一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器制造技术

一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器,所述两栖航行器包括水密和推进轮，所述水密的左、右两侧各连接有一个推进轮，所述推进轮的一侧与水密内的驱动电机的动力输出轴传动配合，所述推进轮的另一侧固定有浮力气囊，所述水密和推进轮之间设置有偏心轮，所述偏心轮的中部圆周与水密内的偏心驱动机构传动配合；所述推进轮的轮面圆周上均匀布置有多个桨叶口，所述每个桨叶口内均设置有鲸尾轮桨叶，所述桨叶口的开口形状与鲸尾轮桨叶相配合，所述偏心轮与鲸尾轮桨叶传动配合；所述水密的前、后两端各设置有一个捕捉摄像头。本设计不仅一套推进设备实现了两种行驶的模式的水陆切换灵活性高，而且结构简单、质量小、便于检修。

【技术实现步骤摘要】
一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器
本专利技术涉及一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器，具体适用于在水、陆两栖环境下高效可靠的智能作业。
技术介绍
水陆两栖航行器适用于军事作战辅助，同时在民营使用以及搜救救援，搜索海底资源等方面都具有极其广泛的应用前景与发展空间，目前不论是在国内还是世界上，关于水陆两栖航行器的研究发展迅速。然而目前关于水陆两栖航行器的研究却面临着以下急需解决的问题：1.传统的水陆两栖航行器只能实现陆地与水面的两栖推进，极大地限制了航行器的应用范围；2.传统两栖航行器配备的两套推进装置，导致了机构复杂，运营维护不便的缺点；3.水陆两栖环境下推进效率不能兼备，大大减弱了航行器水中的运行效率。面对以上问题，国内外都有着相关研究项目，其中就包括通过仿生机器人的方式来实现两栖仿生推进的，例如仿生机器蛇就可以通过多段设计的相对蠕动来实现复杂环境下的两栖推进，但效率过低应用前景相对较窄；各国军方为了实现两栖作战任务设计了多种两栖全地形车，其中就包括俄罗斯研发的“螺旋推进车”，美国的“部LVTP-7装甲车”，瑞典的“bv206s全地形车”等，但是都存在一个共同问题即不能实现水中推进或水中推进效率低。本专利技术提出了“鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器”的研究概念。通过模仿蛇怪蜥蜴的水陆推进的一体推进化思想，将鲸尾轮推进模块与陆地推进模块两大模块结合一体达到两栖环境下灵活推进的目的，这样便同时解决了传统两栖航行器不能实现陆地、水面、水中推进以及推进系统复杂的问题，加之水中推进采用鲸尾轮推进系统，极大弥补了传统水中仿生推进器效率低的缺点，该设计巧妙应用仿生学原理，为两栖航行器的相关问题解决提供了参考方向，解决了以上问题的仿生两栖动力一体化智能航行器必定能够在军事领域与民用领域发挥自己的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的结构复杂、运行效率低的问题，提供了一种结构简单、高效运行的鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器。为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器,所述两栖航行器包括水密和推进轮，所述水密的左、右两侧各连接有一个推进轮，所述推进轮的一侧与水密内的驱动电机的动力输出轴传动配合，所述推进轮的另一侧固定有浮力气囊，所述水密和推进轮之间设置有偏心轮，所述偏心轮的中部圆周与水密内的偏心驱动机构传动配合；所述推进轮的轮面圆周上均匀布置有多个桨叶口，所述每个桨叶口内均设置有鲸尾轮桨叶，所述桨叶口的开口形状与鲸尾轮桨叶相配合，所述偏心轮与鲸尾轮桨叶传动配合；所述水密的前、后两端各设置有一个捕捉摄像头。所述鲸尾轮桨叶近水密侧的桨叶头处固定连接有与推进轮侧部轮框旋转配合的叶柄，所述叶柄穿过轮框后与摆杆的一端固定连接，所述摆杆的另一端与连杆的一端旋转配合，所述连杆的另一端与通过铰轴与偏心轮旋转配合，所述铰轴固定于偏心轮的外部圆周上，所述连杆的长度大于摆杆的长度。所述水密内设置有两个驱动电机，所述两个驱动电机分别通过一个齿轮箱与其对应侧推进轮的轮轴传动配合，所述轮轴依次穿过偏心驱动机构和偏心轮后与推进轮侧部轮框的中部固定连接。所述两个驱动电机和两个齿轮箱均设置于水密的内壳内，所述内壳、偏心驱动机构、蓄电池板和控制面板设置于水密的外壳内，所述蓄电池板和控制面板固定于内壳的顶板上，所述蓄电池板分别为水密内的电机、捕捉摄像头和控制面板供电，所述控制面板分别与水密内的电机和捕捉摄像头信号连接。