CN206615374U - 一种小型无轮毂叶环电驱桨 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及集成电机驱动器技术领域，具体地说是一种小型无轮毂叶环电驱桨，该无轮毂叶环电驱桨由导管系统和驱动系统组成，其特征在于所述的导管系统由导管、前端盖和后端盖组成，所述的前端盖和后端盖的内侧分别设有连接板，导管的两端套接在与前端盖和后端盖相连接的连接板的外侧并经紧固螺钉进行固定连接，导管的外壁设有与航行器相连接的支架，支架内部布置有电机绕组电缆的通道，所述的导管内壁设有驱动系统，所述的驱动系统由电机定子铁芯、永磁体、推力球轴承、叶环和桨叶组成，所述的桨叶与叶环相连接，具有结构简单、冷却性能好、环保无污染、密封简单可靠等优点。

Description

一种小型无轮毂叶环电驱桨

技术领域

本实用新型涉及集成电机驱动器技术领域，具体地说是一种结构简单、冷却性能好、环保无污染、密封简单可靠的小型无轮毂叶环电驱桨。

背景技术

众所周知，传统的电驱桨是由电机通过传动轴带动螺旋桨旋转，螺旋桨单独工作于水中，电机单独密封冷却，如吊舱室推进器。这样的结构需要轴系来进行功率传递，甚至还需要变速齿轮箱，势必造成结构复杂，振动噪音较大，电机的冷却性能较差。轴系的密封也是一个关键问题。因此出现了电机与螺旋桨集成的推进器，目前这种高推进器主要有两种类型，一种是带有轮毂的，轮毂作为螺旋桨的支撑和传力部件，将电机集成在导管之中，也有将电机集成在轮毂之中的设计；另一种是无轮毂的设计，这种方案直接将电机集成在导管之中，通过桨叶梢部传力。根据目前公开的一些专利，总结出以下的一些特点：

1.多采用加速导管或减速导管，导管进口和出口的截面积不相等，如中国专利CN105292424A，CN202414147U，这种导管形式只能进行一个方向的推进；

2.多采用滑动轴承，数量较多，结构复杂，容易受到沙石等的磨损，中国专利CN105109650A；

3.多采用带有轮毂的，中国专利CN105346696A将驱动电机置于轮毂之中，导致轮毂尺寸较大，受尺寸限制，功率不可能太高。同时，轮毂的存在使得梢涡和桨叶迎面阻力增大，桨的效率降低。缠绕问题比较突出。该专利还采用补偿油动压密封，密封相对困难，可能造成漏油污染。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、冷却性能好、环保无污染、密封简单可靠的小型无轮毂叶环电驱桨。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种小型无轮毂叶环电驱桨，该无轮毂叶环电驱桨由导管系统和驱动系统组成，其特征在于所述的导管系统由导管、前端盖和后端盖组成，所述的前端盖和后端盖的内侧分别设有连接板，所述的导管的两端套接在与前端盖和后端盖相连接的连接板的外侧并经紧固螺钉进行固定连接，导管的外壁设有与航行器相连接的支架，支架内部布置有电机绕组电缆的通道，所述的导管内壁设有驱动系统，所述的驱动系统由电机定子铁芯、永磁体、推力球轴承、叶环和桨叶组成，所述的电机定子铁芯与导管内壁相连接，所述的电机定子铁芯的外侧进行环氧树脂层填充密封，所述的电机定子铁芯的内侧设有叶环，所述的叶环的外侧设有呈辐射状并列排列的凹槽，凹槽内设有径向分布的永磁体，所述相邻的永磁体之间的极性相反，所述的永磁体的外侧设有密封环形钢圈，通过密封环形钢圈实现对转子永磁体的密封，所述的叶环的两侧分别设有推力球轴承，所述的推力球轴承的轴圈与叶环侧面配合连接，推力球轴承的座圈分别与前端盖和后端盖之间通过热套的方式实现过盈配合连接，所述的桨叶与叶环相连接。

本实用新型所述的电机定子铁芯由硅钢片叠压而成，电机定子铁芯的两端分别经与前端盖和后端盖的连接板进行轴向定位，所述的与前端盖和后端盖连接的连接板与电机定子铁芯之间经O型圈进行密封连接，所述的与前端盖和后端盖的连接板上设有与支架内部布置的电机绕组电缆通道对应的电缆通孔。

