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一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置的制作方法

  • 国知局
  • 2024-08-01 06:44:14

本发明属于船舶螺旋桨,具体为一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置。

背景技术:

1、无人船舶,也被称为全自动水面机器人或usv,是一种无需遥控,借助精确卫星定位和自身传感设备即可按照预设任务在水面航行的智能化船舶,能够自主实现航行、避障、数据采集、图像传输等多种任务,无需人为干预,大大提高了工作效率和准确性;其具有诸多优点,在复杂的航行环境中,无人船舶能够避免人员伤亡风险,并适应不同的工作环境和任务需求;也可以24小时持续工作,无需休息,显著提高工作效率和生产效益。

2、然而,由于无人船舶没有人员维护,因此,无人船舶的螺旋桨一旦被缠绕,可能会引发以下的一系列问题,严重影响船舶的正常运行和航行安全:

3、a)主机负荷增大:螺旋桨被缠绕后,由于阻力增加,会导致主机负荷增大;

4、b)轴系异常振动加剧:缠绕物导致螺旋桨转动不平衡,进而使轴系产生异常振动;

5、c)船舶操纵能力受限:螺旋桨被缠绕后,船舶的推进力会受到严重影响,导致操纵能力下降;

6、d)安全隐患增加:缠绕物可能包含尖锐或粗糙的物体,这些物体在螺旋桨高速旋转时可能对螺旋桨叶片造成损伤;

7、e)影响航行计划:螺旋桨被缠绕后,船舶可能不得不中断航行计划,进行紧急维修或解救。

8、由于无人船舶本身不具有常备的船舶工作人员和维护人员,在无人船舶的螺旋桨产生受缠绕故障时,一旦难以继续正常航行,则很难派遣维修人员对螺旋桨的受缠绕情况进行维护和修理;因此,需要为无人船舶设计一种螺旋桨结构,当受到异物沾附时,可在无人操作的情况下并清除异物,并不影响螺旋桨的正常运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于:为了解决无人船舶的螺旋桨受到异物缠绕后,航行受到影响且很难派遣人员维修的技术问题,提供一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置。

2、本发明采用的技术方案如下:

3、一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,包括外壳,还包括由第一桨叶部、第二桨叶部及驱动第一桨叶部与第二桨叶部共轴旋转的驱动部;

4、所述驱动部包括有两个输出轴差速转动的等速差速器以及通过两个输出轴的差速驱动的差速驱动机构;

5、所述第一桨叶部包括有第一桨叶区与旋转切割机构;

6、所述第二桨叶部包括有第二桨叶区与换向器;

7、所述等速差速器的两个输出端分别与第一桨叶区以及第二桨叶区相连接,且第二桨叶区与等速差速器之间连接处设置有换向器,所述差速驱动机构的输出端与旋转切割机构相连接;

8、所述旋转切割机构安装于第一桨叶区与第二桨叶区之间。

9、其中,所述驱动部包括有反向共轴转动的第一双层轮和第二双层轮以及与第一双层轮同向共轴设置的传动轮,所述第一双层轮和第二双层轮互相靠近的一侧相同半径的环均设置有固定内齿轮与固定外齿轮;

10、两个所述固定外齿轮之间啮合有两个共轴设置的传动外齿轮,所述传动轮上设置有两个框架杆,两个所述框架杆远离传动轮的一端均设置有配合传动外齿轮中心处转动孔的导轴;

11、两个所述固定内齿轮之间啮合有两个共轴设置的传动内齿轮,两个所述传动内齿轮之间转动连接有联动轴杆,且联动轴杆侧面设置有第二法兰盘。

12、其中,所述驱动部还包括驱动轴以及驱动轴上安装的驱动轮,所述驱动轮与传动轮啮合连接。

13、其中,所述第一桨叶区包括有外桨叶轴及外桨叶轴外壁螺旋布设的第一转动桨叶,所述第二双层轮中心轴处安装有中心传动杆,所述中心传动杆远离第二双层轮的一端安装有转盘,所述转盘与外桨叶轴通过螺栓连接;

14、所述旋转切割机构包括有导流罩、导流罩内固定安装的转盘、导流罩中心轴处连接的第一传动筒杆以及第一传动筒杆远离导流罩的一端固定的第一法兰盘,所述第一法兰盘与第二法兰盘通过螺栓固定连接;

15、所述转盘侧面设置有三个环形等距分布的螺旋刀片,所述螺旋刀片把手端安装有转动杆,所述转盘上开设有配合三个转动杆滑动的弧形限位槽,所述转动杆贯穿转盘的延伸端还设置有限位圈,所述转动杆外侧固定有刀片从动齿轮;

16、第一传动筒杆侧面转动连接有刀片主齿轮,所述刀片主齿轮外侧与三个刀片从动齿轮均啮合连接,所述刀片主齿轮内侧开设有凹槽,所述中心传动杆对应凹槽处设置有与凹槽配合插接的弹片卡簧,所述第一传动筒杆上开设有配合卡簧贯穿的凹口,所述刀片主齿轮向转盘处延伸有滑杆,所述转盘上设置有配合滑杆滑动的弧形导槽,所述弧形导槽内设置有弹簧,所述弹簧一端与滑杆抵接,另一端与弧形导槽内壁抵接。

17、其中,所述中心传动杆靠近外桨叶轴的一端设置有第一安装环,所述第一安装环与外桨叶轴通过螺栓固定连接。

18、其中,所述第二桨叶区包括有第二传动筒杆、第二传动筒杆外壁螺旋配置的第二转动桨叶、第二传动筒杆轴向一端面通过安装螺钉固定有第二安装环,另一端安装有第二轴承;

