專利名稱：一種船舶推進(jìn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶推進(jìn)裝置，特別是由同步帶輪機(jī)構(gòu)和雙曲柄機(jī)構(gòu)組合而成的船舶推進(jìn)裝置。
背景技術(shù)：
自從人類發(fā)明船舶以來，推進(jìn)裝置的優(yōu)劣直接關(guān)系到船舶行進(jìn)速度的快慢與工作效率的高低。近年來對環(huán)境的影響程度又成為一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)前，常見的船舶推進(jìn)裝置主要有手劃槳、手搖櫓、手撐篙、風(fēng)帆、明輪及螺旋槳等。其中，使用最廣泛的還屬螺旋槳推進(jìn)裝置。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、使用方便。但其缺點(diǎn)是，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，嚴(yán)重地阻礙了船舶向高速化發(fā)展。特別是螺旋槳船舶推進(jìn)裝置通常都安裝在船舶尾端的下方，必須完全潛入水中，因此，不宜在淺水的航道中使用。特別在內(nèi)河航道的冬季，由于枯水期引起航道河水很淺，造成螺旋槳推進(jìn)的船舶無法正常航行。此外螺旋槳推進(jìn)裝置中每一片葉片的形狀是空間螺旋曲面，其在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)出X、Y、Z三個(gè)方向的分力，其中除一個(gè)方向的分力可產(chǎn)生推進(jìn)船舶前進(jìn)的有效動(dòng)力之外，其余二個(gè)分力均在做不利于船舶前進(jìn)的攪水運(yùn)動(dòng)，不但消耗了大量的能源在做無用功，尤其危害的是船過之處會(huì)將沉淀在河道底部的污泥濁水泛上水面，嚴(yán)重地污染了河面的整潔。因此，一般城市的河道普遍都不允許螺旋槳推進(jìn)的船舶在其上高速航行。
傳統(tǒng)的明輪推進(jìn)裝置，由于其多個(gè)槳葉均呈輻射狀分布在傳動(dòng)軸的周圍，每一片槳葉在工作時(shí)從入水到出水的全過程均要經(jīng)過壓水、劃水和提水三個(gè)階段，只有當(dāng)每一片槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)到與水面呈垂直階段時(shí)，該槳葉工作狀態(tài)所產(chǎn)生的劃水效率是最高的。再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該槳葉由于已不再與水平面相垂直了，其上有一部分力在做提水工作，這是不利于船舶的正常航行的。同樣當(dāng)相鄰的另一工作槳葉片進(jìn)入水中時(shí)，由于此時(shí)該槳葉尚未轉(zhuǎn)動(dòng)到與水平面呈垂直的階段，其在水中劃水的過程中會(huì)有一部分力在作壓水運(yùn)動(dòng)，這也是阻礙船舶正常工作的不利因素。由于，每一片槳葉在工作中從入水到出水的整個(gè)過程中不能始終與水面呈垂直的工作狀態(tài)，故明輪推進(jìn)裝置的推進(jìn)效率也不太高。所以，目前應(yīng)用該裝置作為推進(jìn)器的船舶已鮮為少見了。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種類似人類游泳時(shí)自由泳架式，但又與其有本質(zhì)區(qū)別的新型高效，節(jié)能又環(huán)保的船舶推進(jìn)裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，該裝置是由箱體、同步帶、同步帶輪及其支承軸、四根曲柄、 兩片槳葉，一個(gè)張緊輪和驅(qū)動(dòng)鏈輪組成，箱體內(nèi)為封閉的空腔，其上部有2-4個(gè)內(nèi)螺紋孔用于固定在船舶的尾部或兩側(cè)(應(yīng)用兩套本推進(jìn)裝置)，其內(nèi)部上下布置一對齒數(shù)相同的同步帶輪由一根同步帶將它們構(gòu)成一組旋轉(zhuǎn)方向一致并且運(yùn)轉(zhuǎn)速度同步的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在同步帶輪的內(nèi)孔各固定著一根支承軸，該支承軸兩端的軸頸部分與箱體前后兩側(cè)的箱壁之間為轉(zhuǎn)動(dòng)配合并設(shè)有密封裝置，而支承軸的兩端均伸在箱體箱壁之外，其前后兩側(cè)上下支承軸的伸出端上各與一根曲柄的固定端固定連接，其同側(cè)的上下兩根曲柄呈同向布置，但前后兩側(cè)的兩組雙曲柄其相位正相差180°，二片槳葉分別固定在箱體外前后兩側(cè)上下兩根曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)端的轉(zhuǎn)動(dòng)銷中，張緊輪位于箱體內(nèi)部上下兩個(gè)同步帶輪之間同步帶一側(cè)的松邊上，用于調(diào)節(jié)同步帶在工作時(shí)的松緊度，在箱體前側(cè)的上支承軸曲柄固定端與箱壁之間的軸頸伸出部分同時(shí)固連著一個(gè)鏈輪，用于在外力矩作用下驅(qū)動(dòng)整個(gè)推進(jìn)裝置正常工作。
