CN109436252A - 一种可旋转式水下推进装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可旋转式水下推进装置，包括背包、控制把手和两个推进器；背包的内部设有独立分布的控制舱、电池舱和旋转模块；旋转模块包括至少一个旋转电机和两个密封转轴，两个密封转轴对称设置，且一端均与旋转电机的输出端连接；背包的外部至少设有两个用于插接推进器的推进器外接插口；推进器外接插口设有转轴外壳，转轴外壳设有通孔，两个密封转轴的另一端分别可转动的穿设于两个转轴外壳的通孔中；控制把手设有控制键，控制键与控制舱和电池舱电连接，用于使用者输入控制指令；每个推进器均包括驱动电机和由该驱动电机驱动的划水装置。该装置可通过控制把手遥控旋转推进器朝向，调整使用者姿态，并且结构简单、模块化程度高，拆装方便。
Description
技术领域
本发明涉及水下推进设备技术领域，尤其涉及一种可旋转式水下推进装置。
背景技术
目前，市面上的水下推进装置结构单一，使用形式较为单调，通常只能固定安装于使用者身上，使用者需长时间在水下维持同一姿势，体力消耗非常大且不易控制，无法灵活调整推进装置的推进方向，不能完成悬停等操作，限制了使用者的游动状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种可根据使用者需要，相对于使用者自身旋转调节的水下推进装置，令使用者无需调整自身姿势，也能够改变推进方向和游动状态。
为了实现上述目的，本发明提供了一种可旋转式水下推进装置，包括：背包、控制把手和两个推进器；
所述背包为防水结构，所述背包的内部设有独立分布的控制舱、电池舱和旋转模块；所述电池舱与所述控制舱电连接；所述旋转模块包括至少一个旋转电机和两个密封转轴，所述旋转电机与所述电池舱、所述控制舱电连接，两个所述密封转轴对称设置，且一端均与所述旋转电机的输出端连接；
所述背包的外部至少设有两个用于插接所述推进器的推进器外接插口；所述推进器外接插口设有转轴外壳，所述转轴外壳设有通孔，两个所述密封转轴的另一端分别可转动的穿设于两个所述转轴外壳的通孔中；
所述控制把手设有控制键，控制键与所述控制舱和所述电池舱电连接，用于使用者输入控制指令；
每个所述推进器均包括驱动电机和由该驱动电机驱动的划水装置，所述驱动电机均与所述控制舱和所述电池舱电连接。
优选地，所述旋转模块包括一个旋转电机，所述旋转电机为双输出轴电机，包括两个同步转动的输出端，分别与两个所述密封转轴的一端连接。
优选地，所述密封转轴的一端均通过联轴器与所述旋转电机的输出端连接，所述密封转轴的另一端与所述转轴外壳的通孔之间通过骨架密封实现动密封，所述转轴外壳与所述背包之间通过O型密封圈实现静密封。
优选地，还包括穿戴装置，所述穿戴装置包括设有背带的背板和至少两个肢体固定器；所述背板可拆卸的设于所述背包一侧；每个所述肢体固定器均设有用于插接所述推进器的推进器快插接口，和能够固定于使用者四肢上的环状固定部，所述环状固定部可调节大小。
优选地，所述推进器快插接口包括可转动的转盘，所述推进器能够插接于所述转盘，并相对于所述肢体固定器转动。
优选地，每个所述肢体固定器均通过电缆与所述控制舱和所述电池舱电连接；所述推进器通过电缆、所述推进器外接插口或所述推进器快插接口与所述控制舱和所述电池舱电连接。
优选地，每个所述肢体固定器均包括辅助电机，所述辅助电机与所述控制舱和所述电池舱电连接，所述辅助电机的输出端与所述转盘连接，并能够带动所述转盘转动。
优选地，所述背包的外部还设有用于插接所述控制把手的控制把手快插接口，所述控制把手通过电缆或所述控制把手快插接口，与所述控制舱和所述电池舱电连接。
优选地，还包括辅助把手；所述背包的外部还设有用于插接所述辅助把手的辅助把手快插接口，所述辅助把手快插接口与所述控制把手快插接口对称设于所述背包的两侧。
优选地，还包括氧气瓶，所述氧气瓶通过支架设于所述背包。
