CN110203367A - 水下推进器 - Google Patents

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赛世栋
顾奎
熊鹰
王洪博
徐成栋
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Saikui Eagle Intelligent Equipment (weihai) Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种水下推进器，属于水下动力推进设备领域，其包括壳体、驱动组件、驱动轴、第一叶轮和第二叶轮；壳体内设置有流体通道和容置腔，流体通道包括进水口和排水口；流体通道内设置有增压区，增压区的内径沿排水方向递减；驱动轴与驱动组件连接；驱动组件设置在容置腔内；第一叶轮固定连接在驱动轴上，第二叶轮可转动连接在驱动轴上，第一叶轮位于第二叶轮的上游位置，第二叶轮位于增压区的内部。驱动组件通过驱动轴带动第一叶轮转动，第一叶轮使水流推进至增压区内；位于增压区内的第二叶轮使水流加速并喷射至排水口外，进而增加推进力，使水下推进器的推进动力得到提升，改善驱动效果。

Description

水下推进器
技术领域
本发明涉及水下动力推进设备领域，具体涉及一种水下推进器。
背景技术
水下推进器是一种多用途的水下动力推进设备，可以配套安装在冲浪板或小型船体等设备底部提供推进动力。目前，冲浪板或小型船体等设备配套使用的水下推进器通常包括：电机、驱动轴、螺旋桨和筒状壳体，电机通过驱动轴带动螺旋桨转动，利用螺旋浆推动水体流动来产生动力，推动冲浪板或小型船体等水上设备行进。但是，上述螺旋桨式的水下推进器产生的推进动力有限，驱动效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水下推进器，能够使水下推进器的推进动力得到提升，改善驱动效果。
基于上述目的，本发明提供的水下推进器，包括：
壳体、驱动组件、驱动轴、第一叶轮和第二叶轮；
所述壳体内设置有流体通道和容置腔，所述流体通道包括进水口和排水口；所述流体通道内靠近所述排水口的位置设置有增压区，所述增压区的内径沿排水方向递减；
所述驱动轴设置在所述壳体的内部，并与所述驱动组件连接；
所述驱动组件设置在所述容置腔内，用于驱动所述驱动轴转动；
所述第一叶轮固定连接在所述驱动轴上，所述第二叶轮可转动连接在所述驱动轴上，并且，所述第一叶轮位于所述第二叶轮的上游位置，所述第二叶轮位于所述增压区的内部。
进一步的，所述第一叶轮包括第一叶毂和连接在所述第一叶毂的周侧的多个螺旋状的第一叶片；所述第一叶毂呈锥形，所述第一叶毂的直径沿排水方向递增。
进一步的，所述第二叶轮包括第二叶毂和连接在所述第二叶毂的周侧的多个第二叶片，所述第二叶毂通过轴承套接在所述驱动轴上，所述第二叶毂呈锥形，所述第二叶毂的直径沿排水方向递减。
进一步的，所述第二叶片包括按排水方向依次连接的第一折弯部和第二折弯部，所述第一折弯部和所述第二折弯部之间设置一定角度。
进一步的，所述进水口设置在壳体的底部，所述排水口设置在壳体的轴线方向的一端部。
进一步的，所述驱动组件包括控制器、电机、减速机及密封外壳；所述控制器与所述电机电连接，所述电机与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出端与所述驱动轴连接，所述密封外壳位于所述减速机的输出端，并固定在所述壳体内。
进一步的，所述密封外壳靠近排水口的一端为导流部，所述导流部呈锥筒形，所述导流部的直径沿排水方向递减。
进一步的，所述密封外壳与所述驱动轴之间设置密封元件，所述减速机的输出端与所述驱动轴之间设置密封元件。
进一步的，所述水下推进器还包括第一充电组件，所述第一充电组件包括第一连接体，所述第一连接体的一端连接有电缆，另一端与所述控制器之间采用插头配合插孔的形式的电连接，以对控制器及电机供电。
进一步的，所述水下推进器还包括充电电源，所述充电电源与所述控制器之间采用插头配合插孔的形式的电连接，以对控制器及电机供电。
进一步的，所述水下推进器还包括第二充电组件，所述第二充电组件包括第二连接体，所述第二连接体的一端连接有电缆，另一端与所述充电电源之间采用插头配合插孔的形式的电连接，以对充电电源供电。
进一步的，所述水下推进器还包括照明组件，所述照明组件包括第三连接体和设置在所述第三连接体的内部的照明灯，所述第三连接体与所述充电电源的远离所述控制器的一端采用插头配合插孔的形式电连接，以对照明灯供电。
