一种适用于箱式海上过驳平台的全回转喷水推进器

本发明涉及接驳平台推进，具体是涉及一种适用于箱式海上过驳平台的全回转喷水推进器。

背景技术：

1、海上过驳平台作为一种用于船舶并靠和货物转运的多功能浮动平台，具有承载能力强、平台面积广等优势，可以实现货物的装卸、过驳、仓储等多种功能，在现代海运作业中起到重要的作用。

2、而传统的海上过驳平台通常没有自主动力装置，其移动需要依赖拖船等辅助船只进行协同作业。现有的海上过驳平台由于尺寸较大，回转半径较大，回转周期较长，因此操纵性能和定位精确性受到一定的限制，进而影响到海上过驳转运效率。

技术实现思路

1、发明目的：针对以上问题，本发明提供一种操纵性能高和定位精确的适用于箱式海上过驳平台的全回转喷水推进器。

2、技术方案：为解决上述问题，本发明采用一种适用于箱式海上过驳平台的全回转喷水推进器，包括若干推进器单元，所述推进器单元包括横向传动模块、回转模块和喷水推进模块；所述横向传动模块带动回转模块和喷水推进模块同步直线运动，所述回转模块带动喷水推进模块绕垂直于喷水推进模块推进方向的轴转动，所述喷水推进模块包括用于产生推力的螺旋桨。

3、进一步的，包括四个分别设置于海上过驳平台四个角的推进器单元，四个推进器单元围绕海上过驳平台的中心呈中心对称，位于海上过驳平台同一侧的两个推进器单元的横向传动模块驱动方向相互垂直。

4、进一步的，所述横向传动模块包括横向传动电机、固定连接于横向传动电机输出轴的丝杆、与丝杆啮合的固定齿轮、与固定齿轮啮合的齿条，所述齿条与回转模块固定连接，且齿条延伸方向平行于丝杆的延伸方向。丝杆的左端通过传动轴与电机输出轴同轴连接，所述传动轴与丝杠连接处设有两个密封圈，用于防止海水渗透，轴承设置在丝杠两端，起到支承作用，所述固定齿轮与上方长条状丝杆啮合连接，所述固定齿轮的转动带动下方齿条平动。

5、进一步的，所述齿条上设置若干滑轮组，所述回转模块和横向传动模块上均固定设置u型滑轨，滑轮组与u型滑轨嵌合，实现壳体b的平动。通过将滑轮组两两组合，当壳体b平动至左右两端，仍然保证四组滑轮组在与壳体a接触，提供壳体a与壳体b连接的平稳，并且单个滑轮组对称布置于齿轮两侧，以及u型滑轨也是上下均有布设，均为保证横向传动的稳定流畅。

6、进一步的，回转模块位于壳体b内，所述回转模块包括回转电机、与回转电机输出轴固定连接的锥齿轮、与锥齿轮啮合的传动齿轮、与传动齿轮啮合的回转齿轮，所述喷水推进模块与回转齿轮的转轴固定连接，所述传动齿轮与回转齿轮传动比为2：1，即传动齿轮旋转两周，正好实现喷水推进模块的全回转，当过驳平台处于正航状态时，位于平台底部的喷水推进器推进方向均指向船尾；当过驳平台需要逆航时，喷水推进器推进方向均指向船首；当过驳平台处于正航或逆航状态时，沿船宽方向布置的推进单元的壳体b位于丝杆中心并制动抱死，沿船首尾方向布置的推进单元，可通过丝杆传动，带动所述垂滑轮移动装置主体b至丝杆末尾，即壳体b平动至壳体a端部。

7、进一步的，所述回转模块包括壳体b，所述回转齿轮位于壳体b中心，回转电机位于壳体b一侧，壳体b另一侧设置配重块。回转模块中回转齿轮与壳体c固定连接，所述壳体c随着回转齿轮的转动而同步转动，所述壳体c与回转模块的壳体b通过滚轴轴承连接，该连接处做水密处理，用于保证整个回转模块处于密闭空间内，所述回转齿轮上部与壳体b通过滚珠轴承转动连接，保证回转齿轮在转动过程时的稳定，避免出现应功率输出不稳定而与传动齿轮错位的情况。

