一种水面全方位航行器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水面全方位航行器。该水面全方位航行器包括动力系统、转向控制系统、外壳、主体。动力系统包括无刷电机、联轴器、动力轴、伞齿轮、传动轴、螺旋桨、螺旋桨轴等；转向控制系统包括步进电机、同步轮、同步带、铝管、轴承、轴承座、齿轮箱等；外壳由外板和上端盖构成；主体包括下平台、框架、浮体结构、电池等。均匀布置的浮体为航行器提供浮力，使得航行器能够安全平稳的工作于水面之上，并且具有较强的稳性；无刷电机通过伞齿轮、传动轴、齿轮箱和螺旋桨轴驱动螺旋桨的旋转，为航行器提供动力；步进电机通过同步轮、同步带和铝管等的组合，可实现齿轮箱的转向而不影响螺旋桨的旋转，从而实现航行器原地任意方位的转向。

【技术实现步骤摘要】
一种水面全方位航行器
本技术涉及一种水面航行器，特别是涉及一种由螺旋桨推进，可以在水面进行原地全方位任意转向的隐身性航行器。
技术介绍
目前，国内外对水上作业设备的需求越来越大，例如民用上的水质监测、气象观测、环境勘探、大众娱乐玩具等，军事上的海上作战、敌情侦察等。但是国内外现有的水上作业设备形式单一，都集中为无人艇的形式，具有成本高、机动性能差、受环境影响大、隐身性较低、设备搭载能力弱等弊端，并且无人艇甲板为露天状态，在下雨、冰雹、波浪等恶劣环境下无法正常工作。因此，在水质监测、气象观测、环境勘探等方面，急需一款水上成本低、机动性能强、搭载能力高、受环境天气（风、波浪、雨、冰雹等）影响小的无人作业平台；在大众娱乐上，更加需要一款成本低廉、外形科幻、水上运动能力强的玩具设备；在军事信息侦察上，一款高机动性、环境适应能力强的无人作业平台更为重要。公开号为CN201010616349.X名称为“一种水中自航式全方位侦测器”的专利技术专利，运动方式有两种，一种头部在前、尾部在后、头部比尾部低的正常式运动，另一种为头部在后，尾部在前的倒拖式运动，两种运动方式由泵喷推进器提供动力，左电动舵机及左舵面、右电动舵机及右舵面进行方向控制。依靠舵面进行方向控制本身就是一种低效的转向控制方式，该专利技术不具备优良的机动性能。公开号为CN201610028766.X“全部偏转螺旋桨矢量推进机构及水下航行器”的专利技术专利利用多杆机构实现螺旋桨的偏转，但是螺旋桨的偏转角度是很有限的，只能与前进方向成正负锐角的偏转，若要实现航行器的转向需要一定的时间，并且水下密封困难，实用性差。专利
技术实现思路
针对以上技术的不足，本技术提供一种能够在水面进行原地任意方位转向、高稳性、隐身性、结构可靠工艺简单、具有较大的搭载能力的水面航行器。利用伞齿轮的组合加上步进电机的驱动，设计了一种水下动密封性能优良的全回转推进器，使得航行器能够在原地进行全方位任意转向，具有较强的机动性。多面体密封外壳，使得航行器不受外界环境的影响，并且提高了隐身性。航行器既可以设计成用于军事化的水上侦察器，有可以设计成民用的水质监测平台，还可以设计成微小型水上娱乐玩具。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：水面全方位航行器，包括外板、上端盖、浮体、支撑板A、支撑板B、支撑板C、支撑板D、浮体连接板、浮体固定板A、浮体固定板B、螺旋桨、螺旋桨轴、桨轴套、桨轴套固定螺丝、桨叉、桨叉固定螺丝、伞齿轮D固定螺丝、伞齿轮D、伞齿轮C、伞齿轮C固定螺丝、无刷电机固定板、无刷电机支撑板、无刷电机、无刷电机固定螺丝、联轴器、动力轴、机米螺丝WSA、机米螺丝WSB、伞齿轮A、伞齿轮A固定螺丝、伞齿轮B、伞齿轮B固定螺丝、传动轴、传动轴支撑板、传动轴套、传动轴套固定螺丝、连接件、螺栓A、步进电机、步进电机支撑板、同步轮A、同步轮A固定螺丝、螺栓B、同步带、同步轮B、同步轮B固定螺丝、铝管、铝管支撑