[实用新型]一种新型水下矢量推进器

说明书

技术领域

本实用新型涉及的一种新型水下矢量推进器，特别是涉及一种应用于各类船舶、潜艇、鱼雷、水下无人机器人上的可实现灵活转向的水下矢量推进器。

背景技术

目前人类正面临着人口、资源和环境的三大问题。其中，人类消耗的自然资源正在日益减少，使得人们开始对地面积为地球三分之二的海洋探索，海洋为人类尚未完全开发的地方，海洋资源极其丰富，蕴藏着大量的矿产资源、天燃气资源和石油资源，近些年来，世界各国都在加紧研究和开发海洋资源。其海洋探测设备是海底探测的一种重要工具，因此，海洋探测设备如船舶、潜艇、鱼雷、水下无人机器应运而生。

随着海上工业的不断发展，尤其是船舶、潜艇、水下无人机器人领域技术带来的不断挑战，矢量推进技术成为了制约该领域发展的关键因素。目前现有水下航行器，如潜艇、船舶、水下无人机器人等均以螺旋桨作为推进动力装置。螺旋桨转动使水流产生旋转向后的运动，这种旋转向后运动的水流只有平行于浆轴方向的速度分量才能对水下航行器产生有效推力，其具有水流扩展角大、卷吸和掺混能力非常强，一起具有回流区等弱特性，因而大大降低了其推进效率。推力矢量化程度低，特别在航行器转弯时其推力会丧失。

另外，由于海底情况复杂，环境恶劣，对水下机器人的机动性能要求极高，理想的水下机器人应能完成前进、后退、偏航、悬停、原地转弯、垂直升降等动作，但是目前大多数水下机器人还无法完全满足上述动作要求。为了改变水下机器人的螺旋桨推进方式依靠舵来改变推进力的方向，推进力只能在一个转动方向上变动，当水下机器人需要改变深度和前进航向；两个方向的运动时，就需要水平翼和垂直翼两个方向的舵进行控制，运动灵活性受到极大限制。

其次，为了提高灵活性和机动性，还设计一种在水下机器人安装多个螺旋桨推进器，分别布置在水下机器人的四周，但是这种方法会增加机械系统的复杂性，也会提高成本，而且有的螺旋桨推进器只有在水下机器人转弯时才会启动，平常情况下大都闲置不用，造成了资源浪费。

综上所述，亟需一种可实现灵活转向，结构简单、制造成本低的水下矢量推进器，而关于这种水下矢量推进器目前还未见报道。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种可实现灵活转向，结构简单、制造成本低的水下矢量推进器。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种新型水下矢量推进器，所述水下矢量推进器包括壳体、主推进电机、矢量电机、主流通道、附流通道、主推进器流道和隔板；所述壳体呈杯子形；所述主推进电机安装在主推进器流道中；所述矢量电机带有螺旋桨；所述壳体通过隔板与主推进器流道连接空间为主流通道；所述的附流通道为壳体内壁结构形成的通道；所述的附流通道在壳体内壁上呈螺旋结构；所述的附流通道连接两个对称的主流通道；所述的主流通道中均设有矢量电机；所述的隔板组合呈十字形；所述的隔板置于壳体的端部；所述壳体两端为开口结构。

所述的主推进电机置于壳体中央。

所述主推进电机带有螺旋桨。

所述矢量电机为4个。

所述矢量电机为对称布置。

所述附流通道为交叉设计。

所述附流通道为弧形结构，形成凸起。

一种新型水下矢量推进器，所述水下矢量推进器包括壳体、矢量电机、主流通道、附流通道、空心轴和隔板；所述矢量电机带有螺旋桨；所述空心轴末端呈半球形；所述空心轴通过隔板与壳体连接；所述壳体通过隔板与空心轴连接空间为主流通道；所述的附流通道为壳体内壁结构形成的通道；所述的附流通道在壳体内壁上呈螺旋结构；所述的附流通道连接两个对称的主流通道；所述的主流通道中均设有矢量电机；所述的隔板组合呈十字形；所述的隔板置于壳体的端部；所述壳体两端为开口结构。

所述壳体呈喇叭形。

本实用新型优点在于：

1、本实用新型的一种新型水下矢量推进器，在船舶、潜艇、水下无人机器人等需要转弯时，通过改变不同矢量电机的转速可以实现矢量推进，实现水下更灵活的推进控制；

2、机动性能好，水下矢量推进器能完成前进、后退、偏航、悬停、原地转弯、垂直升降等动作；

3、利用对称矢量电机的转速差值，结合主流通道和附流通道，利用一侧的水流产生对称位置的控制流层，从而控制水流及推进方向；

4、空心轴末端为半球形结构，水流由于康达效应，水流会贴其壁流动，而水流的方向有流速差控制，从而改变推进方向；