本發(fā)明屬于試驗(yàn)測(cè)量相關(guān)的，更具體地，涉及一種單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)裝置及軸系并聯(lián)模塊。

背景技術(shù)：

1、對(duì)于遠(yuǎn)洋航行船舶而言，航行海域水深較大，常采用單槳推進(jìn)方式設(shè)計(jì)；而對(duì)于內(nèi)河船舶，在狹窄復(fù)雜水域航行需求較大，需要有足夠操縱性，常常采用雙槳或者更多數(shù)量螺旋槳的設(shè)計(jì)方案；對(duì)一些有特殊軍事用途的船舶，為了達(dá)到更高的航速和機(jī)動(dòng)性，也會(huì)采用多槳方案設(shè)計(jì)。采用多槳方案的船舶，在設(shè)計(jì)階段通過(guò)船模自航試驗(yàn)可比較準(zhǔn)確獲得伴流分?jǐn)?shù)、推力減額分?jǐn)?shù)、船身效率、相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率及推進(jìn)效率等表示船體與螺旋槳相互作用的自航要素，完成實(shí)船航速預(yù)報(bào)并評(píng)估船、機(jī)、槳匹配好壞。

2、開展自航試驗(yàn)時(shí)選擇一定縮尺比完成船舶模型和螺旋槳模型加工，同時(shí)需要模擬實(shí)際船舶推進(jìn)過(guò)程，在模型內(nèi)部依次布置伺服電機(jī)、螺旋槳?jiǎng)恿x并完成軸系安裝。對(duì)于多槳船舶而言，其外側(cè)螺旋槳一般為外旋設(shè)計(jì)，即從船尾向船首看去，左側(cè)螺旋槳逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，右側(cè)螺旋槳順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在模型準(zhǔn)備階段，需布置與螺旋槳數(shù)量相同的螺旋槳?jiǎng)恿x，螺旋槳?jiǎng)恿x與槳軸在同一直線上，用于分別測(cè)量對(duì)應(yīng)螺旋槳軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的推力和扭矩。受船模內(nèi)部空間限制，同時(shí)為了保證所有螺旋槳保持同一轉(zhuǎn)速，可采用單電機(jī)配合軸系并聯(lián)裝置實(shí)現(xiàn)多槳模型同步旋轉(zhuǎn)。由于不同的船模其螺旋槳間距不同，因此其船體內(nèi)部螺旋槳?jiǎng)恿x間距也不同，軸系并聯(lián)裝置需參照該間距進(jìn)行匹配，不可產(chǎn)生錯(cuò)位。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)裝置及軸系并聯(lián)模塊，其目的是通過(guò)軸系并聯(lián)模塊的傳動(dòng)裝置之間的角度實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，以完成多個(gè)裝置精準(zhǔn)定位安裝與同時(shí)傳動(dòng)，由此解決目前單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)安裝時(shí)軸系系統(tǒng)間距調(diào)整不便、軸系傳動(dòng)效率低的缺陷。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種軸系并聯(lián)模塊，包括：主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置、兩組組合從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置，且兩組所述組合從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置分別布置在所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置兩側(cè)；

3、每組組合從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置包含第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置和第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置，且所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置與所述第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置、第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置與第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置均通過(guò)旋轉(zhuǎn)連接裝置連接。

4、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置包括主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系和單個(gè)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置齒輪；所述第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置和所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置各自均從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系和設(shè)置在所述從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系上多個(gè)順次嚙合的齒輪；所述旋轉(zhuǎn)連接裝置包括第一旋轉(zhuǎn)連接裝置和第二旋轉(zhuǎn)連接裝置；

5、所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置和所述第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置之間通過(guò)第一旋轉(zhuǎn)連接裝置連接固定，且所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置齒輪與所述第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置一端的齒輪嚙合；所述第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置和所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置之間通過(guò)第二旋轉(zhuǎn)連接裝置連接固定，且所述第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置另一端的齒輪與第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置一端的齒輪嚙合。

6、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述旋轉(zhuǎn)連接裝置為卡環(huán)鉸接形式，使得所述旋轉(zhuǎn)連接裝置繞連接在其兩端的軸系中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后通過(guò)鎖止，與其兩端的軸系固定。

7、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置和所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置均通過(guò)配置齒輪的個(gè)數(shù)調(diào)整長(zhǎng)度。

8、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置包括第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系和設(shè)置在所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系上多個(gè)順次嚙合的齒輪；其中，所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系上的不同位置與其他裝置連接以調(diào)整長(zhǎng)度。

9、按照本發(fā)明的第二方面，提供了一種單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)裝置，包括：

10、船模本體；

11、設(shè)置在所述船模本體外部的螺旋槳模型；

12、設(shè)置在所述船模本體內(nèi)部的螺旋槳軸系、螺旋槳?jiǎng)恿x、伺服電機(jī)以及如本發(fā)明第一方面所述的軸系并聯(lián)模塊；其中，所述螺旋槳軸系貫穿所述船模本體的船體，一端連接所述螺旋槳?jiǎng)恿x，另一端連接所述螺旋槳模型；所述伺服電機(jī)由電控實(shí)現(xiàn)正反旋向及轉(zhuǎn)速控制，通過(guò)所述軸系并聯(lián)模塊與所述螺旋槳?jiǎng)恿x相連。

