1、附件序號： 編碼： 天津大學(xué)第九屆“挑戰(zhàn)杯”學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽作品申報(bào)書作品名稱： 無人水面航行器全向推進(jìn)裝置研究 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 申報(bào)者姓名（集體名稱）： 機(jī)械科協(xié) 類別：自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文科技發(fā)明制作類科技發(fā)明制作類 a2申報(bào)者情況（集體項(xiàng)目）說明：1必須由申報(bào)者本人按要求填寫；2. 申報(bào)者代表必須是所有作者中學(xué)歷最高者，其余作者按學(xué)歷高低排列；3本表中的學(xué)籍管理部門簽章視為對申報(bào)者情況的確認(rèn)。申報(bào)者代表情況姓名穆貽德性別男出生年月1992.7.20院系專業(yè)機(jī)械工程學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)年級大三學(xué)歷本科學(xué)制4入學(xué)時(shí)間2010作品名稱無人水面航行器

2、全向推進(jìn)裝置研究校內(nèi)住址52齋435宿舍電話電子郵件1186720070手他作者情況姓 名性別年齡學(xué)歷所在單位林元貞女本科天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院郭皓男20本科天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院資格認(rèn)定學(xué)院學(xué)籍管理部門意見 是否為2013年7月1日前正式注冊在校的全日制非成人教育、非在職的各類高等院校中國學(xué)生（含?？粕究粕脱芯可?。是 否 若是，學(xué)號為：穆貽德：3010201230、林元貞：3011201288郭浩：3011201097 （部門蓋章） 2013年 03月15日院系負(fù)責(zé)人或?qū)熞庖姳咀髌肥欠駷檎n外學(xué)術(shù)科技或社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)成果是 否負(fù)責(zé)人簽名： 2013年03

3、月15日 b3.申報(bào)作品情況(科技發(fā)明制作)說明：1.必須由申報(bào)者本人填寫;2.本部分中的部門簽章視為對申報(bào)者所填內(nèi)容的確認(rèn);3.本表必須附有研究報(bào)告,并提供圖表、曲線、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖（照片），也可附鑒定證書和應(yīng)用證書；4.作品分類請按照作品發(fā)明點(diǎn)或創(chuàng)新點(diǎn)所在類別填報(bào)。作品全稱作品分類從下列項(xiàng)中選擇（ a ）a.機(jī)械及精密儀器類(包括機(jī)械、儀器儀表等)b.電子電工類（包括計(jì)算機(jī)、電信、通訊、電子、自動(dòng)控制等）c.土船水建類（包括建筑、建筑工程、地球與空間科學(xué)等）d.基礎(chǔ)學(xué)科類（包括數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、健康、衛(wèi)生等）e.化工材料類（包括能源、材料、藥學(xué)、石油、化工、生態(tài)、

4、環(huán)保等）作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點(diǎn)，技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)作品設(shè)計(jì)、發(fā)明目的、基本思路：自從航海事業(yè)開始以來，船舶一直扮演著重要的角色，承擔(dān)著海上運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵所在。人們也在一直尋找著優(yōu)化航海技術(shù)與船舶技術(shù)的有效方法，但從古至今，“舵+槳”一直是絕大部分船只的首選推進(jìn)裝置。隨著航海事業(yè)的不斷發(fā)展，對船舶的性能要求越來越高，“靈活機(jī)動(dòng)性”“低運(yùn)行成本”成為船舶推進(jìn)裝置改善的著重開發(fā)點(diǎn)。在傳統(tǒng)的航行器推進(jìn)裝置中，它的傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)分散，機(jī)動(dòng)性差并且運(yùn)營成本非常大。同時(shí)，在功能方面，船舶的掉頭、轉(zhuǎn)向都很困難，在港口泊船時(shí)需要拖船拖動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的停靠。我們所研發(fā)的是一種新型的水面自航行器全向

5、推進(jìn)裝置，它是一種推進(jìn)和操縱一體化機(jī)構(gòu)。這個(gè)裝置夠很好的實(shí)現(xiàn)船舶的掉頭和?？俊０惭b該裝置的水面航行器，除可前進(jìn)倒退外，還將具有側(cè)向移動(dòng)和小半徑轉(zhuǎn)彎能力。我國在水面搶險(xiǎn)方面一直不夠領(lǐng)先，無人水面航行器在公共安全和搶險(xiǎn)救災(zāi)方面則體現(xiàn)出了比以往極大的優(yōu)越性。創(chuàng)新點(diǎn)：推進(jìn)裝置不再使用傳統(tǒng)的舵+螺旋槳的推進(jìn)和操縱裝置，而是設(shè)計(jì)一種推進(jìn)和操縱一體化機(jī)構(gòu)，使螺旋槳葉片根據(jù)操縱指令自動(dòng)偏轉(zhuǎn)，形成矢量力矩，同時(shí)實(shí)現(xiàn)推進(jìn)和轉(zhuǎn)向。該裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊，操縱性強(qiáng)的特點(diǎn)。安裝該裝置的水面航行器，除可前進(jìn)倒退外，還將具有側(cè)向移動(dòng)和小半徑轉(zhuǎn)彎能力。作品的科學(xué)性先進(jìn)性(必須說明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實(shí)質(zhì)性技術(shù)特點(diǎn)

