專利名稱：轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器及水下作業(yè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水下作業(yè)機械用小型水下推進器，尤其涉及一種結(jié)可完成左右方位與上下俯仰兩軸轉(zhuǎn)向且直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型推進器，具體地，涉及一種轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器及水下作業(yè)裝置。
背景技術(shù)：
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(zhuǎn)向能力，比如采用齒輪結(jié)構(gòu)，或萬向、或擺動。但這些轉(zhuǎn)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)都較復(fù)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(gòu)，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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)向。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中水下推進器轉(zhuǎn)向技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的是提供一種轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器及水下作業(yè)裝置。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，包括推進器殼體、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)臺通過所述第一力矩電機安裝在所述推進器殼體內(nèi)，所述推進器電機通過所述第二力矩電機安裝在所述轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向方向與第二力矩電機的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)臺的兩側(cè)；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(cè)。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(jié)構(gòu)簡單緊湊，可完成左右方位與上下俯仰兩軸轉(zhuǎn)向。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)臺由所述第一力矩電機直接驅(qū)動。轉(zhuǎn)向無傳動機構(gòu)。優(yōu)選地，所述第二力矩電機的轉(zhuǎn)角大于15度。優(yōu)選地，所述第二力矩電機的轉(zhuǎn)角達(dá)到20度。根據(jù)本實用新型的另一個方面，還提供一種水下作業(yè)裝置，包括水下設(shè)備，還包括權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，其中，所述轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器安裝于所述水下設(shè)備。優(yōu)選地，所述水下設(shè)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(zhuǎn)臺式小型水下推進器上。本實用新型采用平臺式的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，具有兩個方向的轉(zhuǎn)向，有電機直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向，沒有傳動機構(gòu)，正反轉(zhuǎn)(左右、上下轉(zhuǎn)向)基本無間隙、無回程誤差，優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單緊湊，無傳動機構(gòu)，誤差小，轉(zhuǎn)向靈活可控，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向。

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:圖1示出根據(jù)本實用新型的轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器的立體結(jié)構(gòu)圖。其中:1為推進器殼體；2為推進器中的轉(zhuǎn)臺(具體結(jié)構(gòu)見圖4);3為推進器電機；4為推進器螺旋槳。圖2為圖1所示轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器的標(biāo)準(zhǔn)三維視圖(附半剖視圖)。圖3為圖1轉(zhuǎn)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(zhuǎn)臺裝配了保護裝置后的示意圖。圖5為圖1轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器中的推進器轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)圖。其中:2為轉(zhuǎn)臺(右附縮小簡圖);21為負(fù)責(zé)方位軸轉(zhuǎn)向的第一力矩電機(功率較大，負(fù)責(zé)殼體和轉(zhuǎn)向體之間的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)角很大);22為負(fù)責(zé)俯仰軸轉(zhuǎn)向的第二力矩電機(功率稍小，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向體和主電機之間的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)角可達(dá)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(zhuǎn)臺繞俯仰軸和方位軸轉(zhuǎn)動的示意圖。圖8為推進器驅(qū)動潛水艇模型示意圖(為看清結(jié)構(gòu)，螺旋槳無保護)。圖9為運動示例演示。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和運動示例對本實用新型作進一步說明。根據(jù)本實用新型提供的轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，包括推進器殼體
1、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)，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(zhuǎn)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(zhuǎn)向方向與第二力矩電機22的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)簡單緊湊，可完成左右方位與上下俯仰兩軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)臺2的兩側(cè)；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(cè)。所述轉(zhuǎn)臺2由所述第一力矩電機21直接驅(qū)動。轉(zhuǎn)向無傳動機構(gòu)。進一步優(yōu)選地，所述第二力矩電機的轉(zhuǎn)角可以達(dá)到15至20度。根據(jù)本實用新型提供的水下作業(yè)裝置，包括水下設(shè)備，還包括根據(jù)本實用新型提供的所述轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器、以及螺旋槳保護裝置，其中，所述轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器安裝于所述水下設(shè)備。優(yōu)選地，所述水下設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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?，F(xiàn)需要快速左轉(zhuǎn)。則:第一步，俯仰軸電機不動，方位軸電機轉(zhuǎn)動，使螺旋槳右轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，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(zhuǎn)動，使螺旋槳轉(zhuǎn)到中間后停止，尾部動力向上，如圖位置4，潛艇左轉(zhuǎn)完成，并快速前進。如需右轉(zhuǎn)，只需要方位軸電機將螺旋槳左轉(zhuǎn)即可。同樣的原理，方位軸電機不動而俯仰軸電機轉(zhuǎn)動，就能使?jié)撏Э焖偻瓿缮仙拖聺摰膭幼?。可見，本實用新型機構(gòu)簡單緊湊，轉(zhuǎn)向過程簡單而迅速；又由于本實用新型中轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向由四個力矩電機執(zhí)行，執(zhí)行速度快；且轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向無傳動機構(gòu)，轉(zhuǎn)向更加靈活，傳動誤差很小。以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求1.1.一種轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，其特征在于，包括推進器殼體、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)臺通過所述第一力矩電機安裝在所述推進器殼體內(nèi)，所述推進器電機通過所述第二力矩電機安裝在所述轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向方向與第二力矩電機的轉(zhuǎn)向方向不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，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(zhuǎn)臺的兩側(cè)；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(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，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(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)臺由所述第一力矩電機直接驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，其特征在于，所述第二力矩電機的轉(zhuǎn)角大于15度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，其特征在于，所述第二力矩電機的轉(zhuǎn)角達(dá)到20度。
7.一種水下作業(yè)裝置，包括水下設(shè)備，其特征在于，還包括權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，其中，所述轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器安裝于所述水下設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水下作業(yè)裝置，其特征在于，所述水下設(shè)備為水下潛艇、或者水下機器人。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水下作業(yè)裝置，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(zhuǎn)臺式小型水下推進器上。
專利摘要本實用新型提供一種轉(zhuǎn)向直接驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺式小型水下推進器，包括推進器殼體、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)臺通過所述第一力矩電機安裝在所述推進器殼體內(nèi)，所述推進器電機通過所述第二力矩電機安裝在所述轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向方向與第二力矩電機的轉(zhuǎn)向方向不同。還提供水下作業(yè)裝置。本實用新型采用平臺式的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，具有兩個方向的轉(zhuǎn)向，有電機直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向，沒有傳動機構(gòu)，正反轉(zhuǎn)(左右、上下轉(zhuǎn)向)基本無間隙、無回程誤差，優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單緊湊，無傳動機構(gòu)，誤差小，轉(zhuǎn)向靈活可控，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向。
文檔編號B63H25/42GK202935569SQ20122028432
公開日2013年5月15日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者邱志華, 陳洪立, 武傳宇, 喬欣 申請人:浙江理工大學(xué)