基于波浪能的倾转旋翼矢量推进器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于波浪能的倾转旋翼矢量推进器，包括机身框架，所述机身框架上装设有波能转换装置、蓄电池和至少两组倾转旋翼矢量推进装置，波能转换装置和各倾转旋翼矢量推进装置分别与蓄电池连接，所述倾转旋翼矢量推进装置包括滑翔翼、推进机构、倾转驱动电机和倾转架，所述滑翔翼一端固定于机身框架上，所述倾转架支承于滑翔翼另一端，所述倾转驱动电机的输出端与倾转架连接，推进机构装设于倾转架上。该基于波浪能的倾转旋翼矢量推进器具有可将波浪能转换为电能，支持远距离航行，并且可以实现快速转向和横向翻滚等复杂运动的优点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水下推进器，尤其涉及基于波浪能的倾转旋翼矢量推进器。
技术介绍
水下推进器实际是一种遥控潜水器。现有水下推进器的推进方式有多种，如普通螺旋桨 推进器、导管螺旋桨推进器、平旋推进器、槽道推进器和新兴的磁流体推进器等，种类较多。 普通螺旋桨推进器结构简单且应用最广，推进效率较高，但是单一的普通螺旋桨推进器在水 下较难控制被推进物体的行进方向和姿态；导管螺旋桨推进器是由美国的路德维克，科特在 1934年技术的，它是在螺旋桨外面罩上一个专门设计的套筒或导管，当螺旋桨正转时， 前部形成一个负压区，后面形成一个正压区，从而产生向前的推力，该推力包括螺旋桨自身 旋转带来的推力和在导管上产生的推力，同时还加速了桨盘处的水流，使得推进效率提高， 与相同效率的普通螺旋桨推进器相比，导管螺旋桨推进器的尺寸要小得多，这样有利于机器 人的总体设计，便于操作；平旋推进器的主要工作部件是由一个圆盘上伸出的4-6个桨叶组 成，桨叶轴线与圆盘相垂直，圆盘经过齿轮与推进轴连接，通过改变桨叶与圆盘的相对位置， 就可以在与轴成直角的平面内产生任意方向的推力，不需要舵和转动轴，就具有优良的操纵 性和机动性，但是由于几个桨叶不能同时处于有效推进状态，故效率比普通螺旋桨低很多。 但是，现有水下推进器受推进技术的限制，还存在着姿态调整难度大、动作灵敏度不高、不 能适应水下地形地貌的复杂变化等问题。此外，水下推进器的能源供给问题已成为制约其应 用向深入发展的技术瓶颈，如何充分利用海洋巨大的能源，解决水下推进器的能源供给问题， 也成为各个国家研究的重点。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可将波浪能转换为电能， 支持远距离航行，并且可以实现快速转向和横向翻滚等复杂运动的基于波浪能的倾转旋翼矢 量推进器。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案一种基于波浪能的倾转旋翼矢量推进器，包括机身框架，所述机身框架上装设有波能转 换装置、蓄电池和至少两组倾转旋翼矢量推进装置，波能转换装置和各倾转旋翼矢量推进装 置分别与蓄电池连接，所述倾转旋翼矢量推进装置包括滑翔翼、推进机构、倾转驱动电机和 倾转架，所述滑翔翼一端固定于机身框架上，所述倾转架支承于滑翔翼另一端，所述倾转驱动电机的输出端与倾转架连接，推进机构装设于倾转架上。所述推进机构包括侧翼螺旋桨、侧翼螺旋桨传动机构和侧翼螺旋桨驱动电机，所述侧翼 螺旋桨支承于倾转架上，所述侧翼螺旋桨驱动电机通过侧翼螺旋桨传动机构与侧翼螺旋桨相 连。所述机身框架上装设有尾翼矢量推进装置，所述尾翼矢量推进装置包括尾翼螺旋桨、尾 翼螺旋桨传动机构、尾翼螺旋桨驱动电机、翻转架和翻转驱动电机，所述翻转架支承于机身 框架的尾端，翻转驱动电机的输出端与翻转架连接，尾翼螺旋桨支承于翻转架上，尾翼螺旋 桨驱动电机通过尾翼螺旋桨传动机构与尾翼螺旋桨相连。所述波能转换装置包括波浪感应部分、运动传递部分、单向运动转换部分和蜗簧扭转发 电部分，所述波浪感应部分包括内框架、横轴、第一纵轴、第二纵轴和重锤，所述第一纵轴 和第二纵轴支承于机身框架上，所述内框架一端支承于第一纵轴上，另一端与第二纵轴固定 连接，所述横轴与第一纵轴垂直布置，且横轴的两端支承于内框架上，所述横轴上装设有第 二锥齿轮和重锤，所述第一纵轴上装设有与第二锥齿轮啮合的第一锥齿轮，第一纵轴和第二 纵轴分别与运动传递部分相连，所述运动传递部分通过单向运动转换部分与蜗簧扭转发电部 分相连，蜗簧扭转发电部分与蓄电池相连。