本發(fā)明涉及一種新型海洋航行器動力推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體為一種低壓齒輪泵及水下航行器動力推進(jìn)裝置。

背景技術(shù)：

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著工業(yè)的發(fā)展，陸地資源的有限性越來越制約著人類的進(jìn)步，而海洋資源的豐富性將人類的目光拉向了廣闊而神秘的海洋。人類對海洋的探索不斷深入,逐步發(fā)展了一批用于海洋湖泊探測研究用的設(shè)備。水下機(jī)航行器已經(jīng)成為一種重要的水下作業(yè)裝備，并廣泛應(yīng)用于內(nèi)河堤壩檢測、海洋結(jié)構(gòu)的安裝與維修、深海資源探測和海洋管線檢修等領(lǐng)域。

水下航行器主要用的推進(jìn)器分為螺旋槳推進(jìn)器，噴水推進(jìn)器，直翼推進(jìn)器，吊艙推進(jìn)器。螺旋槳推進(jìn)器是目前最常用的一種推進(jìn)器，在高速的情況下容易產(chǎn)生空泡，噪聲也比較大，在反向推進(jìn)時(shí)效率極低；噴水推進(jìn)器具有空泡性能好，震動噪聲小，低速航行時(shí)操縱性能好，可實(shí)現(xiàn)正反向推進(jìn)，但低速時(shí)效率比螺旋槳低等特點(diǎn)；直翼推進(jìn)器是一種裝有垂直機(jī)翼型葉片的圓盤式推進(jìn)器，具有操作性能優(yōu)良，推進(jìn)效率高，適用于不同工況，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，垂直翼安裝在船底外部，葉片容易損壞；吊艙推進(jìn)器可以在360°范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，故可以實(shí)現(xiàn)矢量推進(jìn)，提高操作的靈活性，有利于航行器優(yōu)化設(shè)計(jì)，工作效率高，震動噪聲低，但投資比較大，由于吊艙內(nèi)空間狹窄，發(fā)生故障需要大修較普通推進(jìn)器麻煩。綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)，研究一種結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)便宜、噪聲小并且在矢量正反向推進(jìn)時(shí)效率不發(fā)生變化的動力推進(jìn)裝置很有必要。

專利cn102225702a公布了一種仿水母式水下推進(jìn)裝置,基于仿生學(xué)原理,模擬水母在水下運(yùn)動時(shí)傘蓋張開、閉合的運(yùn)動過程，適用于低速航行的水下航行器。專利cn102795325a公布了一套船用噴水推進(jìn)裝置,適用于氣液兩相推進(jìn)的水下航行器。專利cn1278503a公布了一種無噪音潛水艇壓水式噴水推進(jìn)器,該推進(jìn)器有兩個(gè)水缸,一水缸吸水,另一水缸將水壓出噴水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服當(dāng)前水下航行器動力推進(jìn)裝置存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高和矢量推進(jìn)效率發(fā)生變化的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種以低壓齒輪泵為核心部件的水下航行器動力推進(jìn)裝置，通過電機(jī)驅(qū)動可正反轉(zhuǎn)的低壓齒輪泵，結(jié)合安裝于水下航行器的殼體上的擋板擋塊結(jié)構(gòu)，向航行器外噴水，利用兩套裝置從而實(shí)現(xiàn)航行器在水平面的矢量推進(jìn)，該裝置適用于低航速、小型的水下航行器。

技術(shù)方案

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：包括動力部件、傳動部件、低壓齒輪泵部件、擋板擋塊部件和連接部件，其特點(diǎn)是,兩套動力推進(jìn)裝置十字交叉安裝于水下航行器內(nèi)部，通過齒輪泵的正反轉(zhuǎn)結(jié)合擋板擋塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在水平面的矢量推進(jìn)；

所述動力部件由電機(jī)驅(qū)動器、電機(jī)編碼器、電機(jī)、減速器等部件組成，電機(jī)驅(qū)動器連接水下航行器的控制部件上，受到控制部件的指令控制驅(qū)動電機(jī)的正反轉(zhuǎn)或者停機(jī)，安裝于航行器內(nèi)殼體上，電機(jī)編碼器、電機(jī)和減速器固連，整體垂直安裝于支架上；

所述傳動部件由聯(lián)軸器、緊定螺釘、支架等部件組成，聯(lián)軸器兩端利用緊定螺釘分別和電機(jī)伸出軸以及低壓齒輪泵伸出軸連接，聯(lián)軸器可起到在電機(jī)軸向，徑向調(diào)節(jié)電機(jī)伸出軸和低壓齒輪泵伸出軸的不同心誤差以及兩軸斷面距離誤差，支架兩端分別連接減速器和低壓齒輪泵，支架起到將電機(jī)驅(qū)動器、電機(jī)和減速器整體支撐到低壓齒輪泵殼體上，避免將整體的重量直接壓到低壓齒輪泵的主動軸上，進(jìn)而影響低壓齒輪泵的性能；

