[发明专利]可变输出转矩和螺距的跨介质水空两用推进装置

说明书

本发明提供了一种可变输出转矩和螺距的跨介质水空两用推进装置，包括转矩变换装置、螺旋桨螺距调节装置、壳体装置以及螺旋桨装置，所述转矩变换装置、螺旋桨螺距调节装置安装在壳体装置中；所述螺旋桨装置安装在壳体装置上，本发明通过转矩变换装置、螺旋桨螺距调节装置的配合能够实现螺旋桨装置跨介质水空两栖的推进动作，且具有螺旋桨推进器的输出转矩变换功能和螺距调节功能，可以实现在空中工作时该跨介质水空两用推进装置为高转速、小转矩、小螺距状态；在水中工作时，该跨介质水空两用推进装置为低转速、大转矩、大螺距状态，结构合理，安装和拆卸方便，实用性强。

技术领域

本发明涉及空间推进技术领域，具体地，涉及一种可变输出转矩和螺距的跨介质水空两用推进装置。

背景技术

目前无人机和无人潜航器技术发展迅速，在海洋搜寻、空中拍摄、运送货物等民用领域和军事侦查、转运物资等军事领域都发挥着重要的作用。随着需求的增加，国外学者开始研究能水空两栖行进的航行器。在海洋搜寻中，这种两栖航行器可以快速自主地飞行至海洋目的地上空，再潜入水中进行搜寻拍摄任务，节约时间减少功耗。螺旋桨推进是无人机和无人潜航器广泛采用的推进方式，因此要实现水空两栖航行器，跨介质混合推进器的设计是重要的技术环节。由于船用螺旋桨和空气螺旋桨所处的介质(水和空气)的性质不同，螺距和输出转矩也不同，现有的跨介质推进装置都是采用水下推进模块和空气推进模块两个组合而成。在不同的介质中，切换对应的工作模块，实现驱动。这种方案会导致跨介质推进器的体积和重量较大，行进中的阻力也很大，制约了应用的范围，影响了驱动效率。因此目前研究人员在两栖航行器的样机制作中，大多只采用空气螺旋桨作为推进装置实现空中推进和水下推进。但是空气螺旋桨在水下工作时会因为转速过快、输出转矩不足、螺距过小，因此往往导致效率过低。

专利文献CN204586397U公开了一种水陆两用飞行器，包含机身、机头、侧翼、前轮安装架和前轮、侧翼风扇、侧翼风扇动力电机、侧翼风扇调整电机、侧翼主齿轮和侧翼从齿轮、后轮、后翼风扇、后翼风扇动力电机、后翼风扇调整电机、后翼主齿轮和后翼从齿轮、两个气囊、摄像机、控制系统和电池，侧翼、前轮安装架和前轮、侧翼风扇、侧翼风扇动力电机、侧翼风扇调整电机、侧翼主齿轮和侧翼从齿轮均有两个，组成两套系统，每一套对称安装在机身两侧，但该设计体积较大导致效率不高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可变输出转矩和螺距的跨介质水空两用推进装置。

根据本发明提供的一种可变输出转矩和螺距的跨介质水空两用推进装置，包括转矩变换装置、螺旋桨螺距调节装置、壳体装置以及螺旋桨装置，

所述转矩变换装置、螺旋桨螺距调节装置安装在壳体装置中；

所述螺旋桨装置安装在壳体装置上。

优选地，所述壳体装置包括螺旋桨固定座3、电机固定座14以及剖分式外壳22；

所述电机固定座14设置在剖分式外壳22的内部并与剖分式外壳22一体连接；

所述螺旋桨固定座3与剖分式外壳22活动连接；

所述螺旋桨装置安装在螺旋桨固定座3上。

优选地，所述转矩变换装置包括第一单向轴承10、第二单向轴承11、直齿内齿轮12、小齿轮空心主轴13、空心轴电机15以及二级齿轮减速器齿轮轴20；

所述空心轴电机15匹配安装在电机固定座14上；

所述小齿轮空心主轴13的一端与空心轴电机15驱动连接；

所述小齿轮空心主轴13的另一端依次穿过第二单向轴承11、第一单向轴承10并通过第一单向轴承10与螺旋桨固定座3连接；

所述第二单向轴承11的内圈与直齿内齿轮12的输出轴紧固连接；

所述第二单向轴承11的外圈与螺旋桨固定座3紧固连接；