一種水面全方位航行器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種水面全方位航行器。該水面全方位航行器包括動力系統、轉向控制系統、外殼、主體。動力系統包括無刷電機、聯軸器、動力軸、傘齒輪、傳動軸、螺旋槳、螺旋槳軸等；轉向控制系統包括步進電機、同步輪、同步帶、鋁管、軸承、軸承座、齒輪箱等；外殼由外板和上端蓋構成；主體包括下平臺、框架、浮體結構、電池等。均勻布置的浮體為航行器提供浮力，使得航行器能夠安全平穩的工作于水面之上，并且具有較強的穩性；無刷電機通過傘齒輪、傳動軸、齒輪箱和螺旋槳軸驅動螺旋槳的旋轉，為航行器提供動力；步進電機通過同步輪、同步帶和鋁管等的組合，可實現齒輪箱的轉向而不影響螺旋槳的旋轉，從而實現航行器原地任意方位的轉向。

【技術實現步驟摘要】
一種水面全方位航行器
本技術涉及一種水面航行器，特別是涉及一種由螺旋槳推進，可以在水面進行原地全方位任意轉向的隱身性航行器。
技術介紹
目前，國內外對水上作業設備的需求越來越大，例如民用上的水質監測、氣象觀測、環境勘探、大眾娛樂玩具等，軍事上的海上作戰、敵情偵察等。但是國內外現有的水上作業設備形式單一，都集中為無人艇的形式，具有成本高、機動性能差、受環境影響大、隱身性較低、設備搭載能力弱等弊端，并且無人艇甲板為露天狀態，在下雨、冰雹、波浪等惡劣環境下無法正常工作。因此，在水質監測、氣象觀測、環境勘探等方面，急需一款水上成本低、機動性能強、搭載能力高、受環境天氣（風、波浪、雨、冰雹等）影響小的無人作業平臺；在大眾娛樂上，更加需要一款成本低廉、外形科幻、水上運動能力強的玩具設備；在軍事信息偵察上，一款高機動性、環境適應能力強的無人作業平臺更為重要。公開號為CN201010616349.X名稱為“一種水中自航式全方位偵測器”的專利技術專利，運動方式有兩種，一種頭部在前、尾部在后、頭部比尾部低的正常式運動，另一種為頭部在后，尾部在前的倒拖式運動，兩種運動方式由泵噴推進器提供動力，左電動舵機及左舵面、右電動舵機及右舵面進行方向控制。依靠舵面進行方向控制本身就是一種低效的轉向控制方式，該專利技術不具備優良的機動性能。公開號為CN201610028766.X“全部偏轉螺旋槳矢量推進機構及水下航行器”的專利技術專利利用多桿機構實現螺旋槳的偏轉，但是螺旋槳的偏轉角度是很有限的，只能與前進方向成正負銳角的偏轉，若要實現航行器的轉向需要一定的時間，并且水下密封困難，實用性差。專利
技術實現思路
針對以上技術的不足，本技術提供一種能夠在水面進行原地任意方位轉向、高穩性、隱身性、結構可靠工藝簡單、具有較大的搭載能力的水面航行器。利用傘齒輪的組合加上步進電機的驅動，設計了一種水下動密封性能優良的全回轉推進器，使得航行器能夠在原地進行全方位任意轉向，具有較強的機動性。多面體密封外殼，使得航行器不受外界環境的影響，并且提高了隱身性。航行器既可以設計成用于軍事化的水上偵察器，有可以設計成民用的水質監測平臺，還可以設計成微小型水上娛樂玩具。為實現上述目的，本技術采用如下技術方案：水面全方位航行器，包括外板、上端蓋、浮體、支撐板A、支撐板B、支撐板C、支撐板D、浮體連接板、浮體固定板A、浮體固定板B、螺旋槳、螺旋槳軸、槳軸套、槳軸套固定螺絲、槳叉、槳叉固定螺絲、傘齒輪D固定螺絲、傘齒輪D、傘齒輪C、傘齒輪C固定螺絲、無刷電機固定板、無刷電機支撐板、無刷電機、無刷電機固定螺絲、聯軸器、動力軸、機米螺絲WSA、機米螺絲WSB、傘齒輪A、傘齒輪A固定螺絲、傘齒輪B、傘齒輪B固定螺絲、傳動軸、傳動軸支撐板、傳動軸套、傳動軸套固定螺絲、連接件、螺栓A、步進電機、步進電機支撐板、同步輪A、同步輪A固定螺絲、螺栓B、同步帶、同步輪B、同步輪B固定螺絲、鋁管、鋁管支撐架、軸承A、軸承座A、軸承B、軸承座B、軸承