用於潛艇的推進和水平轉向機構的製作方法
2023-09-22 10:59:10 6
專利名稱：用於潛艇的推進和水平轉向機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及船舶技術領域的一種潛艇，特別涉及一種用於潛艇的推進 和水平轉向機構。
背景技術：
自水下運行船舶，如潛艇面世以來，其基本結構均是採用螺旋槳尾槳作為 前進動力，而轉向則完全由尾舵，如平板式水平轉向舵完成，這樣的方式使潛 水艇常使潛艇的驅動系統結構較為複雜，且使潛艇只能在前行狀態下方可實現 水平轉向，轉向速度較慢，轉向半徑較大，若在潛艇遭遇與其它船舶及障礙物 發生碰撞或被襲擊等危險狀況時，常使潛艇不能及時規避，從而造成事故，甚 至引起人員傷亡。又，上述潛艇通常需要牽引船等協助才能順利進出港口，不 僅需要耗費大量人力資源，且效率很低。
發明內容
本實用新型的目的在於提出一種可使潛艇具有較好機動性能，能實現迅速 轉向，且轉向運動半徑較小的用於潛艇的推進及水平轉向機構，以克服現有技 術中的不足。
為實現上述發明目的，本實用新型採用了如下技術方案
一種用於潛艇的推進和水平轉向機構，包括由驅動裝置通過主機軸驅動的 螺旋槳推進系統及與之連接的潛艇艇身，其特徵在於所述螺旋槳推進系統與潛 艇艇身之間設置一轉向機構，該轉向機構可使螺旋槳推進系統繞著與主機軸的 縱軸線垂直的軸線水平旋轉。
具體而言，所述轉向機構包括固定設置於潛艇艇身端部的伸縮驅動裝置和 與主機軸的縱軸線垂直設置的連接軸，所述潛艇艇身端部設置可與該連接軸配 合的軸孔，螺旋槳推進系統與伸縮驅動裝置連接，並通過連接軸與潛艇艇身端 部連接，所述伸縮驅動裝置的施力方向與主機軸的縱軸線平行。
所述轉向機構包括固定設置於潛艇艇身端部的伸縮驅動裝置和鉸鏈機構， 所述螺旋槳推進系統與伸縮驅動裝置連接，並通過鉸鏈機構與潛艇艇身端部連接，所述伸縮驅動裝置的施力方向與主機軸的縱軸線平行。
所述伸縮驅動裝置為兩個或兩個以上的液壓伸縮油缸，其對稱分布於主機 軸兩側，且其一端頂推連接螺旋槳推進系統，另一端固定設置於潛艇艇身端部。
所述主機軸一端通過一萬向節連接構件與螺旋槳推進系統連接，另一端與 驅動裝置連接，所述萬向節連接構件與連接軸設置於同一垂線上。
所述主機軸一端通過一萬向節連接構件與螺旋槳推進系統連接，另一端與 驅動裝置連接，所述萬向節連接構件與鉸鏈機構設置於同一垂線上。
所述萬向節連接構件為十字萬向節連接構件。
所述螺旋槳推進系統為兩個，其分別安裝於潛艇艇身的前端和尾部。 該用於潛艇的推進和水平轉向機構採用了在潛艇艇身端部及安裝於艇身端 部的螺旋槳推進系統之間設置水平轉向機構的方式，使潛艇僅僅通過改變螺旋 槳推進系統的水平推進角度即可實現水平轉向運動，而無需尾舵等裝置的配合。 與現有技術相比，不僅簡化了潛艇推進和轉向機構的結構，減少了潛艇在前進 過程作的阻力作用，同時，由於螺旋槳推進系統的較大推力，還可使潛艇在懸 停狀態下即可進行轉向運動，且動作更為迅捷，轉向半徑更小。
採用上述推進和水平轉向機構的潛艇進行水平轉向的具體過程為使兩個 或多個設置於潛艇艇身端部和螺旋槳推進系統之間的伸縮驅動裝置，如具有驅 動杆的液壓伸縮油缸分別進行前伸或後縮動作，進而帶動螺旋槳推進系統水平 向左或向右偏轉，使螺旋槳推進系統提供使潛艇向左或向右轉向的推力作用， 進而快速實現潛艇的水平轉向，且若潛艇在懸停狀態下採用上述方式轉向，其 轉向半徑最小可控制在與潛艇艇身長度相等或稍大的範圍內，且轉向角度可在
0 360°的範圍。
為進一步優化潛艇的機動性能，可採用在潛艇的艇身前端和尾部分別設置 螺旋槳推進系統和水平轉向機構的方式，通過這樣的設置，在使驅動位於艇身 前端和尾部的螺旋槳推進系統的驅動裝置同時保持正車運轉的狀態下，可使潛 艇在做直線運動時，其前端和尾部的螺旋槳推進系統同時提供推進力，使潛艇 具有較快的前進速度，且當其中一個螺旋槳推進系統發生故障時，另一個螺旋 槳推進系統仍可正常運作，不影響潛艇的正常運行，同時，上述設置還可使潛 艇無需牽引船等協助，即可順利進出港口。又，上述設置還可使潛艇在懸停狀 態下通過將驅動位於艇身前端和尾部的螺旋槳推進系統的驅動裝置分別倒車運 轉和正車運轉，然後分別使該等螺旋槳推進系統水平向左或向右旋轉，以使兩 個螺旋槳推進系統同時提供使艇身前端和尾部分別向右或向左運動的推力作 用，進而實現潛艇在0 360。的範圍的水平轉向，不僅速度迅捷，且轉向半
