[发明专利]一种矢量喷水推进器及矢量喷水推进方法

说明书

本发明公开了一种矢量喷水推进器及矢量喷水推进方法，属于船舶及两栖车辆水上推进技术领域，解决了现有喷水推进船舶及两栖车辆无法有效控制车体或船体姿态的问题。本发明的矢量喷水推进器主要包括：进水外壳、出水外壳、推进器支架、喷水推进器内胆、及设于推进器支架上的油缸总成。球形的推进器内胆能够在外壳中转动，内胆上固定安装两个相对垂直的球头支架，通过控制油缸总成活塞杆的伸缩推动喷水推进器内胆在外壳中转动，调整内胆上的喷水管的左右角度和俯仰角度，控制矢量喷水推进器的喷水角度。本发明能够改变尾喷水射流的角度获得不同方向的矢量推进力，进而能够针对环境扰动及波浪调整姿态，提高了两栖车辆或船舶的耐波性和航行稳定性。

技术领域

本发明涉及船舶及两栖车辆喷水推进技术领域，尤其涉及一种矢量喷水推进器及矢量喷水推进方法。

背景技术

目前，船舶推进及两栖车辆水上驱动主要有两种形式：传统螺旋桨推进和近年来发展起来的喷水推进技术。喷水推进船舶在推进效率、操纵性和机动性等方面较螺旋桨驱动船舶具有一定优势，已广泛应用于各类高性能船舶和军用两栖车辆上。

目前关于喷水推进船舶方面的研究主要集中在推进器效能和航向航速控制等方面，对于船舶及车体航行稳定性控制的研究较少，其中部分研究集中于双泵或多泵喷水推进船舶的矢量控制，考虑船用发动机动力驱动和喷水推进泵在不同需求下的协同控制。

多泵协调的稳定性控制模式对船舶推进的上层控制算法提出了一定的要求，同时多个喷水推进泵的安装布置空间较大及制造成本高昂也是秉待解决的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种矢量喷水推进器及失量喷水推进方法，用以解决两栖车辆及船舶在水上航行中伴随着纵荡横摇等复杂运动导致的失稳问题，以及现有的多泵协调的稳定性控制模式对船舶推进的上层控制算法要求较高，同时多个喷水推进泵的安装布置空间较大且制造成本高昂的问题。本发明的矢量喷水推进器针对喷水推进泵的操纵性和动力性能，考虑车体及船舶安装空间有限的条件下，通过改变单个喷水推进泵尾喷水的射流角度，获得不同方向的矢量推进力，进而能够针对环境波浪调整姿态，完成多个喷水推进泵协同工作的效果，在保证车体及船舶动力驱动及精确转向的同时完成对其姿态的全矢量调整。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种矢量喷水推进器，包括：推进器支架、伺服液压油缸总成、推进器外壳和喷水推进器内胆；

伺服液压油缸总成转动安装在推进器支架上；推进器外壳固定安装在推进器支架上；喷水推进器内胆套设在推进器外壳中，且与推进器外壳的内壁接触；

喷水推进器内胆包括：推进器内胆、进水管、喷水管、第一球头支架和第二球头支架。

具体地，推进器支架包括：立板、底板和弧形立板；

立板垂直于底板，且与底板固定连接；弧形立板上表面为弧形，弧形立板垂直于底板且与底板固定连接；立板平行于弧形立板；

立板与底板之间设置立筋，立筋分别与立板和底板固定连接。

具体地，推进器内胆为具有内部空腔的球形结构；进水管、喷水管与推进器内胆固定连接，且与推进器内胆的内部空腔连通；

第一球头支架、第二球头支架均与推进器内胆固定连接，且第一球头支架与第二球头支架相互垂直；

第一球头支架、第二球头支架均通过伺服液压油缸总成驱动旋转。

具体地，伺服液压油缸总成包括：第一液压油缸和第二液压油缸；第一液压油缸通过第一球副与第一球头支架连接；第二液压油缸通过第二球副与第二球头支架连接。第一球副与第二球副的结构相同。