CN110752698B - 一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机，涉及到伺服电机领域，包括前盖板、中盖板和后盖板，所述中盖板的内侧设置有电机外壳，所述中盖板的内壁通过第一支撑板与电机外壳连接，所述电机外壳的内壁上连接有定子，所述电机外壳的内腔中部设置有转轴，所述转轴的中部外侧固定连接有转子，所述电机外壳的内部填充有绝缘油。本发明的中盖板通过第一支撑板与电机外壳连接，后盖板通过第二支撑板与电机外壳连接，第一支撑板和第二支撑板均为倾斜设置，且第一支撑板和第二支撑板的倾斜方向相反，使得第一支撑板和第二支撑板上的切向力相互抵消，进一步提高了电机外壳的承压上限，提高了本装置的工作范围。

Description

一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机

技术领域

本发明涉及伺服电机领域，特别涉及一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机。

背景技术

近年来海洋探索和科研考察的需要，水下推进器正成为一个热点研究领域，而作为水下推进器核心动力装置的直流无刷电机也受到越来越多的关注。水下电机因其特殊的工作环境，相较传统电机对其提出了一些新的要求，诸如耐腐蚀，耐压能力，耐磨损能力等等。现有技术中，考虑到海水中易腐蚀等因素，采用的材料往往强度、硬度较低，难以适应深水压力大的环境，而且现有的水下电机密封性较差，使得电机外界的水流容易在强水压下渗入电机的内部，影响电机的工作，而有的水下电机为了保证电机的密封性，牺牲了电机的散热性能，使得电机在工作一段时间后积累了大量的热量，影响电机的工作性能。因此，发明一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机，包括前盖板、中盖板和后盖板，所述中盖板的内部镶嵌有多个加强筋，所述中盖板的内侧设置有电机外壳，所述中盖板的内壁通过第一支撑板与电机外壳连接，所述电机外壳的内壁上连接有定子，所述电机外壳的内腔中部设置有转轴，所述转轴的中部外侧固定连接有转子，所述电机外壳的内部填充有绝缘油，所述前盖板的一侧边缘固定连接有密封块，所述密封块与电机外壳的一端外侧贴合连接，所述前盖板的一侧中部镶嵌有防水板，所述转轴的一端贯穿防水板和前盖板的中部并位于前盖板的外侧，所述前盖板的中部镶嵌有两个并排设置的密封圈，所述密封圈套接在转轴的外侧，所述前盖板的一侧中部固定连接有套接于转轴外侧的第一密封法兰，所述转轴的另一端贯穿电机外壳的另一端中部并通过密封轴承与电机外壳活动连接，所述电机外壳的另一端外侧中部固定连接有套接在转轴外侧的第二密封法兰；所述第一支撑板设置为倾斜结构，其倾斜方向与中盖板垂直电机外壳方向呈30°-60°倾角设置；所述电机外壳的外侧开设有凹槽，所述凹槽内活动连接有第二支撑板，所述第二支撑板远离电机外壳的一端与后盖板的内壁固定连接，且第二支撑板设置为倾斜结构；所述第二支撑板设置有六个，六个第二支撑板呈环形阵列分布，所述第二支撑板的倾斜方向与第一支撑板的倾斜方向相反。优选的，所述转轴的另一端外侧固定连接有主动齿轮，所述电机外壳的另一端边缘通过轴承活动连接有活动轴，所述活动轴远离电机外壳的一端外侧固定连接有辅助齿轮，所述辅助齿轮与主动齿轮啮合连接，所述活动轴的中部外侧固定连接有搅拌桨。

优选的，所述第一支撑板设置有六组，六组第一支撑板呈环形阵列分布，每组设置有多个第一支撑板，多个第一支撑板呈等间距水平分布。

优选的，所述前盖板的一侧边缘固定连接有环形连接板，所述中盖板的一端开设有环形槽，所述环形连接板与环形槽通过螺纹连接，所述中盖板的另一端开设有槽口，所述后盖板的一端设置有凸板，所述凸板与槽口相适配。

优选的，所述前盖板的边缘贯穿开设有六个通槽，所述通槽设置为弧形结构，且六个通槽呈环形阵列分布。

优选的，所述活动轴设置有多个，多个活动轴呈环形阵列分布，且活动轴与凹槽错位设置。

优选的，所述后盖板的另一端内侧边缘固定连接有连接套环，所述连接套环与活动轴相适配，所述后盖板的另一端边缘设置有过滤网板。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过在电机外壳的外侧设置有前盖板、中盖板和后盖板，前盖板、中盖板和后盖板抵消了部分水压，提高了本装置的承压上限；

