CN112829910A

CN112829910A - 一种深水型电力推进系统

Info

Publication number: CN112829910A
Application number: CN202110294452.5A
Authority: CN
Inventors: 周瑜; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: Suzhou Zhenhu Fluid Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Zhenhu Fluid Technology Co ltd
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2021-05-25

Abstract

本发明型技术是公开一种深水型电力推进器，既能实现高速推进，还能确保一定水深长期安全使用，特别是本体结构简化，更能节约社会资源。相对踢出了传统电机+螺旋桨的轴封泄露导致寿命较短，和结构更加复杂航速较低的技术缺陷，本发明型技术在直线流体技术路线指导下，实现了深水高速安全运行，从本体结构上彻底取消轴系和密封系统特征和实现智能化。水流从输入口进入，从输出口泵喷出来，实现反向作用的推进效果。

Description

一种深水型电力推进系统

技术领域

本发明型技术涉及水下电力推进器领域，特别是公开一种深水型电力推进器，相对剔除了传统电机+螺旋桨的轴封结构，和结构复杂、航速较低的技术缺陷，既能实现高效推进，还能确保一定水深长期安全推进，特别是本体结构简化，更加节约社会资源。

背景技术

传统水下电力推进器产品主要是电机+螺旋桨，或者+导管结构，但都是采用轴系+油封结构，而且体积大，潜水深度有限，特别是低航速、低效率、续航能力较差，密封结构复杂、磨损易坏而不耐用。

直线流体技术，即俗名无轴泵喷推进器技术，最早文献见于2012年11月的专利ZL2012104365922一种感应空心螺旋推动装置，从基本原理上公开了本技术的关键特征，但作为水下推进场景，其具体产品的技术特征，没有具体出现。

一种水族动力直线泵（申请号：2020102333175）做为水族循环水动力场景使用，具有一般水下电力推进特征，但没有适应深水压力的技术特征。

一种系统高压介质管道直线泵（申请号：2020110606297）做为高压介质管道场景使用，没有适应做为水下电力推进的技术特征。

本发明型技术在直线流体技术路线指导下，将耐深水压力、高航速、小体积、长期安全，做为水下电力推进器的主要目标，并从本体结构特征和实现智能化管理方法上进一步公开。

发明内容

本发明型技术主要解决水下电力推进器的深度有限、低航速、寿命短、结构笨重复杂的问题，和如何实现智能化管理。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“内侧”、“外侧”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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。

本发明描述中涉及的时间数值，可按照实际需要重新定义，并非特定不变的数值。

本发明描述中涉及到名词“水”，包含海水、淡水、河水、江水、湖水。

本发明描述中涉及到名词“远程”，包括WIFI覆盖范围、5G通信、北斗通信、对讲机低频中波范围。

具体如下：

一种深水型电力推进系统，其技术构特征是由控制器、电缆、直线泵推进器组成，直线泵推进器至少由固定结构、过滤网和泵体相互固定，泵体至少由填充物、外壳、输入盖、输出盖、前内盖、后内盖、套筒构成，固定结构在直线泵推进器泵体外部圆周上固定，过滤网位于泵体前端，控制器通过电缆与直线泵推进器泵体进行电气对接，且装有硬件电路和软件程序。

一种深水型电力推进系统，其固定结构技术特征在于，至少有防水腐蚀性材质构成，成型为成半圆形状后有弹性，由锁环、控制器盒、涵道、缺口槽、固定螺纹构成，且锁环能够手工锁定。