架、轴承A、轴承座A、轴承B、轴承座B、轴承C、轴承座C、轴承D、轴承座D、推进器固定板、齿轮箱、螺栓C、下平台、电池、齿轮箱体、齿轮箱盖；其特征是：四个支撑板A、支撑板B、支撑板C、支撑板D最下方的槽口与下平台的槽口插接在一起构成航行器的整体框架，两两支撑板之间安装着侧板，侧板与上端盖构成航行器的水密外壳；浮体固定板A与浮体固定板B十字交叉于一体，与浮体固定在一起，浮体固定板A左右两侧各有一个浮体连接板，通过螺栓C连接在一起，构成航行器的浮体结构；浮体结构通过浮体连接板上方的四个螺栓C将浮体结构与支撑板下端的四个小孔连接在一起；无刷电机固定螺丝将无刷电机与无刷电机支撑板固定在一起，无刷电机支撑板与无刷电机固定板插接在一起，无刷电机固定板与支撑板A插接在一起；机米螺丝WSA将联轴器的一端与无刷电机轴固定在一起，机米螺丝WSB连接着联轴器的另一端与动力轴；伞齿轮A固定螺丝将伞齿轮A与动力轴固定在一起，伞齿轮B固定螺丝将伞齿轮B与传动轴固定在一起，伞齿轮A与伞齿轮B相啮合；支撑板C、支撑板D最上方槽口各安装一个连接件，两个连接件通过螺栓A将传动轴支撑板固定，传动轴上端穿过传动轴支撑板，与传动轴套通过传动轴固定螺丝固结在一起；传动轴垂直安装，在最下端，通过伞齿轮C固定螺丝与伞齿轮C固结在一起；在螺旋桨轴的一端安装着螺旋桨，螺旋桨外侧，桨轴套固定螺丝将桨轴套固定于桨轴末端，以防止螺旋桨滑出，螺旋桨内侧，桨叉固定螺丝将桨叉固定于螺旋桨轴上，使得螺旋桨与桨轴一起旋转；在螺旋桨另一端，伞齿轮固定螺丝D将伞齿轮D固定于桨轴上，伞齿轮D与伞齿轮C相啮合；伞齿轮C和伞齿轮D安装于齿轮箱内，齿轮箱体支撑着传动轴和螺旋桨轴，齿轮箱盖与齿轮箱体组成水密结构，对伞齿轮C和伞齿轮D起到保护作用；螺栓B将步进电机与步进电机支撑板固定在一起，步进电机支撑板的两端分别与支撑板B上方的槽口和支撑板C中间的槽口固定在一起，同步轮A固定螺丝将同步轮A固定在步进电机轴上；同步轮B固定螺丝将同步轮B固定在铝管上，同步轮B底面与航行器下平台上表面贴在一起；同步带连接着同步轮A和同步轮B，对步进电机的转动进行传动；推进器固定板与航行器下平台贴在一起，中心的圆孔与航行器下平台中心圆孔相合，两端的槽口分别与相对的两个支撑板A插接在一起；轴承A安装于推进器固定板和航行器下平台的中心圆孔内，上与同步轮B相贴，下与轴承B相贴；两个铝管支撑架分别与推进器固定板安装在一起，轴承座B、轴承座C、轴承座D、轴承座E与两个铝管支撑架安装在一起，轴承B、轴承C、轴承D、轴承E分别安装于对应的轴承座内；铝管穿过轴承A、轴承B、轴承C、轴承D、轴承E，铝管上端与同步轮B连接在一起，下端与齿轮箱连接在一起。所述浮体结构为模块化设计，由八个浮体为航行器提供浮力，通过拆卸螺栓C可对浮体进行更换，通过支撑板的四个小孔可以对浮体在航行器上的安装位置进行上下调节，进而调节螺旋桨的吃水。所述无刷电机驱动伞齿轮A的转动，伞齿轮A驱动伞齿轮B的转动，通过传动轴，伞齿轮C与伞齿轮B同时转动，伞齿轮C驱动伞齿轮D的转动，通过螺旋桨轴的传动，实现螺旋桨的转动，通过伞齿轮A、伞齿轮B、伞齿轮C、伞齿轮D和传动轴，将安装于航行器内部的无刷电机的转动传递到水下螺旋桨的转动。所述步进电机驱动同步轮A的转动，通过同步带的传递，同步轮A带动同步轮B的转动，同步轮B带动铝管的转动，铝管再带着齿轮箱一起转动，进而实现螺旋桨绕传动轴的转动。所述传动轴从铝管中穿过，与铝管为松配合。本技术通过伞齿轮的组合，将航行器内部的无刷电机的转动转化为水下螺旋桨的转动，再通过轴承、铝管和传动轴等之间的巧妙配合，利用步进电机的驱动，实现螺旋桨绕传动轴的任意转动，并且螺旋桨绕螺旋桨轴的转动与螺旋桨绕动力轴的转动互不影响，真正意义上的实现航行器在水中任意状态下的原地任意方位的转向。航行器的浮体结构采用模块化设计，可以任意更换浮体，包括但不限于外形、结构、材料和大小等特征。