曲柄滑塊式葉片擺動機構以及包括該機構的直翼推進器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種曲柄滑塊式葉片擺動機構W及包括該機構的用于船舶的直 翼推進器。
【背景技術】
[0002] 直翼推進器是一種回轉軸豎直安裝的推進設備，可W全角度快速改變推力大小和 方向，實現(xiàn)船舶的全方位方向的移動。相比于傳統(tǒng)的螺旋將推進器，直翼推進器具有水力剖 面面積大、水流旋轉損失小、操作方便、響應快等優(yōu)點，能極大地提高船舶的靈活性和操作 性。
[0003] 實現(xiàn)直翼推進器的功能，最重要的是設計出符合需要的葉片擺動機構，中國專利 201310744655.5"葉片擺動機構及包括該機構的用于船舶的擺線推進器"采用連桿結構實 現(xiàn)擺線運動，但是結構部件比較多，實現(xiàn)結構復雜。中國專利201410158236.8 "曲柄滑塊液 壓傳動式擺線推進器機構"采用液壓機構與曲柄滑塊結構結合實現(xiàn)擺線運動，但是液壓系 統(tǒng)使用不夠方便，維護困難，并且工作噪聲較大，動作響應的實時差。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型針對現(xiàn)有技術中的上述不足，提供一種通過曲柄滑塊結構和導桿結合 實現(xiàn)對直翼推進器偏屯、距的放大，并且結構簡單、控制精度高、動作響應的實時性好的曲柄 滑塊式葉片擺動機構W及包括該機構的用于船舶的直翼推進器。
[0005] 為了解決上述技術問題，本實用新型采用W下的技術方案：
[0006] 曲柄滑塊式葉片擺動機構，包括控制桿、連接架、導桿、W及固定在回轉盤上的凸 臺和支撐架結構、連接在連接架的相鄰兩架臂和支撐架結構之間的連接桿，所述連接架具 有呈發(fā)射狀等間隔布置的等長的至少兩個架臂，各個架臂的外端對應連接一縱向開設長槽 的等長的所述導桿，各個架臂的外端具有沿所述導桿的長槽滑行的滑塊，各個導桿的外端 與一葉片的主軸垂直地固定連接，各個葉片的主軸可轉動地豎向穿設在回轉盤底面的葉片 安裝孔內，葉片由回轉盤帶動公轉;所述回轉盤帶動與其固定的凸臺和支撐架結構、W及與 支撐架結構連接的連接桿、與連接桿連接的連接架、與葉片固定的導桿一并公轉；
[0007] 所述控制桿為中間凸起兩端呈錐臺狀，控制桿的下端通過可軸向移動的第一關節(jié) 軸承套裝在所述連接架的中屯、內，控制桿的中部套裝在軸向固定的第二關節(jié)軸承內，兩個 艙機分別通過主動桿、從動桿與控制桿的上端連接，在兩個艙機的轉動作用下，控制桿W其 中部的第二關節(jié)軸承為支撐點做杠桿運動，控制桿的上端和控制桿的下端的移動方向相 反，控制桿的下端帶動連接架的中屯、在所述凸臺的上端面滑動，所述控制桿的下端構成控 制點N，初始情況下，通過兩個艙機的轉動作用移動控制桿的上端，W使控制桿W第二關節(jié) 軸承為中屯、做杠桿運動，進而使控制桿下端的控制點N偏離凸臺的中屯、0,0N構成直翼推進 器的偏屯、距，此過程中通過連接架和導桿的可轉動聯(lián)系關系使得與導桿固定連接的葉片繞 其主軸偏轉一定的初始角度，此后當回轉盤旋轉時，兩個艙機不轉動使得控制桿下端的控 制點N位置不變，回轉盤通過支撐架結構帶動連接架W控制點N為中屯、自轉，而凸臺被回轉 盤帶動繞凸臺的中屯、0轉動，由于凸臺的中屯、0轉動而控制點N位置不變，于是相當于控制點 N相對于凸臺的中屯、0轉動，轉動中的ON構成曲柄，自轉中的與控制點N連接的連接架的各架 臂構成連桿，與各個架臂外端的沿導桿滑行的滑塊一起構成曲柄滑塊結構，于是在葉片隨 回轉盤公轉到不同位置時，在曲柄滑塊結構和導桿的作用下，與導桿固定連接的葉片圍繞 主軸旋轉不同的角度，即實現(xiàn)了葉片的自轉；
[0008] 當控制點N相對凸臺的中屯、0發(fā)生偏移時，各個所述導桿的連線構成實際控制點 Ν'，0N'構成實際偏屯、距，從ON到ON'，所述曲柄滑塊結構結合導桿實現(xiàn)了直翼推進器偏屯、距 的放大，該直翼推進器偏屯、距的放大倍數(shù)為/二^，實際偏屯、距= ，其中，r r-i r-l 為葉片的軸屯、點組成圓形的半徑，1為滑塊到控制點N的距離。
[0009] 進一步，所述支撐架結構為與連接桿較接的平行架結構，平行架結構包括固定在 回轉盤底面的兩個豎桿、垂直較接在豎桿上端的兩個平行的等長直桿、兩端較接在兩個直 桿另一端的橫桿，橫桿的兩端分別與所述連接桿的一端較接，連接桿的另一端與所述連接 架的相鄰兩架臂較接，連接桿與連接架的相鄰兩架臂的較接點到連接架的中屯、的距離相 等;所述曲柄滑塊式葉片擺動機構可W安裝一個設置在連接架的相鄰兩架臂之間的連接桿 和平行架結構，也可W安裝多個分別設置在連接架的相鄰兩架臂之間的連接桿和平行架結 構;平行架結構W及連接桿的作用在于，通過合理選擇平行架結構的各桿W及所述連接桿 的尺寸，可W使得所述控制點N在所述控制桿的驅動下在所限定的范圍內移動。