一种深水型电力推进系统，其控制器盒技术特征，至少有射频天线结构，且天线接触水的表面处有防水腐蚀处理结构特征，天线形状结构包括环形隐藏结构，和尖杆形结构。

一种深水型电力推进器，其过滤网技术特征在于，由无数的网格构成，每个网格呈圆形或多边形，每个网格的最大宽度小于螺旋环半径，该过滤网与泵体是可拆卸式固定。

一种深水型电力推进系统，其填充物技术特征在于，其材质可承受压力超过1MPa，有绝缘性、有耐水性，有填充前的流动性。

一种深水型电力推进系统，其外壳、前内盖、后内盖、套筒都是奥氏体不锈钢材料，外壳、前内盖、后内盖、套筒相互之间采用焊接工艺方式连接。

一种深水型电力推进系统，其控制器技术特征，在于硬件至少固定安装在电控盒里面，电控盒是完全密闭结构，其硬件电路至少包括电源管理电路、输入电路、CPU电路、输出电路、MOSFET/IGBT驱动电路、传感器电路、报警/蜂鸣电路、显示/扩展电路、数字显示模块、USB接口电路、WIFI/蓝牙接口电路、射频电路、显示电路、显示模块上有加速减速操作接口，其软件程序构成，至少包括自检程序、自锁程序、复位程序、启停程序、速度调节程序、自动上传报警程序、转向程序、升降程序、方向算法程序、刹车程序、时间设置程序、WIFI/蓝牙接口代码程序、手机APP管理程序、剩余电量提醒程序、掉电自报警程序、缺水提醒程序。

一种深水型电力推进系统，其转向功能实现技术特征，在于至少安装一个直线泵推进器，其在舵机同一方向上固定，依靠其转向。

一种深水型电力推进系统，其控制器技术的转向功能实现方法特征，在于至少有两个直线泵推进器在同向安装固定，且驱动器通过APP/远程指令给CPU电路得到响应，输出特定相序运行代码，该相序开关代码输入给MOSFET/IGBT模块输出不同大小的矢量电流，被转向侧推进器线包得到不同特定矢量电流开始改变运行姿态，从而迫使水流反向流动，或者同时被转向侧的推进器减速，而另一个推进器沿原来方向持续工作或加速前进，从而实现转向。

依照前述权利要求1一种深水型电力推进系统，控制器的方向功能实现方法特征，在于至少有四个直线泵推进器，有两个在垂直方向，另外两个在水平方向，垂直和水平方向都从传感器输入信号，由方向算法程序完成，且驱动器通过APP/远程指令给CPU电路得到响应，输出特定相序矢量电流，各个方向的推进器线包得到不同特定矢量电流开始改变运行姿态，从而实现任意方向功能。

附图说明

图1 一种深水型电力推进系统本体立体示意图

1：直线泵推进器

2：控制器

11：过滤网

12：固定结构

13：泵体

图2 一种深水型电力推进系统轴向切面图

121：控制器盒

图3一种深水型电力推进系统泵体轴向切面图

131：输入盖

132：前内盖

133：外壳

134：后内盖

135：填充物

136：后盖

137：套筒

图4 一种深水型电力推进系统固定结构立体示意图

122：涵道

123：锁环

124：缺口槽

125：螺纹结构

图5 一种深水型电力推进系统前内盖左视立体示意图

1322：后内盖中心通孔

1323：后内盖套筒固定处

1324：后内盖外壳固定处

图6 一种深水型电力推进系统后前内盖右视立体示意图

1322：后内盖中心通孔

1325：后内盖后盖边沿固定处

1326：后内盖后盖中心固定处

图7 一种深水型电力推进系统后内盖左视立体示意图

1341：电气线束口结构

1342：后内盖中心通孔

1343：后内盖套筒固定处

1344：后内盖外壳固定处

图8 一种深水型电力推进系统后内盖右视立体示意图

1341：电气线束口结构

1342：后内盖中心通孔

1345：后内盖后盖边沿固定处

1346：后内盖后盖中心固定处

图9 一种深水型电力推进系统电气工作原理框图

A1：蓄电池电源模块

A2：外部电力电源模块

B：电源管理模块

C：中央处理器CPU模块

D1：左垂直直线泵推进器电力模块

D2：右垂直直线泵推进器电力模块

D3：左水平直线泵推进器电力模块

D4：右水平直线泵推进器电力模块

E1：压力传感器模块

E2：温度传感器模块

E3：水平传感器模块

E4：垂直传感器模块

E5：指南针传感器模块

E6：盐度传感器模块

F：信号进出射频处理模块

具体实施方式

本发明型技术特征依照图1一种深水型电力推进系统本体立体示意图显示，直线泵推进器作为水下电力推进器的主体，依靠固定结构与漂浮物固定连接，若控制器内部有电池电源，则直接进入待机状态，否则需要外部提供电源并接通后，再进入待机状态，在操控指令条件下，控制器输出电流，通过电缆进入直线泵推进器泵体，推进水流的反作用力使漂浮物前进。