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种可旋转式水下推进装置，包括背包、控制把手和两个推进器，使用者可手持控制把手，将两个推进器对称插接于背包，使用时，无需使用者改变自身姿势，即可依据需求灵活调节推进器的推进方向，不但解放了使用者的四肢，并且可悬停在某一位置完成搬运、搜救等特殊的工作内容。
附图说明
图1是本发明实施例中可旋转式水下推进装置结构示意图；
图2是图1的剖面图；
图3是本发明实施例中可旋转式水下推进装置背推式助游示意图。
图中：1：控制把手；2：电缆；3：背带；4：背板；5：背包；6：支架；7：氧气瓶；8：推进器外接插口；9：推进器；10：双输出轴电机；11：电机座；12：联轴器；13：密封转轴；14：轴承；15：骨架密封；16：转轴外壳。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出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。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种可旋转式水下推进装置，包括背包5、控制把手1和两个推进器9。
其中，背包5为防水结构，采用密封设计。优选地，背包5外表面光滑，背包5头部优选为流线型，减少在水中游动的阻力。背包5的内部设有独立分布的控制舱、电池舱和旋转模块，电池舱内包括蓄电池，用于为水下推进装置供电，控制舱内包括模块化的主控单元及相关电路，用于控制水下推进装置工作状态。电池舱与控制舱电连接，但电池舱和控制舱独立分布，分离减少电磁干扰。
旋转模块包括至少一个旋转电机和两个密封转轴13，旋转电机与电池舱、控制舱电连接，优选设于背包中轴线处。两个密封转轴13对称设置，优选分设于旋转电机两侧，有助于使用者保持平衡。密封转轴13的一端均与旋转电机的输出端连接。
背包5的外部至少设有两个用于插接推进器9的推进器外接插口8。推进器外接插口8为防水接口，优选地，满足IP7级别防水要求。如图2所示，推进器外接插口8内设有转轴外壳16，转轴外壳16设有用于穿设密封转轴13的通孔，两个密封转轴13的一端均与旋转电机的输出端连接，另一端分别可转动的穿设于两个转轴外壳16的通孔中，即各密封转轴均能相对于其穿设的转轴外壳16转动。
控制把手1设有控制键，控制键与控制舱和电池舱电连接，用于使用者输入控制指令。优选地，控制键包括启动、停止、急停、速度调节键，方便使用者控制推进装置，实现无级调节推进装置推进速度，控制键还包括推进器旋转键，推进器旋转键用于控制旋转模块以无级调节密封转轴，进而改变推进器9的朝向。
每个推进器9均包括驱动电机和由该驱动电机驱动的划水装置，驱动电机均与控制舱和电池舱电连接。推进器9通过电缆与控制舱和电池舱电连接，或插接于推进器外接插口8，通过推进器外接插口8与控制舱和电池舱电连接。推进器9插接于推进器外接插口8时，推进器9与密封转轴连接，并能够在密封转轴的带动下转动。优选地，驱动电机为无刷电机，划水装置可选螺旋桨。
优选地，推进器9一侧设有推进器端口，推进器端口与推进器外接插口8相匹配。推进器端口向外凸起，便于实现插接，并确保插接后不会影响到推进器9划水。进一步优选地，推进器9外表面光滑，前端优选为流线型，减少在水下行进的阻力。
如图3所示，本发明提供的一种可旋转式水下推进装置，包括背包、控制把手和推进器，背包内设有旋转模块，当使用者将背包固定在身后，手持控制把手，推进器插接于背包并与旋转模块连接，可实现背推式助游，通过控制把手不仅可调节推进器的转速，还能根据使用者需要灵活调节推进器的朝向，即改变推进角度，使用者无需改变自身姿势，也能够调整推进器的推进方向，实现悬停甚至倒退等特殊动作。同时，该装置各个部件均为模块化设计，集成度高，方便组合、更换。各个推进器作为单独模块，可与其他部件分离开使用，当一个推进器与背包分离使用时，可通过电缆与背包内部电连接，该推进装置还可根据使用者的需要，切换不同的工作方式，例如推进器还可以固定于使用者四肢上，或由使用者手持使用，或固定于浮板上与浮板配合使用，实现不同的游水方式。
进一步地，为提高安全性能，不仅控制把手1设有紧急停止控制键，背包优选安装有紧急救生装置。