所述低壓齒輪泵部件由泵體、前蓋、后蓋、主動齒輪軸、從動齒輪軸、o型圈、浮動側(cè)板、主動軸襯套、定位銷、螺栓螺母和管道等部件組成，主動齒輪軸和從動齒輪軸的齒輪參數(shù)一致，保證在正反轉(zhuǎn)時(shí)低壓齒輪泵性能不發(fā)生變化，浮動側(cè)板和o型圈配合調(diào)節(jié)使得低壓齒輪泵的主動和從動齒輪軸與泵體定位，通過定位銷定位泵體、前蓋、后蓋，利用螺栓螺母固連，后蓋上開有通孔用于和連接部件的連接，低壓齒輪泵的密封主要有三處，一是管道與低壓齒輪泵的密封，二是主動軸襯套和泵的前蓋、浮動側(cè)板和泵的前后蓋之間的密封，三是泵體、前蓋和后蓋三塊板之間的密封，全部使用o型圈密封，低壓齒輪泵的前后蓋與浮動側(cè)板配合的孔鉆有小孔，可方便泵的加工以及裝配中前后蓋孔內(nèi)氣體的排出，避免孔內(nèi)保留氣體影響泵的性能；

所述擋板擋塊部件由擋板、擋塊、旋轉(zhuǎn)軸等部件組成，每一套動力推進(jìn)裝置安裝有兩套擋板擋塊部件，分別安裝于水下航行器的液體進(jìn)出口處，擋塊安裝于擋板垂直放置時(shí)相對于航行器中心的外側(cè)，擋板上開有小孔，當(dāng)泵從一側(cè)孔吸入液體時(shí)，該一側(cè)擋板由于液體的沖擊作用以旋轉(zhuǎn)軸為中心向航行器的外側(cè)抬起，液體入口面積增大，另一側(cè)的擋板由于有擋塊擋住，液體只能從小孔排出，在吸入排出流量一定的條件下，排出液體的速度大于吸入液體的速度，從而使得航行器向液體吸入口一側(cè)運(yùn)動，反之亦然，兩套動力系統(tǒng)需要四套擋板擋塊部件；

所述連接部件由連接桿、螺栓螺母組成，連接桿主要起到定位連接低壓齒輪泵和水下航行器以及支撐的作用。

有益效果

本發(fā)明提出了一種低壓齒輪泵及水下航行器動力推進(jìn)裝置，包括動力部件、傳動部件、低壓齒輪泵部件、擋板擋塊部件和連接部件，兩套動力推進(jìn)裝置十字交叉安裝于水下航行器內(nèi)部，通過齒輪泵的正反轉(zhuǎn)結(jié)合擋板擋塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在水平面的矢量推進(jìn)。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，噪聲小，正反轉(zhuǎn)時(shí)效率不變，提供了一種新型的低速小型水下航行器動力推進(jìn)裝置的設(shè)計(jì)思路，拓展了小型低速水下航行器的應(yīng)用領(lǐng)域，也可以應(yīng)用于小型船舶及其他航行器。

附圖說明

圖1：水下航行器動力推進(jìn)裝置總體布局的俯視圖

圖2：水下航行器動力推進(jìn)裝置的側(cè)視剖視圖

圖3：低壓齒輪泵的局部剖視圖

圖4a：支架的主視剖視圖

圖4b：支架的俯視剖視圖

圖中：1.第一螺栓螺母；2.連接桿；3.航行器圓柱殼體；4.第二螺栓螺母；5.低壓齒輪泵；6.定位銷；7.第一旋轉(zhuǎn)軸；8.第一擋板；9.第一擋塊；10.第一o型圈；11.短管路；12.支架；13.第三螺栓螺母；14.電機(jī)；15.第一電機(jī)驅(qū)動器；16.第二電機(jī)驅(qū)動器；17.長管路；18.第二o型圈塊；19.第二擋塊；20.第二擋板；21.第二旋轉(zhuǎn)軸；22.動力推進(jìn)系統(tǒng)；23.第三o型圈；24.泵后蓋；25.浮動側(cè)板；26.第四o型圈；27.第五o型圈；28.泵體；29.泵前蓋；30.從動齒輪軸；31.主動齒輪軸；32.螺釘；33.電機(jī)編碼器；34.減速器；35.緊定螺釘；36.聯(lián)軸器；37.主動軸襯套；38.第六o型圈；