[0010] 包括曲柄滑塊式葉片擺動機構的直翼推進器，包括外殼、由主動錐齒輪與從動錐 齒輪曬合構成的錐齒輪副、與從動錐齒輪的中屯、固定連接的傳動軸、與傳動軸同屯、地固定 連接的回轉盤，所述主動錐齒輪的動力輸入軸與柴油機或電機連接，主動錐齒輪的動力輸 入軸可轉動地水平安裝在所述外殼上，所述從動錐齒輪的中屯、與所述傳動軸固定連接實現(xiàn) 豎直動力的輸出，所述傳動軸通過背靠背軸承與和所述外殼固定連接的固定件可轉動連 接，由兩個角接觸球軸承背靠背構成的背靠背軸承可W減小回轉盤在轉動過程中的擺動， 所述直翼推進器還包括上述的曲柄滑塊式葉片擺動機構，所述傳動軸為空屯、結構，其空屯、 結構內的下端通過曲柄滑塊式葉片擺動機構的第二關節(jié)軸承連接控制桿的中部，控制桿W 第二關節(jié)軸承為支撐點做杠桿運動，所述背靠背軸承可承受控制桿的杠桿運動產(chǎn)生的向屯、 推力，所述傳動軸的下端固定連接圓筒結構的回轉盤，回轉盤的底面沿周向開設有等間隔 設置的多個葉片安裝孔，各個所述葉片的主軸分別穿設在一個葉片安裝孔內，曲柄滑塊式 葉片擺動機構的凸臺固定在回轉盤的底面中屯、，曲柄滑塊式葉片擺動機構的支撐架結構固 定在回轉盤的底面的凸臺外側，直翼推進器的所述外殼的側面間隔設置有兩個分別安裝有 一個艙機的安裝座，兩個艙機的安裝方向相互垂直，兩個艙機分別通過主動桿、從動桿與所 述控制桿的上端連接，其中主動桿一端與艙機的動力輸出軸固定連接，主動桿另一端與從 動桿的一端較接，從動桿的另一端與所述控制桿的上端較接，與各個艙機連接的主動桿的 長度相等，與各個主動桿連接的從動桿的長度也相等。
[0011] 本實用新型的有益效果在于:提供一種曲柄滑塊式葉片擺動機構W及包括該機構 的用于船舶的直翼推進器，葉片的主軸豎向穿設在回轉盤底面的葉片安裝孔內，因此葉片 可由回轉盤帶動公轉，同時回轉盤帶動與其固定的凸臺和支撐架結構、W及與支撐架結構 連接的連接桿、與連接桿連接的連接架、與葉片固定的導桿一起旋轉；
[0012] 初始情況下，通過兩個艙機的轉動作用移動控制桿的上端，W使控制桿W第二關 節(jié)軸承為中屯、做杠桿運動，進而使控制桿下端的控制點N偏離凸臺的中屯、0,0N構成直翼推 進器的偏屯、距，此過程中通過連接架和導桿的可轉動聯(lián)系關系使得與導桿固定連接的葉片 繞其主軸偏轉一定的初始角度，此后當回轉盤旋轉時，兩個艙機不轉動使得控制桿下端的 控制點N位置不變，回轉盤通過支撐架結構帶動連接架W控制點N為中屯、自轉，自轉過程中 架臂與導桿之間或者伸長，或者縮短，而凸臺被回轉盤帶動繞凸臺的中屯、0轉動，由于凸臺 的中屯、0轉動而控制點N位置不變，于是相當于控制點N相對于凸臺的中屯、0轉動，轉動中的 ON構成曲柄，自轉中的與控制點N連接的連接架的各架臂構成連桿，與各個架臂外端的沿導 桿滑行的滑塊一起構成曲柄滑塊結構，于是在葉片隨回轉盤公轉到不同位置時，在曲柄滑 塊結構和導桿的作用下，與導桿固定連接的葉片圍繞主軸旋轉不同的角度，即實現(xiàn)了葉片 的自轉；
[0013] 葉片繞主軸偏轉初始角度的原理是，當控制點N偏離凸臺的中屯、0時，部分滑塊朝 導桿的長槽外端移動，部分滑塊朝導桿的長槽內端移動，滑塊的移動使得導桿與連接架的 架臂之間的夾角發(fā)生變化(導桿發(fā)生轉動），導桿的轉動帶動與導桿固定的葉片繞其主軸轉 動一定的初始角度；回轉盤轉動使得連接架繞控制點N自轉時，連接架的架臂帶動葉片自轉 的原理類似；
[0014] 曲柄滑塊結構和導桿結合實現(xiàn)了對直翼推進器偏屯、距的放大，葉片擺動機構的控 制點N只要移動較小的距離就可W得到較大的偏屯、距，從而得到較大的直翼推進器的推力； 此外，通過合理選擇平行架結構的各桿W及與平行架結構較接的所述連接桿的尺寸，可W 使得所述控制點N在所述控制桿的驅動下在所限定的范圍內移動；
[0015] 包括該曲柄滑塊式葉片擺動機構的直翼推進器內部結構緊湊合理，相較典型的連 桿結構的葉片擺動機構，減少了零件的數(shù)量，簡化了結構的復雜性，并且控制精度較高，反 應速度快，動作響應的實時性好。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型的曲柄滑塊式葉片擺動機構的結構圖。