本实用新型所述的前端盖和后端盖的外侧两端分别设为流线型，保证前进的流畅性，降低阻力。

本实用新型所述的支架内部布置相应的回转机构，实现360度全方位的回转，提高机动性能。

本实用新型所述的推力球轴承运动副表面设有耐磨水润滑层，与海水接触的表面设有防腐层，实现水润滑取代润滑油润滑，避免了油污污染。

本实用新型所述的桨叶的梢部到尖部逐渐变薄，尖部设为圆弧状，减少流体流经尖部位置产生涡。

本实用新型由于所述的导管系统由导管、前端盖和后端盖组成，所述的前端盖和后端盖的内侧分别设有连接板，所述的导管的两端套接在与前端盖和后端盖相连接的连接板的外侧并经紧固螺钉进行固定连接，导管的外壁设有与航行器相连接的支架，支架内部布置有电机绕组电缆的通道，所述的导管内壁设有驱动系统，所述的驱动系统由电机定子铁芯、永磁体、推力球轴承、叶环和桨叶组成，所述的电机定子铁芯与导管内壁相连接，所述的电机定子铁芯的外侧进行环氧树脂层填充密封，所述的电机定子铁芯的内侧设有叶环，所述的叶环的外侧设有呈辐射状并列排列的凹槽，凹槽内设有径向分布的永磁体，所述相邻的永磁体之间的极性相反，所述的永磁体的外侧设有密封环形钢圈，通过密封环形钢圈实现对转子永磁体的密封，所述的叶环的两侧分别设有推力球轴承，所述的推力球轴承的轴圈与叶环侧面配合连接，推力球轴承的座圈分别与前端盖和后端盖之间通过热套的方式实现过盈配合连接，所述的桨叶与叶环相连接，所述的电机定子铁芯由硅钢片叠压而成，电机定子铁芯的两端分别经与前端盖和后端盖的连接板进行轴向定位，所述的与前端盖和后端盖连接的连接板与电机定子铁芯之间经O型圈进行密封连接，所述的与前端盖和后端盖的连接板上设有与支架内部布置的电机绕组电缆通道对应的电缆通孔，所述的前端盖和后端盖的外侧两端分别设为流线型，保证前进的流畅性，降低阻力，所述的支架内部布置相应的回转机构，实现360度全方位的回转，提高机动性能，所述的推力球轴承运动副表面设有耐磨水润滑层，与海水接触的表面设有防腐层，实现水润滑取代润滑油润滑，避免了油污污染，所述的桨叶的梢部到尖部逐渐变薄，尖部设为圆弧状，减少流体流经尖部位置产生涡，具有结构简单、冷却性能好、环保无污染、密封简单可靠等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中A-A的剖视图。

图3是图2中的局部放大图。

图4是图1的截面图。

图5是本实用新型中叶环的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如附图所示，一种小型无轮毂叶环电驱桨，该无轮毂叶环电驱桨由导管系统和驱动系统组成，其特征在于所述的导管系统由导管1、前端盖2和后端盖3组成，所述的前端盖2和后端盖3的内侧分别设有连接板4，所述的导管1的两端套接在与前端盖2和后端盖3相连接的连接板4的外侧并经紧固螺钉5进行固定连接，导管1的外壁设有与航行器相连接的支架6，支架6内部布置有电机绕组电缆的通道7，所述的导管1内壁设有驱动系统，所述的驱动系统由电机定子铁芯8、永磁体11、推力球轴承13、叶环9和桨叶16组成，所述的电机定子铁芯8与导管1内壁相连接，所述的电机定子铁芯8的外侧进行环氧树脂层19填充密封，所述的电机定子铁芯8的内侧设有叶环9，所述的叶环9的外侧设有呈辐射状并列排列的凹槽10，凹槽10内设有径向分布的永磁体11，所述相邻的永磁体11之间的极性相反，所述的永磁体11的外侧设有密封环形钢圈12，通过密封环形钢圈12实现对转子永磁体的密封，所述的叶环9的两侧分别设有推力球轴承13，所述的推力球轴承13的轴圈14与叶环9侧面配合连接，推力球轴承13的座圈15分别与前端盖2和后端盖3之间通过热套的方式实现过盈配合连接，所述的桨叶16与叶环9相连接，所述的电机定子铁芯8由硅钢片叠压而成，电机定子铁芯8的两端分别经与前端盖2和后端盖3的连接板4进行轴向定位，所述的与前端盖2和后端盖3连接的连接板4与电机定子铁芯8之间经O型圈进行密封连接，所述的与前端盖2和后端盖3的连接板4上设有与支架6内部布置的电机绕组电缆通道对应的电缆通孔，所述的前端盖2和后端盖3的外侧两端分别设为流线型，保证前进的流畅性，降低阻力，所述的支架6内部布置相应的回转机构，实现360度全方位的回转，提高机动性能，所述的推力球轴承13运动副表面设有耐磨水润滑层，与海水接触的表面设有防腐层，实现水润滑取代润滑油润滑，避免了油污污染，所述的桨叶16的梢部17到尖部18逐渐变薄，尖部18设为圆弧状，减少流体流经尖部位置产生涡。

