一种刀片式推进器及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种刀片式推进器及其控制方法，通过在推进器套筒的外围设置左偏刀片单元和右偏刀片单元，推进器套筒内设置刀片升降装置，刀片升降装置驱动左偏刀片单元和右偏刀片单元的升降，控制系统控制刀片升降装置，旋转驱动装置作为推进器的动力源，驱动推进器套筒转动，再根据控制指令驱动左偏刀片单元和右偏刀片单元的升降，可以实现推进器的前进、后退以及转向的动作，由于左偏刀片单元和右偏刀片单元升降后的偏向作用力，进而可以实现推进器较小范围的转向，同时旋转驱动装置直接驱动推进器套筒转动，可减少动力损失，提高推动效率，该推进器可以实现在水陆两栖上驱动，进而可适用于多种环境作业。用于多种环境作业。用于多种环境作业。

【技术实现步骤摘要】
一种刀片式推进器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及两栖装置的驱动设备领域，具体涉及一种刀片式推进器及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前的推进器大多采用轮式、螺旋式、或履带式的驱动方式。其中，轮式与螺旋式驱动，行进方向单一，在需要左转或右转时，转向困难，无法适应复杂的地下环境。而履带式驱动虽然优化了转向方式，但造价成本高昂，无法很好地满足复杂条件下的检测需求；虽然麦克纳姆轮可以很好的解决在陆地上全方位移动的问题，然而麦克纳姆轮仅局限于地面上的运动，无法满足水下设备(例如潜水机器人)的推进工作；虽然水下机器人目前已有的水下机器人可实现水下前进/后退、上升/下潜和转向动作，但若遇到狭窄空间机器人会遇到转向范围大，进而导致转向困难，因此，无法满足水下机器人的机动性能，且推进效率有待提高，同时水陆两个环境的推进设备无法通用，无法满足水陆两栖的需求，本专利技术旨在解决传统推进器在使用过程中遇到的上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够满足水陆两栖、转向范围小、结构紧凑、体积小且推进效率高的刀片式推进器及其控制方法，该刀片式推进器通过在推进器外围设置刀片单元，通过控制刀片单元的伸缩，能够高效率的实现推进器的前进、后退以及转向等操作，转向半径小，驱动效率高；且推进器的整体结构紧凑、体积小，是解决上述
技术介绍
中存在的技术问题的理想手段。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案提供一种刀片式推进器，刀片式推进器包括：推进器套筒、刀片升降装置、左偏刀片单元、右偏刀片单元、旋转驱动装置以及控制系统，推进器套筒内侧设置有多个刀片升降装置，刀片升降装置布置在推进器套筒的圆周方向上，左偏刀片单元和右偏刀片单元分别与刀片升降装置固定连接；推进器套筒壁上设置有刀片通孔，旋转驱动装置可转动地安装在推进器套筒内部，旋转驱动装置与推进器套筒之间通过固定单元固定连接，控制系统布置在推进器套筒内部，刀片升降装置和旋转驱动装置与控制系统通讯连接。
[0005]通过上述技术方案，通过在推进器套筒的外围设置左偏刀片单元和右偏刀片单元，推进器套筒内设置刀片升降装置，刀片升降装置驱动左偏刀片单元和右偏刀片单元的升降，控制系统控制刀片升降装置，旋转驱动装置作为推进器的动力源，驱动推进器套筒转动，再根据控制指令驱动左偏刀片单元和右偏刀片单元的升降，可以实现推进器的前进、后退以及转向的动作，由于左偏刀片单元和右偏刀片单元升降后的偏向作用力，进而可以实现推进器较小范围的转向，同时旋转驱动装置直接驱动推进器套筒转动，可减少动力损失，提高推动效率，该推进器可以实现在水陆两栖上驱动，进而可适用于多种环境作业。
[0006]作为对上述技术方案的进一步改进，左偏刀片单元和所述右偏刀片单元呈X状布
置，所述左偏刀片单元与所述右偏刀片单元均包括多组刀片，所述左偏刀片单元和所述右偏刀片单元在交叉处开口排列。
[0007]作为对上述技术方案的进一步改进，左偏刀片单元与所述右偏刀片单元绕所述推进器套筒的中心轴环向对称布置。
[0008]作为对上述技术方案的进一步改进，刀片升降装置包括刀片固定装置和刀片升降驱动电机，所述刀片固定装置与所述刀片固定连接，所述升降驱动电机驱动所述刀片固定装置升降。
[0009]作为对上述技术方案的进一步改进，旋转驱动装置通过轴承与所述推进器套筒转动连接。
[0010]作为对上述技术方案的进一步改进，推进器套筒整体呈橄榄球形状。
[0011]作为对上述技术方案的进一步改进，固定单元包括至少一个连接杆，所述连接杆固定连接在所述旋转驱动装置的外壳与所述推进器套筒之间。
[0012]作为对上述技术方案的进一步改进，控制系统布置在所述推进器套筒的中心位置，所述控制系统包括控制单元、通讯单元，所述控制单元与所述通讯单元电连接，所述控制单元与所述刀片升降装置和旋转驱动装置通讯连接，所述通讯单元接收发控制指令。
