本发明专利技术公开了一种“X”字舵和“十”字舵的舵型转换装置，涉及潜艇的操舵系统及装置领域。包括舵本体、球形连接体和艇尾框架，球形连接体与艇尾框架的尾撑臂之间转动配合，球形连接体的一端通过连接轴与舵本体连接，球形连接体的另一端与被动体固定连接，被动体外侧设有主动体，被动体和主动体为圆球形板壳式永磁性磁铁，被动体、主动体与球形连接体均同心设置，在被动体和主动体之间通过与尾撑臂连接的圆球形板隔开，主动体的外侧设有驱动主动体水平转动和垂直转动的的驱动结构。本发明专利技术顺利实现”X”字舵型和“十”字舵型之间的转换，把”X”字舵的机动规避性、静音性与“十”字舵可手操、可靠性有机结合，提高了潜水艇的操纵性和安全性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种“X”字舵和“十”字舵的舵型转换装置，涉及潜艇的操舵系统及装置领域。包括舵本体、球形连接体和艇尾框架，球形连接体与艇尾框架的尾撑臂之间转动配合，球形连接体的一端通过连接轴与舵本体连接，球形连接体的另一端与被动体固定连接，被动体外侧设有主动体，被动体和主动体为圆球形板壳式永磁性磁铁，被动体、主动体与球形连接体均同心设置，在被动体和主动体之间通过与尾撑臂连接的圆球形板隔开，主动体的外侧设有驱动主动体水平转动和垂直转动的的驱动结构。本专利技术顺利实现”X”字舵型和“十”字舵型之间的转换，把”X”字舵的机动规避性、静音性与“十”字舵可手操、可靠性有机结合，提高了潜水艇的操纵性和安全性。【专利说明】—种” X”字舵和“十”字舵的舵型转换装置
本专利技术涉及潜艇的操舵系统及装置领域。
技术介绍
随着现代消费观念的提升，沿海度假已成为一种生活新时尚。地球海洋面积占地球总表面积71%，潜入广阔的海底世界，体验海洋生活已成为人类由来已久的向往。观光潜艇是指采用商业运作模式，将游客载入水下进行旅游观光的载人潜水器。因此，对观光潜艇的空间操纵性能具有很高的要求，设计一型机动操纵性、经济性及可靠性等方面性能均为优良的舵系统具有重要的意义。目前，潜艇的舵系统由方向舵系统和升降舵系统组成，两种舵系统均由舵叶、舵杆和操舵装置组成，舵在潜艇尾操纵面布置形式基本分为两种，即“十”字舵系统和“X”字舵系统。现代水滴型潜艇的尾部大多采用双轴传动的十字舵布置，即方向舵和尾升降舵成“十”字型布置在潜艇的尾部。这种型式能保持适当的操作性能，操纵性好，但是舵叶布置往往出现超出艇型轮廓的情况；同时，虽然十字舵能使舰艇实现空间运动，但对机动中出现的严重横倾难以通过操舵来加以控制、改善，从而限制了回转机动的速度和安全性；此外，对可能出现的舵卡，特别是尾部水平舵卡时，也将产生非常严重的后果。“X”字舵是四个舵呈“X“正交布置，“X”字舵系统不存在方向舵与尾升降舵，潜艇尾操纵面的四个舵叶呈正交布置，每个舵叶与潜艇的横纵中剖面的夹角均为45度，每个舵叶的转动均能引起潜艇在水平面和垂直面内的回转运动，因此需同时采用两个或四个舵叶综合控制潜艇的潜浮或转向。“X”舵虽然克服了“十”字舵的超宽、舵卡等问题，也能够通过适当的操舵来控制回转过程中的横倾，但X字舵的操作并不直观，同时其集中控制系统较为复杂，很难实现人工手动操作，或者进行手动操作与自动操作的转换。在同等条件下，“X”字舵较“十”字舵的回转半径小15%，回转周期小6%左右。“X”字型舵操舵静音性更好。但是“X”字舵型的操舵须有计算机系统进行程序操舵，其对主电源依赖性、程序稳定性有诟病，一般须有手工操舵备份程序。因此开发一种可转换式“X”字舵和“十”字舵转换装置、及其“X”字舵结构，就显得十分必要。它令潜水器(潜艇)在正常航行时以工控机程控操舵，当主电源不稳定、或者主程序出错时，以备用电源能量将“X”字舵转换成“十”字舵，之后以人工手动操舵，并相应降低艇速。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种”X”字舵和“十”字舵的舵型转换装置，该转换装置可以顺利实现”χ”字舵型和“十”字舵型之间的转换，把”χ”字舵的机动规避性、静音性与“十”字舵可手操、可靠性有机结合，该” X”字舵机构结合自动控制和手工应急操作的特点，提高了深潜器或潜艇安全性指标。