本發(fā)明屬于船用動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種船用雙電機(jī)直翼全向推進(jìn)器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的船用直翼全向推進(jìn)器用于控制和驅(qū)動(dòng)船上槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)和方向，包括主機(jī)、輸入軸、減速箱、舵機(jī)、旋轉(zhuǎn)盤(pán)、槳葉等，主機(jī)可為柴油機(jī)、電機(jī)、液壓馬達(dá)等動(dòng)力設(shè)備。

主機(jī)連接驅(qū)動(dòng)減速箱，減速箱的輸出軸連接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)盤(pán)下方安裝有若干垂直于旋轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)面的槳葉，旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)配有行星齒輪系，各槳葉在隨旋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，在各行星齒輪驅(qū)動(dòng)下繞槳葉自身軸線旋轉(zhuǎn)，在水中各槳葉形成方向一致的推力。船上配有另一電機(jī)作為舵機(jī)，與旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)的行星齒輪驅(qū)動(dòng)連接，用于改變槳葉旋轉(zhuǎn)角度，以控制槳葉在水中形成的推力方向，從而改變船的航向。

現(xiàn)有船用直翼全向推進(jìn)器技術(shù)存在的問(wèn)題是：

1、主機(jī)通過(guò)減速箱及其輸出軸連接推進(jìn)器，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且能量傳遞效率降低；

2、主機(jī)、減速器和推進(jìn)器三個(gè)獨(dú)立部件，集成化程度低，占用空間大；

3、航行工況不同時(shí)推進(jìn)力不同，影響主機(jī)轉(zhuǎn)速，主機(jī)無(wú)法始終運(yùn)行于高效工作區(qū)域，需要駕駛員人為調(diào)整主機(jī)以適應(yīng)不同工況，不僅需要駕駛員值守，而且主機(jī)的效率及控制精度皆難以保證最佳；

4、當(dāng)采用柴油機(jī)為主機(jī)，整個(gè)推進(jìn)器的噪音大、震動(dòng)大、污染嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種船用雙電機(jī)直翼全向推進(jìn)器，主電機(jī)與舵機(jī)電機(jī)疊置，主電機(jī)的輸出軸為中空軸，舵機(jī)電機(jī)輸出軸從主電機(jī)輸出軸中穿過(guò)，二電機(jī)軸的中心線重合，主電機(jī)輸出軸連接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤(pán)，舵機(jī)電機(jī)輸出軸連接驅(qū)動(dòng)安裝于旋轉(zhuǎn)盤(pán)中的行星齒輪系的太陽(yáng)輪，太陽(yáng)輪嚙合的各行星齒輪軸為各槳葉的旋轉(zhuǎn)軸。本設(shè)計(jì)提高傳動(dòng)效率，提高集成度，減小體積；降低成本。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種船用雙電機(jī)直翼全向推進(jìn)器，包括旋轉(zhuǎn)盤(pán)，旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)中心為太陽(yáng)輪，旋轉(zhuǎn)盤(pán)的圓周上均布3～6個(gè)相同的行星齒輪，行星齒輪與太陽(yáng)輪嚙合，各行星齒輪軸與太陽(yáng)輪軸平行，構(gòu)成行星齒輪系。各行星齒輪軸下端連接安裝槳葉，槳葉位于旋轉(zhuǎn)盤(pán)下方，槳葉中心線垂直于旋轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)面，各行星齒輪帶動(dòng)其連接的槳葉繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，主電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤(pán)與其內(nèi)的行星齒輪系以主電機(jī)輸出軸為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的方案中主電機(jī)輸出軸與旋轉(zhuǎn)盤(pán)連接，二者中心線重合；主電機(jī)輸出軸為中空軸，舵機(jī)電機(jī)輸出軸從主電機(jī)輸出軸中穿過(guò)，二電機(jī)輸出軸的中心線重合；舵機(jī)電機(jī)輸出軸連接安裝于旋轉(zhuǎn)盤(pán)行星齒輪系的太陽(yáng)輪。主電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，舵機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤(pán)中間的太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述舵機(jī)電機(jī)疊置于主電機(jī)上方，主電機(jī)固定安裝于船體的基座上。

所述主電機(jī)和舵機(jī)電機(jī)為盤(pán)式伺服電機(jī)，主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器連接控制主電機(jī)，舵機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器連接控制舵機(jī)電機(jī)，主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器和舵機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器均與主控制器連接，并連接作為電源的電池組，主控制器連接操控面板。