2、本发明的中盖板通过六组第一支撑板与电机外壳连接，六组第一支撑板均匀分布，达到了很好的支撑效果，而且能够将受到的压力均匀的分散在电机外壳上，使得电机外壳受力均匀，不易发生形变，后盖板通过六个第二支撑板与电机外壳连接，第一支撑板和第二支撑板均为倾斜设置，且第一支撑板和第二支撑板的倾斜方向相反，使得第一支撑板和第二支撑板上的切向力相互抵消，能够将电机外壳承受的轴向压力转化成切向压力，进一步提高了电机外壳的承压上限，提高了本装置的工作范围；

3、本发明通过在前盖板上设置有密封圈第一密封法兰，提高了前盖板与转轴之间的密封性，前盖板上的密封块起到了加强密封的作用，通过在后盖板上设置有密封轴承和第二密封法兰，提高了电机外壳与转轴之间的密封性，使得外界的水不会在强水压下进入电机的内部，提高了电机的工作效率；

4、本发明通过在后盖板内设置有主动齿轮、活动轴、辅助齿轮和搅拌桨，转轴在工作时通过主动齿轮、活动轴和辅助齿轮带动搅拌桨转动，使得搅拌桨能够将外界的水流通过后盖板上的过滤网板抽到中盖板与电机外壳之间，再通过前盖板上的通槽排出，达到了快速散热的效果。

附图说明

图1为本发明整体结构的示意图。

图2为本发明整体结构的剖面示意图。

图3为本发明结构的侧剖示意图。

图4为本发明第二支撑板结构的侧剖示意图。

图5为本发明前盖板结构的侧视示意图。

图中：1、前盖板；2、中盖板；201、加强筋；3、后盖板；4、电机外壳；5、第一支撑板；6、定子；7、转轴；8、转子；9、绝缘油；10、密封块；11、防水板；12、密封圈；13、第一密封法兰；14、密封轴承；15、第二密封法兰；16、第二支撑板；17、凹槽；18、环形连接板；19、环形槽；20、槽口；21、凸板；22、通槽；23、主动齿轮；24、活动轴；25、辅助齿轮；26、搅拌桨；27、连接套环；28、过滤网板。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明提供了如图1-5所示的一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机，由图1和图2所示，包括前盖板1、中盖板2和后盖板3，前盖板1的一侧边缘固定连接有环形连接板18，中盖板2的一端开设有环形槽19，环形连接板18与环形槽19通过螺纹连接，中盖板2的另一端开设有槽口20，后盖板3的一端设置有凸板21，凸板21与槽口20相适配，凸板21与槽口20通过超声波焊接连接，超声波焊接有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象，提高了中盖板2和后盖板3的连接强度，中盖板2的内部镶嵌有多个加强筋201，加强筋201的设置提高了中盖板2的承压强度，中盖板2的内侧设置有电机外壳4，中盖板2的内壁通过第一支撑板5与电机外壳4连接，电机外壳4的内壁上连接有定子6，电机外壳4的内腔中部设置有转轴7，转轴7的中部外侧固定连接有转子8，电机外壳4的内部填充有绝缘油9，绝缘油9保证绕组中电流无损失，避免因电流损失导致的电机输出功率不足，前盖板1的一侧边缘固定连接有密封块10，密封块10与电机外壳4的一端外侧贴合连接，密封块10的材质可设置为橡胶或石墨等能够起到良好密封效果的材料，前盖板1的一侧中部镶嵌有防水板11，转轴7的一端贯穿防水板11和前盖板1的中部并位于前盖板1的外侧，前盖板1的中部镶嵌有两个并排设置的密封圈12，密封圈12套接在转轴7的外侧，密封圈12起到了一定的密封作用，前盖板1的一侧中部固定连接有套接于转轴7外侧的第一密封法兰13，第一密封法兰13的设置能够避免外界的水流在强压下进入前盖板1与转轴7的缝隙，转轴7的另一端贯穿电机外壳4的另一端中部并通过密封轴承14与电机外壳4活动连接，密封轴承14在起到密封的同时不影响电机的工作，电机外壳4的另一端外侧中部固定连接有套接在转轴7外侧的第二密封法兰15，第二密封法兰15的设置能够避免外界的水流进入电机外壳4与转轴7的连接处。