C、軸承座C、軸承D、軸承座D、推進器固定板、齒輪箱、螺栓C、下平臺、電池、齒輪箱體、齒輪箱蓋；其特征是：四個支撐板A、支撐板B、支撐板C、支撐板D最下方的槽口與下平臺的槽口插接在一起構成航行器的整體框架，兩兩支撐板之間安裝著側板，側板與上端蓋構成航行器的水密外殼；浮體固定板A與浮體固定板B十字交叉于一體，與浮體固定在一起，浮體固定板A左右兩側各有一個浮體連接板，通過螺栓C連接在一起，構成航行器的浮體結構；浮體結構通過浮體連接板上方的四個螺栓C將浮體結構與支撐板下端的四個小孔連接在一起；無刷電機固定螺絲將無刷電機與無刷電機支撐板固定在一起，無刷電機支撐板與無刷電機固定板插接在一起，無刷電機固定板與支撐板A插接在一起；機米螺絲WSA將聯軸器的一端與無刷電機軸固定在一起，機米螺絲WSB連接著聯軸器的另一端與動力軸；傘齒輪A固定螺絲將傘齒輪A與動力軸固定在一起，傘齒輪B固定螺絲將傘齒輪B與傳動軸固定在一起，傘齒輪A與傘齒輪B相嚙合；支撐板C、支撐板D最上方槽口各安裝一個連接件，兩個連接件通過螺栓A將傳動軸支撐板固定，傳動軸上端穿過傳動軸支撐板，與傳動軸套通過傳動軸固定螺絲固結在一起；傳動軸垂直安裝，在最下端，通過傘齒輪C固定螺絲與傘齒輪C固結在一起；在螺旋槳軸的一端安裝著螺旋槳，螺旋槳外側，槳軸套固定螺絲將槳軸套固定于槳軸末端，以防止螺旋槳滑出，螺旋槳內側，槳叉固定螺絲將槳叉固定于螺旋槳軸上，使得螺旋槳與槳軸一起旋轉；在螺旋槳另一端，傘齒輪固定螺絲D將傘齒輪D固定于槳軸上，傘齒輪D與傘齒輪C相嚙合；傘齒輪C和傘齒輪D安裝于齒輪箱內，齒輪箱體支撐著傳動軸和螺旋槳軸，齒輪箱蓋與齒輪箱體組成水密結構，對傘齒輪C和傘齒輪D起到保護作用；螺栓B將步進電機與步進電機支撐板固定在一起，步進電機支撐板的兩端分別與支撐板B上方的槽口和支撐板C中間的槽口固定在一起，同步輪A固定螺絲將同步輪A固定在步進電機軸上；同步輪B固定螺絲將同步輪B固定在鋁管上，同步輪B底面與航行器下平臺上表面貼在一起；同步帶連接著同步輪A和同步輪B，對步進電機的轉動進行傳動；推進器固定板與航行器下平臺貼在一起，中心的圓孔與航行器下平臺中心圓孔相合，兩端的槽口分別與相對的兩個支撐板A插接在一起；軸承A安裝于推進器固定板和航行器下平臺的中心圓孔內，上與同步輪B相貼，下與軸承B相貼；兩個鋁管支撐架分別與推進器固定板安裝在一起，軸承座B、軸承座C、軸承座D、軸承座E與兩個鋁管支撐架安裝在一起，軸承B、軸承C、軸承D、軸承E分別安裝于對應的軸承座內；鋁管穿過軸承A、軸承B、軸承C、軸承D、軸承E，鋁管上端與同步輪B連接在一起，下端與齒輪箱連接在一起。所述浮體結構為模塊化設計，由八個浮體為航行器提供浮力，通過拆卸螺栓C可對浮體進行更換，通過支撐板的四個小孔可以對浮體在航行器上的安裝位置進行上下調節，進而調節螺旋槳的吃水。所述無刷電機驅動傘齒輪A的轉動，傘齒輪A驅動傘齒輪B的轉動，通過傳動軸，傘齒輪C與傘齒輪B同時轉動，傘齒輪C驅動傘齒輪D的轉動，通過螺旋槳軸的傳動，實現螺旋槳的轉動，通過傘齒輪A、傘齒輪B、傘齒輪C、傘齒輪D和傳動軸，將安裝于航行器內部的無刷電機的轉動傳遞到水下螺旋槳的轉動。所述步進電機驅動同步輪A的轉動，通過同步帶的傳遞，同步輪A帶動同步輪B的轉動，同步輪B帶動鋁管的轉動，鋁管再帶著齒輪箱一起轉動，進而實現螺旋槳繞傳動軸的轉動。所述傳動軸從鋁管中穿過，與鋁管為松配合。本技術通過傘齒輪的組合，將航行器內部的無刷電機的轉動轉化為水下螺旋槳的轉動，再通過軸承、鋁管和傳動軸等之間的巧妙配合，利用步進電機的驅動，實現螺旋槳繞傳動軸的任意轉動，并且螺旋槳繞螺旋槳軸的轉動與螺旋槳繞動力軸的轉動互不影響，真正意義上的實現航行器在水中任意狀態下的原地任意方位的轉向。航行器的浮體結構采用模塊化設計，可以任意更換浮體，包括但不限于外形、結構、材料和大小等特征。