CN109292063A - 一种用于深海区潜水器的动力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于深海区潜水器的动力装置，目的在于寻找更为有效的用于深海区潜水器的动力装置的抗深海区水压的实现方案，其包括动力装置本体和电子控制模块；动力装置本体包括封闭定子、转子装置、联动固定装置、螺旋杆、螺旋桨以及力矩换向传递机构；所述力矩换向传递机构包括相互联动的竖斜向齿轮和横斜向齿轮，所述竖斜向齿轮与所述转子装置联动，所述横斜向齿轮与所述螺旋杆联动；所述封闭定子包括圆筒和胶封部，所述电子控制模块与所述绕组连接。本发明通过在封闭定子上开设圆筒以容纳转子装置以及叶轮单元与转轴、永磁体固定且与深海区连通的设置方式，克服了深海区水压大的问题，提高了安全性。

Description

一种用于深海区潜水器的动力装置
技术领域
本发明涉及推进器领域，具体而言，本发明涉及一种用于深海区潜水器的动力装置。
背景技术
目前的潜水艇，其潜水深度有限，例如：难以达到近千米的深度，原因是多方面的，其中的防水密封举措不理想就是一个主要的原因之一。
部分改进方式如在定子与转子之间充满油液的方式实现密封，但是考虑到深海区水压比较大，因此，仍然存在一定的安全风险。
发明内容
为了寻找更为有效的用于深海区潜水器的动力装置的抗深海区水压的实现方案，本发明提供了一种用于深海区潜水器的动力装置。
为实现上述目的，本发明一种用于深海区潜水器的动力装置，其包括动力装置本体和用于控制所述动力装置本体工作状态的电子控制模块；
所述动力装置本体包括呈截面呈圆环状的封闭定子、转子装置、用于将所述转子装置与外部固定的联动固定装置、螺旋杆、与所述螺旋杆固定的螺旋桨以及用于作为动力输出的力矩换向传递机构；所述力矩换向传递机构包括相互联动的竖斜向齿轮和横斜向齿轮，所述竖斜向齿轮与所述转子装置联动，所述横斜向齿轮与所述螺旋杆联动；所述封闭定子包括用于收容转子装置的圆筒和设置在所述圆筒外围用于封装绕组的呈环状的胶封部，所述电子控制模块与所述绕组连接。
优选地，所述转子装置和所述圆筒的截面均为圆形且所述转子装置的半径比所述圆筒小，所述转子装置和所述圆筒同轴设置。
优选地，所述转子装置包括转轴、永磁体以及连接所述转轴和所述永磁体的至少一组叶轮单元；所述永磁体上包括多个N极永磁体和多个S极永磁体，所述N极永磁体和所述S极永磁体相间排列的；所述每个叶轮单元包括沿所述转轴的外围均匀固定的多个叶轮；所述转子装置和所述圆筒同所述转轴设置。
优选地，所述电子控制模块包括与外部交流电连接的输入滤波器、三相斩波单元、高频滤波单元、三相整流单元、缓冲泄放单元、与所述动力装置本体连接的三相逆变桥、控制器、驱动器、信号采集单元以及用于采集所述永磁体相对所述封闭定子的位置信号的位置传感器；所述输入滤波器、三相斩波单元、高频滤波单元、三相整流单元、缓冲泄放单元、三相逆变桥顺次连接；所述缓冲泄放单元、三相逆变桥以及三相斩波单元分别与所述驱动器连接，所述三相逆变桥，所述控制器包括捕获接口、PWM接口以及模数接口，所述位置传感器通过所述捕获接口与所述控制器连接；所述信号采集单元将采集到的所述三相逆变桥的的输出电压或者电流信号通过模数接口输入至所述控制器；所述控制器通过PWM接口向所述驱动器传送PWM控制信号。
优选地，所述控制器为DSP控制器。
优选地，所述联动固定装置包括与所述转轴的一端固定的第一陶瓷轴承和与所述转轴的另一端固定的第二陶瓷轴承，所述转子装置通过所述第一陶瓷轴承和所述第二陶瓷轴承与外部固定。。