19、所述换向器包括有两个反向共轴设置的第一单层轮与第二单层轮、与第一单层轮及第二单层轮同时啮合的四个换向齿轮以及换向齿轮中心轴处转动连接的转动轴,所述第一双层轮与第二单层轮共轴且固定连接,所述第一单层轮与第二传动筒杆共轴且固定设置。

20、其中,所述第一单层轮与第二单层轮之间设置有第二轴承,所述第二轴承一端与第二传动筒杆端面插接,另一端插接有轴套,所述轴套与第一双层轮远离第二双层轮的一侧中心轴处固定连接。

21、其中,所述外壳包括有容纳驱动部与换向器的壳体,所述第一桨叶区、第二桨叶区以及旋转切割机构均设置于壳体外部;

22、所述壳体内设置有配合转动轴固定的安装板,所述安装板与转动轴之间固定有固定螺钉;

23、所述壳体内设置有配合传动轮转动的固定轴,所述固定轴与传动轮之间设置有轴承套。

24、其中,所述第二传动筒杆与壳体接触处设置有第一轴承,所述第二传动筒杆外壁上开设有容纳第一轴承内圈的轴承槽口,所述第一轴承外圈固定有轴承板,所述壳体内壁与轴承板螺栓固定连接。

25、综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

26、1、本发明中,采用了联动式等速差速器与换向器,通过等速差速器与换向器的设置,实现了对两个转动桨叶的反向等速驱动,增加桨叶的推动效果的同时,避免单个桨叶产生的偏向问题。

27、2、本发明中,采用了联动式等速差速器与差速驱动机构,当等速差速器不能使两个转动桨叶等速转动时,视为两个转动桨叶之间不能正常旋转,即受到异物阻碍,此时两个转动桨叶之间的速度差值会启动差速驱动机构,使设置于两个转动桨叶之间的螺旋刀片展开并旋转,用以清除两个转动桨叶之间沾附的异物,减少人员维护的需求。

技术特征:

1.一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,包括外壳(4),其特征在于:还包括由第一桨叶部(1)、第二桨叶部(2)及驱动第一桨叶部(1)与第二桨叶部(2)共轴旋转的驱动部(3);

2.如权利要求1所述的一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,其特征在于:所述驱动部(3)包括有反向共轴转动的第一双层轮(33)和第二双层轮(335)以及与第一双层轮(33)同向共轴设置的传动轮(32),所述第一双层轮(33)和第二双层轮(335)互相靠近的一侧相同半径的环均设置有固定内齿轮(331)与固定外齿轮(332);

3.如权利要求2所述的一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,其特征在于:所述驱动部(3)还包括驱动轴(311)以及驱动轴(311)上安装的驱动轮(31),所述驱动轮(31)与传动轮(32)啮合连接。

4.如权利要求2所述的一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,其特征在于:所述第一桨叶区包括有外桨叶轴(17)及外桨叶轴(17)外壁螺旋布设的第一转动桨叶(11),所述第二双层轮(335)中心轴处安装有中心传动杆(333),所述中心传动杆(333)远离第二双层轮(335)的一端安装有转盘(131),所述转盘(131)与外桨叶轴(17)通过螺栓连接;

5.如权利要求4所述的一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,其特征在于:所述中心传动杆(333)靠近外桨叶轴(17)的一端设置有第一安装环(12),所述第一安装环(12)与外桨叶轴(17)通过螺栓固定连接。

6.如权利要求4所述的一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,其特征在于:所述第二桨叶区包括有第二传动筒杆(23)、第二传动筒杆(23)外壁螺旋配置的第二转动桨叶(21)、第二传动筒杆(23)轴向一端面通过安装螺钉(221)固定有第二安装环(22),另一端安装有第二轴承(27);

7.如权利要求6所述的一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,其特征在于:所述第一单层轮(25)与第二单层轮(251)之间设置有第二轴承(27),所述第二轴承(27)一端与第二传动筒杆(23)端面插接,另一端插接有轴套(334),所述轴套(334)与第一双层轮(33)远离第二双层轮(335)的一侧中心轴处固定连接。

8.如权利要求6所述的一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,其特征在于:所述外壳(4)包括有容纳驱动部(3)与换向器的壳体(41),所述第一桨叶区、第二桨叶区以及旋转切割机构均设置于壳体(41)外部;

9.如权利要求8所述的一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,其特征在于:所述第二传动筒杆(23)与壳体(41)接触处设置有第一轴承(24),所述第二传动筒杆(23)外壁上开设有容纳第一轴承(24)内圈的轴承槽口(231),所述第一轴承(24)外圈固定有轴承板(241),所述壳体(41)内壁与轴承板(241)螺栓固定连接。

技术总结本发明公开了一种无人船舶螺旋桨防缠绕装置,属于船舶螺旋桨技术领域,包括外壳,还包括由第一桨叶部、第二桨叶部及驱动第一桨叶部与第二桨叶部共轴旋转的驱动部;所述驱动部包括有两个输出轴差速转动的等速差速器以及通过两个输出轴的差速驱动的差速驱动机构;所述第一桨叶部包括有第一桨叶区与旋转切割机构;所述第二桨叶部包括有第二桨叶区与换向器;所述旋转切割机构安装于第一桨叶区与第二桨叶区之间。本发明中,采用了联动式等速差速器与差速驱动机构,当受到异物阻碍时,两个转动桨叶之间的速度差值会启动差速驱动机构,使设置于两个转动桨叶之间的螺旋刀片自动展开并旋转,用以清除两个转动桨叶之间沾附的异物,减少人员维护的需求。技术研发人员:王德坤,张立超,王吉林,王军受保护的技术使用者:山东字节信息科技有限公司技术研发日:技术公布日:2024/5/16

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