CN101508335B - 水下螺旋桨推进模块和包含该模块的水下航行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下螺旋桨推进模块，包括与尾锥固接的伺服电机、减速器，减速器固接在尾锥内，通过联轴节与通过轴承支承的从动轴连接，从动轴上安装有螺旋桨；所述联轴节为磁性联轴节，磁性联轴节由内毂、套装在内毂外的外毂、设置在内毂和外毂之间的不锈钢隔离罩和与不锈钢隔离罩固接的压紧环组成，外毂安装在减速器的输出轴上，内毂安装在从动轴上，压紧环固定安装在尾锥内。本发明还公开了包含上述水下螺旋桨推进模块的水下航行器。本发明采用磁耦合技术实现动力传输，采用隔离罩将水与密封舱隔开，采用耐腐材料及陶瓷轴承解决了耐水腐蚀的问题；采用模块化设计，结构紧凑，易于更换拆装；实现了水下航行器耐压舱与外界海水间的绝对密封。

Description

水下螺旋桨推进模块和包含该模块的水下航行器
技术领域
本发明涉及一种螺旋桨推进装置，特别涉及一种水下螺旋桨推进模块。本发明还涉及水下航行器。
背景技术
为了保护海洋环境，高效利用海洋资源，海洋探测必不可少，水下航行器作为海洋探测传感器的载体显得尤为重要。ROV(Remote Operated Vehicle遥控式水下航行器)和AUV(Autonomous Underwater Vehicle自主水下航行器)是水下航行器的重要成员，他们大都采用螺旋桨推进方法，目前螺旋桨驱动装置一般采用两种方法实现传动和密封，一种是机械密封方式，即在螺旋桨的传动轴上使用橡胶密封圈；另一种方法是液压驱动方式，即液压泵通过油管将液压油输送到航行器耐压舱之外的液压马达，液压马达带动螺旋桨转动。采用机械密封的缺点是传动过程中存在摩擦阻力，传动效率低，传动效率受海水压力影响；液压驱动的缺点是装置的体积和重量大，结构不紧凑。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水下螺旋桨推进模块，该模块采用模块化设计，结构紧凑，易于更换拆装，传动效率高。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种水下螺旋桨推进模块，包括与尾锥固接的伺服电机、减速器，所述减速器固接在尾锥内，通过联轴节与通过轴承支承的从动轴连接，所述从动轴上安装有螺旋桨；所述联轴节为磁性联轴节，所述磁性联轴节由内毂、套装在内毂外的外毂、设置在内毂和外毂之间的不锈钢隔离罩和与不锈钢隔离罩固接的压紧环组成，所述外毂安装在减速器的输出轴上，所述内毂安装在从动轴上，所述压紧环固定安装在尾锥内。
所述轴承为陶瓷轴承。
所述尾锥由硬质铝合金制成，表面经硬质氧化处理。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一技术方案是：一种水下航行器，包括上述的水下螺旋桨推进模块。
本发明具有的优点和积极效果是：采用磁耦合技术实现动力传输，采用隔离罩将水与密封舱隔开，采用耐腐材料及陶瓷轴承解决了耐水腐蚀的问题；避免了传统机械密封形式带来的摩擦阻力；采用模块化设计，结构紧凑，易于更换拆装；该发明耐海水腐蚀能力强，可承受较高海水压力，传动效率高，适用作水下航行器的动力部件；实现了水下航行器耐压舱与外界海水间的绝对密封。
附图说明
图1是本发明水下螺旋桨推进模块的1/4剖视图；(原图4)
图2是本发明水下螺旋桨推进模块的剖视图；
图3是本发明水下螺旋桨推进模块的立体图；
图4是应用水下螺旋桨推进模块的AUV的结构示意图；
图5是应用水下螺旋桨推进模块的混合型水下自主航行器的结构示意图。