进一步的，所述壳体上设置有沿轴向延伸的滑道，所述滑道用于连接外接设备。
采用上述技术方案，本发明提供的水下推进器的技术效果有：
由于壳体内的流体通道内靠近排水口的位置设置有增压区，增压区的内径沿排水方向递减；第二叶轮位于增压区的内部，第一叶轮位于所述第二叶轮的上游位置，驱动组件通过驱动轴带动第一叶轮转动时，第一叶轮使水流推进至增压区内，增压区的内径沿排水方向递减；位于增压区内的第二叶轮使水流加速并喷射至排水口外，进而增加推进力，使水下推进器的推进动力得到提升，改善驱动效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的水下推进器的第一种结构示意图；
图2为图1所示的水下推进器的外观图；
图3为本发明实施例提供的第一叶轮的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的第二叶轮的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的水下推进器的第二种结构示意图；
图6为本发明实施例提供的水下推进器的第三种结构示意图。
附图标记：100-壳体，110-流体通道，111-进水口，112-排水口，113-增压区，120-容置腔，130-滑道，200-驱动组件，210-控制器，220-电机，230-减速机，240-密封外壳，241-导流部，250-密封元件，300-驱动轴，400-第一叶轮，410-第一叶毂，420-第一叶片；500-第二叶轮，510-第二叶毂，520-第二叶片，521-第一折弯部，522-第二折弯部，600-第一充电组件，610-第一连接体，700-电缆，800-充电电源，900-第二充电组件，910-第二连接体，920-照明组件，921-第三连接体，922-照明灯。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，本发明提供的水下推进器，包括：壳体100、驱动组件200、驱动轴300、第一叶轮400和第二叶轮500。
壳体100设置为筒状，壳体100的前端(上游位置)和后端(下游位置)均设置为锥形，壳体100内设置有流体通道110和容置腔120；流体通道110用于通过水流，流体通道110包括进水口111和排水口112；优选地，进水口111设置在壳体100底部，排水口112设置在壳体100的轴线方向的一端部；
在上述的流体通道110内靠近排水口112的位置设置有增压区113，增压区113的内径沿排水方向递减，由于增压区113的内径递减，可以起到对水流的增压作用，进而提高流速；
驱动轴300设置在壳体100的内部，并与驱动组件200连接；
驱动组件200设置在容置腔120内，用于驱动该驱动轴300转动；
第一叶轮400固定连接在驱动轴300上，可以与驱动轴300同步转动，第二叶轮500可转动连接在驱动轴300上，起到对第一叶轮400排出的水流进行整流的作用；并且，第一叶轮400位于第二叶轮500的上游位置，第二叶轮500位于增压区113的内部。
本申请的水下推进器中，由于壳体100内的流体通道110内靠近排水口112的位置设置有增压区113，增压区113的内径沿排水方向递减；第二叶轮500位于增压区113的内部，第一叶轮400位于第二叶轮500的上游位置，驱动组件200通过驱动轴300带动第一叶轮400转动时，第一叶轮400使水流推进至增压区113内，增压区113的内径沿排水方向递减；位于增压区113内的第二叶轮500使水流加速并喷射至排水口112外，进而增加推进力，使水下推进器的推进动力得到提升，改善驱动效果，并可以单独安装，实现小型化、模块化。
本申请的优选实施例中，参照图3，第一叶轮400包括第一叶毂410和连接在第一叶毂410的周侧的多个螺旋状的第一叶片420；第一叶毂410呈锥形，第一叶毂410的直径沿排水方向递增。
该实施例中，由于第一叶毂410的直径沿排水方向递增，从而在行进过程中，有效减小对水流产生的阻力；第一叶片420设置为螺旋状，多个第一叶片420对流体做功，使水流加速后向后喷出，由于经过第一叶轮400的流体除了向后的运动外，还有相对于驱动轴300轴心旋转的有害运动，为了消除上述的旋转有害运动。本申请技术方案中，在第一叶轮400的下游设置第二叶轮500，起到对整流作用，使流体的旋转运动全部转换成向后的运动，从而增加水流的驱动力。