外形采用多面体壳体结构，既提高了隐身性又增加了科幻性。本技术的主要特点如下。1、独特的动力系统与转向系统的设计，实现了航行器在航行或静止状态时的原地任意方位的转向。2、多面体外壳既增加了隐身性又增加了科幻性，使得航行器适用于军用和民用。3、浮体结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水面全方位航行器，包括外板、上端盖、浮体、支撑板A、支撑板B、支撑板C、支撑板D、浮体连接板、浮体固定板A、浮体固定板B、螺旋桨、螺旋桨轴、桨轴套、桨轴套固定螺丝、桨叉、桨叉固定螺丝、伞齿轮D固定螺丝、伞齿轮D、伞齿轮C、伞齿轮C固定螺丝、无刷电机固定板、无刷电机支撑板、无刷电机、无刷电机固定螺丝、联轴器、动力轴、机米螺丝WSA、机米螺丝WSB、伞齿轮A、伞齿轮A固定螺丝、伞齿轮B、伞齿轮B固定螺丝、传动轴、传动轴支撑板、传动轴套、传动轴套固定螺丝、连接件、螺栓A、步进电机、步进电机支撑板、同步轮A、同步轮A固定螺丝、螺栓B、同步带、同步轮B、同步轮B固定螺丝、铝管、铝管支撑架、轴承A、轴承座A、轴承B、轴承座B、轴承C、轴承座C、轴承D、轴承座D、推进器固定板、齿轮箱、螺栓C、下平台、电池、齿轮箱体、齿轮箱盖；其特征是：四个支撑板A、支撑板B、支撑板C、支撑板D最下方的槽口与下平台的槽口插接在一起构成航行器的框架，两两支撑板之间安装着侧板，侧板与上端盖构成航行器的水密外壳；浮体固定板A与浮体固定板B十字交叉于一体，与浮体固定在一起，浮体固定板A左右两侧各有一个浮体连接板，通过螺栓C连接在一起，构成航行器的浮体结构；浮体结构通过浮体连接板上方的四个螺栓C将浮体结构与支撑板下端的四个小孔连接在一起；无刷电机固定螺丝将无刷电机与无刷电机支撑板固定在一起，无刷电机支撑板与无刷电机固定板插接在一起，无刷电机固定板与支撑板A插接在一起；机米螺丝WSA将联轴器的一端与无刷电机轴固定在一起，机米螺丝WSB连接着联轴器的另一端与动力轴；伞齿轮A固定螺丝将伞齿轮A与动力轴固定在一起，伞齿轮B固定螺丝将伞齿轮B与传动轴固定在一起，伞齿轮A与伞齿轮B相啮合；支撑板C、支撑板D最上方槽口各安装一个连接件，两个连接件通过螺栓A将传动轴支撑板固定，传动轴上端穿过传动轴支撑板，与传动轴套通过传动轴固定螺丝固结在一起；传动轴垂直安装，在最下端，通过伞齿轮C固定螺丝与伞齿轮C固结在一起；在螺旋桨轴的一端安装着螺旋桨，螺旋桨外侧，桨轴套固定螺丝将桨轴套固定于桨轴末端，以防止螺旋桨滑出，螺旋桨内侧，桨叉固定螺丝将桨叉固定于螺旋桨轴上，使得螺旋桨与桨轴一起旋转；在螺旋桨另一端，伞齿轮固定螺丝D将伞齿轮D固定于桨轴上，伞齿轮D与伞齿轮C相啮合；伞齿轮C和伞齿轮D安装于齿轮箱内，齿轮箱体支撑着传动轴和螺旋桨轴，齿轮箱盖与齿轮箱体组成水密结构，对伞齿轮C和伞齿轮D起到保护作用；螺栓B将步进电机与步进电机支撑板固定在一起，步进电机支撑板的两端分别与支撑板B上方的槽口和支撑板C中间的槽口固定在一起，同步轮A固定螺丝将同步轮A固定在步进电机轴上；同步轮B固定螺丝将同步轮B固定在铝管上，同步轮B底面与航行器下平台上表面贴在一起；同步带连接着同步轮A和同步轮B，对步进电机的转动进行传动；推进器固定板与航行器下平台贴在一起，中心的圆孔与航行器下平台中心圆孔相合，两端的槽口分别与相对的两个支撑板A插接在一起；轴承A安装于推进器固定板和航行器下平台的中心圆孔内，上与同步轮B相贴，下与轴承B相贴；两个铝管支撑架分别与推进器固定板安装在一起，轴承座B、轴承座C、轴承座D、轴承座E与两个铝管支撑架安装在一起，轴承B、轴承C、轴承D、轴承E分别安装于对应的轴承座内；铝管穿过轴承A、轴承B、轴承C、轴承D、轴承E，铝管上端与同步轮B连接在一起，下端与齿轮箱连接在一起。...