[0013]作为对上述技术方案的进一步改进，左偏刀片相对竖向方向向左偏转的角度与所述右偏刀片相对竖向方向向右偏转的角度相同。
[0014]同时本专利技术还提供一种刀片式推进器的控制方法，刀片式推进器的控制方法包括以下步骤：步骤一：接收指令：所述控制系统接收控制指令；
[0015]步骤二：执行指令：根据步骤一中的控制指令，控制系统控制刀片升降装置和旋转驱动装置动作；
[0016]步骤三：前进或/和后退：当需要前进或/和后退动力时，控制系统控制所有左偏和右偏刀片升起，然后控制旋转驱动装置旋转，提供前进和后退的动力；
[0017]步骤四：向左转向：当需要偏左行驶时，控制系统控制所有左偏刀片降下，右偏刀片升起，然后控制旋转驱动装置旋转，提供偏左行驶的动力；
[0018]步骤五：向右转向：当需要偏右行驶时，控制系统控制所有左偏刀片升起，右偏刀片降下，然后控制旋转驱动装置旋转，提供偏右行驶的动力；
[0019]步骤六：推进器待机：当完成控制指令后，刀片式推进器待机，等待下一个控制指令。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]通过在推进器套筒的外围设置左偏刀片单元和右偏刀片单元，推进器套筒内设置刀片升降装置，刀片升降装置驱动左偏刀片单元和右偏刀片单元的升降，控制系统控制刀片升降装置，旋转驱动装置作为推进器的动力源，驱动推进器套筒转动，再根据控制指令驱动左偏刀片单元和右偏刀片单元的升降，可以实现推进器的前进、后退以及转向的动作，由于左偏刀片单元和右偏刀片单元升降后的偏向作用力，进而可以实现推进器较小范围的转向，同时旋转驱动装置直接驱动推进器套筒转动，可减少动力损失，提高推动效率，该推进器可以实现在水陆两栖上驱动，进而可适用于多种环境作业。
附图说明
[0021]图1为本实施中刀片式推进器的结构示意图；
[0022]图2为本实施中刀片驱动装置示意图；
[0023]图3为本实施中刀片式推进器的工作状态示意图；
[0024]图4为本实施中左偏刀片力学示意图；
[0025]图5为本实施中控制系统示意图；
[0026]图6为本实施中刀片式推进器的控制方法的流程图；
[0027]图中：1、横向轴承；2、推进器套筒；3、左偏刀片单元；4、右偏刀片单元；5、刀片固定装置、6、刀片升降驱动电机；7、旋转驱动装置；8、连接杆；9、控制系统；10、中心轴。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例一：
[0030]如图1
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5所示，本实施例提供一种刀片式推进器，刀片式推进器包括：推进器套筒2、刀片升降装置、左偏刀片单元3、右偏刀片单元4、旋转驱动装置7以及控制系统9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刀片式推进器，其特征在于，所述刀片式推进器包括：推进器套筒、刀片升降装置、左偏刀片单元、右偏刀片单元、旋转驱动装置以及控制系统，所述推进器套筒内侧设置有多个刀片升降装置，所述刀片升降装置布置在所述推进器套筒的圆周方向上，所述左偏刀片单元和所述右偏刀片单元分别与所述刀片升降装置固定连接；推进器套筒壁上设置有刀片通孔，所述旋转驱动装置可转动地安装在所述推进器套筒内部，所述旋转驱动装置与所述推进器套筒之间通过固定单元固定连接，所述控制系统布置在所述推进器套筒内部，所述刀片升降装置和所述旋转驱动装置与所述控制系统通讯连接。2.根据权利要求1所述的一种刀片式推进器，其特征在于，所述左偏刀片单元和所述右偏刀片单元呈X状布置，所述左偏刀片单元与所述右偏刀片单元均包括多组刀片，所述左偏刀片单元和所述右偏刀片单元在交叉处开口排列。3.根据权利要求2所述的一种刀片式推进器，其特征在于，所述左偏刀片单元与所述右偏刀片单元绕所述推进器套筒的中心轴环向对称布置。4.根据权利要求2所述的一种刀片式推进器，其特征在于，所述刀片升降装置包括刀片固定装置和刀片升降驱动电机，所述刀片固定装置与所述刀片固定连接，所述升降驱动电机驱动所述刀片固定装置升降。5.根据权利要求1所述的一种刀片式推进器，其特征在于，所述旋转驱动装置通过轴承与所述推进器套筒转动连接。6.根据权利要求1所述的一种刀片式推进器，其特征在于，所述推进器套筒整体呈橄榄球形状。7.根据权利要求6所述的一种刀片式推进器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程俊锋，刘守华，高飞平，杨志刚，付海，谌四华，成亮，赵普，杨永波，毛勇强，邹宇，尹中南，
申请(专利权)人：武汉中岩科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：