6、和顯著進(jìn)步。請?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說明和參考文獻(xiàn)資料)作品在何時(shí)、何地、何種機(jī)構(gòu)舉行的評審、鑒定、評比、展示等活動(dòng)中獲獎(jiǎng)及鑒定結(jié)果作品所處階 段（ a ）a實(shí)驗(yàn)室階段 b中試階段 c生產(chǎn)階段d_（自填）技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式作品可展示的形式實(shí)物、產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤 現(xiàn)場演示 圖片 錄像 樣品使用說明及該作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢，提供該作品的適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說明及市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測專利申報(bào)情況提出專利申報(bào)申報(bào)號_申報(bào)日期 年 月 日以獲專利權(quán)批準(zhǔn)批準(zhǔn)號_批準(zhǔn)日期 年 月 日未提出專利申請部門簽章 年 月 日d推薦者情況及對作品的說明說明：1.由推薦者本人填寫；2.推薦者必須具有高級專業(yè)技術(shù)職稱（至

7、少為副高），并是與申報(bào)作品相同或相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者或?qū)I(yè)技術(shù)人員（教研組集體推薦亦可）；3.推薦者填寫此部分，即視為同意推薦；4.推薦者所在單位簽章僅被視為對推薦者身份的確認(rèn)。推薦者情況姓 名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵政編碼單位電話住宅電話推薦者所在單位簽章 （簽章） 年 月 日請對申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性做出闡述請對作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景做出您的評價(jià)其它說明推薦者情況姓 名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵編單位電話住宅電話推薦者所在單位簽章 （簽章） 年 月 日請對申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性做出闡述請對作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景做出您的評價(jià)其它說明e.校組織委員會(huì)

8、秘書處資格和形式審查意見組委會(huì)秘書處資格審查意見 審查人（簽名）_ 年 月 日組委會(huì)秘書處形式審查意見 審查人（簽名）_ 年 月 日組委會(huì)秘書處審查結(jié)果合格不合格 負(fù)責(zé)人（簽名）_ 年 月 日f. 參賽作品打印處原理：如圖示，四個(gè)葉片在圓周上均勻分布，都通過一個(gè)連桿與一個(gè)偏心機(jī)構(gòu)相連接，通過偏心機(jī)構(gòu)的平移或者轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變?nèi)~片螺距角，產(chǎn)生推力，偏心機(jī)構(gòu)可以轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以在平面內(nèi)向任意方向平動(dòng)。如圖2.3（a）表示偏心機(jī)構(gòu)無變化，全方向推進(jìn)器處于中立狀態(tài)，此時(shí)四個(gè)葉片螺距角都為零，不產(chǎn)生推力；如圖2.3（b）表示偏心機(jī)構(gòu)發(fā)生平移，可以在垂直于軸向的平面上產(chǎn)生任意方向的大小可變的推力，

9、推力的大小有偏心率來決定，推力的方向取決于偏心機(jī)構(gòu)的平移方向；如圖2.3（c）表示偏心機(jī)構(gòu)只有轉(zhuǎn)動(dòng)無平動(dòng)，這時(shí)四個(gè)葉片的螺距角相同，推進(jìn)器只產(chǎn)生軸向的推力，推力的大小將有螺距角的大小決定，也就是說，這里取決于偏心機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；如圖2.3（d）表示偏心機(jī)構(gòu)既發(fā)生旋轉(zhuǎn)又發(fā)生平移，這時(shí)推進(jìn)器可以產(chǎn)生三維空間上的可變推力，推力的大小和方向由偏心機(jī)構(gòu)平移的大小、方向以及旋轉(zhuǎn)角度的大小來決定。模型圖運(yùn)動(dòng)分析：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及成品圖展示調(diào)距機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)采用上層雙偏心結(jié)構(gòu)與下層雙曲柄六桿機(jī)構(gòu)相聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式，整體布局中，上層雙偏心機(jī)構(gòu)與下層雙曲柄六桿機(jī)構(gòu)之間通過前圖所示的滑動(dòng)軸承相聯(lián)接，軸承中心對應(yīng)雙曲柄六桿機(jī)構(gòu)和雙偏心機(jī)構(gòu)中的重合點(diǎn)n 這樣達(dá)到了通過雙偏心機(jī)構(gòu)中的2 個(gè)電動(dòng)機(jī)來調(diào)節(jié)雙曲柄六桿機(jī)構(gòu)中l(wèi)4長度變化，從而實(shí)現(xiàn)葉片偏角運(yùn)動(dòng)規(guī)律可調(diào)在上層的雙偏心機(jī)構(gòu)中，偏心軸采用自鎖電機(jī)直接控制，帶偏心孔圓盤通過蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，且偏心軸可隨帶偏心孔圓盤一起運(yùn)動(dòng) 具體結(jié)構(gòu)形式如前圖所示 這樣就可以通過控制雙偏心機(jī)構(gòu)中帶偏心孔圓盤、偏心軸電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來對l4長度調(diào)整( 即偏心距的調(diào)整) ，最終實(shí)現(xiàn)對葉片運(yùn)動(dòng)規(guī)律的控制，使其達(dá)到最佳效果控制模塊1、繼電器上電控