阅读说明：本技术 一种组合推进器 (combined propeller ) 是由 宋显成 赵国平 袁静国 赵曾武 岳彩锐 艾贤祖 于 2019-07-26 设计创作，主要内容包括：一种组合推进器,包括导管、轮缘电机、螺旋桨、前置定子、仿生推进电机、传动机构、仿生尾鳍；所述轮缘电机和前置定子均安装在所述导管上,所述螺旋桨与所述轮缘电机的转子固定连接,所述前置定子位于所述螺旋桨的上游；所述仿生推进电机安装在所述前置定子上；仿生推进电机通过传动机构带动仿生尾鳍运动；所述仿生尾鳍位于所述螺旋桨的下游。本发明实现了轮缘推进和仿生推进的一体化设计,属于推进器技术领域。(a combined propeller comprises a guide pipe, a rim motor, a propeller, a front stator, a bionic propulsion motor, a transmission mechanism and a bionic tail fin; the rim motor and the front stator are both arranged on the guide pipe, the propeller is fixedly connected with a rotor of the rim motor, and the front stator is positioned at the upstream of the propeller; the bionic propulsion motor is arranged on the front stator; the bionic propulsion motor drives the bionic tail fin to move through a transmission mechanism; the bionic tail fin is positioned at the downstream of the propeller. The invention realizes the integrated design of rim propulsion and bionic propulsion, and belongs to the technical field of propellers.)

一种组合推进器

技术领域

本发明涉及一种组合推进器，特别是涉及一种可应用于舰船、无人艇、水下机器人、潜艇和鱼雷等水面、水下航行器的电推进器。

背景技术

当今世界，海洋资源争夺和海上军事抗衡日益激烈，海洋装备技术发展日新月异，航行器的任务剖面越来越宽，任务越来越复杂，迫切要求推进器具有高性能并在宽广的航速范围适用。但现有推进器技术愈发难以满足这些要求。如传统螺旋桨的推进方式，受空泡限制难以达到高速高效推进、且具有机动性较差、惯性大、振动和噪声大等不足。新兴的泵喷推进器，尤其是无轴轮缘泵喷推进器，结构紧凑，振动噪声小，但低速航行时效率不高。其它诸如直翼推进器虽操纵灵活，但效率低，结构复杂，叶片易损。而仿生类推进器在低速航行下有高效低噪的优点，但也难以满足高速高效推进的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种组合推进器，包括导管、轮缘电机、螺旋桨、前置定子、仿生推进电机、传动机构、仿生尾鳍；所述轮缘电机和前置定子均安装在所述导管上，所述螺旋桨与所述轮缘电机的转子固定连接，所述前置定子位于所述螺旋桨的上游；所述仿生推进电机安装在所述前置定子上；仿生推进电机通过传动机构带动仿生尾鳍运动；所述仿生尾鳍位于所述螺旋桨的下游。本发明属于推进器技术领域。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种组合推进器，包括导管、轮缘电机、螺旋桨、前置定子、仿生推进电机、传动机构、仿生尾鳍；

所述轮缘电机和前置定子均安装在所述导管上，所述螺旋桨与所述轮缘电机的转子固定连接，所述前置定子位于所述螺旋桨的上游；所述仿生推进电机安装在所述前置定子上；仿生推进电机通过传动机构带动仿生尾鳍运动；所述仿生尾鳍位于所述螺旋桨的下游。

上述组合推进器，所述螺旋桨无轮毂，螺旋桨的轴线位置为中空区域；所述仿生推进电机置于所述中空区域里，通过传动机构带动仿生尾鳍运动。

上述组合推进器，所述轮缘电机包括电机转子、电机定子，所述电机定子安装在导管的内腔中，所述电机转子环与螺旋桨固连。

上述组合推进器，所述前置定子能够为所述螺旋桨导流。

上述组合推进器，所述传动机构包括滑轨、连杆、丝杠；所述滑轨固定安装在导管上；所述仿生推进电机与丝杠连接；所述丝杠与连杆的一端连接，连杆的另一端与仿生尾鳍连接，连杆的中部设有转轴，所述转轴置于所述滑轨的孔内。

上述组合推进器，所述仿生尾鳍采用弹性材料制成。

上述组合推进器，所述连杆能绕所述转轴转动，同时所述连杆能沿所述滑轨往复滑动。

上述组合推进器，所述仿生尾鳍为仿鱼类尾鳍水动力外形。

上述组合推进器，所述仿生尾鳍也能够产生俯仰力和或偏航力。

上述组合推进器，还包括水润滑轴承，所述水润滑轴承安装在所述螺旋桨的轮缘和导管之间。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

