ПРИВОД ПЛАВНИКОВОГО ДВИЖИТЕЛЯ Российский патент 2006 года по МПК B63H1/36 B63H1/30 B63G8/08 

Изобретение относится к приводам подводных средств передвижения, в частности к приводам проницаемых подводных аппаратов (ППА), перемещающихся с помощью мускульной силы, которые могут быть использованы для спортивных, развлекательных и исследовательских целей.

Известен "Проницаемый подводный аппарат" (патент Дании №113128, кл. В 63 Н 1/36), содержащий корпус, движитель в виде по меньшей мере одного плавника, приводимого в действие мускульной силой, и рулевое устройство с рукояткой управления.

Известен принятый в качестве прототипа "Проницаемый подводный аппарат" (патент №2081028, B 63 G 8/08, В 63 Н 16/00, В 63 Н 1/36), содержащий корпус, движитель в виде по меньшей мере одного плавника, приводимого в действие мускульной силой, а также рулевое устройство с рукояткой управления.

Плавник движителя шарнирно закреплен на стебле и жестко связан с тягой параллелограммного механизма, взаимодействующего с кулачками. Кулачки насажены на вал, закрепленный в корпусе с возможностью вращения. На вал насажены также обгонная муфта, соединенная подвижно с рукояткой приложения мускульной силы, вторая обгонная муфта, соединенная с установленной в кормовой части аппарата пневматической пружиной, и кривошип. Кривошип связан с ползуном, в пазах которого шарнирно закреплены угловые рычаги, жестко соединенные со стеблем плавника.

Рукоятка рулевого устройства связана посредством тросовой тяги с движителем, а в корпусе подводного аппарата установлена с возможностью перемещения по направляющим тележка для гребца.

Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: движитель в виде по меньшей мере одного плавника, приводимого в действие мускульной силой; шарнирное закрепление на стебле плавников, жестко связанных с тягой параллелограммного механизма; наличие вала, закрепленного с возможностью вращения, на который насажены обгонная муфта, соединенная подвижно с рукояткой приложения мускульной силы, вторая обгонная муфта, соединенная с пневматической пружиной; кривошип, связанный с ползуном, соединенным с угловыми рычагами, жестко соединенными со стеблем плавника.

К недостаткам прототипа можно отнести низкую скорость, которую может развивать ППА, из-за невозможности регулировки параметров движения плавников, что имеет важное значение при участии ППА в спортивных соревнованиях. Существенным недостатком прототипа является также сложность (неудобство) сборки привода движителя в корпусе ППА, имеющего ограниченные габариты, в том числе насадка на вал кулачков, кривошипа и обгонных муфт.

Задачей изобретения является увеличение скорости подводных средств передвижения за счет возможности регулировки параметров движения плавников с целью оптимизации работы привода движителя, а также упрощение его сборки.

Поставленная задача решается за счет того, что привод плавникового движителя установлен в корпусе привода. В верхней и нижней частях корпуса привода соответственно закреплены с возможностью вращения вал и коленчатый вал, соединенные друг с другом посредством зубчатой передачи. Зубчатая передача выполнена сменной. На вал насажены две обгонные муфты, одна из которых подвижно соединена с рукояткой приложения мускульной силы, а вторая соединена с пневматической пружиной. На коленчатом валу запрессован кривошип, связанный с ползуном, соединенным с угловыми рычагами, жестко соединенными со стеблем плавника, и нижний кривошип, связанный с нижним ползуном. Ползун и нижний ползун установлены в пазах корпуса привода с возможностью перемещения. В ползунах, также с возможностью перемещения, установлены толкатели. Возможность перемещения толкателей в ползунах обеспечивается наличием в них резьбовых осей с регулирующими колесами. Нижний толкатель шарнирно соединен с параллелограммным механизмом. Кривошип выполнен с возможностью изменения угла установки.

Задача увеличения скорости подводных средств передвижения решается за счет оптимизации работы привода плавникового движителя, которая достигается возможностью регулировки элементов привода: сменной зубчатой передачей, наличием нижнего ползуна, возможностью перемещения ползунов в корпусе привода, возможностью перемещения толкателей в ползунах за счет резьбовых осей с регулирующими колесами, а также возможностью изменения угла между кривошипами.

Упрощение сборки привода движителя в корпусе ППА достигается тем, что привод плавникового движителя сначала собирают в корпусе привода, а затем уже корпус привода устанавливают в корпусе ППА.

Заявляемое изобретение поясняется следующими графическими материалами, где изображены:

на фиг.1 - привод плавникового движителя, общий вид;

на фиг.2 - привод плавникового движителя без крышки;

на фиг.3 - привод плавникового движителя без верхнего ползуна.

Привод плавникового движителя состоит из корпуса привода, включающего основание 1, кронштейн 2 и крышку 3. К основанию 1 с двух сторон жестко присоединены угловые кронштейны 4. Опорные планки 5 шарнирно присоединены к нижней части корпуса привода 1. В угловых кронштейнах 4 установлены узлы вращения 6 двух стеблей 7 и узлы вращения 8 двух параллелограммных механизмов 9 с двумя плавниками 10. Между кронштейном 2 и крышкой 3 закреплен с возможностью вращения вал 11, верхний конец которого соединен с опорной планкой 12. В нижней части основания 1 закреплен с возможностью вращения коленчатый вал 13. На вал 11 между кронштейном 2 и крышкой 3 насажены обгонная муфта 14 и нижняя обгонная муфта 15, на каждой из которых имеется по два шкива. Обе обгонные муфты 14 и 15 подвижно соединены тросом 16 с рукояткой приложения мускульной силы 17 и тросом 18 с установленной в кормовой части ППА пневматической пружиной 19. Ниже на вал 11 насажено зубчатое колесо 20, находящееся в зацеплении с зубчатой шестерней 21, насаженной на коленчатый вал 13. На коленчатом валу 13 с натягом насажены кривошип 22 и нижний кривошип 23. Нижняя щека кривошипа 22 навернута на ось 24, имеющую резьбовую часть, и законтрена гайкой 25. Кривошипы 22 и 23 через шатуны 26 и 27 шарнирно связаны с ползунами 28 и 29, которые расположены в пазах основания 1 с возможностью перемещения. В ползунах 28 и 29 установлены резьбовые оси 30 и 31 с регулирующими колесами 32 и 33. Резьбовые оси 30 и 31 связывают между собой толкатели 34 и 35. Толкатели 34 соединены с угловыми рычагами 36 и связаны с параллелограммными механизмами 9. Толкатели 35 соединены с рычагами 37 и связаны с двумя стеблями 7.