而組成箱體外側(cè)的前后兩組雙曲柄機(jī)構(gòu)其每根曲柄的長度和形狀必須相同，每根曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)端上各與一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)銷構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，其轉(zhuǎn)動(dòng)銷的向外一側(cè)均開有溝槽，其寬度大于槳葉的厚度，在與溝槽垂直的方向布置一個(gè)穿通的內(nèi)螺紋孔，用于各自在螺釘?shù)淖饔孟麓┻^槳葉上的通孔，每對曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)端上的轉(zhuǎn)動(dòng)銷可固定住一片槳葉，并且每根曲柄的外形長度必須小于上下兩個(gè)同步帶輪中心軸線之間的距離，否則在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象。
在本裝置中兩片槳葉均是四周為圓角的長方形薄片，其厚度必須略小于曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)端銷軸一側(cè)溝槽的寬度，其與曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)銷溝槽配合一側(cè)的相應(yīng)位置上開有二個(gè)直徑略大于緊固螺釘直徑的圓孔，并且該兩孔之間的中心距離必須嚴(yán)格等于上下兩個(gè)同步帶輪中心軸線間的距離，這樣在箱體外兩側(cè)均有上下兩個(gè)曲柄和兩個(gè)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)端上的轉(zhuǎn)動(dòng)銷及固定在轉(zhuǎn)動(dòng)銷溝槽中的一片槳葉，在緊固螺釘?shù)倪B接下構(gòu)成前后兩組完整的雙曲柄機(jī)構(gòu)， 但前后兩側(cè)的兩片槳葉飛相位相差180°。
當(dāng)外力矩驅(qū)動(dòng)鏈輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，則帶動(dòng)上支承軸及其上的上同步帶輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，上同步帶輪通過同步帶傳遞到下同步帶輪及下支承軸也同時(shí)同向同步順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而固定在上下支承伸出端上的曲軸固定端也同時(shí)圍繞各支承軸的軸心線作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而上下兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)端中轉(zhuǎn)動(dòng)銷均圍繞自己的轉(zhuǎn)動(dòng)副中心作同步逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這就使得呈上下垂直水平面布置的槳葉作平面運(yùn)動(dòng)，當(dāng)外力矩驅(qū)動(dòng)上下同步帶輪及支承軸順時(shí)針圍繞各自的軸心線作360° —周的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則帶動(dòng)其上的上下兩根曲柄也各自圍繞其固定端軸心線作360°的圓周運(yùn)動(dòng)，但是上下兩根曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)端上的轉(zhuǎn)動(dòng)銷卻圍繞自己的轉(zhuǎn)動(dòng)副中心作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)360°，這樣就帶動(dòng)槳葉在始終垂直于水平面的狀態(tài)下，圍繞上下同步帶輪軸心線連線的中點(diǎn)0點(diǎn)作平面運(yùn)動(dòng)。如果將這套裝置置于上下兩同步帶輪軸心線連接中點(diǎn)0 點(diǎn)相同或略高出一點(diǎn)的水面上工作，則位于箱體前后兩側(cè)的兩片槳葉就可此起彼伏地在水平面之下作垂直劃水的運(yùn)動(dòng)，就可以始終以最高效率的狀態(tài)推動(dòng)船舶前進(jìn)。雖然每片槳葉從水中出來有半周時(shí)間是在空氣中工作，產(chǎn)生的是阻力作的是負(fù)功。但空氣的密度僅僅只是水密度的六百分之一，其損耗是小得可以忽略不計(jì)的。如果把整個(gè)箱體比作人的軀干，前后兩側(cè)的雙曲柄與槳葉比作人的雙臂和手掌，因此該裝置在工作時(shí)產(chǎn)生類似于人類的“自由泳”方式的推進(jìn)。
由于本裝置有一半要浮出水面之上，只有一半在水中工作，故其吃水深度較淺，又由于該裝置的槳葉始終是在水面的上層作垂直狀態(tài)的劃水工作，不會(huì)將水底的污泥濁水帶上來造成水面污染，所以說采用此推進(jìn)裝置不僅效率高、節(jié)約能源而且還能保護(hù)環(huán)境的干凈整潔。