与现有技术相比，本发明一种用于深海区潜水器的动力装置具有如下
有益效果：
本发明一种用于深海区潜水器的动力装置通过在封闭定子上开设圆筒以容纳转子装置以及叶轮单元与转轴、永磁体固定且与深海区连通的设置方式，克服了深海区水压大的问题，提高了安全性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例一种用于深海区潜水器的动力装置的封闭定子与转子装置的爆炸结构示意图；
图2为本发明实施例一种用于深海区潜水器的动力装置的封闭定子与转子装置配合的截面结构示意图。
图3为本发明实施例一种用于深海区潜水器的动力装置的电子控制模块的模块连接结构示意图。
图中标识说明：
10、封闭定子；101、圆筒；103、胶封部；
20、转子装置；201、转轴；203、叶轮单元；2031、叶轮；205、永磁体；
30、联动固定装置；301、第一陶瓷轴承；303、第二陶瓷轴承。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
请参阅图1-图2，本发明实施例一种用于深海区潜水器的动力装置包括动力装置本体和用于控制动力装置本体工作状态的电子控制模块，其中，动力装置本体包括呈截面呈圆环状的封闭定子10、转子装置20、用于将转子装置20与外部固定的联动固定装置30、螺旋杆、与螺旋杆固定的螺旋桨以及连接转子装置20与螺旋杆的用于联动转子装置20和螺旋桨的力矩换向传递机构；封闭定子10包括用于收容转子装置20的圆筒101和设置在圆筒101外围用于封装绕组的呈环状的胶封部103，电子控制模块与动力装置本体的绕组连接。
转子装置20和圆筒101的截面均为圆形且转子装置20的半径比圆筒101小，转子装置20和圆筒101同轴设置。
转子装置20包括转轴201、永磁体205以及连接转轴201和永磁体205的至少一组叶轮单元203，其中，永磁体205上包括多个N极永磁体和多个S极永磁体，N极永磁体和S极永磁体相间排列；每个叶轮单元203包括沿转轴201的外围均匀固定的多个叶轮2031；转子装置20和圆筒101同转轴201设置。
联动固定装置30包括与转轴201的一端固定的第一陶瓷轴承301和与转轴201的另一端固定的第二陶瓷轴承303，其中第一陶瓷轴承301和第二陶瓷轴承303形状基本一致，转子装置20通过第一陶瓷轴承301和第二陶瓷轴承303与外部固定。
力矩换向传递机构作为动力输出装置，其包括相互联动的竖斜向齿轮和横斜向齿轮，其中，竖斜向齿轮与转轴201连接，横斜向齿轮与螺旋杆连接。
请参阅图3，电子控制模块包括与外部交流电连接的输入滤波器、三相斩波单元、高频滤波单元、三相整流单元、缓冲泄放单元、与动力装置本体连接的三相逆变桥、控制器、驱动器、信号采集单元以及用于采集永磁体205的N极或者S极相对封闭定子10的位置信号的位置传感器，其中，入滤波器、三相斩波单元、高频滤波单元、三相整流单元、缓冲泄放单元、三相逆变桥顺次连接；缓冲泄放单元、三相逆变桥以及三相斩波单元分别与驱动器连接；控制器包括捕获接口、PWM接口以及模数接口，位置传感器通过捕获接口与控制器连接；信号采集单元将采集到的三相逆变桥的的输出电压或者电流信号通过模数接口输入至控制器；控制器通过PWM接口向驱动器传送PWM控制信号。
在一些实施方式中。本发明实施例之电子控制模块的工作原理如下：
