CN102295065B - 水下自主航行平台螺旋桨推进装置 - Google Patents

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Abstract

一种水下自主航行平台螺旋桨推进装置，包括：设置在电机固定罩内由定子、转子和轴组成的由盘式电机，与盘式电机的轴相连并设置在隔离罩支架内的磁性联轴节，与磁性联轴节相连并通过轴承支架固定用于驱动螺旋桨的从动轴，电机固定罩与隔离罩支架为密封连接。磁性联轴节有与盘式电机的轴相连的外毂和位于外毂内的内毂，内毂与从动轴固定连接。盘式电机的电线是通过设置在电机固定罩端部的水密接头与导线相连，导线的端头设置在水密接头内。本发明能满足了长时间、大范围的深海作业的能力；机械系统、电路系统和控制程序均采用模块化设计结构，体积小，质量轻，安装方便，功能强大，设计思路新颖；搭载相应的测量传感器和任务模块，可以实现对大范围水域的监测和勘测。

Description

水下自主航行平台螺旋桨推进装置
技术领域
本发明涉及一种水下自主航行器。特别是涉及一种可以实现在不同深度海域中的快速航行，以及对目标的跟踪和精确监测水下自主航行平台螺旋桨推进装置。
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。对海洋的探测，仅仅依靠人力是远远不够的，很大程度上须依靠海洋探测工具。目前发达国家对水下环境监测所用的水下航行器主要有两种；一种是依靠电池提供能源的水下自主航行器(AUV)，其主要缺点是，因受能源制约，航程很短，一般在几公里到几百公里，最大不超过1000公里，作业时间有限，通常为几小时到几十小时；另一种是水下滑翔器(underwater glider)，1989年Henry Stommel提出了原创性概念，巧妙地将物体的重力和浮力转化为前进驱动力，1995年SLOCUM制造出原理样机，1999年Seaglider和Spray的研制成功水下滑翔器，只提供很少的能量，航程都超过了2000公里，水下航行时间达到几百天甚至近一年，但水下滑翔器在水下只能做锯齿形的航行，其航迹和定位控制困难，甚至无法实现，且航速较慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种采用充油密封技术来提高耐高压能力，满足在深海长时间、高效率工作的能力，并添加了压力补偿装置，来调节压力平衡，使其功能更加强大的水下自主航行平台螺旋桨推进装置。
本发明所采用的技术方案是：一种水下自主航行平台螺旋桨推进装置，是水下自主航器的螺旋桨推进模块，位于水下自主航行器尾前部的尾舱，包括：设置在电机固定罩内由定子、转子和轴组成的由盘式电机，与盘式电机的轴相连并设置在隔离罩支架内的磁性联轴节，与磁性联轴节相连并通过轴承支架固定用于驱动螺旋桨的从动轴，所述的电机固定罩与隔离罩支架为密封连接。
所述的磁性联轴节包括有与盘式电机的轴相连的外毂和位于外毂内的内毂，所述内毂与从动轴固定连接。
所述的盘式电机的电线是通过设置在电机固定罩端部的水密接头与导线相连，所述的导线的端头设置在水密接头内。
所述的盘式电机的轴的两端各有一套陶瓷轴承支撑，并通过轴承支架压紧固定，轴的末端与外毂通过紧定螺柱固定连接。
在电机固定罩的端部位于水密接头与盘式电机之间设置有压力补偿块，在磁性联轴节位于从动轴的一侧设置有磁耦合隔离罩，所述的压力补偿块与磁耦合隔离罩之间构成密封腔体，所述的密封腔体里面充满油。
所述的磁耦合隔离罩是通过轴承支架与隔离罩支架之间的螺栓而定位，并通过隔离罩端面的密封圈密封。
所述的从动轴通过两个陶瓷轴承支撑，轴承由轴承支架固定。
本发明的水下自主航行平台螺旋桨推进装置，在满足水下自主航行器(AUV)的功能的同时，采用充油密封、和压力补偿装置，使其能承受更大的压力，满足了长时间、大范围的深海作业的能力；机械系统、电路系统和控制程序均采用模块化设计结构，体积小，质量轻，安装方便，功能强大，设计思路新颖；搭载相应的测量传感器和任务模块，可以实现对大范围水域的监测和勘测。
附图说明
图1是水下自主航行器的结构示意图；
图2是螺旋桨推进模块带有尾壳固定架的结构示意图；
图3是螺旋桨推进模块外部结构示意图；
图4是螺旋桨推进模块内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的水下自主航行平台螺旋桨推进装置做出详细说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明的水下自主航行平台螺旋桨推进装置，是水下自主航器的螺旋桨推进模块3，所述螺旋桨推进模块3位于水下自主航器尾部的尾舱2内，并固定安装在尾壳固定架4上，通过螺栓连接，尾壳固定架4与航行器主体1通过径向螺栓连接；所述螺旋桨推进模块2包括：设置在电机固定罩8内由定子10、转子20和轴19组成的由盘式电机，所述的盘式电机的电线是通过设置在电机固定罩8端部的水密接头7与导线6相连，所述的导线6的端头设置在水密接头7内。盘式电机的定子10由电机固定架11、18和隔离罩固定架13固定，转子20和轴19之间通过过盈配合连接，所述的盘式电机的轴19的两端各有一套陶瓷轴承9、21支撑，并通过轴承支架12压紧固定，轴19的末端与外毂14通过紧定螺柱固定连接。与盘式电机的轴19相连并设置在隔离罩支架13内的磁性联轴节，所述的磁性联轴节包括有与盘式电机的轴19相连的外毂14和位于外毂14内的内毂22，所述内毂22与从动轴24通过紧定螺柱固定连接。与磁性联轴节相连并通过轴承支架16固定用于驱动螺旋桨26的从动轴24，所述的从动轴24通过两个陶瓷轴承28支撑，轴承28由轴承支架16固定，轴承28的左端由轴套23固定。所述的电机固定罩8与隔离罩支架13为密封连接。
在电机固定罩8的端部位于水密接头7与盘式电机之间设置有压力补偿块17，压力补偿块17上有密封圈进行轴向密封，在磁性联轴节位于从动轴24的一侧设置有磁耦合隔离罩15，所述的压力补偿块17与磁耦合隔离罩15之间构成密封腔体，所述的密封腔体里面充满油。
所述的磁耦合隔离罩15是通过轴承支架16与隔离罩支架13之间的螺栓而定位，并通过隔离罩15端面的密封圈密封。螺旋桨26与从动轴之间通过圆柱销25周向固定，末端由防松螺母27固定。从动轴24、内毂22、陶瓷轴承28、轴套23、螺旋桨26、圆柱销25、防松螺母27配合连接形成一套输出轴系。