依据本发明型技术特征依照图9一种深水型电力推进系统电气工作原理框图显示，蓄电电源模块A1，和外部电力电源提供电压/电流，进入电源管理模块B以适应整个系统的供电，这个电源管理模块向各个用电模块单元提供适当的工作电压，压力传感器模块E1、温度传感器模块E2、水平传感器模块E3、垂直传感器模块E4、指南针传感器模块E5和盐度传感器模块E6分别向中央处理理器CPU模块C输入不同的环境信号，远程通过通信进出射频模块F向中央处理理器CPU模块发送各种指令，中央处理理器CPU模块得到指令后，经过内部预先设定好的程序进行处理后，向直线泵推进器电力模块D1/D2/D3/D4发出不同的矢量电流控制信号，从而实现直线泵推进器按照不同指令工作。传感器采样的信息、直线泵推进器当前运行姿态信息、电力信息实时进入中央处理理器CPU模块，按照预先设定好的程序发到通信进出射频模块，通过天线与远端进行信息远程交换。

300米以内水深使用场景，依照本发明型技术特征图3一种深水型电力推进系统泵体轴向切面图显示，采用填充物饱满填充，以满足承受水压。

300米以下水深使用场景，依照本发明型技术特征图3一种深水型电力推进系统泵体轴向切面图显示，采用填充物饱满填充，同时采取前内盖、外壳、后内盖、套筒焊接工艺，以满足承受外部深水的水压。

依照本发明型技术特征依照图7一种深水型电力推进系统后内盖左视立体示意图显示，后内盖上有电气线束口结构，采取一定的密封措施后，才能包装承受一定的水深压力。

做为消费级漂浮物推进场景使用时，依照本发明型技术特征依照图2一种深水型电力推进系统轴向切面图显示的控制器盒，采用较大空间体积，携带电源，通过远程操控指令实现推进。

做为工业级漂浮物的推进场景使用时，依照本发明型技术特征图2一种深水型电力推进系统轴向切面图显示的控制器盒，体积较小，通过外部提供电力电源，向控制器供电。

做为载人消费级漂浮物推进场景使用时，依照本发明型技术特征依照图1一种深水型电力推进系统立体示意图显示，控制器与手持APP进行WIFI对接，通过语音操控推进。

做为深海工业级漂浮物推进场景时，依照本发明型技术特征依照图1一种深水型电力推进系统立体示意图显示，控制器需要与漂浮物的中央控制中心通过无线对接，实现操控推进。

有舵机的漂浮物，依照本发明型技术特征依照图1一种深水型电力推进系统立体示意图显示，使用一个直线泵推进器泵体，其固定结构通过螺纹结构与舵机固定，即实现推进，和自由转向。

依照本发明型技术特征依照图1一种深水型电力推进系统立体示意图显示，过滤网在泵体前面，具有过滤异物作用，使用前确保安装可靠，防止异物长期粘连产生水阻的负面作用，需要拆卸下来，经常冲洗后，再次装上。若经常倒车，则泵体输出盖出口处应加过滤网，防止堵塞。

依照本发明型技术特征依照图4一种深水型电力推进系统固定结构立体示意图显示，用力张开缺口槽，直线泵推进器泵体即可装入涵道，涵道在弹力作用力下加紧泵体外壳，再使用锁环将其前后锁紧，依靠固定结构的螺纹结构与漂浮物固定连接。这个锁环依照不同使用场景，而改变不同锁紧的方法。

本发明型技术涉及一种深水型电力推进系统的硬件电路和软件程序特征，在实施自动适应时，按照设先定好的电参数待机，包括水深、温度、盐度。来自水深不同压力、温度、盐度传感器电路的指令，CPU单片机自动采样后上传到中央控制区，然后这个中央控制区发出调整指令，来改变直线泵推进器水流姿态，包括改变水流压力、方向，以达到自动适应。

本发明型技术涉及一种深水型电力推进系统的硬件电路WIFI/蓝牙接口电路和报警提醒电路特点，在实施时，通过与中央机同步，可与手持APP远程连接，即实现远程管理，包括转向程序设定和更改，依据电流密度计算成负载变化，实现蓄电能量不足提醒特征，缺水提醒特征，依照设置工作时间起始点，自动倒计时实现提醒电量剩余参数特征。

