09-可控水动力船.doc

第三届河海大学“水工创新杯”竞赛作品109-可控水动力船陆晓星（0702010227） ，王凝皙（0702010203） ，钱麓屹（0702010207） ，高玉杉（0702010220）水利水电学院 水利水电工程关键字：船，水动力，可控1. 概述可控水动力船是利用水的流动，冲击叶轮，使得叶轮转动，通过传动装置使船的尾翼左右摆动，从而使船向前运动可控水动力船需要在有水流的情况下运动我们将水流的冲击转化为船前进的动能，同时，我们还设计了可以控制船前进方向的装置，让水流也可以成为方向控制的动力，这样就可以使船沿着我们预想的路线运动了2. 原理可控水动力船由两部分组成：第一个是动力系统，另一个是方向控制系统动力系统：我们在船底后部处安装了两个叶轮和两块同心半圆挡板（其一端突出一小块） 当任意方向的水流冲击船体时，挡板由于力矩的不平衡发生转动，使 X 方向和水流方向始终一致，这样水流冲击叶轮的有效面积始终是最大的，即水流对叶轮的做的有用功始终处于最大值底部叶轮的转动连轴带动船体上部两个突出的小杆，小杆和底部叶轮为刚性连接，从而能做圆周运动，而两小杆绞连接一空心长杆，长杆中间有一个鱼尾摆翼小叶轮的转动带动连杆左右方向的振幅运动，从而使摆翼可以左右的来回运动，推动船体前进。

尾翼设计部分：在下图所示，空心连杆连接一轴，其后面尾翼利用两绞连接（图上的螺丝钉）将尾翼和短套筒连接起来其中后部的螺丝钉将尾翼和连在船尾部而又可以使尾翼以该螺丝钉做左右的定向转动前面的螺丝钉将红色的尾翼和套筒绞连接这样就能解决我们设计中我们不需要的前后的振幅运动方向控制系统：在船底前部处我们安装了两个同排涡轮和两块同心半圆挡板，在船体边侧有两个涡轮（如图所示） 我们通过手动调整半圆挡板的位置，使船体两侧叶轮的受冲船体局部侧视图第三届河海大学“水工创新杯”竞赛作品2击面积大小不同，达到不同的转速，再通过机械传动将竖直的转动转化为船侧叶轮的转动，利用这两个涡轮的转速不同，从而使两侧受力不同，使船头发生转向达到可控效果 （方向控制系统局部侧视图）3. 结语这次参加“水工创新杯”这个比赛让我们收获颇丰，在初期，我们广泛的收集水利方面的各种资料，仔细研究前两届的获奖作品，最后经过多次讨论，我们选择做“水动力可控船”它的原理其实很简单，但是真正做起船来，我们还是费了一番劲，因为我们船最主要的部分就是叶轮，而叶轮的材料，大小，轴该怎么放，这些诸多细小的问题都在做模型的过程中一一摆在了我们面前，最终我们还是尽了最大的能力解决了这些问题。

参加了这次比赛，让我们的组员都获益匪浅，我们更进一步了解了自己这个专业，同时我们也开阔了自己的思维，因为在做模型的过程中，我们可以从别的组做的模型中学到很多我们不知道的水利方面的知识在制作模型的过程中，我们需要不断的更改设计图，让设计更好的与实际结合起来，我们也在这磨磨凿凿的过程中提高了自己的动手能力看着我们那已成型的船，兴奋的心情那是不言而喻的我们在制作“水动力可控船”的过程中，克服了许多技术和理论上的问题，但是它还有许多要改进的地方，首先在材料方面，由于条件的限制，我们选择的材料不是很轻便，而且我们在技术方面也不怎么熟练，所以船的各个部件粘合的不是特别好，还有，船各个部件间的摩擦有些大，导致零件不能灵活的转动其次我们在前期设计过程中做的很不理想，没有做好充分的准备工作，以致制作过程中遇到了很多麻烦所以我们明白了每次设计工程前都应该做好周密的设计工作，才能避免在制作过程中发生不必要的错误除此之外，也许还有一些问题我们还暂未发现，望各位评委老师能替我们指出并给以一些意见 我们坚信，如果以后还有机会参加这样的比赛，我们一定能做到更好4．原理图俯视图 动 力系统及方向控制部分尾翼部分侧 视图。