由图2所示，转轴7的另一端外侧固定连接有主动齿轮23，电机外壳4的另一端边缘通过轴承活动连接有活动轴24，活动轴24远离电机外壳4的一端外侧固定连接有辅助齿轮25，辅助齿轮25与主动齿轮23啮合连接，活动轴24的中部外侧固定连接有搅拌桨26，转轴7在工作时能够带动主动齿轮23转动，主动齿轮23通过辅助齿轮25和活动轴24能够带动搅拌桨26转动，搅拌桨26能够将外界的水流通过通槽22抽到中盖板2与电机外壳4之间，起到了良好的散热效果，活动轴24设置有多个，多个活动轴24呈环形阵列分布，且活动轴24与凹槽17错位设置，后盖板3的另一端内侧边缘固定连接有连接套环27，连接套环27与活动轴24相适配，后盖板3的另一端边缘设置有过滤网板28，过滤网板28起到了一定的过滤作用，防止外界水流中的大颗粒异物进入电机内，对电机起到了一定的保护作用。

由图3所示，第一支撑板5设置有六组，六组第一支撑板5呈环形阵列分布，每组设置有多个第一支撑板5，多个第一支撑板5呈等间距水平分布，六组第一支撑板5均匀分布，达到了很好的支撑效果，而且能够将受到的压力均匀的分散在电机外壳4上，使得电机外壳4受力均匀，不易发生形变，第一支撑板5设置为倾斜结构，其倾斜方向与中盖板2垂直电机外壳4方向呈30°-60°倾斜设置，此处倾斜的数值范围仅仅是一个区域值，它可以具体到30°-60°中的具体某一角度，例如40°和50°，又或者58°，在此处不做具体的限定，可以根据电机外壳4的大小而在生产时做出具体的限定。

由图4所示，电机外壳4的外侧开设有凹槽17，凹槽17内活动连接有第二支撑板16，第二支撑板16远离电机外壳4的一端与后盖板3的内壁固定连接，且第二支撑板16设置为倾斜结构，第二支撑板16设置有六个，六个第二支撑板16呈环形阵列分布，第二支撑板16的倾斜方向与第一支撑板5的倾斜方向相反，使得六个第一支撑板5和六组第二支撑板16传递到电机外壳4上的切向力相互抵消，通过这样的设置，使得第一支撑板5和第二支撑板16配合能够将电机外壳4承受的轴向压力转化成切向压力，由于电机外壳的抗扭力强度大于其抗压强度，因此相当于提高了电机外壳4的承压上限，使得电机能够在更深的水下环境中工作，提高了电机的工作范围；

更为具体的，第一支撑板5和第二支撑板16形成的形状不仅仅局限于设置成直板形状，也可以设置成“S”形状等其他大体方向为直线的形状。

由图5所示，前盖板1的边缘贯穿开设有六个通槽22，通槽22设置为弧形结构，且六个通槽22呈环形阵列分布，六个通槽22的设置提高了外界水流的流速以及流量，提高了电机的散热冷却效果，六个通槽22配合多个活动轴24上的搅拌桨26，使得外界的水流能够全方位的流经电机外壳4的外侧，达到了快速散热的效果；

