[发明专利]一种双向全回转推进器、船舶及浮式平台

说明书

本发明公开了一种可以为船舶或平台产生水平力或垂向力的推进器类型。通过推进器回转机构和主传动机构之间的配合，船舶或平台能够实现上下、左右、前后、横摇、纵摇及首摇方向的灵活运动。一种双向全回转推进器，包括：推进器吊舱、该推进器吊舱固定于回转机构下方；所述的推进器吊舱内部设有通过万向联轴器分别连接非同轴平行设置的主动力输出轴和推进器输入轴的传动轴；该驱动轴外部具有一带有弯角的轴套，传动轴与推进器输入轴处的万向联轴器设置在所述弯角处，轴套末端固定所述的推进器(即推进器或者螺旋桨的朝向，只由轴套决定。内部传动轴与推进器输入轴由万向联轴器连接，配合轴套的旋转，改变自身的姿态，保证螺旋桨的动力传输)。

技术领域

本发明涉及一种船舶及海洋工程平台使用的推进器，特别涉及一种可以为浮体产生水平和竖直方向力(矩)的推进装置。

背景技术

在船舶与海洋工程领域，用于船舶或海洋平台动力定位的推进器一般只可以产生水平面内的三个自由度(纵荡、横荡及首摇)的力(矩)。然而，对于有其他三个自由度的面外运动时(垂荡、横摇及纵摇)，也需要在对应的自由度施加推进器的推力作用来满足定位精度的要求。在环境力较小时，传统的控制方法可以通过作用于船体或平台底部的推进器推力来间接对纵摇或横摇运动进行控制。然而，当环境载荷过大时，传统的控制方法已无法使船舶及海洋平台达到定位精度要求，且能耗急剧增加。

目前，有的推进器装置采用双导管吊舱推进器，这种推进器虽可以使平台或船舶产生垂荡或升沉的力，然而由于其垂向推力是总推力的一个分力，另一个分力将会被对称布置抵消掉，因此，造成了较大的能源浪费。另外，这种推进器需要两个螺旋桨会造成浪费，并降低了结构的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有推进器类型的不足，提供一种可以为船舶或平台产生水平力或垂向力的推进器类型。通过推进器回转机构和主传动机构之间的配合，船舶或平台能够实现上下、左右、前后、横摇、纵摇及首摇方向的灵活运动。

一种双向全回转推进器，包括：推进器吊舱、该推进器吊舱固定于回转机构下方；所述的推进器吊舱内部设有通过万向联轴器分别连接非同轴平行设置的主动力输出轴和推进器输入轴的传动轴；

该驱动轴外部具有一带有弯角的轴套，传动轴与推进器输入轴处的万向联轴器设置在所述弯角处，轴套末端固定所述的推进器(即推进器或者螺旋桨的朝向，只由轴套决定。内部传动轴与推进器输入轴由万向联轴器连接，配合轴套的旋转，改变自身的姿态，保证螺旋桨的动力传输)。

所述的轴套由换向驱动机构带动发生自转，带动所述推进器输入轴由与主动力输出轴平行变为垂直，使得所述推进器的推进方向由水平方向切换至竖直方向，产生垂荡、横摇及纵摇力矩。

所述的双向推进器配合船舶/浮式平台姿态感知系统，可以在高海况下配合船身/平台的外形特征，旋转至特定的空间角度产生相应力矩，增强船舶/平台的稳性。

作为优选的实施方式，本发明还设有伸缩机构，即所述的回转机构通过伸缩机构固定于船舶或平台底部。作为优选的实施方式，可选择液压缸。在推进器使用时，伸缩机构/液压缸伸出，将所述的双向全回转推进器固定在特定深度或者说预定的工作深度。

可以减少推进器吊舱在非工作状态下的暴露机会，增加使用寿命，减少船体或平台的特定阻力。另外，配合前述的姿态感知系统，可以控制伸缩机构在工作过程中的伸缩长度，以便于产生更为精确的力矩。

作为优选的实施方式，所述的回转机构包括齿圈；齿圈可以有一个或者多个驱动齿轮驱动，进而带动推进器吊舱旋转至指定的水平方向。

考虑到，推进器吊舱在运行过程中改变水平方向的阻力较大，作为优选的实施方式，所述的驱动齿轮为多个，呈中心对称或者旋转对称设置(齿轮系正投影)，在转向过程中，多个驱动齿轮共同驱动齿圈旋转，进而带动推进器吊舱水平旋转至特定角度。