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是:一种“X”字舵和“十”字舵转换装置，其特征在于包括舵本体、球形连接体和艇尾框架，所述球形连接体与艇尾框架的尾撑臂之间转动配合，所述球形连接体的一端通过连接轴与舵本体连接，球形连接体的另一端与被动体固定连接，所述被动体外侧设有主动体，被动体和主动体为圆球形板壳式永磁性磁铁，所述被动体、主动体与球形连接体均同心设置，在被动体和主动体之间通过与尾撑臂连接的圆球形板隔开，所述主动体的外侧设有驱动主动体水平转动和垂直转动的的驱动结构。对上述结构作进一步描述，所述主动体的半球面设置有S-N-S-N-S至少一对磁极，被动体的半球面设置有N-S-N-S-N至少一对磁极，二者相对安装，极性相反。对上述结构作进一步描述，所述驱动结构包括径向蜗轮、径向蜗杆、纬向蜗轮和纬向蜗杆，所述主动体的外壁上设有径向蜗轮和纬向蜗轮，所述纬向蜗轮中部设有径向蜗轮穿过的扇形孔，径向蜗轮与纬向蜗杆配合，纬向蜗轮与径向蜗杆配合。对上述结构作进一步描述，所述纬向蜗杆与径向蜗杆的自由端均设有可液压收、降的四杆机构，所述四杆机构与纬向蜗杆和经向蜗杆配合旋转。对上述结构作进一步描述，所述主动体的外部设有两个圆弧形导轨蜗壳，主动体的上下点及前后点设有滚针轴承，其上下点的滚针轴承把主动体和径向蜗轮连接为一体，前后点的滚针轴承把主动体和纬向蜗轮连接为一体。对上述结构作进一步描述，所述导轨蜗壳内设置二小肩窝，其与主动体滚动配合，导轨蜗壳中部设置的用于蜗杆的摆动扇形轨孔，导轨蜗壳的外表面通过螺栓与艇体固定。对上述结构作进一步描述，所述球形连接体与艇尾框架的尾撑臂之间设有球壳轴承。对上述结构作进一步描述，所述经向蜗杆和纬向蜗杆的动力传递端通过万向节传动，经向蜗杆和纬向蜗杆绕前进方向摆动角度为12.5度?13.5度，所述经向蜗杆和纬向蜗杆的两端通过带有滚球的轴承支持，所述滚球与弧形轨道滚动配合。对上述结构作进一步描述，所述舵本体包括舵叶和舵轴，所述舵叶和舵轴之间为一体结构，舵叶剖面线型为JFS IR15，舵叶展舷比2-2.7，并且舵叶舷后倾角向后倾斜16度。本专利技术的工作原理:由于本专利技术工作时处于深水内部，要求潜艇绝对的密封，为了保证内部的驱动结构实现对外部舵本体的操作,采用永磁力实现主动体与被动体的联动。由于舵本体在正常使用时，需要俯仰摆动和左右摆动，在舵型转换过程中，需要改变舵本体的角度，因此要求舵本体具有绕X、1、Z三个中心轴的转动,设计了舵本体通过球形连接体与被动体结为一体的结构，实现了三个旋转自由度。本专利技术中的舵叶沿Z轴转动，艇作航向的变化运动，沿Y轴转动时，艇作升、降运动，本装置沿X主轴旋转45度时，可作舵型变更，进行“X”字舵和“十”字舵的转换。由于本专利技术中主动体和被动体均为同心设置的球形结构，通过磁铁的N-S极相间设置，利用永磁力实现联动，无级调节。另外，主动体与驱动结构间通过机械传动实现主动体的三个旋转自由度，该机械传动装置通过涡轮蜗杆配合，以及二蜗杆相对主动体俯仰摆动和左右摆动，并通过旋转蜗杆，带动蜗轮，实现舵叶绕Y、Z轴向的旋转。采用上述技术方案所产生的有益效果在于: 1)本专利技术中的”V,字舵和“十”字舵的舵型转换装置，可以实现舵型的变化，通过舱内的驱动结构操作主动体,主动体通过磁力控制舱外的被动体,被动体驱动舵进行运动,可以在” X”字舵和“十”字舵型之间进行转化，可以实现潜水器在正常航行时以“X”字舵型式通过工控机程序控操舵，当主电源不稳、或者程序出错时，以备用电源能量将”x”字舵转换成“十”字舵，之后以人工手动操舵； 2)本专利技术就使”X”字舵的机动规避性、静音性和“十”字舵可手操可靠性有机结合、有自动控制和手工应急操作结合的特点，从而提高了深潜器或潜艇的安全性指标；本专利技术中利用永磁力实现主动体和被动体之间的驱动，不需本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩先锋，胡斌杰，
申请(专利权)人：韩先锋，
类型：发明
国别省市：
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