进一步的，通槽22的形状可以设置成月牙形或者鱼鳞形等其他可以增大接触面积的形状，在本申请中不做进一步的阐述。

本发明工作原理：

本装置在工作的过程中外界的水压会挤压电机，首先前盖板1、中盖板2以及后盖板3承受一定的压力，加强筋201提高了中盖板2的承压上限，然后中盖板2通过第一支撑板5将剩余的挤压力传递给电机外壳4，后盖板3通过第二支撑板16将剩余的挤压力传递给电机外壳4，第一支撑板5和第二支撑板16均设置为倾斜结构，使得挤压力分为切向力和轴向力，由于第一支撑板5和第二支撑板16倾斜方向相反，使得第一支撑板5和第二支撑板16上的切向力相互抵消，提高了电机外壳4的承压上限，使得本装置能够在更深的水下环境中工作，提高了本装置的工作范围，本装置在前盖板1上设置有密封圈12和第一密封法兰13，提高了前盖板1与转轴7之间的密封性，设置于前盖板1一侧的防水板11起到了防渗水的作用，设置于电机外壳4一端外侧的密封块10起到了加强密封的作用，电机外壳4通过密封轴承14和第二密封法兰15与转轴7连接，提高了电机外壳4与转轴7之间的密封性，使得外界的水不会在强水压下进入电机的内部，提高了电机的工作效率，当电机在工作时，转轴7带动主动齿轮23转动，主动齿轮23通过辅助齿轮25带动活动轴24转动，活动轴24带动搅拌桨26转动，搅拌桨26能够将外界的水流通过后盖板3上的过滤网板28抽到中盖板2与电机外壳4之间，再通过前盖板1上的通槽22排出，起到了良好的散热效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机，包括前盖板(1)、中盖板(2)和后盖板(3)，其特征在于：所述中盖板(2)的内部镶嵌有多个加强筋(201)，所述中盖板(2)的内侧设置有电机外壳(4)，所述中盖板(2)的内壁通过第一支撑板(5)与电机外壳(4)连接，所述电机外壳(4)的内壁上连接有定子(6)，所述电机外壳(4)的内腔中部设置有转轴(7)，所述转轴(7)的中部外侧固定连接有转子(8)，所述电机外壳(4)的内部填充有绝缘油(9)，所述前盖板(1)的一侧边缘固定连接有密封块(10)，所述密封块(10)与电机外壳(4)的一端外侧贴合连接，所述前盖板(1)的一侧中部镶嵌有防水板(11)，所述转轴(7)的一端贯穿防水板(11)和前盖板(1)的中部并位于前盖板(1)的外侧，所述前盖板(1)的中部镶嵌有两个并排设置的密封圈(12)，所述密封圈(12)套接在转轴(7)的外侧，所述前盖板(1)的一侧中部固定连接有套接于转轴(7)外侧的第一密封法兰(13)，所述转轴(7)的另一端贯穿电机外壳(4)的另一端中部并通过密封轴承(14)与电机外壳(4)活动连接，所述电机外壳(4)的另一端外侧中部固定连接有套接在转轴(7)外侧的第二密封法兰(15)；所述第一支撑板(5)设置为倾斜结构，其倾斜方向与中盖板(2)垂直电机外壳(4)方向呈30°-60°倾斜设置；所述电机外壳(4)的外侧开设有凹槽(17)，所述凹槽(17)内活动连接有第二支撑板(16)，所述第二支撑板(16)远离电机外壳(4)的一端与后盖板(3)的内壁固定连接，且第二支撑板(16)设置为倾斜结构；所述第二支撑板(16)设置有六个，六个第二支撑板(16)呈环形阵列分布，所述第二支撑板(16)的倾斜方向与第一支撑板(5)的倾斜方向相反；所述转轴(7)的另一端外侧固定连接有主动齿轮(23)，所述电机外壳(4)的另一端边缘通过轴承活动连接有活动轴(24)，所述活动轴(24)远离电机外壳(4)的一端外侧固定连接有辅助齿轮(25)，所述辅助齿轮(25)与主动齿轮(23)啮合连接，所述活动轴(24)的中部外侧固定连接有搅拌桨(26)。

2.根据权利要求1所述的一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机，其特征在于：所述第一支撑板(5)设置有六组，六组第一支撑板(5)呈环形阵列分布，每组设置有多个第一支撑板(5)，多个第一支撑板(5)呈等间距水平分布。

3.根据权利要求1所述的一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机，其特征在于：所述前盖板(1)的一侧边缘固定连接有环形连接板(18)，所述中盖板(2)的一端开设有环形槽(19)，所述环形连接板(18)与环形槽(19)通过螺纹连接，所述中盖板(2)的另一端开设有槽口(20)，所述后盖板(3)的一端设置有凸板(21)，所述凸板(21)与槽口(20)相适配。

4.根据权利要求1所述的一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机，其特征在于：所述前盖板(1)的边缘贯穿开设有六个通槽(22)，所述通槽(22)设置为弧形结构，且六个通槽(22)呈环形阵列分布。

5.根据权利要求4所述的一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机，其特征在于：所述活动轴(24)设置有多个，多个活动轴(24)呈环形阵列分布，且活动轴(24)与凹槽(17)错位设置。

6.根据权利要求4所述的一种具有高抗压强度的水下工作用伺服电机，其特征在于：所述后盖板(3)的另一端内侧边缘固定连接有连接套环(27)，所述连接套环(27)与活动轴(24)相适配，所述后盖板(3)的另一端边缘设置有过滤网板(28)。

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