水下推进器及其防水旋转电机 |
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| 申请号 | CN201710737354.8 | 申请日 | 2017-08-24 | 公开(公告)号 | CN107492974A | 公开(公告)日 | 2017-12-19 |
| 申请人 | 深圳微孚智能信息科技有限公司; | 发明人 | 何伟; 郭同腾; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及防 水 马 达的技术领域，提供了一种水下 推进器 及其防水旋转 电机 ，其包括防水机壳、电机 外壳 、环形的 定子 、 转子 和旋 转轴 。防水机壳包括圆环形基部、从圆环形基部的内侧沿圆环形基部的轴向延伸的圆筒部以及连接在圆筒部的远离圆环形基部一端的底部；电机外壳套设在圆筒部外侧，电机外壳的内壁与圆筒部外壁之间形成容置空间；定子固定在容置空间中；转子可旋转地安装在圆筒部中； 旋转轴 固定于转子，且旋转轴的端部向 外延 至防水机壳外部。与 现有技术 对比，本发明提供的防水旋转电机，定子内部不会进水，此防水结构简单，大大降低了制成生产成本，提高了工作可靠性；另外，转子可直接更换，维护方便。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种防水旋转电机，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 水下推进器及其防水旋转电机技术领域背景技术[0002] 目前，普通电机是无法在水中正常工作的，而且不方便安装在水下机器人舱体内，让电机与水下机器人舱体一体，有水进入电机会造成电机及水下机器人舱体内电子元件短路，烧毁电机和机器内部电路模块。电机要想在海水中正常工作，必须要做好防水密封设计。 [0003] 传统的设计方案，是将水下机器人采用由众多模块成，每一个模块都需要进行密封防水设计，各个模块通过水密连接器连接，然而，为了连接各个单元设备需要使用价格昂贵的水密连接器，这样就使得设备成本增加；另外，这些模块连接处可靠性很难保证，这样降低了设备的可靠性。 发明内容[0005] 本发明提供的一种防水旋转电机，其包括： [0006] 防水机壳，其包括圆环形基部、从所述圆环形基部的内侧沿所述圆环形基部的轴向延伸的圆筒部以及连接在所述圆筒部的远离所述圆环形基部一端的底部； [0007] 电机外壳，套设在圆筒部外侧，所述电机外壳的内壁与所述圆筒部外壁之间形成容置空间； [0008] 环形的定子，固定在所述容置空间中； [0011] 进一步地，还包括第一轴承和第二轴承，所述旋转轴通过所述第一轴承和所述第二轴承可旋转地安装在所述防水机壳上。 [0012] 进一步地，所述圆环形基部上连接有转子固定件，所述转子固定件具有供所述旋转轴的端部穿过的轴通孔。 [0013] 进一步地，所述转子固定件的面向所述防水机壳的所述底部一侧表面形成有第一安装槽，所述第一轴承设置在所述第一安装槽内；所述底部形成有第二安装槽，所述第二轴承设置在所述第二安装槽内。 [0015] 进一步地，所述圆环形基部包括第一环形部分和从第一环形部分向外径向延伸的第二环形部分，所述第一环形部分的表面形成有容置槽，所述转子固定件设置在所述容置槽内。 [0016] 进一步地，所述转子固定件上开设有多个第一固定孔，所述第一环形部分的所述容置槽底面形成有与所述第一固定孔对应的第二固定孔。 [0017] 进一步地，所述第二环形部分上开设有多个第三固定孔。 [0018] 进一步地，所述圆环形基部的靠近所述底部的一侧表面开设有环形固定槽，所述环形固定槽内设置有密封构件。 [0020] 进一步地，所述电机外壳包括圆筒状的套筒部和连接在所述套筒部一端的盖部。 [0021] 进一步地，所述盖部上开设有出线孔。 [0022] 进一步地，所述套筒部与所述防水机壳之间以及所述套筒部与所述盖部之间均采用粘结剂连接固定。 [0023] 进一步地，所述防水机壳的侧壁上开设有第一储胶槽，所述盖部的侧壁上开设有第二储胶槽。 [0024] 进一步地，所述盖部面向所述圆环形基部的一侧表面开设有供所述防水机壳的所述底部置入的定位槽。 [0025] 本发明提供的一种水下推进器，包括螺旋桨装置，进一步地，还包括使所述螺旋桨装置旋转的上述的防水旋转电机。 [0028] 进一步地，所述第一齿轮和所述第二齿轮均为锥齿轮，所述旋转轴的轴线与所述螺旋桨轴的轴线垂直设置。 [0029] 进一步地，所述螺旋桨装置还包括第三轴承和第四轴承，所述螺旋桨轴通过所述第三轴承和所述第四轴承可旋转地安装在所述支架上。 [0030] 与现有技术对比，本发明提供的防水旋转电机，采用将转子安装在防水机壳内，定子安装在防水机壳外侧，这样，转子与定子相独立，定子内部不会进水，此防水结构简单，大大降低了制成生产成本，提高了工作可靠性；另外，转子可直接更换，维护方便。 [0031] 与现有技术对比，本发明提供的水下推进器，采用上述的防水旋转电机，仅需在防水机壳与水下设备的结合处设置防水构件即可，设备内部无需使用水密连接器，大大提供了通信、控制链路的可靠性，且大大降低了设备密封的复杂性。附图说明 [0032] 图1是本发明实施例提供的防水旋转电机的剖视示意图； [0033] 图2是本发明实施例提供的防水旋转电机的正视示意图； [0034] 图3是本发明实施例提供的防水旋转电机的后视示意图； [0035] 图4是本发明实施例提供的水下推进器的立体示意图； [0036] 图5是本发明实施例提供的水下推进器的分解示意图。 [0037] 主要元件符号说明 [0038] 300：水下推进器 [0039] 30：防水旋转电机 [0040] 31：防水机壳 311：圆环形基部 [0041] 3111：第一环形部分 3112：第二环形部分 [0042] 3113：容置槽 3114：第二固定孔 [0043] 3115：第三固定孔 3116：环形固定槽 [0044] 3117：第一储胶槽 312：圆筒部 [0045] 313：底部 3131：第二安装槽 [0046] 32：电机外壳 321：套筒部 [0047] 322：盖部 3221：第二储胶槽 [0048] 3222：定位槽 3223：出线孔 [0049] 30a：容置空间 31a：内腔 [0051] 34：转子 35：旋转轴 [0052] 36：第一轴承 37：第二轴承 [0053] 38：转子固定件 381：轴通孔 [0054] 382：第一固定孔 383：第一安装槽 [0055] 39：密封构件 [0056] 40：螺旋桨装置 [0057] 41：支架 411：平板部 [0058] 412：支撑臂部 4111：贯穿孔 [0059] 42：螺旋桨轴 43：叶片 [0060] 44：传动组件 45：第三轴承 [0061] 46：第四轴承 441：第一齿轮 [0062] 442：第二齿轮 具体实施方式[0063] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0064] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。 [0065] 除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。 [0066] 如图1至3所示，为本发明提供的一较佳实施例。 [0067] 本实施例提供的防水旋转电机30，其包括防水机壳31、电机外壳32、环形的定子33、转子34和旋转轴35。防水机壳31包括圆环形基部311、从圆环形基部311的内侧沿圆环形基部311的轴向延伸的圆筒部312以及连接在圆筒部312的远离圆环形基部311一端的底部 313；电机外壳32套设在圆筒部312外侧，电机外壳32的内壁与圆筒部312外壁之间形成容置空间30a；定子33固定在容置空间30a中；转子34可旋转地安装在圆筒部312中；旋转轴35固定于转子34，且旋转轴35的端部向外延至防水机壳31外部。 [0068] 上述的防水旋转电机30，采用将转子34安装在防水机壳31内，定子33安装在防水机壳31外侧，这样，转子34与定子33相独立，定子33内部不会进水，此防水结构简单，大大降低了制成生产成本，提高了工作可靠性；另外，转子34可直接更换，维护方便。 [0069] 参见图1至3，本实施例的防水旋转电机30，为内转子型，包括防水机壳31、电机外壳32、环形的定子33、转子34和旋转轴35，转子34与定子33及三相线相独立，水不会与定子33及三相线接触，防水效果好。 [0070] 参见图1至3，防水机壳31，可由铝合金或具有良好导热性的树脂材料一体成型制成，其包括圆环形基部311、圆筒部312和底部313，圆筒部312从圆环形基部311的内侧沿圆环形基部311的轴向延伸，底部313从圆筒部312的远离圆环形基部311一端径向向内延伸，并闭合该圆筒部312的该端。在本实施例中，防水机壳31为但不局限于环氧树脂形成，防水机壳31具有一端开口且另一端封闭的内腔31a，转子34支承在内腔31a中，定子33设置在外部。圆环形基部311包括第一环形部分3111和从第一环形部分3111向外径向延伸的第二环形部分3112，防水机壳31可拆除地安装在水下设备(图未示)上，第一环形部分3111、防水机壳31圆筒部312和底部313插设在该水下设备内，防水机壳31圆环形基部311的第二环形部分3112外置在水下设备外侧。 [0071] 参见图1至3，电机外壳32，套设在圆筒部312外侧，电机外壳32的内壁与圆筒部312外壁之间形成容置空间30a。电机外壳32可由铝合金或具有良好导热性的树脂材料制成，电机外壳32包括圆筒状的套筒部321和连接在套筒部321一端的盖部322，套筒部321和盖部322可以是一体成型，也可以是分体制成。在本实施例中，套筒部321的内径尺寸分别与第一环形部分3111的外径尺寸和盖部322的尺寸相匹配，套筒部321的一端套设在第一环形部分 3111外侧，另一端套设于盖部322。 [0072] 参见图1至3，环形的定子33固定在容置空间30a中，定子33与圆筒部312同轴设置。在本实施例中，定子33包括定子铁芯331和线圈(图未示)，定子铁芯331具有多个齿部，线圈绕设于齿部上，定子铁芯331固定至套筒部321的的内周表面。 [0073] 参见图1至3，转子34可旋转地安装在圆筒部312中，转子34与定子33同轴设置，且转子34以与定子33之间具有预设间隙的方式定位成在径向方向上面向定子33，定子33在通电时产生吸引力和排斥力，驱使转子34旋转。 [0074] 参见图1至3，旋转轴35，固定于转子34，且旋转轴35的端部向外延伸并伸出防水机壳31。在本实施例中，旋转轴35通过第一轴承36和第二轴承37可旋转地安装在防水机壳31上，第一轴承36和第二轴承37为但不局限于石墨材质的滚珠轴承，轴承的内部环随所支撑的旋转轴35旋转，并且轴承的外部环是固定的。 [0075] 参见图1至3，圆环形基部311上连接有转子固定件38，转子固定件38具有供旋转轴35的端部穿过的轴通孔381。在本实施例中，转子固定件38大致呈圆环板状，轴通孔381的截面为圆形，通过转子固定件38，可将转子34固定在防水机壳31，从而对转子34进行保护，可以理解的是，在需要更换转子34时，只需拆下转子固定件38，即可将转子34取出并换入新的转子34，转子34部件更换方便。 [0076] 参见图1至3，在本实施例中，第一环形部分3111的表面形成有容置槽3113，转子固定件38设置在容置槽3113内，该容置槽3113的槽深尺寸与转子固定件38的厚度尺寸相同，转子固定件38安装在防水机壳31上后，转子固定件38的外侧表面与防水机壳31的外侧表面齐平。容置槽3113的形状与转子固定件38的形状相匹配，这样，转子固定件38置入容置槽3113后，容置槽3113对转子固定件38进行定位，以保证轴通孔381与旋转轴35同轴。 [0077] 在又一实施例中，转子固定件38直接安装在第一环形部分3111的外侧表面上。 [0078] 参见图1至3，在本实施例中，转子固定件38通过如螺丝等紧固件(图未示)与圆环形基部311连接固定，转子固定件38上开设有多个第一固定孔382，多个第一固定孔382环绕在轴通孔381的外周且彼此间隔，第一固定孔382沿圆环形基部311的轴向延伸并贯穿转子固定件38的两侧表面。第一环形部分3111的容置槽3113底面形成有与第一固定孔382对应的第二固定孔3114，第二固定孔3114沿圆环形基部311的轴向延伸，通过紧固件顺序插入第一固定孔382和对应的第二固定孔3114后，以将转子固定件38保持在防水机壳31的圆环形基部311内。 [0079] 参见图1至3，在本实施例中，第二环形部分3112上开设有多个第三固定孔3115，第三固定孔3115沿圆环形基部311的轴向延伸，并贯穿第二环形部分3112的两侧表面，通过紧固件插入第三固定孔3115，以将防水机壳31保持在水下设备上。 [0080] 参见图1至3，转子固定件38的面向防水机壳31的底部313一侧表面形成有第一安装槽383，第一轴承36设置在第一安装槽383内；底部313形成有第二安装槽3131，第二轴承37设置在第二安装槽3131内。在本实施例中，转子固定件38的内侧表面的形成有第一安装槽383，第一安装槽383位于该侧表面的中央，且第一安装槽383与轴通孔381连通，第一轴承 36的内部环随所支撑的旋转轴35旋转，第一轴承36的外部环固定在第一安装槽383内壁上； 第二轴承37的内部环随所支撑的旋转轴35旋转，第二轴承37的外部环固定在第二安装槽 3131内壁上。 [0081] 参见图1至3，在本实施例中，圆环形基部311的靠近底部313的一侧表面开设有环形固定槽3116，环形固定槽3116内设置有密封构件39。在本实施例中，环形固定槽3116位于在第三固定孔3115的内侧，且环形固定槽3116的槽深尺寸要小于密封构件39的断面尺寸。密封构件39为但不局限于环氧树脂材质制成的密封圈或密封垫片。 [0082] 参见图1至3，在本实施例中，盖部322上开设有出线孔3223。防水旋转电机30内的三相线可从盖部322的出线孔3223导出。 [0083] 在又一实施例中，出线孔3223也可在套筒部321上。 [0084] 参见图1至3，套筒部321与防水机壳31之间以及套筒部321与盖部322之间可采用卡接、螺钉等一切现有的固定方式连接固定。在本实施例中，套筒部321与防水机壳31之间以及套筒部321与盖部322之间均采用粘结剂(图未示)连接固定。防水机壳31的第一环形部分3111外侧壁上开设有第一储胶槽3117，盖部322的外侧壁上开设有第二储胶槽3221。通过在第一储胶槽3117和第二储胶槽3221内注入粘接胶体，以使套筒部321与防水机壳31之间以及套筒部321与盖部322之间连接固定。 [0085] 参见图1至3，盖部322面向圆环形基部311的一侧表面开设有供防水机壳31的底部313置入的定位槽3222。这样，在盖部322安装至套筒部321后，通过定位槽3222与防水机壳 31的底部313的配合，能够将防水机壳31的封闭端定位固定，从而将防水机壳31与电机外壳 32之间的位置保持，提高了结构稳固性。 [0086] 如图4和5所示，本实施例提出的水下推进器300，包括螺旋桨装置40和使螺旋桨装置40旋转的上述的防水旋转电机30。 [0087] 上述的水下推进器300，采用上述的防水旋转电机30，仅需在防水机壳31与水下设备的结合处设置防水构件即可，设备内部无需使用水密连接器，大大提供了通信、控制链路的可靠性，且大大降低了设备密封的复杂性。 [0088] 参见图4和5，螺旋桨装置40包括支架41、可旋转地安装在支架41上的螺旋桨轴42、固定在螺旋桨轴42上的叶片43以及连接在螺旋桨轴42与旋转轴35之间的传动组件44。在本实施例中，叶片43为但不局限于铝合金材质，支架41包括用于与水下设备固定的平板部411和凸设在该平板部411一侧的支撑臂部412，支撑臂部412的数量为但不局限于两个，平板部411于两个支撑臂部412之间开设有供旋转轴35端部穿出的贯穿孔4111。螺旋桨轴42通过第三轴承45和第四轴承46可旋转地安装在支架41上，第三轴承45和第四轴承46分别安装在两个支撑臂部412上，第三轴承45和第四轴承46为但不局限于不锈钢材质的滚珠轴承。 [0089] 参见图4和5，传动组件44包括固定在旋转轴35上的第一齿轮441和与第一齿轮441啮合的第二齿轮442，第二齿轮442固定在螺旋桨轴42上。在本实施例中，第一齿轮441和第二齿轮442均为锥齿轮，旋转轴35的轴线与螺旋桨轴42的轴线垂直设置。 |
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