8、进一步的，所述喷水推进模块包括推进驱动电机、与推进驱动电机输出端固定连接的大直径锥齿轮、与大直径锥齿轮啮合的小直径锥齿轮、与小直径锥齿轮转轴固定连接的传动轴，所述螺旋桨固定设置于传动轴上。当电机启动时，所述大直径锥齿轮开始转动，带动所述小直径锥齿轮转动，所述大直径锥齿轮线速度与小直径锥齿轮线速度相同，实现小直径锥齿轮角速度大于大直径锥齿轮角速度，用于实现齿轮间的加速传动。壳体d内部大直径锥齿轮与小直径锥齿轮呈90度角啮合连接，小锥齿轮与固定螺旋桨的传动轴固定连接，实现小锥齿轮的转动与传动轴和两端螺旋桨的转动同步。

9、进一步的，所述喷水推进模块包括推进器外壳，所述螺旋桨位于推进器外壳内，推进器外壳包括入水口和出水口，所述入水口口径大于出水口口径，且推进器外壳由入水口至出水口之间线性过渡，所述传动轴位于推进器外壳内由入水口延伸至出水口，所述小直径锥齿轮固定连接于传动轴中部，所述螺旋桨包括大螺旋桨和小螺旋桨，大螺旋桨和小螺旋桨的推进方向相同，大螺旋桨和小螺旋桨分别位于小直径锥齿轮两侧，且大螺旋桨靠近入水口，小螺旋桨靠近出水口。入水口的滤网对进入喷水装置的海水进行过滤，海水首先经过大直径螺旋桨对水流进行吸入，壳体d设置为类漏斗状，随着水流流入，压强与流速不断升高，水流流至出水口的小直径螺旋桨时，其对水流进行再次加速，从而提高喷水推进器的推进速率。

10、进一步的，所述小直径锥齿轮与大螺旋桨之间设置整流罩，整流罩外表设置有螺旋状凹槽。整流罩位于小直径锥齿轮前部，并与传动轴固定连接，其外表设置有螺旋状凹槽，使壳体d内流体流动更加稳定，降低了齿轮传动对于壳体内水流的影响。止水圈设置在输出轴与大直径锥齿轮的连接处，用于防止海水进入壳体c内，影响喷水推进效率。

11、进一步的，推进器单元还包括控制模块，控制模块包括红外距离传感器、图像采集器和中央处理器，所述红外距离传感器和图像采集器用于采集过驳平台环境数据，所述中央处理器用于将采集的环境数据进行处理，然后计算出过驳平台的航行路线或最适工作区间，换算得到的喷水推进模块的最佳推进位置、最佳推进方向、最佳推进速度，并将换算得到的信息传递给横向传动模块、回转模块以及喷水推进模块。过驳平台通过传感器所获取的周围环境信息，控制模块实现对装置主体b电机的控制，从而实现回转齿轮转动，将回转齿轮带动喷水推进模块转至目标角度进行转向。

12、有益效果：本发明相对于现有技术，其显著优点是：

13、1.全回转推进器使平台能够水平面上实现360度喷水推进，不受吃水影响，不需要船舵。同时，每个推进器可独立控制，可操控性高，使船只更容易适应各种复杂的环境和操作需求，有利于提高平台的整体机动性、操纵性和安全性能。

14、2.全回转喷水推进器增设横向传动模块，并在过驳平台四周呈中心对称布置，通过增加喷水推进器的推进作用区间，进一步缩小过驳平台的回转半径，不断提高平台在狭窄水道、港口或码头等限制空间内灵活性和准确性。

技术特征：

1.一种适用于箱式海上过驳平台的全回转喷水推进器，其特征在于，包括若干推进器单元，所述推进器单元包括横向传动模块、回转模块和喷水推进模块；所述横向传动模块带动回转模块和喷水推进模块同步直线运动，所述回转模块带动喷水推进模块绕垂直于喷水推进模块推进方向的轴转动，所述喷水推进模块包括用于产生推力的螺旋桨。

2.根据权利要求1所述的全回转喷水推进器，其特征在于，包括四个分别设置于海上过驳平台四个角的推进器单元，四个推进器单元围绕海上过驳平台的中心呈中心对称，位于海上过驳平台同一侧的两个推进器单元的横向传动模块驱动方向相互垂直。