交流电经输入滤波器滤波后连接到三相斩波单元的输入端，三相斩波单元输出第一电压信号经高频滤波单元滤波后连接到三相整流单元的输入端，三相整流单元输出第二电压信号到缓冲泄放单元的输入端，缓冲泄放单元输出第三电压信号输出到三相逆变桥的输入端，兰相逆变桥输出第四电压信号至动力装置本体。
优选地，控制器为DSP控制器。
为进一步理解本发明实施例一种用于深海区潜水器的动力装置，下面简述其工作过程：
当将用于深海区潜水器的动力装置放置在深海区中时，电子控制模块的控制器根据位置传感器的位置传感信号向绕组输入电流信号，使得与外界转子装置20开始旋转，进而带动螺旋桨旋转。
与现有技术相比，本发明实施例一种用于深海区潜水器的动力装置具有如下有益效果：
本发明实施例一种用于深海区潜水器的动力装置通过在封闭定子10上开设圆筒101以容纳转子装置20以及叶轮单元203与转轴201、永磁体205固定且与深海区连通的设置方式，克服了深海区水压大的问题，提高了安全性。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于深海区潜水器的动力装置，其特征在于，所述用于深海区潜水器的动力装置包括动力装置本体和用于控制所述动力装置本体工作状态的电子控制模块；
所述动力装置本体包括呈截面呈圆环状的封闭定子、转子装置、用于将所述转子装置与外部固定的联动固定装置、螺旋杆、与所述螺旋杆固定的螺旋桨以及用于作为动力输出的力矩换向传递机构；所述力矩换向传递机构包括相互联动的竖斜向齿轮和横斜向齿轮，所述竖斜向齿轮与所述转子装置联动，所述横斜向齿轮与所述螺旋杆联动；所述封闭定子包括用于收容转子装置的圆筒和设置在所述圆筒外围用于封装绕组的呈环状的胶封部，所述电子控制模块与所述绕组连接。
2.如权利要求1所述的用于深海区潜水器的动力装置，其特征在于，所述转子装置和所述圆筒的截面均为圆形且所述转子装置的半径比所述圆筒小，所述转子装置和所述圆筒同轴设置。
3.如权利要求2所述的用于深海区潜水器的动力装置，其特征在于，所述转子装置包括转轴、永磁体以及连接所述转轴和所述永磁体的至少一组叶轮单元；所述永磁体上包括多个N极永磁体和多个S极永磁体，所述N极永磁体和所述S极永磁体相间排列的；所述每个叶轮单元包括沿所述转轴的外围均匀固定的多个叶轮；所述转子装置和所述圆筒同所述转轴设置。
4.如权利要求3所述的用于深海区潜水器的动力装置，其特征在于，所述电子控制模块包括与外部交流电连接的输入滤波器、三相斩波单元、高频滤波单元、三相整流单元、缓冲泄放单元、与所述动力装置本体连接的三相逆变桥、控制器、驱动器、信号采集单元以及用于采集所述永磁体相对所述封闭定子的位置信号的位置传感器；所述输入滤波器、三相斩波单元、高频滤波单元、三相整流单元、缓冲泄放单元、三相逆变桥顺次连接；所述缓冲泄放单元、三相逆变桥以及三相斩波单元分别与所述驱动器连接，所述三相逆变桥，所述控制器包括捕获接口、PWM接口以及模数接口，所述位置传感器通过所述捕获接口与所述控制器连接；所述信号采集单元将采集到的所述三相逆变桥的的输出电压或者电流信号通过模数接口输入至所述控制器；所述控制器通过PWM接口向所述驱动器传送PWM控制信号。
5.如权利要求4所述的用于深海区潜水器的动力装置，其特征在于，所述控制器为DSP控制器。
6.如权利要求2所述的用于深海区潜水器的动力装置，其特征在于，所述联动固定装置包括与所述转轴的一端固定的第一陶瓷轴承和与所述转轴的另一端固定的第二陶瓷轴承，所述转子装置通过所述第一陶瓷轴承和所述第二陶瓷轴承与外部固定。
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