所述运动传递部分包括两组皮带传动机构，所述单向运动转换部分包括第一换向装置和 第二换向装置，所述第一换向装置的输出端和第二换向装置的输出端分别连接于蜗簧扭转发 电部分的两端，第一换向装置的输入端通过一组皮带传动机构与第一纵轴连接，第二换向装 置的输入端通过另一组皮带传动机构与第二纵轴连接。所述第一换向装置和第二换向装置均包括双向输入轴、单向输出轴、单向离合齿轮、单 向离合器、内齿轮轴和行星轮，所述单向离合齿轮和单向离合器的内圈均与双向输入轴固接， 并且单向离合齿轮和单向离合器的离合旋向相反，内齿轮轴一端的内齿轮部通过行星轮与单 向离合齿轮外圈的齿轮部啮合，内齿轮轴另一端与单向离合器的外圈相接，所述单向输出轴 与单向离合器的外圈固定连接。所述蜗簧扭转发电部分包括蓄能蜗簧、第一电磁离合器、摩擦轮、第二电磁离合器、计 数控制器、位移传感器以及与蓄电池连接的发电机，所述第一换向装置的输出端与蓄能蜗簧 的内圈连接，第二换向装置的输出端经第一电磁离合器与蓄能蜗簧的外圈飞轮连接，所述摩 擦轮与外圈飞轮紧密贴合，摩擦轮输出端经第二电磁离合器与发电机输入端连接，两件位移 传感器分别设于第一换向装置和第二换向装置的输出端，计数控制器的数据采集端与两件位 移传感器相连，计数控制器的控制端与第一电磁离合器和第二电磁离合器相连。所述机身框架上装设有滑翔推进控制装置，所述滑翔推进控制装置包括定位支架和装设 于定位支架上的齿轮泵、油箱、溢流阀、两件双层皮囊和两件三位四通换向阀，所述齿轮泵 上装设有齿轮泵电机，各双层皮囊的外层与外界水连通，各双层皮囊的内层分别与一三位四 通换向阀的A油口连通，油箱与各三位四通换向阀的B油口连通，齿轮泵的输出端与各三位 四通换向阀的P油口连通，齿轮泵的输入端与各三位四通换向阔的O油口连通，溢流阀一端 与齿轮泵的输出端连通，另一端与齿轮泵的输入端连通。所述横轴的端部装设有第一转角控 制电机，所述第二纵轴的端部装设有第二转角控制电机。与现有技术相比，本技术的优点在于1、 将波能转换装置同倾转旋翼矢量推进装置结合起来，利用波能转换装置借助波浪运动 产生机械能，并将机械能转换为电能存储于蓄电池中，使蓄电池可以持续为推进器提供能源， 实现远距离航行；倾转旋翼矢量推进装置包括滑翔翼和推进机构，推进机构通过倾转控制机 构装设于滑翔翼的端部，该倾转控制机构可以通过倾转驱动电机驱动倾转架带动推进机构旋 转，从而改变推进机构产生的推进力方向，在多组倾转旋翼矢量推进装置的配合下，不仅可 以使推进器实现前进、后退、垂直上升、垂直下降等简单运动，而且可以实现快速转向和横 向翻滚等复杂运动。2、 机身框架上装设有尾翼矢量推进装置，该尾翼矢量推进装置的尾翼螺旋桨支承于翻转 架上，该翻转架可以在翻转驱动电机驱动下带动尾翼螺旋桨摆动，使尾翼螺旋桨不仅可以为 推进器提供更大的动力，而且可以提高推进器的转向能力。3、 波能转换装置包括波浪感应部分、运动传递部分、单向运动转换部分和蜗簧扭转发电 部分，当波浪运动作用于推进器上时，波浪感应部分的内框架和重锤形成往复摆动，将波浪 能转换为机械能，运动传递部分将往复机械运动传递到单向运动转换部分，经单向运动转换 部分将往复运动转换成单向转动，使蜗簧扭转发电部分中的蜗簧产生扭转，从而将机械能以 弹性势能的形式存储于蜗簧中，当蜗簧扭转到设定量时，集中释放弹性势能，使弹性势能通 过发电机动转变为电能，最后将电能存储于畜电池中，用于为推进器提供动力。4、 滑翔推进控制装置可以通过改变排水体积对推进器所受浮力进行调整，使推进器可以 实现沉降和上浮两种运动，并通过控制摆锤或内框架的偏转方向改变推进器重心位置，使推本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于波浪能的倾转旋翼矢量推进器，包括机身框架（１），其特征在于：所述机身框架（１）上装设有波能转换装置（２）、蓄电池（５）和至少两组倾转旋翼矢量推进装置（３），波能转换装置（２）和各倾转旋翼矢量推进装置（３）分别与蓄电池（５）连接，所述倾转旋翼矢量推进装置（３）包括滑翔翼（３１）、推进机构（３２）、倾转驱动电机（３３）和倾转架（３４），所述滑翔翼（３１）一端固定于机身框架（１）上，所述倾转架（３４）支承于滑翔翼（３１）另一端，所述倾转驱动电机（３３）的输出端与倾转架（３４）连接，推进机构（３２）装设于倾转架（３４）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尚建忠，罗自荣，王晓明，丛楠，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]