專利名稱：淺水底輪推進船及其推進方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種淺水航行的船舶，尤其是一種淺水底輪推進船及其推進方法。
背景技術：
目前世界各地有各種船舶航行在河、湖、海上，水上交通十分方便，而且運輸成本 比火車、汽車低廉。但是在很淺和極淺的水中船舶很難航行。其原因除了船體可能擱淺以 外，還由于廣泛應用的螺旋槳推進方法不適合在淺水中工作。應用空氣螺旋槳推進的氣墊 船可以不拘泥水深，甚至可以在陸上航行，但其載重量太小，單位載重耗費的功率又太大， 其運輸成本太高，故只有特定場合才應用。噴水推進較適合淺水工作，但其效率不高，且在 極淺的水中也不宜采用，明輪推進的船，其明輪很重，傍靠碼頭不方便。自古以來在淺水中航行的小船、小筏除了用槳、櫓等推水前進以外，還廣泛應用篙 來推進。撐篙法充分利用了水淺的特點，利用水底土壤對篙的反作用力來推進小船小筏前 進，方法巧妙、效率也高，但是不方便實現(xiàn)機械化，不便由動力驅(qū)動，不能用于較大的船舶。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種結構簡單、成本低廉，能夠 在淺水中航行的淺水底輪推進船及其推進方法。其技術方案是動力機的動力通過減速器、 萬向傳動軸傳到驅(qū)動型底輪軸上的傳動箱，從而驅(qū)動底輪在水底土壤上滾動，水底土壤對 底輪的反作用力通過底輪、驅(qū)動型底輪軸外套的連接桿傳送到船體，推進漂浮在水面上的 船體航行。淺水底輪推進船包括船體、驅(qū)動機構，船體的艏部和艉部均設有底輪。驅(qū)動機構 包括動力機、變速器、萬向傳動軸，艉部底輪之間設有驅(qū)動型底輪軸，驅(qū)動型底輪軸設有驅(qū) 動型底輪軸外套，驅(qū)動型底輪軸外套上設有差動傳動箱。船體和底輪之間設有人字形連接 桿，船體的艏部和艉部的底輪之間均設有雙桿組成的人字形連接桿，連接桿與船體之間設 置的是有一個回轉(zhuǎn)自由度的絞鏈連接，連接桿和驅(qū)動型底輪軸外套之間設置的是有兩個回 轉(zhuǎn)自由度的球絞連接。在船體的艏部設有軸架，軸架設有導向型的底輪，在船體的艏部設有 舵輪，舵輪連接有滑輪，滑輪與軸架之間通過鋼絲繩連接。在船體的艉部設有驅(qū)動型的底 輪，連接桿和驅(qū)動型底輪軸外套之間設有的兩個回轉(zhuǎn)自由度的球絞連接，其結構為驅(qū)動型 底輪軸外套上設有兩只相差180度的銷子，兩只相差180度的銷子的中心線重合，連接桿 尾端設有叉口，叉口上設有兩只叉口銷子，兩只叉口銷子的中心線重合，驅(qū)動型底輪軸外套 上設有環(huán)形四孔連接板，環(huán)形四孔連接板包括兩個半片，兩個半片通過螺栓連接在一起，環(huán) 形四孔連接板上設有與兩個銷子、兩個叉口銷子相應的孔，兩個銷子、兩個叉口銷子和四個 孔連接并且各錯開90度，該4個孔與4個銷子之間為轉(zhuǎn)動配合。底輪設有加壓裝置，加壓 裝置為加壓汽缸。采用上述結構和方法以后，使底輪在一個范圍之內(nèi)適應水深的隨時變化 和水底土壤的高低不平；能有效地將底輪在水底土壤上滾動產(chǎn)生的推動力傳給船體使之按 照操縱的要求，作前進和轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)向這兩個自由度的航行運動；能在傳力的過程中不限制船 體的兩個回轉(zhuǎn)自由度和一個位移自由度。