圖1為本發(fā)明主視圖的示意圖
圖2為本發(fā)明左視圖的示意圖具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示本發(fā)明船舶推進(jìn)裝置是由固定箱體(1)上同步帶輪(2)下同步帶輪(3)同步帶(4)張緊輪(5)、上同步帶輪支承軸(6)、下同步帶輪支承軸(7)、四根曲柄 (8)、兩片槳葉(9)及輸入鏈輪(10)構(gòu)成。固定箱體(1)的上端設(shè)有二至四個(gè)內(nèi)螺紋孔，可使整套推進(jìn)裝置固定在所需推動(dòng)的船舶的尾部或船舷兩側(cè)(采用兩套本發(fā)明的推進(jìn)裝置) 但必須使本裝置的工作面A-A置于水平面平齊或之上。當(dāng)外力矩驅(qū)動(dòng)箱體外的鏈輪(10)作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則同時(shí)帶動(dòng)箱體(1)內(nèi)的上同步帶輪(2)和箱體(1)外部的曲柄(8)都圍繞固定在上同步帶輪支承軸(6)的中心軸線作同步順時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在同步帶的帶動(dòng)下，下同步帶輪(3)、下同步帶輪支承軸(7)與其上的曲柄固定端也圍繞下同步帶輪支承軸(7)的中心軸線也作同步順時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)，而箱體外同側(cè)一組雙曲柄機(jī)構(gòu)中的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)端中的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)銷，在槳葉(9)及其固定溝槽中的緊固螺釘固定之下同步作逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。這樣就造成垂直于水平面設(shè)置的前后兩個(gè)槳葉(9)在箱體(1)前后的一對雙曲柄作用下，始終垂直于水平面圍繞上下同步帶輪中心軸線的連線之中點(diǎn)0點(diǎn)作圓周平面運(yùn)動(dòng)，由于箱體(1)前后兩側(cè)的槳葉呈180°相位差的布置，在連續(xù)驅(qū)動(dòng)鏈輪(10)作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，就使得該兩片槳葉(9)在水面上下此起彼伏地連續(xù)推進(jìn)船舶向前進(jìn)。如果逆時(shí)針方向驅(qū)動(dòng)輸入鏈輪(10)旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明船舶推進(jìn)裝置的槳葉就會(huì)推動(dòng)船舶后退，并且每片槳葉(9)從入水到出水的全部作功過程中，也始終保持槳葉(9)與水平面呈垂直工作的方式，故可產(chǎn)生最大的效率。由于本發(fā)明的推進(jìn)裝置是用同步帶輪傳動(dòng)+雙曲柄機(jī)構(gòu)組成的， 而同步帶傳動(dòng)是不需要機(jī)油潤滑的，雙曲柄機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)副和上下同步帶輪支承軸軸頸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副之間采用含油軸承或尼龍軸承，工作時(shí)也不需要加潤滑機(jī)油，故不會(huì)對水面造成污染。又因?yàn)楸就七M(jìn)裝置的一半是浸沒在水中，故可對固定箱體及內(nèi)部零配件起到冷卻的作用。
本發(fā)明由同步帶輪機(jī)構(gòu)+雙曲柄機(jī)構(gòu)組成的船舶推進(jìn)裝置的出現(xiàn)，不僅能大大地提高船舶推進(jìn)的效率，使船舶在高速平穩(wěn)地行駛時(shí)還可以節(jié)約能源消耗。特別是解決了船舶在內(nèi)河航道上枯水季節(jié)也能正常航行的難題。尤其可貴的是該推進(jìn)裝置的槳葉在工作時(shí)僅僅只在水面的上層工作，不會(huì)造成河底的污物上泛，因此能保持船行之后河面的干凈整潔。
可以毫不夸張地說本發(fā)明船舶推進(jìn)器的發(fā)明是對目前常用的明輪推進(jìn)器和螺旋槳推進(jìn)器的一個(gè)挑戰(zhàn)，如果能開發(fā)轉(zhuǎn)化推廣、應(yīng)用必將為我國和世界船舶的高速化產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。
權(quán)利要求
