fā)明裝置采用仿生推進方式,模仿魚類尾部推進的往復運動,主要包括兩個主動軸,連桿結構和一漿片,如圖1,翼槳的主動軸1與連桿一端連接,并帶動連桿擺動,連桿的另一端與主動軸2連接,使槳片產生兩個自由度運動,分別是連桿帶動的擺動和主軸2產生的轉動,并由此利用渦旋產生推力。與傳統(tǒng)船用螺旋槳推進裝置相比本發(fā)明有較高的推進效率,較小的水動力噪聲。
如圖1,本發(fā)明裝置是采用雙主動軸控制的船用翼漿,漿片可以在兩自由度內模仿魚類的尾鰭運動,并產生推力。翼槳的主動軸1(1)與連桿(2)一端連接,并帶動連桿(2)擺動,連桿(2)的另一端與主動軸2(3)連接,使槳片(4)產生兩個自由度運動,分別是連桿(2)帶動的擺動和主軸2(3)產生的轉動;對于不同的擺動頻率,可以通過調整主動軸1和主動軸2的轉動相位差獲得最大的推進效率。兩個主動軸的驅動可由電機或者其他傳動方式。漿片的設計形狀可以是矩倒梯形。連桿的橫剖面形狀為對稱的流線型,使其在擺動時產生最小的阻力。
雙主動軸翼槳的安裝方式具有多種選擇。可選擇的方案有單槳方式、雙槳方式和多組方式。如,可以在船尾安裝單只翼槳,也可以在船體兩側或船尾成組安裝翼槳,這樣的雙槳工作方案可以通過控制翼槳的運動組合而改變船體的運動方向和姿態(tài)。還可以在船體上實施多組翼槳方案,在船體兩側和尾部分別安裝若干只翼槳,這樣的方案不但使翼槳具有雙槳工作方案一樣的航向控制效果,還可以用翼槳來實現(xiàn)減搖鰭等作用。