四 动力装置的设计
4.1蓄电池的选择
蓄电池也称二次电池,是将所获得的电能以化学能的形式贮存并可将化学能转化为电能的一种电学装置。蓄电池按电解质不同,通常分为碱性蓄电池和酸性蓄电池。近年来,由于交通、通讯、计算机产业的高速发展,其产品系列、产品种类、产品性能发生巨大变化,以满足不同用途的需要。蓄电池主要应用于各种车辆、船舶、飞机等内燃机的起动以及照明、点火、蓄能、应急电源、电话交换机、不间断电源、移动通讯、计算机、电子、仪表、便携式电动工具、电动玩具中等。
鉴于该作品设计的目的是研制一种具有环保、高效、技术先进的环保型水面垃圾自动打捞船，故选用蓄电池作动力源。蓄电池在这次设计中有两方面的作用，一方面是带动便携式船用推进器（马达），以实现船在水中的行驶和转向；另一方面是驱动电机，进而带动垃圾输送装置以实现垃圾的输送。
船用电池一般用200AH(或150AH)扁头电池,目前有统一、风帆、白云、海欧、建行等等。其中统一电池是具有国家级的船检证的，使用较放心。整理资料后选取蓄电池型号为统一蓄电池N200/24V200AH，该蓄电池绿色环保，电池容量大，比容量高，集电效率和强度高，性能稳定，电池的使用寿命长。如图4-1所示：
图4-1 蓄电池
该蓄电池的相关参数如下：
电压：24V 容量：200AH
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重量：20kg
（长?宽?高）外形尺寸为：536mm?295mm?297mm
4.2电动机的选择
电动机的作用是将电能转换成机械能，通过蓄电池供电，带动传输装置完成垃圾打捞动作和带动压缩机构完成压缩垃圾功能。输送装置的受力情况如图4-2所示
图4-2 传输装置的受力分析图
其中：G?G链?G垃圾?G带板
选取链条型号为10A，每米链的重量为1kg,
故m链?1?5?5kg G链?m链g ?5?9.8?49N 设垃圾的重量为10kg，则 G垃圾?m垃圾g?10?9.8?98N 由式m带板??V可算得m带板?16kg
G带板?m带板g ?16?9.8?15.68N 故G?49?98?156.8?303.8N
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由图4-2可以算出F?G/sin23?
?303.8/sin23??777.5N 设输送装置的速度为0.6m/s，则 功率P?Fv?777.5?0.6?466.5W
查《微特电机应用手册》选择电机型号为85ZY24-500。如下图4-3所示：
图4-3 电动机
其额定功率0.5KW，额定电压为24V，转速为3000r/min。
由于船体空间的限制，电动机是横向放置在右船体中，所以为了配合传输装置的轴心方向，电动机还需与涡轮蜗杆减速箱配合使用，如图示4-4、图4-5所示。蜗轮蜗杆减速器选用WCJ120型，传动比为31，蜗轮齿数为31，蜗杆头数为1头。
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图 4-4 WCJ120型蜗轮蜗杆减速箱
图4-5 动力装置
其中蜗轮蜗杆减速箱的传动效率为0.7，传动比为31。具体参数见零件图以及装配图。 故由电动机以及蜗轮蜗杆减速箱配合使用后的输出参数为： 输出转速V=3000/31=96.8r/min
此外，为了能够控制电机的启动以及停止，在左船体的人坐立空间的前面装置一个电机控制台，具体位置可参照三维图以及装配图。如图4-6所示即为其启保停控制电路图，控制电机以及传输装置的动作。
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图 4-6 启保停控制电路图
4.3船舶推进器的选择
船舶推进器是船舶上提供推力的工具，它的作用是将船舶动力装置提供的动力转换成推力，推进船舶。船舶推进器即推动船舶前进的机构。它是把自然力、人力或机械能转换成船舶推力的能量转换器。推进器按作用方式可分为主动式和反应式两类。靠人力或风力驱船前进的纤、帆（见帆船）等为主动式，桨、橹、明轮、喷水推进器、螺旋桨等为反应式。现代运输船舶大多采用反应式推进器，应用最广的是螺旋桨。
根据蓄电池的直流供电特点以及船体的简易结构等特点，选用悬扣式电动船舶推进器，该类推进器功能性强，结构简单，操作方便安全，应用范围广。电动船舶推进器是种新颖的水中动力器具，有体积小、结构紧凑、效能转换率高、工作时无噪音等特点，且还具有绿色环保，按装便捷、维护简易的特点，是一些小型的船艇作为动力的首选产品，比较符合本设计的功能需要。
该类船舶推进器的主杆选用不锈钢、铝合金或高强度合成纤维，保证推进器具有足够的刚性并经久耐用；采用机械多级调速时，正转五档调速，反转二档调速；也可采用电子调速，以满足不同速度的需要；有固定把和可伸缩把2种选择，使操控更加方便；弦外悬挂式安装快速方便，并带有防撞脱扣机构，保护马达安全；防缠型螺旋浆，防止推进器因被水草缠绕而堵转。
鉴于船在行驶的过程中会因为水流以及自身结构所造成的阻力而受到影响，故在选择船用推进器的时候就要考虑该船舶推进器的最大推力是否大于船在行驶过程中所受到的最大阻力，并以此为依据来选择合适的船舶推进器。水流对船体的阻力可由下式来确定
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