本实用新型所述的前端盖2和后端盖3为简化的双向导管形状，具有良好的流线型，叶环上设有凹槽10，凹槽10内设有永磁体11，相邻磁体的磁性相反，防止桨叶16旋转过程中产生离心力脱离叶环9，为了避免海水对永磁体11的腐蚀，在永磁体11表面进行密封处理，采用不锈钢材料焊接成环形钢圈12套住永磁体实现转子永磁体的密封，叶环9随着推力球轴承13的轴圈14运动将力传递给导管支架，流体由推力球轴承13间隙流入，经过电机的气隙，从另一个推力球轴承13的间隙流出，实现了驱动电机的完全冷却，冷却效果好，本实用新型中的驱动电机为三相六状态永磁无刷直流电机，状态角为120度，需要专用的控制器提供方波电压进行驱动，由于该电机用于水下，密封等问题要求结构尽可能简单可靠，所以采用无位置传感器的方式，可通过检测电流或电压等方式进行位置检测，采用目前市面上销售的电动车智能无刷直流电机控制器即可对该推进器进行驱动，本实用新型由于所述的导管系统由导管1、前端盖2和后端盖3组成，所述的前端盖2和后端盖3的内侧分别设有连接板4，所述的导管1的两端套接在与前端盖2和后端盖3相连接的连接板4的外侧并经紧固螺钉5进行固定连接，导管1的外壁设有与航行器相连接的支架6，支架6内部布置有电机绕组电缆的通道7，所述的导管1内壁设有驱动系统，所述的驱动系统由电机定子铁芯8、永磁体11、推力球轴承13、叶环9和桨叶16组成，所述的电机定子铁芯8与导管1内壁相连接，所述的电机定子铁芯8的外侧进行环氧树脂层19填充密封，所述的电机定子铁芯8的内侧设有叶环9，所述的叶环9的外侧设有呈辐射状并列排列的凹槽10，凹槽10内设有径向分布的永磁体11，所述相邻的永磁体11之间的极性相反，所述的永磁体11的外侧设有密封环形钢圈12，通过密封环形钢圈12实现对转子永磁体的密封，所述的叶环9的两侧分别设有推力球轴承13，所述的推力球轴承13的轴圈14与叶环9侧面配合连接，推力球轴承13的座圈15分别与前端盖2和后端盖3之间通过热套的方式实现过盈配合连接，实现叶环的径向和轴向定位，所述的桨叶16与叶环9相连接，所述的电机定子铁芯8由硅钢片叠压而成，电机定子铁芯8的两端分别经与前端盖2和后端盖3的连接板4进行轴向定位，所述的与前端盖2和后端盖3连接的连接板4与电机定子铁芯8之间经O型圈进行密封连接，所述的与前端盖2和后端盖3的连接板4上设有与支架6内部布置的电机绕组电缆通道对应的电缆通孔，所述的前端盖2和后端盖3的外侧两端分别设为流线型，保证前进的流畅性，降低阻力，所述的支架6内部布置相应的回转机构，实现360度全方位的回转，提高机动性能，所述的推力球轴承13运动副表面设有耐磨水润滑层，与海水接触的表面设有防腐层，实现水润滑取代润滑油润滑，避免了油污污染，所述的桨叶16的梢部17到尖部18逐渐变薄，尖部18设为圆弧状，减少流体流经尖部位置产生涡，具有结构简单、冷却性能好、环保无污染、密封简单可靠等优点。

Claims (6)

1.一种小型无轮毂叶环电驱桨，该无轮毂叶环电驱桨由导管系统和驱动系统组成，其特征在于所述的导管系统由导管、前端盖和后端盖组成，所述的前端盖和后端盖的内侧分别设有连接板，所述的导管的两端套接在与前端盖和后端盖相连接的连接板的外侧并经紧固螺钉进行固定连接，导管的外壁设有与航行器相连接的支架，支架内部布置有电机绕组电缆的通道，所述的导管内壁设有驱动系统，所述的驱动系统由电机定子铁芯、永磁体、推力球轴承、叶环和桨叶组成，所述的电机定子铁芯与导管内壁相连接，所述的电机定子铁芯的外侧进行环氧树脂层填充密封，所述的电机定子铁芯的内侧设有叶环，所述的叶环的外侧设有呈辐射状并列排列的凹槽，凹槽内设有径向分布的永磁体，所述相邻的永磁体之间的极性相反，所述的永磁体的外侧设有密封环形钢圈，通过密封环形钢圈实现对转子永磁体的密封，所述的叶环的两侧分别设有推力球轴承，所述的推力球轴承的轴圈与叶环侧面配合连接，推力球轴承的座圈分别与前端盖和后端盖之间通过热套的方式实现过盈配合连接，所述的桨叶与叶环相连接。

2.根据权利要求1所述的一种小型无轮毂叶环电驱桨，其特征在于所述的电机定子铁芯由硅钢片叠压而成，电机定子铁芯的两端分别经与前端盖和后端盖的连接板进行轴向定位，所述的与前端盖和后端盖连接的连接板与电机定子铁芯之间经O型圈进行密封连接，所述的与前端盖和后端盖的连接板上设有与支架内部布置的电机绕组电缆通道对应的电缆通孔。

3.根据权利要求1所述的一种小型无轮毂叶环电驱桨，其特征在于所述的前端盖和后端盖的外侧两端分别设为流线型。

4.根据权利要求1所述的一种小型无轮毂叶环电驱桨，其特征在于所述的支架内部布置相应的回转机构。

5.根据权利要求1所述的一种小型无轮毂叶环电驱桨，其特征在于所述的推力球轴承运动副表面设有耐磨水润滑层，与海水接触的表面设有防腐层。

6.根据权利要求1所述的一种小型无轮毂叶环电驱桨，其特征在于所述的桨叶的梢部到尖部逐渐变薄，尖部设为圆弧状。