CN208299563U - 水下电机与水下机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种水下电机，包含定子组件与转子组件；所述转子组件包含转轴、转子磁体、第一端盖以及外壳，第一端盖与外壳紧固连接或一体成型，所述转子磁体安装在外壳的内壁面上；转轴周向固定在第一端盖上；所述定子组件包含励磁绕组、内支撑以及第二端盖，内支撑与第二端盖一体成型或紧固连接，所述励磁绕组安装在内支撑的外周面上；定子组件与转子组件通过一个或多个滑动轴承连接。本实用新型还提供了一种包含上述水下电机的水下机器人。本实用新型在水中运行时，无需为整机配置密封罩结构，因此重量得到大大降低，同时由于电机内外无压差，可以使用于深水环境；电机直接与水接触，进而能够实现高效水冷。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机领域，具体地，涉及一种水下电机与水下机器人。
背景技术
水下推进电机是技术含量很高的一种电力推进装置，其技术含量包括了流体设计，电机设计和材料选择。它的结构新颖独特，具有独特优越的特性，非常适合作为水下机器人的推进系统。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。现有的水下电机多为内转子结构，可能存在叶片较小或者整机轴向长度过长的缺陷，对于外转子的水下电机类型较少，而且多存在整机结构强度低，稳定性差的缺陷，难以适应高压力的深水环境。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种水下电机与水下机器人。
根据本实用新型提供的水下电机，包含定子组件与转子组件；
所述转子组件包含转轴、转子磁体、第一端盖以及外壳，第一端盖与外壳紧固连接或一体成型，所述转子磁体安装在外壳的内壁面上；转轴周向固定在第一端盖上；
所述定子组件包含励磁绕组、内支撑以及第二端盖，内支撑与第二端盖一体成型或紧固连接，所述励磁绕组安装在内支撑的外周面上；
第一端盖、第二端盖以及外壳围成的空间形成容物空间，所述转子磁体与励磁绕组均位于容物空间中；
定子组件与转子组件通过一个或多个滑动轴承连接。
优选地，所述内支撑为管状，所述转轴贯穿设置在管状内支撑的轴向通孔中，转轴与内支撑通过所述滑动轴承连接；
多个励磁绕组沿周向分布在管状内支撑的外壁面上；多个转子磁体与励磁绕组在径向方向上相对设置。
优选地，所述励磁绕组和/或转子磁体上设置有防水涂料层；
所述滑动轴承包含高分子复合材料轴承，所述转轴包含45号钢转轴。
优选地，所述第二端盖上设置有穿线孔，所述励磁绕组连接有电机线，电机线穿设在穿线孔中；
所述穿线孔的孔壁面与电机线之间设置有灌封层；
所述第一端盖、第二端盖上分别设置有第一通孔，第二通孔。
优选地，所述第一端盖包含一体成型的径向延伸部与紧定部，转轴沿轴向的一端周向固定在紧定部上；
转轴沿轴向的另一端贯穿第二端盖到达容物空间的外部，转轴沿轴向的另一端配设有轴端卡板，轴端卡板通过设置的紧定销周向固定在转轴上。
优选地，所述第二端盖上设置有环形槽，所述轴端卡板沿轴向方向的一端转动安装在环形槽中。
优选地，沿轴向延伸方向上，外壳与第二端盖之间存在间隙；或者，外壳与第二端盖通过轴承结构连接。
优选地，容物空间中还设置有密封壳，所述密封壳紧固安装在内支撑上；密封壳内部形成密封空间，所述励磁绕组安装在密封空间中，密封空间中填充满缓压液体。
本实用新型还提供了一种水下机器人，包含上述的水下电机。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、本实用新型在水中运行时，无需为整机配置密封罩结构，因此重量得到大大降低，同时由于电机内外无压差，可以使用于深水环境；电机直接与水接触，进而能够实现高效水冷。
2、本实用新型采用的塑料轴承能够有效防止出现变色、在强压下变形、起泡、收缩等缺陷；转轴采用45号钢，定子与转子附有高硬度防水涂层，可抗高压耐强腐蚀，且硬度等性能较现有设备更优。