3.根据权利要求1或2所述的全回转喷水推进器，其特征在于，所述横向传动模块包括横向传动电机(1)、固定连接于横向传动电机(1)输出轴的丝杆(3)、与丝杆(3)啮合的固定齿轮(10)、与固定齿轮(10)啮合的齿条(8)，所述齿条(8)与回转模块固定连接，且齿条(8)延伸方向平行于丝杆(3)的延伸方向。

4.根据权利要求3所述的全回转喷水推进器，其特征在于，所述齿条(8)上设置若干滑轮组(11)，所述回转模块和横向传动模块上均固定设置u型滑轨(9)，滑轮组(11)与u型滑轨(9)嵌合。

5.根据权利要求1或2所述的全回转喷水推进器，其特征在于，所述回转模块包括回转电机(16)、与回转电机(16)输出轴固定连接的锥齿轮(15)、与锥齿轮(15)啮合的传动齿轮(14)、与传动齿轮(14)啮合的回转齿轮(13)，所述喷水推进模块与回转齿轮(13)的转轴固定连接，所述传动齿轮(14)与回转齿轮(13)传动比为2：1。

6.根据权利要求5所述的全回转喷水推进器，其特征在于，所述回转模块包括壳体b，所述回转齿轮(13)位于壳体b中心，回转电机(16)位于壳体b一侧，壳体b另一侧设置配重块(18)。

7.根据权利要求1所述的全回转喷水推进器，其特征在于，所述喷水推进模块包括推进驱动电机(19)、与推进驱动电机(19)输出端固定连接的大直径锥齿轮(21)、与大直径锥齿轮(21)啮合的小直径锥齿轮(25)、与小直径锥齿轮(25)转轴固定连接的传动轴(26)，所述螺旋桨固定设置于传动轴(26)上。

8.根据权利要求8所述的全回转喷水推进器，其特征在于，所述喷水推进模块包括推进器外壳，所述螺旋桨位于推进器外壳内，推进器外壳包括入水口和出水口，所述入水口口径大于出水口口径，且推进器外壳由入水口至出水口之间线性过渡，所述传动轴(26)位于推进器外壳内由入水口延伸至出水口，所述小直径锥齿轮(25)固定连接于传动轴(26)中部，所述螺旋桨包括大螺旋桨(23)和小螺旋桨(27)，大螺旋桨(23)和小螺旋桨(27)的推进方向相同，大螺旋桨(23)和小螺旋桨(27)分别位于小直径锥齿轮(25)两侧，且大螺旋桨(23)靠近入水口，小螺旋桨(27)靠近出水口。

9.根据权利要求8所述的全回转喷水推进器，其特征在于，所述小直径锥齿轮(25)与大螺旋桨(23)之间设置整流罩(24)，整流罩(24)外表设置有螺旋状凹槽。

10.根据权利要求1所述的全回转喷水推进器，其特征在于，推进器单元还包括控制模块，控制模块包括红外距离传感器、图像采集器和中央处理器，所述红外距离传感器和图像采集器用于采集过驳平台环境数据，所述中央处理器用于将采集的环境数据进行处理，然后计算出过驳平台的航行路线或最适工作区间，换算得到的喷水推进模块的最佳推进位置、最佳推进方向、最佳推进速度，并将换算得到的信息传递给横向传动模块、回转模块以及喷水推进模块。

技术总结本发明公开了一种适用于箱式海上过驳平台的全回转喷水推进器，包括若干推进器单元，所述推进器单元包括横向传动模块、回转模块和喷水推进模块；所述横向传动模块带动回转模块和喷水推进模块同步直线运动，所述回转模块带动喷水推进模块绕垂直于喷水推进模块推进方向的轴转动，所述喷水推进模块包括用于产生推力的螺旋桨。全回转推进器使平台能够水平面上实现360度喷水推进，不受吃水影响，不需要船舵，有利于提高平台的整体机动性、操纵性和安全性能。全回转喷水推进器增设横向传动模块，通过增加喷水推进器的推进作用区间，进一步缩小过驳平台的回转半径，不断提高平台在狭窄水道、港口或码头等限制空间内灵活性和准确性。技术研发人员：李志富,廖阔,石玉云,万兵兵,武玉政受保护的技术使用者：江苏科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/20