【技术特征摘要】
1.一种水面全方位航行器，包括外板、上端盖、浮体、支撑板A、支撑板B、支撑板C、支撑板D、浮体连接板、浮体固定板A、浮体固定板B、螺旋桨、螺旋桨轴、桨轴套、桨轴套固定螺丝、桨叉、桨叉固定螺丝、伞齿轮D固定螺丝、伞齿轮D、伞齿轮C、伞齿轮C固定螺丝、无刷电机固定板、无刷电机支撑板、无刷电机、无刷电机固定螺丝、联轴器、动力轴、机米螺丝WSA、机米螺丝WSB、伞齿轮A、伞齿轮A固定螺丝、伞齿轮B、伞齿轮B固定螺丝、传动轴、传动轴支撑板、传动轴套、传动轴套固定螺丝、连接件、螺栓A、步进电机、步进电机支撑板、同步轮A、同步轮A固定螺丝、螺栓B、同步带、同步轮B、同步轮B固定螺丝、铝管、铝管支撑架、轴承A、轴承座A、轴承B、轴承座B、轴承C、轴承座C、轴承D、轴承座D、推进器固定板、齿轮箱、螺栓C、下平台、电池、齿轮箱体、齿轮箱盖；其特征是：四个支撑板A、支撑板B、支撑板C、支撑板D最下方的槽口与下平台的槽口插接在一起构成航行器的框架，两两支撑板之间安装着侧板，侧板与上端盖构成航行器的水密外壳；浮体固定板A与浮体固定板B十字交叉于一体，与浮体固定在一起，浮体固定板A左右两侧各有一个浮体连接板，通过螺栓C连接在一起，构成航行器的浮体结构；浮体结构通过浮体连接板上方的四个螺栓C将浮体结构与支撑板下端的四个小孔连接在一起；无刷电机固定螺丝将无刷电机与无刷电机支撑板固定在一起，无刷电机支撑板与无刷电机固定板插接在一起，无刷电机固定板与支撑板A插接在一起；机米螺丝WSA将联轴器的一端与无刷电机轴固定在一起，机米螺丝WSB连接着联轴器的另一端与动力轴；伞齿轮A固定螺丝将伞齿轮A与动力轴固定在一起，伞齿轮B固定螺丝将伞齿轮B与传动轴固定在一起，伞齿轮A与伞齿轮B相啮合；支撑板C、支撑板D最上方槽口各安装一个连接件，两个连接件通过螺栓A将传动轴支撑板固定，传动轴上端穿过传动轴支撑板，与传动轴套通过传动轴固定螺丝固结在一起；传动轴垂直安装，在最下端，通过伞齿轮C固定螺丝与伞齿轮C固结在一起；在螺旋桨轴的一端安装着螺旋桨，螺旋桨外侧，桨轴套固定螺丝将桨轴套固定于桨轴末端，以防止螺旋桨滑出，螺旋桨内侧，桨叉固定螺丝将桨叉固定于螺旋桨轴上，使得螺旋桨与桨轴一起旋转；在螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯亿坤，苏玉民，王海娇，李佳骏，魏厚恒，
申请(专利权)人：冯亿坤，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23