(1)本发明公开了一种组合推进器，该组合推进器将导管、螺旋桨、前置定子、电机、机构和仿生尾鳍有机集成在一起，实现了轮缘推进和仿生推进的一体化设计，可以满足航行器更灵活的推进要求。

(2)本发明可实现多种推进模式，能使两种推进方式优势互补，优越的推进性能可在宽广的航速范围内发挥。当两种推进方式同时运行时，螺旋桨的尾涡可促进三维尾鳍脱体涡的产生，从而增加推力，达到吸收螺旋桨的尾流能量的效果，提高推进效率。低速和或超低速时可只用仿生推进模式，发挥仿生推进低速下高效推进的优势。超高速时可只用轮缘推进模式，发挥轮缘推进的高速推进性能优势。

(3)本发明仿生尾鳍也可以实现舵机效果，能配合轮缘推进实现航行器的俯仰和或偏航，为航行器节省了安装舵机的空间，使航行器更加紧凑。

(4)所述仿生尾鳍为仿鱼类尾鳍外形结构，采用弹性材料制成，可模拟鱼尾鳍柔性变形与尾鳍的浮沉摆动协调运动过程，起到增推增效的作用。

(5)本组合推进器继承了仿生推进和无轴推进的振动噪声小、机动性强等优点，且组合后更具操控性灵活性。

附图说明

图1为本发明实施例2的剖视示意图；

图2为本发明实施例2的侧视示意图；

图3为本发明实施例2的前视示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

实施例1：

一种组合推进器，包括导管、轮缘电机、螺旋桨、前置定子、仿生推进电机、传动机构、仿生尾鳍、水润滑轴承；

所述轮缘电机和前置定子均安装在所述导管上，所述螺旋桨与所述轮缘电机的转子固定连接，所述前置定子位于所述螺旋桨的上游，前置定子能够为所述螺旋桨导流；所述仿生推进电机安装在所述前置定子上；仿生推进电机通过传动机构带动仿生尾鳍运动；仿生尾鳍为仿鱼类尾鳍水动力外形，采用弹性材料制成，位于所述螺旋桨的下游；所述水润滑轴承安装在所述螺旋桨的轮缘和导管之间。

所述螺旋桨无轮毂，螺旋桨的轴线位置为中空区域；所述仿生推进电机置于所述中空区域里，通过传动机构带动仿生尾鳍运动。

所述轮缘电机包括电机转子、电机定子，所述电机定子安装在导管的内腔中，所述电机转子环与螺旋桨固连。

所述传动机构包括滑轨、连杆、丝杠；所述滑轨固定安装在导管上；所述仿生推进电机与丝杠连接；所述丝杠与连杆的一端连接，连杆的另一端与仿生尾鳍连接，连杆的中部设有转轴，所述转轴置于所述滑轨的孔内。所述连杆能绕所述转轴转动，同时所述连杆能沿所述滑轨往复滑动。

所述仿生尾鳍也能够产生俯仰力和或偏航力。

实施例2：

一种组合推进器，该组合推进器将仿生推进与轮缘推进有机结合，包括：轮缘电机、导管、螺旋桨、前置定子、仿生推进电机、仿生尾鳍和传动机构，如图1～图3所示；轮缘电机包括电机转子和电机定子，电机定子集成在导管的内腔中，电机转子环与螺旋桨固连，螺旋桨无轮毂、中空；仿生尾鳍设置在螺旋桨下游，通过传动机构与电机相连，电机旋转带动尾鳍运动实现仿生推进。仿生推进电机恰置于螺旋桨的无轮毂空间内，节省了空间，通过螺旋桨的前置定子固定于导管上。前置定子兼有固定电机和导流作用，提高螺旋桨推进的效率。

仿生尾鳍通过一滑轨-连杆-丝杠传动机构与电机相连，通过适当的控制电机转速和扭矩可实现尾鳍的摆动和浮沉运动，从而实现模拟鱼类尾鳍的波动推进运动，产生仿生推进力。仿生推进和螺旋桨推进可同时进行，亦可单独运行。同时运行模式下，螺旋桨的尾涡可促进三维尾鳍脱体涡的产生，从而增加整体推力，达到吸收螺旋桨的尾流能量的效果，提高推进效率。低速和或超低速时可只用仿生推进模式，发挥仿生推进低速下高效低噪的优势。超高速时可只用轮缘推进模式，发挥轮缘推进的高速推进的性能优势。

螺旋桨的轮缘与导管之间安装有水润滑轴承，降低了结构复杂性，使结构紧凑。

通过适当控制电机，仿生尾鳍可作舵机使用，配合螺旋桨推进模式，可实现航行器的俯仰和或偏航。

所述仿生尾鳍为仿鱼类尾鳍外形结构，采用弹性材料制成，可模拟鱼类游动过程中的柔性变形与浮沉摆动协调配合的动作，起到增推增效的作用。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。