即在傳力過程中船體仍可以自由的在水面上縱搖縱傾、橫傾橫搖和上下升沉，不受限制；能在航行過程中限制船體的另一個位移自由度的 運動，即阻止船體在風、浪、流的側向分力作用下產(chǎn)生和底輪不協(xié)調(diào)的左右橫向的側漂；由 于該發(fā)明不用螺旋槳，尤其是艉部不必因為給螺旋槳供水而設計成復雜的曲面形，船體可 做成寬且方整形狀，可以吃水減少，制造方便，載重量增加；由于靠土壤的反作用力推進航 行，所以推進效率高，只要船體吃水不超過水深就可以了 ；由于沒有螺旋槳的大量吸水、排 水，所以在同等航行速度條件下，底輪推進船體和水之間相對流速大大減小，船艉的渦流也 大大減小，水對船的摩擦、搖曳等阻力也隨之減少，使推進效率進一步提高；對于在淺水中 航行的載重量較大、船體較寬吃水較淺的船來說，螺旋槳的直徑很小，推力不大。用很多小 直徑的螺旋槳來提供足夠的推力是不行的，而淺水底輪驅(qū)動船可以用較寬較大的底輪來驅(qū) 動，也可以用很多組底輪來一起驅(qū)動，可以提供足夠的推力保證航行的需要；底輪的加壓裝 置的加壓汽缸的加壓作用，實際上是將一部分的船重轉(zhuǎn)移到底輪上去。這也同時使船體的 吃水略有減少。當在極淺水航行遇到輕微擱淺時，可以適當調(diào)高加壓汽缸中的氣壓，增加底 輪對土壤的正壓力，這時船體的吃水稍有減小，就可以容易的倒車脫離擱淺；本發(fā)明制造時 可以選用很多汽車、拖拉機上的零件直接或改造后應用，這樣批量生產(chǎn)降低成本。
四
圖1是本發(fā)明側面結構示意圖；圖2是本發(fā)明俯視結構示意圖；圖3是本發(fā)明有兩個回轉(zhuǎn)自由度的球絞連接結構圖。
五具體實施例方式實施例1 參照圖1、圖2、圖3，淺水底輪推進船的推進方法，動力機6的動力通過 減速器7、萬向傳動軸8傳到驅(qū)動型底輪軸上的傳動箱9，從而驅(qū)動底輪3在水底土壤1上 滾動，水底土壤1對底輪3的反作用力通過底輪3、驅(qū)動型底輪軸外套13的連接桿5傳送到 船體4，推進漂浮在水面2上的船體4航行。底輪3也可以是履帶。該推進方法是將汽車、 拖拉機的驅(qū)動方式，用于推進漂浮在水面上的船體。淺水底輪推進船包括船體4、驅(qū)動機構，船體4的艏部和艉部均設有底輪3。驅(qū)動 機構包括動力機6、變速器7、萬向傳動軸8，艉部底輪之間設有驅(qū)動型底輪軸，驅(qū)動型底輪 軸設有驅(qū)動型底輪軸外套13，驅(qū)動型底輪軸外套13上設有差動傳動箱9，差動傳動箱9能 保證底輪3在轉(zhuǎn)向時其左右輪軸21的轉(zhuǎn)速不同，從而實現(xiàn)差動。船體4和底輪3之間設有 人字形連接桿5，船體4的艏部和艉部的底輪3之間均設有雙桿組成的人字形連接桿5，連 接桿5與船體4之間設置的是有一個回轉(zhuǎn)自由度的絞鏈連接11，連接桿5和驅(qū)動型底輪軸 外套13之間設置的是有兩個回轉(zhuǎn)自由度的球絞連接12。在船體4的艏部設有軸架17，軸 架17設有導向型的底輪3，在船體4的艏部設有舵輪16，舵輪16連接有滑輪15，滑輪15與 軸架17之間通過鋼絲繩14連接。在船體4的艉部設有驅(qū)動型的底輪3，連接桿5和驅(qū)動型 底輪軸外套13之間設有的兩個回轉(zhuǎn)自由度的球絞連接12其結構為驅(qū)動型底輪軸外套13 上設有兩只相差180度的銷子22，兩只相差180度的銷子22的中心線重合，連接桿5尾端 設有叉口，叉口上設有兩只叉口銷子20，兩只叉口銷子20的中心線重合，驅(qū)動型底輪軸外 套13上設有環(huán)形四孔連接板18，環(huán)形四孔連接板18包括兩個半片，兩個半片通過螺栓19