1.船舶推進(jìn)裝置其特征是由箱體、同步帶、同步帶輪及其支承軸、四根曲柄、兩片槳葉一個(gè)張緊輪和驅(qū)動(dòng)鏈輪組成，箱體內(nèi)為封閉的空腔，其上部有2-4個(gè)內(nèi)螺紋孔用于固定在船舶的尾部或兩側(cè)(應(yīng)用兩套本推進(jìn)裝置)，其內(nèi)部上下布置一對齒數(shù)相同的同步帶輪由一根同步帶將它們構(gòu)成一組旋轉(zhuǎn)方向一致并且運(yùn)轉(zhuǎn)速度同步的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在同步帶輪的內(nèi)孔各固定著一根支承軸，該支承軸兩端的軸頸部份與箱體前、后側(cè)的箱壁之間為轉(zhuǎn)動(dòng)配合， 并設(shè)有密封裝置，而支承軸的兩端均伸在箱體箱壁之外，其前后兩側(cè)上、下支承軸的伸出端各與一根曲柄的固定端固定連接，其同側(cè)的上、下兩根曲柄呈同向布置，但前后兩側(cè)的兩組曲柄其相位正好相差180°，二片槳葉分別固定在箱體外前后兩側(cè)上、下兩根曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)端的轉(zhuǎn)動(dòng)銷中，張緊輪位于箱體內(nèi)部上下兩個(gè)同步帶輪之間同步帶一側(cè)的松邊上，用于調(diào)節(jié)同步帶在工作時(shí)的松緊度，在箱體前側(cè)的上支承軸曲柄固定端與箱壁之間的軸頸伸出部分同時(shí)固連一個(gè)鏈輪，用于在外力矩作用下驅(qū)動(dòng)整個(gè)推進(jìn)裝置正常工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的船舶推進(jìn)裝置其特征是組成箱體外側(cè)的前后兩組雙曲柄機(jī)構(gòu)，其每根曲柄的長度和形狀必須相同，每根曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)端上各與一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)銷構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，其轉(zhuǎn)動(dòng)銷的向外一側(cè)均開有溝槽，其寬度大于槳葉的厚度，在與溝槽垂直的方向布置一個(gè)穿通的內(nèi)螺紋孔，用于各自在螺釘?shù)淖饔孟麓┻^槳葉上的通孔，箱體同側(cè)每對曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)端上的轉(zhuǎn)動(dòng)銷可固定住一片槳葉，并且每根曲柄的外形長度，必須小于上下同步帶輪中心軸線間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的船舶推進(jìn)裝置其特征是槳葉是四周為圓角的長方形薄片，其厚度必須小于曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)端銷軸上溝槽的寬度，其與曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)銷溝槽配合一側(cè)的相應(yīng)位置上開有二個(gè)直徑大于緊固螺釘直徑的圓孔，并且該兩孔之間的中心距必須嚴(yán)格等于上下兩個(gè)同步帶輪中心軸線間的距離，這樣在箱體外兩側(cè)均有上下兩個(gè)曲柄和兩個(gè)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)端上的轉(zhuǎn)動(dòng)銷及固定在轉(zhuǎn)動(dòng)銷溝槽中的一片槳葉，在緊固螺釘?shù)倪B接下構(gòu)成前后兩組完整的雙曲柄機(jī)構(gòu)。
全文摘要
船舶推進(jìn)裝置由固定箱體，同步帶輪機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、槳葉和輸入鏈輪組成。當(dāng)外力矩驅(qū)動(dòng)輸入鏈輪作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則同時(shí)帶動(dòng)箱體內(nèi)的上、下兩個(gè)同步帶輪在同步帶的傳動(dòng)下作順時(shí)針的同步轉(zhuǎn)動(dòng)，也同時(shí)帶動(dòng)箱體外部兩側(cè)上下同步帶輪支承軸上的雙曲柄，圍繞各自軸心線作順時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)，而兩兩一組的雙曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)銷，在固連的一片槳葉限制下雙雙圍繞各自轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心作逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)，則帶動(dòng)與其固連的槳葉，始終以垂直的狀態(tài)圍繞同步帶輪機(jī)構(gòu)的中心作圓周平面運(yùn)動(dòng)。當(dāng)把本推進(jìn)裝置在船舶的尾端或兩側(cè)固定之后進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，就可高效、節(jié)能、環(huán)保地推動(dòng)船舶前進(jìn)，如逆時(shí)針方向驅(qū)動(dòng)輸入鏈輪時(shí)，則會(huì)使船舶以同樣的特點(diǎn)后退。
文檔編號B63H23/02GK102490880SQ20111037686
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者俞苗根 申請人:俞苗根