如图2所示，优选地，旋转模块包括一个旋转电机，旋转电机为双输出轴电机10，双输出轴电机10通过电机座11固定于背包内，包括两个同步转动的输出端，其两个输出轴的输出端分别与两个密封转轴13的一端连接。利用双输出轴电机10将转矩输出到推进器上，能够确保两个推进器同步偏转，同步改变朝向，有益于使用者保持平衡，避免调整推进方向时发生偏斜或侧翻。显然，在另一个实施方式中，若需分别调整两个推进器的推进方向，也可采用两个旋转电机并令两个旋转电机的输出端分别与两个密封转轴13连接，实现独立驱动推进器偏转。
优选地，密封转轴13的一端均通过联轴器12与旋转电机的输出端连接，密封转轴13的另一端通过轴承14支撑，可转动的穿设于转轴外壳16的通孔内，密封转轴13与转轴外壳16的通孔之间通过骨架密封15实现动密封，转轴外壳16与背包5之间通过O型密封圈实现静密封。
优选地，该可旋转式水下推进装置还包括穿戴装置，穿戴装置包括设有背带3的背板4和至少两个肢体固定器。背板4可拆卸的设于背包5一侧，使用者通过背带背上背板后，背包可以固定于背板外侧，也可以与背板分离使用，拆装方便。每个肢体固定器均设有用于插接推进器9的推进器快插接口，和能够固定于使用者四肢上的环状固定部，其中，推进器快插接口与推进器端口相匹配，环状固定部可调节大小。若使用者在手臂或腿部穿戴多个肢体固定器，则推进器可以快速在各个肢体固定器间灵活切换，根据需要实现不同的游水方式。
进一步优选地，环状固定部包括弧形板和多个固定带，弧形板和固定带包围使用者的手臂或腿部，多个固定带平行间隔设置，一端与弧形板的一侧固定连接，另一端与弧形板的另一侧活动连接，活动连接可通过卡扣等结构，固定带长短可调节，改变环状固定部的大小，以适应不同的固定位置。推进器快插接口设于弧形固定板的外侧，方便插接推进器。
优选地，每个肢体固定器均通过电缆与控制舱和电池舱电连接。使用时，推进器9可根据需要通过电缆、推进器外接插口8或推进器快插接口与控制舱和电池舱电连接，方便使用者自行调节推进器的位置。
优选地，推进器快插接口包括可转动的转盘，推进器9能够插接于转盘，并相对于肢体固定器转动，转盘与肢体固定器之间采用动密封。通过肢体固定器的转盘，使用者可自行调整推进器在手臂或大腿上推进的方向，例如当使用者改变手臂或腿部的姿势后，可转动各推进器9的朝向，保持整体的推进方向不变。
进一步优选地，每个肢体固定器均包括辅助电机，辅助电机通过电缆与控制舱和电池舱电连接，辅助电机的输出端与转盘连接，并能够带动转盘转动。设置辅助电机后，使用者无需手动转动设于肢体固定器上的推进器，通过控制把手1即可方便调整推进器朝向，调整方式更为灵活、快捷。
优选地，背包5的外部还设有用于插接控制把手1的控制把手快插接口，控制把手1通过电缆2或通过控制把手快插接口，与控制舱和电池舱电连接。控制把手快插接口为防水接口，优选满足IP7级别防水要求。通过控制把手快插接口，使用者可将控制把手1插接于背包，手扶背包采用拖拽式的方式游动。
优选地，该装置还包括辅助把手，并且背包5的外部还设有用于插接辅助把手的辅助把手快插接口，辅助把手快插接口与控制把手快插接口对称设于背包5的两侧。采用拖拽式游动时，可以将控制把手1和辅助把手对称插接于背包，双手抓握控制把手和辅助把手，通过控制把手无级调节前进的速度，以类似控制电动自行车把手的方式控制该水下推进装置的移动方向和工作状态，操作更便捷，且安全性和趣味性较高。
进一步地，该水下推进装置还包括氧气瓶7，氧气瓶7通过支架6设于背包5。如图3所示，氧气瓶7设于背包5外侧，为使用者潜水提供氧气。
在一个优选的实施方式中，为提高使用者游水的安全性和趣味性，背包5还设有防水液晶屏，防水液晶屏通过设于背包5内部的电路与控制舱和电池舱均电连接，用于显示水下推进装置工作状态、电量和充电状态等信息。防水液晶屏优选设于背包5的底部，采用拖拽式时，可由防水液晶屏监控该水下推进装置工作状态。