4連接在一起，環(huán)形四孔連接板18上設有與兩個銷子22、兩個叉口銷子20相應的孔，兩個銷 子22、兩個叉口銷子20和四個孔連接并且各錯開90度，該4個孔與4個銷子之間為轉(zhuǎn)動配 合。底輪3設有加壓裝置。
實施例2、淺水底輪推進船的推進方法，動力機6的動力通過減速器7、萬向傳動軸 8傳到驅(qū)動型底輪軸上的傳動箱9，從而驅(qū)動底輪3在水底土壤1上滾動，水底土壤1對底 輪3的反作用力通過底輪3、驅(qū)動型底輪軸外套13的連接桿5傳送到船體4，推進漂浮在水 面2上的船體4航行。底輪3也可以是履帶。該推進方法是將汽車、拖拉機的驅(qū)動方式，用 于推進漂浮在水面上的船體。淺水底輪推進船包括船體4、驅(qū)動機構，船體4的艏部和艉部 均設有底輪3。底輪3可以是金屬輪、橡膠輪、充氣輪胎也可以是帶爪的水田輪。驅(qū)動機構 包括動力機6、變速器7、萬向傳動軸8，艉部底輪之間設有驅(qū)動型底輪軸，驅(qū)動型底輪軸設 有驅(qū)動型底輪軸外套13，驅(qū)動型底輪軸外套13上設有差動傳動箱9，差動傳動箱9能保證 底輪3在轉(zhuǎn)向時其左右輪軸21的轉(zhuǎn)速不同，從而實現(xiàn)差動。船體4和底輪3之間設有人字 形連接桿5，船體4的艏部和艉部的底輪3之間均設有雙桿組成的人字形連接桿5，連接桿5 與船體4之間設置的是有一個回轉(zhuǎn)自由度的絞鏈連接11，連接桿5和驅(qū)動型底輪軸外套13 之間設置的是有兩個回轉(zhuǎn)自由度的球絞連接12。在船體4的艏部設有軸架17，軸架17設 有導向型的底輪3，在船體4的艏部設有舵輪16，舵輪16連接有滑輪15，滑輪15與軸架17 之間通過鋼絲繩14連接。在船體4的艉部設有驅(qū)動型的底輪3，連接桿5和驅(qū)動型底輪軸 外套13之間設有的兩個回轉(zhuǎn)自由度的球絞連接12其結構為驅(qū)動型底輪軸外套13上設有 兩只相差180度的銷子22，兩只相差180度的銷子22的中心線重合，連接桿5尾端設有叉 口，叉口上設有兩只叉口銷子20，兩只叉口銷子20的中心線重合，驅(qū)動型底輪軸外套13上 設有環(huán)形四孔連接板18，環(huán)形四孔連接板18包括兩個半片，兩個半片通過螺栓19連接在一 起，環(huán)形四孔連接板18上設有與兩個銷子22、兩個叉口銷子20相應的孔，兩個銷子22、兩 個叉口銷子20和四個孔連接并且各錯開90度，該4個孔與4個銷子之間為轉(zhuǎn)動配合。底 輪3設有加壓汽缸作為加壓裝置或者采用重力式的加壓裝置，在連接桿5等上加配重增壓。 也可以是繩索式的，用繩索拉著連接桿5向下壓底輪3等等方式。船體4的方形系數(shù)和菱 形系數(shù)均較大，具備船舶航行所必須的設施。
權利要求
一種淺水底輪推進船的推進方法，其特征在于動力機(6)的動力通過減速器(7)、萬向傳動軸(8)傳到驅(qū)動型底輪軸上的傳動箱(9)，從而驅(qū)動底輪(3)在水底土壤(1)上滾動，水底土壤(1)對底輪(3)的反作用力通過底輪(3)、驅(qū)動型底輪軸外套(13)的連接桿(5)傳送到船體(4)，推進漂浮在水面2上的船體(4)航行。
2.根據(jù)權利要求1所述的淺水底輪推進船，其特征在于包括船體(4)、驅(qū)動機構，其特 征在于船體(4)的艏部和艉部均設有底輪(3)。