3、电机出线口采用密封材料进行灌胶密封，达到了隔水、防腐和耐压的作用。
4、励磁绕组上的密封壳结构，内部可充满绝缘液体，一方面能够避免励磁绕组及防水涂层受到的过大的压力，另一方面可以在绝缘空间内形成相对静止的环境，减少对防水涂层的冲刷破坏，此外，励磁绕组受到破坏时，绝缘环境也能防止漏电。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为水下电机一个视向下立体图；
图2为水下电机剖视图；
图3为水下电机另一个视向下立体图；
图4为水下电机爆炸图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
如图1至图4所示，本实用新型提供的水下电机100，包含定子组件120与转子组件110；所述转子组件110包含转轴111、转子磁体112、第一端盖113以及外壳114，第一端盖113与外壳114紧固连接或一体成型，所述转子磁体112安装在外壳114的内壁面上；转轴111周向固定在第一端盖113上；所述定子组件120包含励磁绕组121、内支撑122以及第二端盖123，内支撑122与第二端盖123一体成型或紧固连接，所述励磁绕组121安装在内支撑122的外周面上；第一端盖113、第二端盖123以及外壳114围成的空间形成容物空间，所述转子磁体112与励磁绕组121均位于容物空间中；定子组件120与转子组件110通过一个或多个滑动轴承130连接。优选地，所述内支撑122为管状，所述转轴111贯穿设置在管状内支撑122的轴向通孔中，转轴111与内支撑122通过所述滑动轴承130连接；多个励磁绕组121沿周向分布在管状内支撑122的外壁面上；多个转子磁体112与励磁绕组121在径向方向上相对设置。优选地，所述内支撑122的横截面形状也可以是多边形的，多个励磁绕组121分别位于内支撑122的多个径向端面上。优选地，所述内支撑122上还可以预加工有用于安装的励磁绕组121的定位槽，在对励磁绕组121进行灌封时，可增加励磁绕组121与内支撑122之间的有效固定面积，增加固定强度。
优选地，所述励磁绕组121和/或转子磁体112上设置有防水涂料层；所述滑动轴承130包含高分子复合材料轴承，所述转轴111包含45号钢转轴111。所述滑动轴承130为塑料轴承，此种轴承是专门的水下使用轴承，具有以下优点：耐磨，可吸收高载荷，具有化学抗性，耐腐蚀，而且可在-40摄氏度到+200摄氏度的温度中正常工作。所述第二端盖123上设置有穿线孔141，所述励磁绕组121连接有电机线，电机线穿设在穿线孔141中；所述穿线孔141的孔壁面与电机线之间设置有灌封层；灌胶密封填满电机出线口使裸漏在外部环境中的电机线全部密封在灌封材料中，达到对电机线隔水防腐耐压效果。优选地，所述第一端盖113、第二端盖123上分别设置有第一通孔142，第二通孔143，用于连接附接结构或其他用途。另外，沿轴向延伸方向上，外壳114与第二端盖123之间存在间隙。通过上述结构可以平衡容物空间与外部的压差。优选地，外壳114与第二端盖123通过轴承结构连接，这样整个水下电机100的结构连接更加紧密，强度更加可靠。
如图2所示，所述第一端盖113包含一体成型的径向延伸部151与紧定部152，转轴111沿轴向的一端周向固定在紧定部152上；转轴111沿轴向的另一端贯穿第二端盖123到达容物空间的外部，转轴111沿轴向的另一端配设有轴端卡板161，轴端卡板161通过设置的紧定销162周向固定在转轴111上。如图4所示，所述第二端盖123上设置有环形槽170，所述轴端卡板161沿轴向方向的一端转动安装在环形槽170中。这样整个水下电机100在外形上看结构更加紧凑，轴端卡板161随转轴111转动，并且起到保护滑动轴承130，以及限制转轴111运动的径向偏移的作用。