所述偏心驱动机构包括偏心轮套、一级活动板、二级活动板、第一直线电机和第二直线电机，所述第一直线电机与水密的内壳固定连接，所述第一直线电机的动力输出杆与一级活动板的一侧固定连接，所述一级活动板的另一侧固定有第二直线电机，所述第二直线电机的动力输出杆与二级活动板的一侧固定连接，所述二级活动板的另一侧固定连接有偏心轮套，所述偏心轮套穿经水密的外壳后与偏心轮旋转配合；所述一级活动板与内壳沿第一直线电机的中轴线方向滑动配合，所述一级活动板的中部沿第一直线电机的中轴线方向开设有长圆轴孔，所述一级活动板与二级活动板沿第一直线电机的中轴线方向滑动配合，所述二级活动板中部开设有圆形轴孔；所述推进轮通过其中部固定连接有轮轴，所述轮轴依次穿过偏心轮、偏心轮套、圆形轴孔、长圆轴孔和内壳的侧板后与驱动电机传动配合。所述内壳的侧部固定有两个第一滑块，所述第一滑块中部设置有与其滑动配合的第一滑杆，所述第一滑杆的两端固定于一级活动板上，所述第一滑杆与第一直线电机的中轴线平行设置；所述一级活动板上固定有两个第二滑块，所述第二滑块中部设置有与其滑动配合的第二滑杆，所述第二滑杆的两端固定于二级活动板上，所述第二滑杆与第二直线电机的中轴线平行设置。所述轮轴通过密封挡圈与水密的内壳密封配合，所述第一直线电机和第二直线电机均为防水电机。所述推进轮外部圆周上套设有橡胶轮套，所述橡胶轮套表面设置有防滑花纹。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器中在水密的两侧设置水陆两用的推进轮，通过模仿蛇怪蜥蜴的水陆推进的一体化推进思想，将水中鲸尾轮推进和陆地轮式行驶两大模式通过同一推进轮结合，将水中高推进效率高灵活性的鲸尾轮推进方式和陆地高效的轮式推进结合，确保了此航行器的水陆推进高效率，同时有效降低了航行器的重量，减小了运营维护的复杂性；在水中时启动偏心驱动机构使偏心轮的轴心与驱动轮的轴心发生偏离，从而使连杆带动摆杆使鲸尾轮桨叶的姿态发生变化，当推进轮转动的同时偏心轮随之转动，从而使鲸尾轮桨叶发生摆动，实现再水中的航行；在陆地行驶时启动偏心驱动机构使偏心轮的轴心与驱动轮的轴心重合，从而使连杆带动摆杆使鲸尾轮桨叶的姿态发生变化，此时鲸尾轮桨叶收聚到推进轮内部，使其在陆地上行驶，同时减少了桨叶对陆地轮式运动的影响，而且一定程度保护了桨叶。因此。本设计利用一套推进设备实现了两种行驶的模式的水陆切换，灵活性高、能够实现陆地、水面和水中的航行，适用范围广能够满足军事、科研和民用搜救的需求，2、本专利技术一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器中采用全电力推进，通过控制面板分别控制两个驱动电机，通过两个驱动电机的差速转动实现航行器的转向，同时通过控制两侧的第一直线电机和第二直线电机，可使两侧的偏心轮位于相同或不同的偏心位置，实现航行器上浮、下沉、前进和后退，使航行器在水中实现灵活、高效的行驶。因此，本设计无论是在水中还是在陆地上其行驶速度快、推进灵活性高。3、本专利技术一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器中推进轮表面套接了橡胶轮套，橡胶轮套为推进轮周实体部分套装了具备表面花纹的橡胶套，提高陆地运行的抓地力与运行效率的同时在一定程度上也保护了推进轮。因此，本设计抓地力强、有效保护推进轮。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是图1的左视图。图4是图1中推进轮的驱动示意图。图5是图1中推进轮的结构示意图。图6是图1中鲸尾轮桨叶的结构示意图。图7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器,其特征在于：/n所述两栖航行器包括水密（1）和推进轮（2），所述水密（1）的左、右两侧各连接有一个推进轮（2），所述推进轮（2）的一侧与水密（1）内的驱动电机（11）的动力输出轴传动配合，所述推进轮（2）的另一侧固定有浮力气囊（4），所述水密（1）和推进轮（2）之间设置有偏心轮（3），所述偏心轮（3）的中部圆周与水密（1）内的偏心驱动机构（5）传动配合；/n所述推进轮（2）的轮面圆周上均匀布置有多个桨叶口（21），所述每个桨叶口（21）内均设置有鲸尾轮桨叶（6），所述桨叶口（21）的开口形状与鲸尾轮桨叶（6）相配合，所述偏心轮（3）与鲸尾轮桨叶（6）传动配合；/n所述水密（1）的前、后两端各设置有一个捕捉摄像头（7）。/n