本申请的优选实施例中，参照图4，上述的第二叶轮500包括第二叶毂510和连接在第二叶毂510的周侧的多个第二叶片520，第二叶毂510通过轴承套接在驱动轴300上，第二叶毂510呈锥形，第二叶毂510的直径沿排水方向递减。
该实施例中，由于第二叶毂510呈锥形，第二叶毂510的直径沿排水方向递减，装配时，要求第一叶毂410与第二叶毂510的对接端的直径相适配，从而在行进过程中，能够有效减小对水流产生的阻力。
优选地，第二叶片520包括按排水方向依次连接的第一折弯部521和第二折弯部522，第一折弯部521和第二折弯部522之间设置一定角度。第二折弯部522的长度大于第一折弯部521的长度，第二折弯部522沿着第二叶毂510的轴向延伸，第一折弯部521和第二折弯部522相结合使用，能够对流体的流动方向进行调节，使流体的旋转运动全部转换成向后的运动，从而增加水流的驱动力；并且由于第二叶轮500所处的增压区113的直径沿水流方向递减，因此，经过在第二叶轮500和增压区113的共同作用下，对水流增压及整流后经排水口112喷射而出，从而大幅提升推进器的驱动力。
本申请的优选实施例中，驱动组件200包括控制器210、电机220、减速机230及密封外壳240；控制器210与电机220电连接，用于控制电机220的开启、关闭及输出动力，电机220与减速机230的输入端连接，减速机230的输出端与驱动轴300连接，密封外壳240位于减速机230的输出端，并固定在壳体100内。密封外壳240与壳体100的内壁之间需要设置多重密封(图中并未示出)，以阻止水流进入至容置腔120内部；上述的减速机230采用行星齿轮式减速机230，用于调配驱动轴300的转速，电机220通过联轴器与减速机230的输入端连接，驱动轴300的端部穿过密封外壳240并伸入至减速器内部，与减速机230的输出端连接。
优选地，参照图1，上述的密封外壳240靠近排水口112的一端为导流部241，并且导流部241呈锥筒形，导流部241的直径沿排水方向递减。在应用过程中，由于密封外壳240的一部分处于进水口111位置，因此，会对水流产生阻力，本实施例中，将导流部241设置为锥筒形，可以将水流引入至驱动轴300的轴心方向，起到引流的作用。
优选地，在密封外壳240与驱动轴300之间设置密封元件250，同时，减速机230的输出端与驱动轴300之间设置密封元件250。上述的密封元件250可以采用油封或水封，或者油封和水封相结合配置的方式。例如，本实施例中，在密封外壳240与驱动轴300之间分别设置有油封和水封，其中，水封设置在靠近后侧的位置。在减速机230的输出端与输出轴之间设置油封。利用上述的密封元件250的使用，可以确保电机220、减速机230及容置腔120的密封性。
本申请提供的水下推进器，可以采用多种方式对控制及电机220进行供电，具体参照下述说明。
第一种充电方式
本申请的优选实施例中，水下推进器还包括第一充电组件600，第一充电组件600包括第一连接体610，第一连接体610的一端连接有电缆700，另一端与控制器210之间采用插头配合插孔的形式的电连接，以对控制器210及电机220供电。例如，需要说明的是，插头可以设置在控制器210上，也可以设置在第一连接体610上，相对应地，插孔可以设置在控制器210上，也可以设置在第一连接体610上。电缆700起到连接外部电源的作用。
上述的第一连接体610设置为锥形体，其前端(上游位置)的直径小于后端(下游位置)的直径，在行进时，减小了对水流的阻力。
另外，第一连接体610可以采用嵌入方式与壳体100连接，并且，第一连接体610与壳体100之间需要设置密封圈进行密封。
第二种充电方式
本申请的优选实施例中，参照图5，水下推进器还包括充电电源800，充电电源800与控制器210之间采用插头配合插孔的形式的电连接，以对控制器210及电机220供电。优选地，充电电源800具有防水外壳，防水外壳设置为筒状，充电电源800起到对控制器210及电机220的供电作用。
充电电源800的防水外壳可以采用嵌入方式与壳体100连接，并且，防水外壳与壳体100之间需要设置密封圈进行密封。
继续参照图5，应用时，考虑到对充电电源800的功能，本实施例中，水下推进器还包括第二充电组件900，第二充电组件900包括第二连接体910，第二连接体910的一端连接有电缆700，另一端与充电电源800之间采用插头配合插孔的形式的电连接，以对充电电源800供电。这里需要说明的是，第二充电组件900的结构与第一充电组件600的结构相似，通过电缆700连接外部电源对充电电源800起到充电的作用。
