專利名稱：仿生平板船舶推進器的制作方法
技術領域：
本發明屬于船舶機械與仿生機械技術領域，具體涉及一種可以產生仿生的Weis-Fogh效應的仿生平板船舶推進器。
背景技術：
Weis-Fogh效應是英國生物學家Weis-Fogh.T發現的一種昆蟲飛行時產生大升力的機制，這種機制的關鍵是昆蟲翅的一種“相撲與急張”運動。相撲的過程是指雙翅在身后接近時以翅的前緣為軸轉動合攏成為一片，此時把雙翅之間的空氣向下擠出。急張的過程是指此后雙翅以后緣為軸從合攏狀態迅速轉動張開，此時雙翅之間形成低壓區，外界的空氣疾速從上部涌入。
國內外對于這種新的升力機制的實際應用都比較注意，利用Weis-Fogh效應進行新型船舶推進器的設計就是一個方向。美國專利4,102,293與申請號為02133483.8的中國專利申請提出的推進船舶的新裝置實際就是利用了Weis-Fogh效應；但是這些推進裝置都是使槳葉往復擺動的，運動沒有很好的連續性，而且與常用的轉動發動機之間還需要一套運動轉換機構。申請號為97101346.2的中國專利申請雖然提出了一種可以連續轉動的槳板，但是它只產生類似船槳的劃水動作，沒有產生Weis-Fogh效應的機能。
發明內容
本發明的目的在于提供一種結構簡單的仿生平板船舶推進器，它能產生Weis-Fogh效應，而且它是連續轉動工作的可以直接與轉動發動機相連。
本發明仿生平板船舶推進器有相對船舶縱向對稱面左右對稱的兩個相同部分，用船尾下部隔開分別安裝在船舶尾部下方兩側。每個部分由固定壁、轉臂軸、轉臂、兩個平板槳葉組成，轉臂的中部安裝轉臂軸，轉臂的兩端分別安裝兩個平板槳葉，兩個平板槳葉的葉面相互垂直，每個平板槳葉的葉面在靠近固定壁時與固定壁平行，平板槳葉的轉速是轉臂的轉速的二分之一。
固定壁與船體固連且與船身縱向對稱面平行，固定壁可以是平面也可以按照平板槳葉側邊的運動軌跡做成曲面，以使平板槳葉的側邊與固定壁之間的間隙最小。
由發動機驅動的轉臂軸帶動轉臂轉動，轉臂內部有傳動裝置改變平板槳葉的轉速，使得平板槳葉的轉速是轉臂的轉速的二分之一。
結合說明書附圖1說明仿生平板船舶推進器的工作原理開始時平板槳葉1靠近固定壁11處于中間虛線所示的垂直位置，此時平板槳葉10處于外側的水平位置。隨著轉臂5的轉動，平板槳葉1與固定壁11之間的空間變大，將水流吸入其中，產生Weis-Fogh效應；在繼續轉動中平板槳葉1、10與水流相互作用產生向前的推力。由于平板槳葉1與10的轉速是轉臂5的轉速的二分之一，所以轉臂5轉過180度時，在轉臂5兩端的平板槳葉1與10的位置雖然變化了，但是它們只轉動了90度，即平板槳葉1所在的轉臂5的端部到達左側的水平位置時，平板槳葉1轉成水平位置；與此同時，開始時處于水平位置的平板槳葉10轉動到中間虛線的垂直位置。平板槳葉10與固定壁11相互接近時把兩者之間的水向后排出，亦產生推力。如此連續轉動，產生對船舶的推進作用。左右兩側的部分轉向相反轉速相同時，船舶直線前進；一側轉速降低時，船舶向此側轉向；兩側同時同速反轉時船舶后退運動。
本發明的優點是一.能在連續的轉動中實現Weis-Fogh效應，可與轉動發動機直接相連，便于實際制造運用。二.左右兩部分可以獨立操作，可以實現對船舶機動靈活的操縱。三.不會像螺旋槳那樣造成水的旋轉，因此效率較高，而且尾跡較小。四.平板槳葉的制造比曲面的螺旋槳槳葉簡單得多。
圖1是本發明仿生平板船舶推進器左側部分的俯視示意圖。
圖2是本發明仿生平板船舶推進器在船尾安裝位置的主視示意圖。
圖3是本發明仿生平板船舶推進器在船尾安裝位置的俯視示意圖。