4徑最小可控制在等於或稍大於艇身長度的範圍內，另外，若將驅動位於艇身前 端和尾部的螺旋槳推進系統的驅動裝置同時保持倒車運轉或正車運轉，並使該 等螺旋槳推進系統分別左轉或右轉，則上述潛艇在螺旋槳推進系統提供的側向 推力作用下還可實現水平橫移運動，從而迅速偏離航道。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於該用於潛艇的推進及水平 轉向機構可使潛艇具有較好的機動性能，不僅簡化了潛艇推進和轉向機構的結 構，減少了潛艇在前進過程作的阻力作用，還使潛艇轉向迅速，且轉向運動半 徑較小，從而可使潛艇快速規避航道上的障礙物，或可使潛艇在遭遇襲擊等危 險狀況時，能夠迅速脫離敵方的攻擊半徑和射擊視角，並可使潛艇無需牽引即 可順利進出港口。本實用新型可被廣泛應用於多種水下運行船舶。
以下結合附圖及具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。
圖1是實施例1中一種用於潛艇的推進及水平轉向機構的結構示意圖； 圖2是實施例1中用於潛艇的推進及水平轉向機構的俯視示圖； 圖3是實施例2中設有用於潛艇的推進及水平轉向機構的潛艇的運行狀態 示意圖之一；
圖4是實施例2中設有用於潛艇的推進及水平轉向機構的潛艇的運行狀態 示意圖之二；
圖5是實施例2中設有用於潛艇的推進及水平轉向機構的潛艇的運行狀態 示意圖之三；
具體實施方式
實施例l如
圖1 2所示，該用於潛艇的推進和水平轉向機構，包括由潛艇 主機驅動的螺旋槳推進系統2及連接驅動裝置和螺旋槳推進系統2的主機軸3， 上述螺旋槳推進系統設置於潛艇艇身1的尾部，且螺旋槳推進系統與潛艇艇身 之間設置一水平轉向機構，該轉向機構包括與主機軸的縱軸線垂直設置的兩段 連接軸4和對稱設置於主機軸兩側的兩個液壓伸縮油缸6、 6'，兩段連接軸4處 於同一垂線上，並對稱設置於主軸的上下兩側，潛艇艇身尾部設置可與該等連 接軸配合的軸孔，螺旋槳推進系統的一端亦設置可容納上述連接軸的軸孔，螺 旋槳推進系統通過該連接軸與潛艇艇身端部連接，並可繞該等連接軸於水平方 向旋轉，上述兩個液壓伸縮油缸以其縱軸方向與主機軸平行設置，其--端頂推 螺旋槳推進系統，另一端固定設置在潛艇艇身端部，並可分別進行前伸和後縮
5動作。上述主機軸3 —端通過一十字萬向節聯軸器5與螺旋槳推進系統連接， 另一端與潛艇主機連接，且上述十字萬向節聯軸器與上述連接軸共處於同一垂 線上。採用上述推進和水平轉向機構的潛艇進行水平向左轉向的具體過程為 使位於主軸右側的液壓伸縮油缸做前伸動作，並使位於主軸左側的液壓伸 縮油缸做後縮動作，進而帶動螺旋槳推進系統水平向左偏轉，使螺旋槳推進系 統提供使潛艇尾部向右轉向的推力作用，從而快速實現潛艇前端向左轉向，且 若潛艇在懸停狀態下採用上述方式轉向，其轉向半徑最小可控制在與潛艇艇身 長度相等或稍大的範圍內，且轉向角度可在0 360。的範圍內。
實施例2該用於潛艇的推進和水平轉向機構結構與實施例1類似，但螺旋 槳推進系統與潛艇艇身之間是通過鉸鏈連接。如圖3 5所示的是在艇身前端和 尾部各設置該推進和轉向機構的潛艇，其中兩個螺旋槳推進系統2、 2'可在潛 艇做直線運動時一同將潛艇向前推進，使潛艇具有較快的前進速度，當其中一 個螺旋槳推進系統發生故障時，另一個螺旋槳推進系統仍可正常運作，不影響 潛艇的正常使用。