优选地，背包5的前端还设有防水摄像头，防水摄像头通过设于背包5内部的电路与防水液晶屏、控制舱和电池舱电连接。防水摄像头可清晰完整地记录水下的活动情况，信号传输至防水液晶屏，防水液晶屏实时显示防水摄像头拍摄的视频或图像，以便使用者更好的观测水下环境。进一步优选地，控制舱内设有存储装置，且存储装置与防水摄像头连接，可记录使用者在水下拍摄的画面方便用户后期整理。照相和拍摄功能有助于确保使用者的安全，另一方面，照相和拍摄功能也增强了水下活动的趣味性。
优选地，该水下推进装置还包括探照灯，探照灯通过设于背包5内部的电路与控制舱和电池舱电连接。进一步优选地，至少包括两个探照灯，至少两个探照灯设于背包5的前端，分设于防水摄像头两侧，探照灯的照明强度可依据环境光的不同进行无级调节，为使用者照明，方便使用者拍摄等。
综上，本发明提供了一种多种工作模式的旋转式水下推进装置，该装置可通过穿戴装置安装于使用者身上，并且在安装好后，使用者不仅可自行调节推进速度，还可以在不改变自身姿态的情况下，灵活调整该推进装置的推进方向，实现悬停、倒推等特殊作业姿态，并且使用者还能够对该水下推进装置进行拆分与组合，或搭配其他设备，灵活实现多种不同游水模式。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种可旋转式水下推进装置，其特征在于，包括：背包、控制把手和两个推进器；
所述背包为防水结构，所述背包的内部设有独立分布的控制舱、电池舱和旋转模块；所述电池舱与所述控制舱电连接；所述旋转模块包括至少一个旋转电机和两个密封转轴，所述旋转电机与所述电池舱、所述控制舱电连接，两个所述密封转轴对称设置，且一端均与所述旋转电机的输出端连接；
所述背包的外部至少设有两个用于插接所述推进器的推进器外接插口；所述推进器外接插口设有转轴外壳，所述转轴外壳设有通孔，两个所述密封转轴的另一端分别可转动的穿设于两个所述转轴外壳的通孔中；
所述控制把手设有控制键，控制键与所述控制舱和所述电池舱电连接，用于使用者输入控制指令；
每个所述推进器均包括驱动电机和由该驱动电机驱动的划水装置，所述驱动电机均与所述控制舱和所述电池舱电连接。
2.根据权利要求1所述的可旋转式水下推进装置，其特征在于：所述旋转模块包括一个旋转电机，所述旋转电机为双输出轴电机，包括两个同步转动的输出端，分别与两个所述密封转轴的一端连接。
3.根据权利要求1所述的可旋转式水下推进装置，其特征在于：所述密封转轴的一端均通过联轴器与所述旋转电机的输出端连接，所述密封转轴的另一端与所述转轴外壳的通孔之间通过骨架密封实现动密封，所述转轴外壳与所述背包之间通过O型密封圈实现静密封。
4.根据权利要求1所述的可旋转式水下推进装置，其特征在于：还包括穿戴装置，所述穿戴装置包括设有背带的背板和至少两个肢体固定器；所述背板可拆卸的设于所述背包一侧；每个所述肢体固定器均设有用于插接所述推进器的推进器快插接口，和能够固定于使用者四肢上的环状固定部，所述环状固定部可调节大小。
5.根据权利要求4所述的可旋转式水下推进装置，其特征在于：所述推进器快插接口包括可转动的转盘，所述推进器能够插接于所述转盘，并相对于所述肢体固定器转动。
6.根据权利要求5所述的可旋转式水下推进装置，其特征在于：每个所述肢体固定器均通过电缆与所述控制舱和所述电池舱电连接；所述推进器通过电缆、所述推进器外接插口或所述推进器快插接口与所述控制舱和所述电池舱电连接。
7.根据权利要求6所述的可旋转式水下推进装置，其特征在于：每个所述肢体固定器均包括辅助电机，所述辅助电机与所述控制舱和所述电池舱电连接，所述辅助电机的输出端与所述转盘连接，并能够带动所述转盘转动。
8.根据权利要求1所述的可旋转式水下推进装置，其特征在于：所述背包的外部还设有用于插接所述控制把手的控制把手快插接口，所述控制把手通过电缆或所述控制把手快插接口，与所述控制舱和所述电池舱电连接。
9.根据权利要求8所述的可旋转式水下推进装置，其特征在于：还包括辅助把手；所述背包的外部还设有用于插接所述辅助把手的辅助把手快插接口，所述辅助把手快插接口与所述控制把手快插接口对称设于所述背包的两侧。
10.根据权利要求1所述的可旋转式水下推进装置，其特征在于：还包括氧气瓶，所述氧气瓶通过支架设于所述背包。
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