图中：1、滑翔功能部分，2、AUV功能部分，3、尾壳，4、水下螺旋桨推进模块，5、导流管，6、电机，7、减速器，8、尾锥，9、压紧环，10、从动轴，11、轴套，12、椭球状螺母，13、螺旋桨，14、内毂支架，15、陶瓷轴承，16、内毂，17、外毂，18、外毂支架，19、隔离罩。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1、图2和图3，一种水下螺旋桨推进模块，包括与外毂支架18固定连接的电机6、减速器7，减速器7在尾锥内通过磁性联轴节与从动轴10连接，磁性联轴节由内毂16、套装在内毂16外的外毂17、设置在内毂16和外毂17之间的隔离罩19和与隔离罩19固接的压紧环9组成，外毂支架18与尾锥8固定连接，外毂17通过平键和紧定螺柱与减速器7的输出轴相连接；压紧环9固定安装于尾锥8内部，同时将隔离罩19压紧在尾锥8内壁上；内毂16通过紧定螺柱与从动轴10连接，从动轴10通过两个陶瓷轴承支撑安装于内毂支架14上，内毂支架14与尾锥8末端固定连接，尾锥8、隔离罩19与内毂支架14间均为径向密封；螺旋桨13通过平键与从动轴10配合，通过螺母和弹垫固定在从动轴上，从动轴10后部安装椭球状螺母12，椭球状螺母12与螺母互锁；轴承端盖通过螺钉固定在内毂支架14上，导流管5安装在尾锥8上，从动轴10、陶瓷轴承15、孔套(在两个陶瓷轴承之间，与两个轴承的外圈接触的零件为孔套)、轴套11、螺旋桨13、椭球螺母12、内毂16的配合连接形成一套输出轴系。
螺旋桨推进模块的工作过程为：电机6的转矩经过减速器7传递给磁性联轴节外毂17，由于磁性联轴节内毂16和外毂17之间的磁力作用，转矩透过隔离罩13并传递给磁性联轴节内毂16，内毂16将转矩传递给从动轴10，从动轴10带动螺旋桨13转动，旋转的螺旋桨13与水的相互作用，产生混合型水下自主航行器的前进动力。磁性联轴节隔离罩19的材料为不锈钢，耐海水腐蚀，导磁性好，由于水压分布在隔离罩的内表面，所以承压能力强。内毂支架14、尾锥8、轴承端盖为经过表面硬质氧化处理的铝制零件，耐海水腐蚀，强度高。轴承为陶瓷轴承15，耐海水腐蚀，不易与铝制零件发生电化学反应。椭球螺母12有两个作用，一是与螺母互锁紧，二是减小水阻力。
请参见图4，AUV(自主水下航行器)的示意图，螺旋桨推进模块4固定安装在尾壳3末端，连接处为径向密封。
请参见图5，混合型水下自主航行器由滑翔功能部分1和AUV功能部分2组成。AUV功能部分2包括与尾壳3末端固接的螺旋桨推进模块4。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水下螺旋桨推进模块，包括与尾锥固接的伺服电机、减速器，所述减速器固接在尾锥内，通过联轴节与通过轴承支承的从动轴连接，所述从动轴上安装有螺旋桨；其特征在于，所述联轴节为磁性联轴节，所述磁性联轴节由内毂、套装在内毂外的外毂、设置在内毂和外毂之间的不锈钢隔离罩和与不锈钢隔离罩固接的压紧环组成，所述外毂安装在减速器的输出轴上，所述内毂安装在从动轴上，所述压紧环固定安装在尾锥内，将不锈钢隔离罩压紧在尾锥内壁上；内毂支架与所述尾锥末端固定连接，所述尾锥、不锈钢隔离罩与所述内毂支架间均为径向密封。
2.根据权利要求1所述的水下螺旋桨推进模块，其特征在于，所述轴承为陶瓷轴承。
3.根据权利要求1所述的水下螺旋桨推进模块，其特征在于，所述尾锥由硬质铝合金制成，表面经硬质氧化处理。
4.一种水下航行器，其特征在于，包括权利要求1所述的水下螺旋桨推进模块。
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