Claims (6)

1.一种水下自主航行平台螺旋桨推进装置，是水下自主航器的螺旋桨推进模块，位于水下自主航行器尾前部的尾舱（2）内，其特征在于，包括：设置在电机固定罩（8）内由定子（10）、转子（20）和轴（19）组成的盘式电机，与盘式电机的轴（19）相连并设置在隔离罩支架（13）内的磁性联轴节，与磁性联轴节相连并通过轴承支架（16）固定用于驱动螺旋桨（26）的从动轴（24），所述的电机固定罩（8）与隔离罩支架（13）为密封连接，所述的盘式电机的电线是通过设置在电机固定罩（8）端部的水密接头（7）与导线（6）相连，所述的导线（6）的端头设置在水密接头（7）内。
2.根据权利要求1所述的水下自主航行平台螺旋桨推进装置，其特征在于，所述的磁性联轴节包括有与盘式电机的轴（19）相连的外毂（14）和位于外毂（14）内的内毂（22），所述内毂（22）与从动轴（24）固定连接。
3.根据权利要求1所述的水下自主航行平台螺旋桨推进装置，其特征在于，所述的盘式电机的轴（19）的两端各有一套陶瓷轴承（9、21）支撑，并通过轴承支架（12）压紧固定，轴（19）的末端与外毂（14）通过紧定螺柱固定连接。
4.根据权利要求1所述的水下自主航行平台螺旋桨推进装置，其特征在于，在电机固定罩（8）的端部位于水密接头（7）与盘式电机之间设置有压力补偿块（17），在磁性联轴节位于从动轴（24）的一侧设置有磁耦合隔离罩（15），所述的压力补偿块（17）与磁耦合隔离罩（15）之间构成密封腔体，所述的密封腔体里面充满油。
5.根据权利要求4所述的水下自主航行平台螺旋桨推进装置，其特征在于，所述的磁耦合隔离罩（15）是通过轴承支架（16）与隔离罩支架（13）之间的螺栓而定位，并通过隔离罩（15）端面的密封圈密封。
6.根据权利要求1所述的水下自主航行平台螺旋桨推进装置，其特征在于，所述的从动轴（24）通过两个陶瓷轴承（28）支撑，轴承（28）由轴承支架（16）固定。
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