本发明型技术涉及一种深水型电力推进系统驱动器技术方向功能体征，实施时，先设定垂直和水平方向的不同速度基数，并对方向空间定义八个空间，即前左上、前左下、前右上、前右下、后左上、后左下、后右上、后右下，然后按照不同的位移指令换算到不同的驱动矢量电流，四个不同推进器得到不同矢量电流后进行水流姿态调整工作，其运行轨迹可连续成不同图形。无需安装辅助的调整机械机构参与，依靠软件即可完成。以此，可以减少水下体重，和提高整个系统的可靠性。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明型权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种深水型电力推进系统，其技术构特征在于，由直线泵推进器、控制器、电缆组成，直线泵推进器至少由过滤网、固定结构和泵体相互固定，泵体至少由输入盖、前内盖、外壳、后内盖、填充物、输出盖、套筒构成，固定结构在直线泵推进器泵体外部圆周上固定，过滤网位于泵体前端，控制器通过电缆与直线泵推进器泵体进行电气对接，且装有硬件电路和软件程序。

2.依据前述权利要求（1）一种深水型电力推进系统，其特征是固定结构技术，至少有防水腐蚀性材质构成，成型为成半圆形状后有弹性，由控制器盒、涵道、锁环、缺口槽、固定螺纹构成，且锁环能够手工锁定。

3.依照前述权利要求（2）一种深水型电力推进系统，其特征是控制器盒技术，至少有射频天线结构，且天线接触水的表面处有防水腐蚀处理结构特征，天线形状结构包括环形隐藏结构，和尖杆形结构。

4.依照前述权利要求（1）一种深水型电力推进器，其特征是过滤网技术在于，由无数的网格构成，每个网格呈圆形或多边形，每个网格的最大宽度小于螺旋环半径，该过滤网与泵体是可拆卸式固定。

5.依照前述权利要求（1）一种深水型电力推进系统，其特征是填充物技术在于，其材质可承受压力超过1MPa，有绝缘性、有耐水性，有填充前的流动性。

6.依照前述权利要求（1）一种深水型电力推进系统，其特征是外壳、前内盖、后内盖、套筒技术在于，都是奥氏体不锈钢材料，相互之间采用焊接工艺方式连接。

7.依照前述权利要求（1）一种深水型电力推进系统，其特征是控制器技术，在于硬件至少固定安装在电控盒里面，电控盒是完全密闭结构，其硬件电路至少包括电源管理电路、输入电路、CPU电路、输出电路、MOSFET/IGBT驱动电路、传感器电路、报警/蜂鸣电路、显示/扩展电路、数字显示模块、USB接口电路、WIFI/蓝牙接口电路、射频电路、显示电路、显示模块上有加速减速操作接口，其软件程序构成，至少包括自检程序、自锁程序、复位程序、启停程序、速度调节程序、自动上传报警程序、转向程序、升降程序、方向算法程序、刹车程序、时间设置程序、WIFI/蓝牙接口代码程序、手机APP管理程序、剩余电量提醒程序、掉电自报警程序、缺水提醒程序。

8.依照前述权利要求（1）一种深水型电力推进系统，其特征是转向功能实现技术，在于至少安装一个直线泵推进器，其在舵机同一方向上固定，依靠舵机转向。

9.依照前述权利要求（1）一种深水型电力推进系统，其特征是控制器转向功能实现方法技术，在于至少有两个推进器同向安装固定，且驱动器通过APP/远程指令给CPU电路得到响应，输出特定相序运行代码，该相序开关代码输入给MOSFET/IGBT模块输出不同大小的矢量电流，被转向侧推进器线包得到不同特定矢量电流开始改变运行姿态，从而迫使水流反向流动，或者同时被转向侧的推进器减速，而另一个推进器沿原来方向持续工作或加速前进，从而实现转向。

10.依照前述权利要求（1）一种深水型电力推进系统，其特征是控制器的方向功能实现方法，在于至少用四个直线泵推进器，有两个在垂直方向，另外两个在水平方向，垂直和水平方向都从传感器输入信号，由方向算法程序完成，且驱动器通过APP/远程指令给CPU电路得到响应，输出特定相序矢量电流，各个方向的推进器线包得到不同特定矢量电流开始改变运行姿态，从而实现任意方向功能。