圖4是本發明仿生平板船舶推進器在船尾安裝位置的左視示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明仿生平板船舶推進器主要由轉臂軸4，轉臂5，平板槳葉1與10，固定壁11及轉臂5內部的定輪軸6，定輪7，傳動鏈3與8，動輪2與9組成。固定壁11是船體的一部分，在船尾下部，方向與船體縱向對稱面平行，此處的固定壁11按照平板槳葉1或10邊緣的運動軌跡做成曲面，也可以采用簡單的平面形狀，如圖3所示。轉臂軸4與船甲板平面垂直、靠近固定壁11安裝，轉臂軸4與固定壁11的距離應使轉動時平板槳葉1與10的邊緣很接近固定壁11但不觸及固定壁11。轉臂5的中部與轉臂軸4相連接，轉臂5的內部有一個是雙聯鏈輪的定輪7，兩個是單聯鏈輪的動輪2與9，動輪2與9的齒數都是定輪7的齒數的兩倍；定輪7和動輪2與9分別用傳動鏈3與8聯系。定輪7固連在定輪軸6上，定輪軸6穿過中空的轉臂軸4與船體固連，因而定輪7不隨轉臂5一起轉動。動輪2與9分別裝在轉臂5兩端，隨轉臂5轉動。平板槳葉1與10分別安裝在動輪2與9上，隨動輪2與9一起運動；平板槳葉1與10的葉面要相互垂直，而且每個槳葉的葉面在靠近固定壁11時要與固定壁11平行。
發動機驅動轉臂軸4，帶動轉臂5轉動，兩個平板槳葉1與10也隨之運動；同時由于動輪2與9和定輪7之間的傳動關系，平板槳葉1與10的角速度只有轉臂5的一半。運轉開始后，隨著轉臂5的轉動兩個平板槳葉1與10輪流向固定壁11靠近，然后又從固定壁11離開，從而產生Weis-Fogh效應，形成推動船舶前進的力。船尾部右側部分也同樣對稱布置，在直線運動時左右兩部分以同樣的轉速反向轉動。圖1中空心箭頭表示船舶前進方向，圓弧箭頭表示推進器轉動方向。
權利要求
1.一種仿生平板船舶推進器，其特征在于含有左右對稱的兩個相同部分，每個部分由固定壁[11]、轉臂軸[4]、轉臂[5]、兩個平板槳葉[1]與[10]組成，轉臂[5]的中部安裝轉臂軸[4]，轉臂[5]的兩端分別安裝兩個平板槳葉[1]與[10]，兩個平板槳葉[1]與[10]的葉面相互垂直，平板槳葉[1]與[10]的葉面在靠近固定壁[11]時與固定壁[11]平行，平板槳葉[1]與[10]的轉速是轉臂[5]的轉速的二分之一。
2.根據權利要求1所述的仿生平板船舶推進器，其特征在于所說的固定壁[11]與船體固連且與船身縱向對稱面平行，固定壁[11]可以是平面也可以按照平板槳葉[1]或[10]的側邊的運動軌跡做成曲面。
3.根據權利要求1所述的仿生平板船舶推進器，其特征在于所說的轉臂[5]的內部有一個是雙聯鏈輪的定輪[7]，兩個是單聯鏈輪的動輪[2]與[9]，動輪[2]與[9]的齒數都是定輪[7]的齒數的兩倍，定輪[7]和動輪[2]與[9]分別用傳動鏈[3]與[8]聯系；定輪[7]固連在定輪軸[6]上，定輪軸[6]穿過中空的轉臂軸[4]與船體固連，動輪[2]與[9]分別裝在轉臂[5]兩端，平板槳葉[1]與[10]分別安裝在動輪[2]與[9]上。
全文摘要
本發明是一種結構簡單的仿生平板船舶推進器，它包含相對船舶縱向對稱面左右對稱的兩個相同部分，分別安裝在船舶尾部下方兩側。每個部分主要由固定壁、轉臂軸、轉臂、兩個平板槳葉組成。平板槳葉在連續轉動中可以與固定壁產生仿生的Weis－Fogh效應，提高了船舶的推進效率。
文檔編號B63H1/00GK1537778SQ20031010614
公開日2004年10月20日 申請日期2003年10月22日 優先權日2003年10月22日
發明者邱支振, 邱晗 申請人:安徽工業大學