3.根據(jù)權利要求2所述的淺水底輪推進船及其推進方法，其特征在于驅(qū)動機構包括 動力機(6)、變速器(7)、萬向傳動軸(8)，艉部底輪之間設有驅(qū)動型底輪軸，驅(qū)動型底輪軸 設有驅(qū)動型底輪軸外套(13)，驅(qū)動型底輪軸外套(13)上設有差動傳動箱(9)。
4.根據(jù)權利要求3所述的淺水底輪推進船及其推進方法，其特征在于船體(4)和底 輪(3)之間設有人字形連接桿(5)，船體(4)的艏部和艉部的底輪(3)之間均設有雙桿組 成的人字形連接桿(5)，連接桿(5)與船體(4)之間設置的是有一個回轉(zhuǎn)自由度的絞鏈連 接(11)，連接桿(5)和驅(qū)動型底輪軸外套(13)之間設置的是有兩個回轉(zhuǎn)自由度的球絞連接 (12)。
5.根據(jù)權利要求4所述的淺水底輪推進船及其推進方法，其特征在于在船體(4)的 艏部設有軸架(17)，軸架(17)設有導向型的底輪(3)，在船體(4)的艏部設有舵輪(16)，舵 輪(16)連接有滑輪(15)，滑輪(15)與軸架(17)之間通過鋼絲繩(14)連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的淺水底輪推進船及其推進方法，其特征在于在船體(4)的 艉部設有驅(qū)動型的底輪(3)，連接桿(5)和驅(qū)動型底輪軸外套(13)之間設有的兩個回轉(zhuǎn) 自由度的球絞連接(12)其結構為驅(qū)動型底輪軸外套(13)上設有兩只相差180度的銷子 (22)，兩只相差180度的銷子(22)的中心線重合，連接桿(5)尾端設有叉口，叉口上設有兩 只叉口銷子(20)，兩只叉口銷子(20)的中心線重合，驅(qū)動型底輪軸外套(13)上設有環(huán)形 四孔連接板(18)，環(huán)形四孔連接板(18)包括兩個半片，兩個半片通過螺栓(19)連接在一 起，環(huán)形四孔連接板(18)上設有與兩個銷子(22)、兩個叉口銷子(20)相應的孔，兩個銷子 (22)、兩個叉口銷子(20)和四個孔連接并且各錯開90度，該4個孔與4個銷子之間為轉(zhuǎn)動 配合。
7.根據(jù)權利要求6所述的淺水底輪推進船及其推進方法，其特征在于底輪(3)設有 加壓裝置(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種淺水航行的船舶，尤其是一種淺水底輪推進船及其推進方法。提供一種結構簡單、成本低廉，能夠在淺水中航行的船及方法。通過動力驅(qū)動底輪在水底土壤上滾動，推進船體航行。其結構包括船體、驅(qū)動機構，船體的艏部和艉部均設有底輪。設有的差動傳動箱保證底輪轉(zhuǎn)向時左右輪軸(21)的轉(zhuǎn)速不同，從而實現(xiàn)差動。在船體設有的有兩個回轉(zhuǎn)自由度的球絞連接其結構為設有兩只相差180度的銷子(22)，設有兩只叉口銷子(20)，驅(qū)動型底輪軸外套上設有通過螺栓(19)連接在一起的環(huán)形四孔連接板(18)。這樣可以使底輪適應水深的變化和水底的高低不平，在水底土壤上滾動產(chǎn)生的推動力傳給船體使之按照操縱的要求，作前進和轉(zhuǎn)彎的航行運動。
文檔編號B63H19/08GK101857081SQ20101019752
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權日2010年6月2日
發(fā)明者顧心懌 申請人:山東省黃河三角洲可持續(xù)發(fā)展研究院