13、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述伺服電機(jī)通過(guò)所述軸系并聯(lián)模塊與所述螺旋槳?jiǎng)恿x相連，具體包括：所述伺服電機(jī)通過(guò)所述軸系并聯(lián)模塊中的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系連接在所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置上，所述螺旋槳?jiǎng)恿x通過(guò)所述軸系并聯(lián)模塊中的第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系連接在所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置上。

14、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述螺旋槳?jiǎng)恿x通過(guò)連接在所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系的不同位置，以調(diào)整所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的傳動(dòng)距離。

15、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述軸系并聯(lián)模塊通過(guò)調(diào)整其設(shè)置在所述船模本體內(nèi)底面的高度，使得所述螺旋槳?jiǎng)恿x與所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系在同一直線上。

16、總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

17、(1)本發(fā)明中的軸系并聯(lián)模塊，配合旋轉(zhuǎn)連接裝置實(shí)現(xiàn)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置和從動(dòng)旋裝置夾角θ的調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)任意間距的快速適配；且通過(guò)一組從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置同時(shí)帶動(dòng)至少兩組從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置，提高同步傳動(dòng)效率。尤其是作為多槳船舶螺旋槳的傳動(dòng)軸，其充分考慮了不同多槳船舶螺旋槳間距不同、邊槳旋向相反的特點(diǎn)、以及船舶本體內(nèi)部空間的局限，通過(guò)軸系并聯(lián)模塊中的組合傳動(dòng)，配合旋轉(zhuǎn)連接裝置完成多個(gè)裝置精準(zhǔn)定位安裝與同時(shí)傳動(dòng)。

18、(2)優(yōu)選的，該軸系并聯(lián)模塊中的從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置由多個(gè)齒輪組合，由此從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置之間的角度設(shè)計(jì)，以及齒輪的個(gè)數(shù)配合，實(shí)現(xiàn)軸系在空間內(nèi)的結(jié)構(gòu)布置和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的靈活配置。

19、綜上，本發(fā)明提出了一種單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)軸系連接裝置，針對(duì)目前船模單電機(jī)多槳自航試驗(yàn)準(zhǔn)備安裝過(guò)程中軸系定位精度不高，安裝繁瑣、冗余過(guò)多的問(wèn)題，通過(guò)軸系并聯(lián)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)不同間距的多槳自航試驗(yàn)的快速精準(zhǔn)匹配。

技術(shù)特征：

1.一種軸系并聯(lián)模塊，其特征在于，包括：主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(6)、兩組組合從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置，且兩組所述組合從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置分別布置在所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(6)兩側(cè)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸系并聯(lián)模塊，其特征在于，所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(6)包括主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系(7)和單個(gè)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置齒輪(8)；所述第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(10)和所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(13)均包括從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系和設(shè)置在所述從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系上多個(gè)順次嚙合的齒輪；所述旋轉(zhuǎn)連接裝置包括第一旋轉(zhuǎn)連接裝置(9)和第二旋轉(zhuǎn)連接裝置(16)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸系并聯(lián)模塊，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)連接裝置為卡環(huán)鉸接形式，使得所述旋轉(zhuǎn)連接裝置繞連接在其兩端的軸系中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后通過(guò)鎖止，與其兩端的軸系固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸系并聯(lián)模塊，其特征在于，所述第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(10)和所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(13)均通過(guò)配置齒輪的個(gè)數(shù)調(diào)整長(zhǎng)度。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸系并聯(lián)模塊，其特征在于，所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(13)包括第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系(14)和設(shè)置在所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系(14)上多個(gè)順次嚙合的齒輪，其中，所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系(14)用于通過(guò)其上的不同位置與其他裝置連接調(diào)整長(zhǎng)度。

6.一種單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述伺服電機(jī)(5)通過(guò)所述軸系并聯(lián)模塊與所述螺旋槳?jiǎng)恿x(4)相連，具體包括：所述伺服電機(jī)(5)通過(guò)所述軸系并聯(lián)模塊中的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系(7)連接在所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(6)上，所述螺旋槳?jiǎng)恿x(4)通過(guò)所述軸系并聯(lián)模塊中的第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系(14)連接在所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(13)上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述螺旋槳?jiǎng)恿x(4)通過(guò)連接在所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系(14)的不同位置，以調(diào)整所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(13)的傳動(dòng)距離。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述軸系并聯(lián)模塊通過(guò)調(diào)整其設(shè)置在所述船模本體(1)內(nèi)底面的高度，使得所述螺旋槳?jiǎng)恿x(3)與所述第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置軸系(14)在同一直線上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于試驗(yàn)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)裝置及軸系并聯(lián)模塊。該軸系并聯(lián)模塊包括：主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置、分別布置在主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置兩側(cè)的組合從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置；每組組合從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置包含第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置和第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置，且主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置與第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置、第一從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置與第二從動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置均通過(guò)旋轉(zhuǎn)連接裝置連接。同時(shí)，本發(fā)明基于該軸系并聯(lián)模塊設(shè)計(jì)單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)裝置，即可實(shí)現(xiàn)了單電機(jī)多槳船模自航試驗(yàn)時(shí)軸系連接與傳動(dòng)。該軸系并聯(lián)模塊能夠在一定范圍內(nèi)對(duì)任意螺旋槳間距快速適配，降低安裝調(diào)整冗余，傳動(dòng)效率高，能夠用于完成船模自航試驗(yàn)開展船舶推進(jìn)效率及船機(jī)槳匹配問(wèn)題研究。

技術(shù)研發(fā)人員：宋磊,劉曾,孫江龍,楊祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華中科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8