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例是一種低壓齒輪泵及水下航行器動力推進(jìn)裝置。

參閱圖1-圖2，本實(shí)施例一種低壓齒輪泵及水下航行器動力推進(jìn)裝置由第一螺栓螺母1、連接桿2、航行器圓柱殼體3、第二螺栓螺母4、低壓齒輪泵5、定位銷6、第一旋轉(zhuǎn)軸7、第一擋板8、第一擋塊9、第一o型圈10、短管路11、支架12、第三螺栓螺母13、電機(jī)14、第一電機(jī)驅(qū)動器16、長管路17、第二o型圈18、第二擋塊19、第二擋板20第二旋轉(zhuǎn)軸21、第三o型圈23、泵后蓋24、浮動側(cè)板25、第四o型圈26、第五o型圈27、泵體28、泵前蓋29、從動齒輪軸30、主動齒輪軸31、螺釘32、電機(jī)編碼器33、減速器34、緊定螺釘35、聯(lián)軸器36、主動軸襯套37、第六o型圈38組成，第一套動力推進(jìn)系統(tǒng)和第二套動力推進(jìn)系統(tǒng)22十字交叉布置于航行器內(nèi)部，在每套動力推進(jìn)系統(tǒng)的兩個(gè)液體進(jìn)出口處分別布置安裝有一套擋板擋塊結(jié)構(gòu)。

參閱圖1-圖2，動力部件由第一電機(jī)驅(qū)動器16、電機(jī)編碼器33、電機(jī)14、減速器34等部件組成，電機(jī)驅(qū)動器16連接水下航行器的控制部件上，受到控制部件的指令控制驅(qū)動電機(jī)14的正反轉(zhuǎn)或者停機(jī)，通過螺釘安裝于航行器內(nèi)殼體上，電機(jī)編碼器33、電機(jī)14和減速器34固連，支架12上開有定位孔，整體垂直通過螺釘固定在支架12上。

參閱圖2、圖4a、圖4b，傳動部件由聯(lián)軸器36、緊定螺釘35、支架12等部件組成，聯(lián)軸器36兩端利用緊定螺釘35分別和電機(jī)伸出軸以及低壓齒輪泵伸出軸連接，聯(lián)軸器36可起到在電機(jī)軸向，徑向調(diào)節(jié)電機(jī)伸出軸和低壓齒輪泵伸出軸的不同心誤差以及兩軸斷面距離誤差，聯(lián)軸器36的外徑小于支架上用于定位電機(jī)14的孔的孔徑，便于裝配，支架12兩端分別連接減速器34和低壓齒輪泵，支架12起到將電機(jī)驅(qū)動器33、電機(jī)14和減速器34整體支撐到低壓齒輪泵前蓋29上，支架12連接減速器34一端，開有通孔，用螺釘32連接減速器34；連接泵前蓋29一端和泵前蓋29的凸臺定位，端面開有通孔，利用連接泵體28、前蓋29和后蓋24的第三螺栓螺母13使支架12與泵固連，為了方便安裝聯(lián)軸器36，支架12的側(cè)面開有安裝孔，方便螺絲刀伸入拆裝緊定螺釘35。

參閱圖2，低壓齒輪泵部件由泵體28、前蓋29、后蓋24、主動齒輪軸31、從動齒輪軸30、第四o型圈26、第五o型圈27、第六o型圈38、浮動側(cè)板25、主動軸襯套37、定位銷6、第三螺栓螺母13、短管道11和長管道17等部件組成。主動齒輪軸31和從動齒輪軸30的齒輪參數(shù)一致，保證在正反轉(zhuǎn)時(shí)低壓齒輪泵性能不發(fā)生變化。浮動側(cè)板25端面以及側(cè)面開有o型圈槽，與第四o型圈26配合調(diào)節(jié)使得低壓齒輪泵的主動和從動齒輪軸與泵體定位，與第五o型圈27配合密封，浮動側(cè)板25端面開有小孔，使得齒輪軸裝到浮動側(cè)板25過程中的擠壓的氣體排出泵。通過定位銷6定位泵體28、前蓋29、后蓋24，利用第三螺栓螺母13固連，泵體28、前蓋29和后蓋24三塊板之間的密封，全部使用第六o型圈38密封；參閱圖4a后蓋24上下兩端開有通孔，用于與連接桿2連接。短管路11和長管路17兩頭分別插入到泵和殼體上，利用o型圈密封。

參閱圖1,擋板擋塊部件由擋板8、擋塊9、旋轉(zhuǎn)軸7等部件組成，旋轉(zhuǎn)軸7固連于航行器殼體3上，擋板8插入旋轉(zhuǎn)軸7上，擋塊9安裝于擋板8垂直放置時(shí)相對于航行器中心的外側(cè)，擋板9上開有小孔。

參閱圖1，連接部件由連接桿2、螺栓螺母組成，連接桿2一端通過第一螺栓螺母1和航行器殼體3連接，另一端通過第二螺栓螺母4與泵5連接。