Опорные планки 5 и 12 служат для закрепления корпуса привода плавникового движителя внутри корпуса ППА.

Работа привода осуществляется следующим образом.

Гребец тянет на себя рукоятку приложения мускульной силы 17, при этом трос 16 приводит в движение две обгонные муфты 14 и 15, которые вращаются навстречу друг другу. При этом одна из муфт (например 14) заклинивается и вращает вал 11, а другая проворачивается свободно. Одновременно трос 18 наматывается на вторые шкивы обгонных муфт 14 и 15 и заряжает пневматическую пружину 19. После достижения крайнего положения гребец приотпускает рукоятку приложения мускульной силы 17 и пневматическая пружина 19 начинает сжиматься. Трос 18 сматывается с обгонных муфт 14 и 15, заставляя их вращаться в противоположном относительно первоначального направлении. При этом обгонная муфта 14 вращается свободно, а обгонная муфта 15 заклинивается, а вал 11 продолжает вращаться против часовой стрелки. Трос 16 наматывается на первые шкивы обгонных муфт 14 и 15. Вал 11 передает вращение через зубчатое колесо 20 на зубчатую шестерню 21, насаженную на коленчатый вал 13.

Кривошипы 22 и 23 с шатунами 26 и 27 преобразуют вращательное движение вала 11 в поступательное движение ползунов 28 и 29. Ползун 28 через толкатели 34 передает движение на угловые рычаги 36 и приводит стебли 7 с плавниками 10 в качательное движение. Ползун 29 через толкатели 35 передает движение на рычаги 37, шарнирно связанные с параллелограммными механизмами 9, сообщая плавникам 10 качательное движение относительно оси самого плавника 10.

Результирующее движение представляет собой сложное колебание, состоящее из качательного движения плавника 10 с одновременным изменением угла атаки.

Предлагаемое устройство имеет возможность регулировки четырех параметров движения плавников:

1) изменение числа колебаний и передаваемого момента за счет применения сменных комплектов зубчатых передач с различными передаточными отношениями;

2) изменение зависимости угла атаки плавников от их положения в данный момент времени, осуществляемое изменением угла между кривошипами;

3) изменение амплитуд качательных движений за счет изменения плеч рычагов стеблей;

4) изменение углов атаки плавников за счет изменения плеч рычагов параллелограммных механизмов.

Изобретение относится к приводам подводных средств передвижения, перемещающихся с помощью мускульной силы, которые могут быть использованы для спортивных, развлекательных и исследовательских целей. Привод плавникового движителя установлен в корпусе привода. В верхней и нижней частях корпуса привода соответственно закреплены с возможностью вращения вал и коленчатый вал, соединенные друг с другом посредством зубчатой передачи, которая выполнена сменной. На вал насажены две обгонные муфты, одна из которых подвижно соединена с рукояткой приложения мускульной силы, а вторая соединена с пневматической пружиной. На коленчатом валу запрессованы кривошип, связанный с ползуном, соединенным с угловыми рычагами, жестко соединенными со стеблем плавника, и нижний кривошип, связанный с нижним ползуном. Ползун и нижний ползун установлены в пазах корпуса привода с возможностью перемещения. В ползунах также с возможностью перемещения установлены толкатели. Возможность перемещения толкателей в ползунах обеспечивается наличием в них резьбовых осей с регулирующими колесами. Нижний толкатель шарнирно соединен с параллелограммным механизмом. Кривошип выполнен с возможностью изменения угла установки. Такое выполнение привода обеспечивает увеличение скорости, повышение надежности и эксплуатационных свойств, а также упрощает его сборку. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Привод плавникового движителя, включающий плавники, приводимые в действие мускульной силой, шарнирно закрепленные на стебле и жестко связанные с тягой параллелограммного механизма, рулевое устройство с рукояткой управления, вал, закрепленный с возможностью вращения, на который насажены обгонная муфта, соединенная подвижно с рукояткой приложения мускульной силы, и вторая обгонная муфта, соединенная с пневматической пружиной, кривошип, связанный с ползуном, соединенным с угловыми рычагами, жестко соединенными со стеблем плавника, отличающийся тем, что вал закреплен с возможностью вращения в верхней части корпуса привода, в нижней части которого закреплен с возможностью вращения и соединенный с валом посредством зубчатой передачи коленчатый вал, с запрессованными на нем кривошипом, имеющим возможность изменения угла установки, и нижним кривошипом, связанным с нижним ползуном, причем в ползунах с возможностью перемещения установлены толкатели, при этом нижний толкатель шарнирно соединен с параллелограммным механизмом, а оба ползуна установлены с возможностью перемещения в пазах корпуса привода.2. Привод по п.1, отличающийся тем, что зубчатая передача выполнена сменной.3. Привод по п.1, отличающийся тем, что толкатели соединены резьбовыми осями с регулирующими колесами.