【技术特征摘要】
1.一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器,其特征在于：
所述两栖航行器包括水密（1）和推进轮（2），所述水密（1）的左、右两侧各连接有一个推进轮（2），所述推进轮（2）的一侧与水密（1）内的驱动电机（11）的动力输出轴传动配合，所述推进轮（2）的另一侧固定有浮力气囊（4），所述水密（1）和推进轮（2）之间设置有偏心轮（3），所述偏心轮（3）的中部圆周与水密（1）内的偏心驱动机构（5）传动配合；
所述推进轮（2）的轮面圆周上均匀布置有多个桨叶口（21），所述每个桨叶口（21）内均设置有鲸尾轮桨叶（6），所述桨叶口（21）的开口形状与鲸尾轮桨叶（6）相配合，所述偏心轮（3）与鲸尾轮桨叶（6）传动配合；
所述水密（1）的前、后两端各设置有一个捕捉摄像头（7）。


2.根据权利要求1所述的一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器,其特征在于：
所述鲸尾轮桨叶（6）近水密（1）侧的桨叶头处固定连接有与推进轮（2）侧部轮框（22）旋转配合的叶柄（61），所述叶柄（61）穿过轮框（22）后与摆杆（33）的一端固定连接，所述摆杆（33）的另一端与连杆（32）的一端旋转配合，所述连杆（32）的另一端与通过铰轴（31）与偏心轮（3）旋转配合，所述铰轴（31）固定于偏心轮（3）的外部圆周上，所述连杆（32）的长度大于摆杆（33）的长度。


3.根据权利要求2所述的一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器,其特征在于：
所述水密（1）内设置有两个驱动电机（11），所述两个驱动电机（11）分别通过一个齿轮箱（12）与其对应侧推进轮（2）的轮轴（23）传动配合，所述轮轴（23）依次穿过偏心驱动机构（5）和偏心轮（3）后与推进轮（2）侧部轮框（22）的中部固定连接。


4.根据权利要求3所述的一种鲸尾轮水陆推进一体化两栖航行器,其特征在于：
所述两个驱动电机（11）和两个齿轮箱（12）均设置于水密（1）的内壳（13）内，所述内壳（13）、偏心驱动机构（5）、蓄电池板（15）和控制面板（16）设置于水密（1）的外壳（14）内，所述蓄电池板（15）和控制面板（16）固定于内壳（13）的顶板上，所述蓄电池板（15）分别为水密（1）内的电机、捕捉摄像头（7）和控制面板（16）供电，所述控制面板（16）分别与水密（1）内的电机和捕捉摄像头（7）信号连接。


5.根据权利要求1、2、3或...

【专利技术属性】
技术研发人员：张咏鸥，段金雄，凌忠建，吴盈盈，柴应彬，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42