[实用新型]小型充油全偏转矢量螺旋桨推进器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小型充油全偏转矢量螺旋桨推进器，属于海洋工程技术领域。它是通过改变螺旋桨轴线与水下航行器轴线之间的角度，从而产生指定方向上的推力来驱动水下航行器在水中的巡航和姿态的控制。

背景技术

推进系统是水下航行器的主要组成部分，它是由动力装置与推进器两部分组成的。推进器主要有：普通螺旋桨、导管螺旋桨、对转螺旋桨和喷水推进器等。导管螺旋桨是在螺旋桨外围加上一个纵剖面为机翼型或类似于机翼剖面的折线形的环状套管，套管可以造成一个有利于螺旋桨工作的流场，同时作为推力器的一部分。其具有效率高，推力大，可以保护螺旋桨被外物碰坏，在现代水下航行器使用中越来越广泛，但是也存在高速运转时的高噪声和尾流严重等问题。对转螺旋桨是指一对同轴安装，以等速或不等速反向转动的螺旋桨。其具有结构简单，失衡力矩小，效率较高等优点，但是也存在空泡性差，噪声高等缺点。喷水推进器是一种特殊的推进方式，推力通过推进水泵喷出水流的反作用力获得，通过操纵舵等装置改变喷流方向来实现航行体的操纵。其具有空泡能力强，附体阻力小，保护性好，噪声低等优点，但是目前喷水推进器的理论研究和设计制造水平较低，限制了其发展。

推力矢量技术又称推力转向技术，是指空间运动物体的推进系统除了可以提供前进方向推力外，还能同时或单独在运动物体的俯仰、偏航、横滚和反推力等方向上提供推进力和力矩，用以部分或全部取代舵面产生的动力来进行姿态控制，即推进器推力矢量化。推力矢量技术目前主要用于控制飞行体的飞行方向和姿态角以提高回转能力，从而改善其机动性，敏捷性，以及在高空和低速的飞行条件下有较高的回转能力。

目前水下航行器采用的矢量推进技术主要有两种方案：1.结合推力矢量技术的泵射喷水式推进器，该推进器因低噪声已被越来越多的应用到潜艇上，与螺旋桨推进方式相比，喷水式推进器具有推进效率高，辐射噪声低，高速工作时推进器不产生气泡等优点。但是此推进器是一种组合式推进器，构型和结构比螺旋桨推进器要复杂的多，使得推进器的设计和安装有一定的困难，同时喷水推进器的重量是普通螺旋桨推进器的2-3倍。对于携带负载和电源受限的中小型水下航行器来说，这种结构复杂，重量较大的推进器是不适用的。2.结合推力矢量技术的螺旋桨推进器，该推进器是通过改变整个推进系统的方向来改变推力的方向。它可分为两种，部分偏转(螺旋桨)方式和全部偏转(推进电机和螺旋桨)。前者需要三条机械传动链，实现螺旋桨的驱动和推力的改变，同时还需要密封，所以结构十分复杂，能源消耗较大，适用于中，大型的水下航行器。后者是要求整个推进部分可动，与前者相比减少了一条用来驱动螺旋桨的传动链，机械传动机构被大大简化，体积较小。

发明内容

为了克服喷水推进器和部分偏转螺旋桨推进器体积大，机械结构复杂等不足，本实用新型提出一种小型充油全偏转矢量螺旋桨推进器，其机械传动简单，机构紧凑，体积小，重量轻，效率高，成本较低。该推进器内部采用充油结构设计，油液介质不会外漏到其外面和密封舱内，同时在水下压力的作用下，能保证水不会进入到其内部腐蚀零件或是通过推进器进入到密封舱内，降低了未采用充油设计的推进器的密封难度。该推进器可以实现螺旋桨轴线在水下航行器轴线上-30°至+30°的偏摆，以驱动载体前进、俯冲、爬行和偏航。

本实用新型包括：螺旋桨、推进电机、偏转机构、回转电机、摆转电机、密封舱体和尾筒。其中，回转电机、摆转电机分别与偏转机构相连构成偏转系统，螺旋桨与推进电机相连构成尾部推进器，偏转系统、尾部推进器分别与尾筒相连构成全偏转矢量推进器，其安装在水下航行器的密封舱体上，可以为水下航行器提供矢量推力。

所述的偏转机构，其包括：摆动杆、摆转轴、摆杆螺钉、摆杆压板、回转箱体、箱盖O圈、回转箱盖、纵向锥齿轮、齿轮螺钉、齿轮压板、横向锥齿轮、端盖O圈、端盖、摆驱轴、主箱体、转驱轴、转驱齿轮、回转齿轮、主箱O圈、套筒、平键、轴承、挡圈、格兰圈。