如圖3所示，採用上述推進和水平轉向機構的潛艇進行水平 向左轉向的具體過程為使位於艇身尾部、主軸右側和左側的液壓伸縮油缸分 別做前伸動作和後縮動作，進而帶動艇身尾部的螺旋槳推進系統水平向左偏轉， 提供使潛艇尾部向右轉向的推力作用，同時使位於艇身前端、主軸右側和左側 的液壓伸縮油缸分別進行前伸動作和後縮動作，進而帶動艇身前端的螺旋槳推 進系統水平向左偏轉，提供使潛艇前端向左轉向的推力作用，從而實現艦體迅 速向左轉向。同時，上述潛艇還可於前行狀態下實現水平橫移，如圖4所示， 以其水平向左橫移為例，將驅動位於艇身前端和尾部的螺旋槳推進系統的潛艇 主機同時保持正車運轉，同時使艇身前端和尾部的螺旋槳推進系統分別向左和 向右偏轉，則兩個螺旋槳推進系統將同時提供使艇身向左橫移的推力作用。另 外，上述潛艇還可實現原地調頭，如圖5所示，將驅動位於艇身前端的螺旋槳 推進系統2的潛艇主機倒車運轉，並將該螺旋槳推進系統2水平向左旋轉，同 時驅動位於艇身尾部的螺旋槳推進系統2'的潛艇主機仍保持正車運轉，並將該 螺旋槳推進系統2'水平向右旋轉，則兩個螺旋槳推進系統將同時提供使艇身前 端向右運動和使艇身尾部向左運動的推力作用，進而實現潛艇的原地調頭，且 轉向半徑最小可控制在等於或稍大於潛艇艇身長度的範圍內。
權利要求1. 一種用於潛艇的推進和水平轉向機構，包括由驅動裝置通過主機軸驅動的螺旋槳推進系統及與之連接的潛艇艇身，其特徵在於所述螺旋槳推進系統與潛艇艇身之間設置一轉向機構，該轉向機構可使螺旋槳推進系統繞著與主機軸的縱軸線垂直的軸線水平旋轉。
2. 根據權利要求l所述的用於潛艇的推進和水平轉向機構，其特徵在於所 述轉向機構包括固定設置於潛艇艇身端部的伸縮驅動裝置和與主機軸的縱軸線 垂直設置的連接軸，所述潛艇艇身端部設置可與該連接軸配合的軸孔，螺旋槳 推進系統與伸縮驅動裝置連接，並通過連接軸與潛艇艇身端部連接，所述伸縮 驅動裝置的施力方向與主機軸的縱軸線平行。
3. 根據權利要求l所述的用於潛艇的推進和水平轉向機構，其特徵在於所 述轉向機構包括固定設置於潛艇艇身端部的伸縮驅動裝置和鉸鏈機構，所述螺 旋槳推進系統與伸縮驅動裝置連接，並通過鉸鏈機構與潛艇艇身端部連接，所 述伸縮驅動裝置的施力方向與主機軸的縱軸線平行。
4. 根據權利要求2或3所述的用於潛艇的推進和水平轉向機構，其特徵在 於所述伸縮驅動裝置為兩個或兩個以上的液壓伸縮油缸，其對稱分布於主機軸 兩側，且其一端頂推連接螺旋槳推進系統，另一端固定設置於潛艇艇身端部。
5. 根據權利要求2所述的用於潛艇的推進和水平轉向機構，其特徵在於所 述主機軸一端通過一萬向節連接構件與螺旋槳推進系統連接，另一端與驅動裝 置連接，所述萬向節連接構件與連接軸設置於同一垂線上。
6. 根據權利要求3所述的用於潛艇的推進和水平轉向機構，其特徵在於所 述主機軸一端通過一萬向節連接構件與螺旋槳推進系統連接，另一端與驅動裝 置連接，所述萬向節連接構件與鉸鏈機構設置於同一垂線上。
7. 根據權利要求2或3所述的用於潛艇的推進和水平轉向機構，其特徵在 於所述萬向節連接構件為十字萬向節連接構件。
8. 根據權利要求1或2或3所述的用於潛艇的推進和水平轉向機構，其特 徵在於所述螺旋槳推進系統為兩個，其分別安裝於潛艇艇身的前端和尾部。
專利摘要一種用於潛艇的推進和水平轉向機構，包括由驅動裝置通過主機軸驅動的螺旋槳推進系統及與之連接的潛艇艇身，所述螺旋槳推進系統與潛艇艇身之間設置一轉向機構，該轉向機構可使螺旋槳推進系統繞著與主機軸的縱軸線垂直的軸線水平旋轉。該用於潛艇的推進及水平轉向機構可使潛艇具有較好的機動性能，不僅簡化了潛艇推進和轉向機構的結構，減少了潛艇在前進過程作的阻力作用，還使潛艇轉向迅速，且轉向運動半徑較小，從而可使潛艇快速規避航道上的障礙物，或可使潛艇在遭遇襲擊等危險狀況時，能夠迅速脫離敵方的攻擊半徑和射擊視角，並可使潛艇無需牽引即可順利進出港口。本實用新型可被廣泛應用於多種水下運行船舶。
文檔編號B63G8/00GK201313627SQ20082013942
公開日2009年9月23日 申請日期2008年10月30日 優先權日2008年5月21日
發明者徐思遙, 徐曉濤 申請人:徐曉濤