无人水面航行器全向推进装置研究

1、附件序号： 编码： 天津大学第九届“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛作品申报书作品名称： 无人水面航行器全向推进装置研究 学 院： 机械工程学院 申报者姓名（集体名称）： 机械科协 类别：自然科学类学术论文哲学社会科学类社会调查报告和学术论文科技发明制作类科技发明制作类 A2申报者情况（集体项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写；2. 申报者代表必须是所有作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。申报者代表情况姓名穆贻德性别男出生年月1992.7.20院系专业机械工程学院工业设计专业年级大三学历本科学制4入学时间2010作品名称无人水面航行器

2、全向推进装置研究校内住址52斋435宿舍电话电子邮件1186720070手他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位林元贞女本科天津大学机械工程学院郭皓男20本科天津大学机械工程学院资格认定学院学籍管理部门意见 是否为2013年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的各类高等院校中国学生（含专科生本科生和研究生）。是 否 若是，学号为：穆贻德：3010201230、林元贞：3011201288郭浩：3011201097 （部门盖章） 2013年 03月15日院系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果是 否负责人签名： 2013年03月15日 B

3、3.申报作品情况(科技发明制作)说明：1.必须由申报者本人填写;2.本部分中的部门签章视为对申报者所填内容的确认;3.本表必须附有研究报告,并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片），也可附鉴定证书和应用证书；4.作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称作品分类从下列项中选择（ A ）A.机械及精密仪器类(包括机械、仪器仪表等)B.电子电工类（包括计算机、电信、通讯、电子、自动控制等）C.土船水建类（包括建筑、建筑工程、地球与空间科学等）D.基础学科类（包括数学、化学、物理、生物、医学、健康、卫生等）E.化工材料类（包括能源、材料、药学、石油、化工、生态、环保等）作品

4、设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标作品设计、发明目的、基本思路：自从航海事业开始以来，船舶一直扮演着重要的角色，承担着海上运输的关键所在。人们也在一直寻找着优化航海技术与船舶技术的有效方法，但从古至今，“舵+桨”一直是绝大部分船只的首选推进装置。随着航海事业的不断发展，对船舶的性能要求越来越高，“灵活机动性”“低运行成本”成为船舶推进装置改善的着重开发点。在传统的航行器推进装置中，它的传统机构，结构分散，机动性差并且运营成本非常大。同时，在功能方面，船舶的掉头、转向都很困难，在港口泊船时需要拖船拖动才能实现精准的停靠。我们所研发的是一种新型的水面自航行器全向推进装置，它

5、是一种推进和操纵一体化机构。这个装置够很好的实现船舶的掉头和停靠。安装该装置的水面航行器，除可前进倒退外，还将具有侧向移动和小半径转弯能力。我国在水面抢险方面一直不够领先，无人水面航行器在公共安全和抢险救灾方面则体现出了比以往极大的优越性。创新点：推进装置不再使用传统的舵+螺旋桨的推进和操纵装置，而是设计一种推进和操纵一体化机构，使螺旋桨叶片根据操纵指令自动偏转，形成矢量力矩，同时实现推进和转向。该装置具有结构紧凑，操纵性强的特点。安装该装置的水面航行器，除可前进倒退外，还将具有侧向移动和小半径转弯能力。作品的科学性先进性(必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。

6、请提供技术性分析说明和参考文献资料)作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果作品所处阶 段（ A ）A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段D_（自填）技术转让方式作品可展示的形式实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示 图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测专利申报情况提出专利申报申报号_申报日期 年 月 日以获专利权批准批准号_批准日期 年 月 日未提出专利申请部门签章 年 月 日D推荐者情况及对作品的说明说明：1.由推荐者本人填写；2.推荐者必须具有高级专业技术职称（至少为副高），

7、并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）；3.推荐者填写此部分，即视为同意推荐；4.推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名性别年龄职称工作单位通讯地址邮政编码单位电话住宅电话推荐者所在单位签章 （签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性做出阐述请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景做出您的评价其它说明推荐者情况姓 名性别年龄职称工作单位通讯地址邮编单位电话住宅电话推荐者所在单位签章 （签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性做出阐述请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景做出您的评价其它说明E.校组织委员会秘书处资格和

8、形式审查意见组委会秘书处资格审查意见 审查人（签名）_ 年 月 日组委会秘书处形式审查意见 审查人（签名）_ 年 月 日组委会秘书处审查结果合格不合格 负责人（签名）_ 年 月 日F. 参赛作品打印处原理：如图示，四个叶片在圆周上均匀分布，都通过一个连杆与一个偏心机构相连接，通过偏心机构的平移或者转动来带动叶片转动，从而改变叶片螺距角，产生推力，偏心机构可以转动，也可以在平面内向任意方向平动。如图2.3（a）表示偏心机构无变化，全方向推进器处于中立状态，此时四个叶片螺距角都为零，不产生推力；如图2.3（b）表示偏心机构发生平移，可以在垂直于轴向的平面上产生任意方向的大小可变的推力，推力的大小有

9、偏心率来决定，推力的方向取决于偏心机构的平移方向；如图2.3（c）表示偏心机构只有转动无平动，这时四个叶片的螺距角相同，推进器只产生轴向的推力，推力的大小将有螺距角的大小决定，也就是说，这里取决于偏心机构转动的角度；如图2.3（d）表示偏心机构既发生旋转又发生平移，这时推进器可以产生三维空间上的可变推力，推力的大小和方向由偏心机构平移的大小、方向以及旋转角度的大小来决定。模型图运动分析：结构设计及成品图展示调距机构的总体结构采用上层双偏心结构与下层双曲柄六杆机构相联的结构形式，整体布局中，上层双偏心机构与下层双曲柄六杆机构之间通过前图所示的滑动轴承相联接，轴承中心对应双曲柄六杆机构和双偏心机构中的重合点N 这样达到了通过双偏心机构中的2 个电动机来调节双曲柄六杆机构中L4长度变化，从而实现叶片偏角运动规律可调在上层的双偏心机构中，偏心轴采用自锁电机直接控制，带偏心孔圆盘通过蜗轮蜗杆机构进行控制，且偏心轴可随带偏心孔圆盘一起运动 具体结构形式如前图所示 这样就可以通过控制双偏心机构中带偏心孔圆盘、偏心轴电机的转动来对L4长度调整( 即偏心距的调整) ，最终实现对叶片运动规律的控制，使其达到最佳效果控制模块1、继电器上电控制2