外形采用多面體殼體結構，既提高了隱身性又增加了科幻性。本技術的主要特點如下。1、獨特的動力系統與轉向系統的設計，實現了航行器在航行或靜止狀態時的原地任意方位的轉向。2、多面體外殼既增加了隱身性又增加了科幻性，使得航行器適用于軍用和民用。3、浮體結構本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水面全方位航行器，包括外板、上端蓋、浮體、支撐板A、支撐板B、支撐板C、支撐板D、浮體連接板、浮體固定板A、浮體固定板B、螺旋槳、螺旋槳軸、槳軸套、槳軸套固定螺絲、槳叉、槳叉固定螺絲、傘齒輪D固定螺絲、傘齒輪D、傘齒輪C、傘齒輪C固定螺絲、無刷電機固定板、無刷電機支撐板、無刷電機、無刷電機固定螺絲、聯軸器、動力軸、機米螺絲WSA、機米螺絲WSB、傘齒輪A、傘齒輪A固定螺絲、傘齒輪B、傘齒輪B固定螺絲、傳動軸、傳動軸支撐板、傳動軸套、傳動軸套固定螺絲、連接件、螺栓A、步進電機、步進電機支撐板、同步輪A、同步輪A固定螺絲、螺栓B、同步帶、同步輪B、同步輪B固定螺絲、鋁管、鋁管支撐架、軸承A、軸承座A、軸承B、軸承座B、軸承C、軸承座C、軸承D、軸承座D、推進器固定板、齒輪箱、螺栓C、下平臺、電池、齒輪箱體、齒輪箱蓋；其特征是：四個支撐板A、支撐板B、支撐板C、支撐板D最下方的槽口與下平臺的槽口插接在一起構成航行器的框架，兩兩支撐板之間安裝著側板，側板與上端蓋構成航行器的水密外殼；浮體固定板A與浮體固定板B十字交叉于一體，與浮體固定在一起，浮體固定板A左右兩側各有一個浮體連接板，通過螺栓C連接在一起，構成航行器的浮體結構；浮體結構通過浮體連接板上方的四個螺栓C將浮體結構與支撐板下端的四個小孔連接在一起；無刷電機固定螺絲將無刷電機與無刷電機支撐板固定在一起，無刷電機支撐板與無刷電機固定板插接在一起，無刷電機固定板與支撐板A插接在一起；機米螺絲WSA將聯軸器的一端與無刷電機軸固定在一起，機米螺絲WSB連接著聯軸器的另一端與動力軸；傘齒輪A固定螺絲將傘齒輪A與動力軸固定在一起，傘齒輪B固定螺絲將傘齒輪B與傳動軸固定在一起，傘齒輪A與傘齒輪B相嚙合；支撐板C、支撐板D最上方槽口各安裝一個連接件，兩個連接件通過螺栓A將傳動軸支撐板固定，傳動軸上端穿過傳動軸支撐板，與傳動軸套通過傳動軸固定螺絲固結在一起；傳動軸垂直安裝，在最下端，通過傘齒輪C固定螺絲與傘齒輪C固結在一起；在螺旋槳軸的一端安裝著螺旋槳，螺旋槳外側，槳軸套固定螺絲將槳軸套固定于槳軸末端，以防止螺旋槳滑出，螺旋槳內側，槳叉固定螺絲將槳叉固定于螺旋槳軸上，使得螺旋槳與槳軸一起旋轉；在螺旋槳另一端，傘齒輪固定螺絲D將傘齒輪D固定于槳軸上，傘齒輪D與傘齒輪C相嚙合；傘齒輪C和傘齒輪D安裝于齒輪箱內，齒輪箱體支撐著傳動軸和螺旋槳軸，齒輪箱蓋與齒輪箱體組成水密結構，對傘齒輪C和傘齒輪D起到保護作用；螺栓B將步進電機與步進電機支撐板固定在一起，步進電機支撐板的兩端分別與支撐板B上方的槽口和支撐板C中間的槽口固定在一起，同步輪A固定螺絲將同步輪A固定在步進電機軸上；同步輪B固定螺絲將同步輪B固定在鋁管上，同步輪B底面與航行器下平臺上表面貼在一起；同步帶連接著同步輪A和同步輪B，對步進電機的轉動進行傳動；推進器固定板與航行器下平臺貼在一起，中心的圓孔與航行器下平臺中心圓孔相合，兩端的槽口分別與相對的兩個支撐板A插接在一起；軸承A安裝于推進器固定板和航行器下平臺的中心圓孔內，上與同步輪B相貼，下與軸承B相貼；兩個鋁管支撐架分別與推進器固定板安裝在一起，軸承座B、軸承座C、軸承座D、軸承座E與兩個鋁管支撐架安裝在一起，軸承B、軸承C、軸承D、軸承E分別安裝于對應的軸承座內；鋁管穿過軸承A、軸承B、軸承C、軸承D、軸承E，鋁管上端與同步輪B連接在一起，下端與齒輪箱連接在一起。...