上述的第二连接体910也设置为锥形体，其前端(上游位置)的直径小于后端(下游位置)的直径，在行进时，减小了对水流的阻力。
另外，第二连接体910可以采用嵌入方式与充电电源800的防水外壳连接，并且，第二连接体910与防水外壳之间需要设置密封圈进行密封。
参照图6，另外，本实施例中的水下推进器还包括照明组件920，照明组件920包括第三连接体921和设置在第三连接体921的内部的照明灯922，第三连接体921与充电电源800的远离控制器210的一端采用插头配合插孔的形式电连接，以对照明灯供电。
第三连接体921可以替代第二充电组件900使用，第三连接体921同样设置为锥形体，其前端(上游位置)的直径小于后端(下游位置)的直径，在行进时，减小了对水流的阻力。应用时，第三连接体921中的照明灯起到一定的警示作用，尤其适用在外界阳光昏暗的状况中。
此外，本实施例提供的水下推进器中，在壳体100上设置有沿轴向延伸的滑道130，滑道130用于连接外接设备。上述的外接设置可以是冲浪板、充气艇、手持潜水器等设备，还可以与舵机连接，通过舵机控制水下推进器的转向。
本申请提供的水下推进器，实现了体积的小型化、集成化，在最小的空间内有效的集成了第一叶轮400、第二叶轮500、电机220、控制器210。减速机230等元件，使其产生的推力最大化，体积小、效率高，改变了目前市面上传统螺旋桨推进器的体积大、效率低、速度慢的缺点。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种水下推进器，其特征在于，包括：壳体、驱动组件、驱动轴、第一叶轮和第二叶轮；
所述壳体内设置有流体通道和容置腔，所述流体通道包括进水口和排水口；所述流体通道内靠近所述排水口的位置设置有增压区，所述增压区的内径沿排水方向递减；
所述驱动轴设置在所述壳体的内部，并与所述驱动组件连接；
所述驱动组件设置在所述容置腔内，用于驱动所述驱动轴转动；
所述第一叶轮固定连接在所述驱动轴上，所述第二叶轮可转动连接在所述驱动轴上，并且，所述第一叶轮位于所述第二叶轮的上游位置，所述第二叶轮位于所述增压区的内部。
2.根据权利要求1所述的水下推进器，其特征在于，所述第一叶轮包括第一叶毂和连接在所述第一叶毂的周侧的多个螺旋状的第一叶片；所述第一叶毂呈锥形，所述第一叶毂的直径沿排水方向递增。
3.根据权利要求1所述的水下推进器，其特征在于，所述第二叶轮包括第二叶毂和连接在所述第二叶毂的周侧的多个第二叶片，所述第二叶毂通过轴承套接在所述驱动轴上，所述第二叶毂呈锥形，所述第二叶毂的直径沿排水方向递减。
4.根据权利要求3所述的水下推进器，其特征在于，所述第二叶片包括按排水方向依次连接的第一折弯部和第二折弯部，所述第一折弯部和所述第二折弯部之间设置一定角度。
5.根据权利要求1所述的水下推进器，其特征在于，所述驱动组件包括控制器、电机、减速机及密封外壳；所述控制器与所述电机电连接，所述电机与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出端与所述驱动轴连接，所述密封外壳位于所述减速机的输出端，并固定在所述壳体内。
6.根据权利要求5所述的水下推进器，其特征在于，所述密封外壳靠近排水口的一端为导流部，所述导流部呈锥筒形，所述导流部的直径沿排水方向递减。
7.根据权利要求5所述的水下推进器，其特征在于，所述密封外壳与所述驱动轴之间设置密封元件，所述减速机的输出端与所述驱动轴之间设置密封元件。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的水下推进器，其特征在于，所述水下推进器还包括第一充电组件，所述第一充电组件包括第一连接体，所述第一连接体的一端连接有电缆，另一端与所述控制器之间采用插头配合插孔的形式的电连接，以对控制器及电机供电。
9.根据权利要求5-7中任意一项所述的水下推进器，其特征在于，所述水下推进器还包括充电电源，所述充电电源与所述控制器之间采用插头配合插孔的形式的电连接，以对控制器及电机供电。
10.根据权利要求9所述的水下推进器，其特征在于，所述水下推进器还包括第二充电组件，所述第二充电组件包括第二连接体，所述第二连接体的一端连接有电缆，另一端与所述充电电源之间采用插头配合插孔的形式的电连接，以对充电电源供电。
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