通過(guò)操控面板由主控制器發(fā)出指令，主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器和舵機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器控制主電機(jī)和舵機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制旋轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速，槳葉的轉(zhuǎn)速，各槳葉隨旋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)、同時(shí)繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，在水中形成方向一致的推力，驅(qū)動(dòng)船體前行。需要改變船的航向時(shí)，主控制器指令舵機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器控制舵機(jī)電機(jī)調(diào)整行星齒輪的相位，調(diào)節(jié)槳葉的旋轉(zhuǎn)角度，改變?cè)谒袠~推力的方向，從而改變航向。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種船用雙電機(jī)直翼全向推進(jìn)器的優(yōu)點(diǎn)為：1、兩套盤(pán)式伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器，取代了現(xiàn)有技術(shù)中的主機(jī)、舵機(jī)、減速箱、傳動(dòng)軸等部件，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，集成度高，體積減小，降低制造難度和成本；2、動(dòng)力集成一體，減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，減少能量損失，提高動(dòng)力傳遞效率；3、伺服系統(tǒng)的控制，提高速度的方向的控制精度，行駛更平穩(wěn)、舒適；4、電機(jī)取代傳統(tǒng)的燃油機(jī)，節(jié)能，減少污染，且噪音低，震動(dòng)小，特別適合用于旅游景點(diǎn)的游船，其本發(fā)明無(wú)污染嚴(yán)重的排放物，不會(huì)造成水面油體污染，也減小噪音對(duì)景區(qū)的影響。

附圖說(shuō)明

圖1為本船用雙電機(jī)直翼全向推進(jìn)器實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本船用雙電機(jī)直翼全向推進(jìn)器實(shí)施例旋轉(zhuǎn)盤(pán)行星輪系示意圖；

圖3為本船用雙電機(jī)直翼全向推進(jìn)器實(shí)施例電路框圖。

圖中標(biāo)號(hào)為：1-伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、2-舵機(jī)輸出軸、3-舵機(jī)電機(jī)、4-主電機(jī)輸出軸、5-主電機(jī)、6-基座、7-旋轉(zhuǎn)盤(pán)、8-太陽(yáng)輪、9-行星齒輪、10-槳葉、11-行星齒輪軸。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本船用雙電機(jī)直翼全向推進(jìn)器實(shí)施例如圖1所示，包括伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1、舵機(jī)電機(jī)3、主電機(jī)5和旋轉(zhuǎn)盤(pán)7,舵機(jī)電機(jī)3疊置于主電機(jī)5上方，二者安裝于基座6上。主電機(jī)輸出軸4為中空軸，舵機(jī)電機(jī)輸出軸2從主電機(jī)輸出軸4中穿過(guò)，二電機(jī)軸的中心線重合；主電機(jī)輸出軸2與旋轉(zhuǎn)盤(pán)7連接，舵機(jī)電機(jī)輸出軸2連接安裝于旋轉(zhuǎn)盤(pán)7行星齒輪系的太陽(yáng)輪8。

如圖2所示，旋轉(zhuǎn)盤(pán)7內(nèi)中心為太陽(yáng)輪8，旋轉(zhuǎn)盤(pán)7的圓周上均布4個(gè)相同的行星齒輪9，行星齒輪9與太陽(yáng)輪8嚙合，各行星齒輪軸11與太陽(yáng)輪軸，即主電機(jī)輸出軸4平行，構(gòu)成行星齒輪系。各行星齒輪軸11下端連接安裝槳葉10，槳葉10位于旋轉(zhuǎn)盤(pán)7下方，槳葉10中心線垂直于旋轉(zhuǎn)盤(pán)7盤(pán)面，各行星齒輪9帶動(dòng)其連接的槳葉10繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，主電機(jī)5帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤(pán)7與其內(nèi)的行星齒輪系以主電機(jī)輸出軸4為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

本例主電機(jī)5和舵機(jī)電機(jī)3為盤(pán)式伺服電機(jī)，與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1連接。如圖3所示，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1包括與主控制器連接的主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器和舵機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器連接控制主電機(jī)5，舵機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器連接控制舵機(jī)電機(jī)3，主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器和舵機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器均與主控制器連接，并連接作為電源的電池組，主控制器連接操控面板。

通過(guò)操控面板由主控制器發(fā)出指令，主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器和舵機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器控制主電機(jī)5和舵機(jī)電機(jī)3的轉(zhuǎn)速，從而控制旋轉(zhuǎn)盤(pán)7的轉(zhuǎn)速，槳葉10的轉(zhuǎn)速，各槳葉10隨旋轉(zhuǎn)盤(pán)7轉(zhuǎn)動(dòng)、同時(shí)繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，在水中形成方向一致的推力，驅(qū)動(dòng)船體前行。

主控制器根據(jù)某工況下主電機(jī)5反饋的轉(zhuǎn)速及行星齒輪系的速比，得到所需的舵機(jī)電機(jī)3即槳葉10自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，在舵機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器控制下，調(diào)節(jié)船體正常行駛所需各槳葉10在不同位置的角度。

通過(guò)主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器和舵機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)主電機(jī)5及舵機(jī)電機(jī)3的控制，得到船體正常行駛所需的旋轉(zhuǎn)盤(pán)7的轉(zhuǎn)速以及各個(gè)位置槳葉10的角度；通過(guò)對(duì)舵機(jī)電機(jī)3旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)整，控制槳葉10的角度變化，槳葉10在水中形成的推力方向隨之改變，從而改變航向。

上述實(shí)施例，僅為對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的具體個(gè)例，本發(fā)明并非限定于此。凡在本發(fā)明的公開(kāi)的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。