【技術特征摘要】
1.一種水面全方位航行器，包括外板、上端蓋、浮體、支撐板A、支撐板B、支撐板C、支撐板D、浮體連接板、浮體固定板A、浮體固定板B、螺旋槳、螺旋槳軸、槳軸套、槳軸套固定螺絲、槳叉、槳叉固定螺絲、傘齒輪D固定螺絲、傘齒輪D、傘齒輪C、傘齒輪C固定螺絲、無刷電機固定板、無刷電機支撐板、無刷電機、無刷電機固定螺絲、聯軸器、動力軸、機米螺絲WSA、機米螺絲WSB、傘齒輪A、傘齒輪A固定螺絲、傘齒輪B、傘齒輪B固定螺絲、傳動軸、傳動軸支撐板、傳動軸套、傳動軸套固定螺絲、連接件、螺栓A、步進電機、步進電機支撐板、同步輪A、同步輪A固定螺絲、螺栓B、同步帶、同步輪B、同步輪B固定螺絲、鋁管、鋁管支撐架、軸承A、軸承座A、軸承B、軸承座B、軸承C、軸承座C、軸承D、軸承座D、推進器固定板、齒輪箱、螺栓C、下平臺、電池、齒輪箱體、齒輪箱蓋；其特征是：四個支撐板A、支撐板B、支撐板C、支撐板D最下方的槽口與下平臺的槽口插接在一起構成航行器的框架，兩兩支撐板之間安裝著側板，側板與上端蓋構成航行器的水密外殼；浮體固定板A與浮體固定板B十字交叉于一體，與浮體固定在一起，浮體固定板A左右兩側各有一個浮體連接板，通過螺栓C連接在一起，構成航行器的浮體結構；浮體結構通過浮體連接板上方的四個螺栓C將浮體結構與支撐板下端的四個小孔連接在一起；無刷電機固定螺絲將無刷電機與無刷電機支撐板固定在一起，無刷電機支撐板與無刷電機固定板插接在一起，無刷電機固定板與支撐板A插接在一起；機米螺絲WSA將聯軸器的一端與無刷電機軸固定在一起，機米螺絲WSB連接著聯軸器的另一端與動力軸；傘齒輪A固定螺絲將傘齒輪A與動力軸固定在一起，傘齒輪B固定螺絲將傘齒輪B與傳動軸固定在一起，傘齒輪A與傘齒輪B相嚙合；支撐板C、支撐板D最上方槽口各安裝一個連接件，兩個連接件通過螺栓A將傳動軸支撐板固定，傳動軸上端穿過傳動軸支撐板，與傳動軸套通過傳動軸固定螺絲固結在一起；傳動軸垂直安裝，在最下端，通過傘齒輪C固定螺絲與傘齒輪C固結在一起；在螺旋槳軸的一端安裝著螺旋槳，螺旋槳外側，槳軸套固定螺絲將槳軸套固定于槳軸末端，以防止螺旋槳滑出，螺旋槳內側，槳叉固定螺絲將槳叉固定于螺旋槳軸上，使得螺旋槳與槳軸一起旋轉；在螺...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮億坤，蘇玉民，王海嬌，李佳駿，魏厚恒，
申請(專利權)人：馮億坤，
類型：新型
國別省市：黑龍江,23