优选地，容物空间中还设置有密封壳，所述密封壳紧固安装在内支撑122上；密封壳内部形成密封空间，所述励磁绕组121安装在密封空间中，密封空间中填充满缓压液体，所述缓压液体为绝缘液体。密封壳设置的目的是在密封空间中营造绝缘且相对静止的环境，进一步保护励磁绕组121以及励磁绕组121表面的防水涂层。所述密封壳可以是刚性壳体，也可以是带有一定弹性的壳体，对于刚性壳体，密封空间内外的压差由密封壳本身来承担，可靠度高，但对密封壳的材料要求较高；对于具有一定弹性的壳体，例如橡胶等，自身能够承受一定的外压，在深水高压环境下会产生一定的形变，进而使得绝缘液体的压力增加，但不至于太增加太多，形成一定的压力梯度，最终作用在励磁绕组121或其表面的防水涂层的压力也相对较小，提高运行稳定性与使用寿命。
本实用新型还提供了一种包含上述水下电机100的水下机器人。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (9)
1.一种水下电机(100)，其特征在于，包含定子组件(120)与转子组件(110)；
所述转子组件(110)包含转轴(111)、转子磁体(112)、第一端盖(113)以及外壳(114)，第一端盖(113)与外壳(114)紧固连接或一体成型，所述转子磁体(112)安装在外壳(114)的内壁面上；转轴(111)周向固定在第一端盖(113)上；
所述定子组件(120)包含励磁绕组(121)、内支撑(122)以及第二端盖(123)，内支撑(122)与第二端盖(123)一体成型或紧固连接，所述励磁绕组(121)安装在内支撑(122)的外周面上；
第一端盖(113)、第二端盖(123)以及外壳(114)围成的空间形成容物空间，所述转子磁体(112)与励磁绕组(121)均位于容物空间中；
定子组件(120)与转子组件(110)通过一个或多个滑动轴承(130)连接。
2.根据权利要求1所述的水下电机(100)，其特征在于，所述内支撑(122)为管状，所述转轴(111)贯穿设置在管状内支撑(122)的轴向通孔中，转轴(111)与内支撑(122)通过所述滑动轴承(130)连接；
多个励磁绕组(121)沿周向分布在管状内支撑(122)的外壁面上；多个转子磁体(112)与励磁绕组(121)在径向方向上相对设置。
3.根据权利要求1所述的水下电机(100)，其特征在于，所述励磁绕组(121)和/或转子磁体(112)上设置有防水涂料层；
所述滑动轴承(130)包含高分子复合材料轴承，所述转轴(111)包含45号钢转轴(111)。
4.根据权利要求1所述的水下电机(100)，其特征在于，所述第二端盖(123)上设置有穿线孔(141)，所述励磁绕组(121)连接有电机线，电机线穿设在穿线孔(141)中；
所述穿线孔(141)的孔壁面与电机线之间设置有灌封层；
所述第一端盖(113)、第二端盖(123)上分别设置有第一通孔(142)，第二通孔(143)。
5.根据权利要求1所述的水下电机(100)，其特征在于，所述第一端盖(113)包含一体成型的径向延伸部(151)与紧定部(152)，转轴(111)沿轴向的一端周向固定在紧定部(152)上；
转轴(111)沿轴向的另一端贯穿第二端盖(123)到达容物空间的外部，转轴(111)沿轴向的另一端配设有轴端卡板(161)，轴端卡板(161)通过设置的紧定销(162)周向固定在转轴(111)上。
6.根据权利要求5所述的水下电机(100)，其特征在于，所述第二端盖(123)上设置有环形槽(170)，所述轴端卡板(161)沿轴向方向的一端转动安装在环形槽(170)中。
7.根据权利要求1所述的水下电机(100)，其特征在于，沿轴向延伸方向上，外壳(114)与第二端盖(123)之间存在间隙；或者，外壳(114)与第二端盖(123)通过轴承结构连接。
8.根据权利要求1或3所述的水下电机(100)，其特征在于，容物空间中还设置有密封壳，所述密封壳紧固安装在内支撑(122)上；密封壳内部形成密封空间，所述励磁绕组(121)安装在密封空间中，密封空间中填充满缓压液体。
9.一种水下机器人，其特征在于，包含权利要求1至8中任一项所述的水下电机(100)。
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