CN219172647U - 水域可移动设备及其推进器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水域可移动设备领域，旨在解决已知技术的推进器迎水面较大导致驱动效率较低和推力能量浪费的问题，提供水域可移动设备及其推进器。其中，推进器包括安装架、输出轴、螺旋桨、多个电机以及传动组件。安装架具有间隔相对的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁之间限定容置空间；第一侧壁开设有第一通孔，第二侧壁上设有对应第一通孔的第一凹槽；输出轴上套设有第一轴承和第二轴承，第一轴承配合于第一通孔，第二轴承配合于第一凹槽；螺旋桨连接于输出轴；每一电机的输入轴与安装架转动配合，并与输出轴间隔并排；多个输入轴通过传动组件传动连接输出轴。本申请的有益效果是迎水面较小、驱动效率较高且使用安全性较高。

Description

水域可移动设备及其推进器

技术领域

本申请涉及水域可移动设备领域，具体而言，涉及水域可移动设备及其推进器。

背景技术

水域可移动设备的推进器用于推动水域可移动设备在水中移动。已知技术中，为得到较大的驱动力，往往选择具有更大功率的动力机。较大驱动力的动力机往往具有较大体积，其迎水面对推进器的螺旋桨遮挡较大，导致驱动效率较低和推力能量浪费。

实用新型内容

本申请提供驱动效率高的水域可移动设备及其推进器。

本申请提供一种用于水域可移动设备的推进器，其包括：

安装架，所述安装架具有间隔相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁之间限定容置空间；所述第一侧壁开设有第一通孔，所述第二侧壁上设有对应所述第一通孔的第一凹槽；

输出轴，所述输出轴上套设有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承配合于所述第一通孔，所述第二轴承配合于所述第一凹槽；

螺旋桨，连接于所述输出轴穿过所述第一通孔的一端，并能够随所述输出轴一起相对所述安装架旋转；

多个电机，每一所述电机设有用于输出扭矩的输入轴；所述输入轴与所述安装架转动配合，并与所述输出轴间隔并排；

传动组件，收容于所述容置空间内，多个所述输入轴通过所述传动组件传动连接所述输出轴，以使多个所述电机的动力传输给连接于所述输出轴的螺旋桨。

本申请中的推进器，其螺旋桨以转动支设于安装架的输出轴通过传动组件传动连接多个电机，结构紧凑合理，且可以在需要时同时开启多个电机获得叠加的驱动力，以使用于水域可移动设备的推进器的最大驱动力足够大，而在水域可移动设备处于低速运转状态时，则可仅关闭部分电机。

另外，采用多个电机替代单个较大功率电机，还能够降低电机的总体积。例如，在能提供的最大功率相同的情形下，单个电机的体积或迎水截面大于采用多个较小电机实现时的总迎水截面。且采用多个较小电机的方式利于电机布置和充分利用结构空间，利于降低用于水域可移动设备的推进器的总体积或迎水截面。并且，采用多个电机实现的方式，使得即使部分电机发生故障，其他电机也能够提供一定的推进力，提高了水域可移动设备的使用安全性。

本申请还提供一种水域可移动设备，其包括：

可移动主体；以及

推进装置，所述推进装置安装于所述可移动主体；

其中，所述推进装置包括前述的用于水域可移动设备的推进器。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例的水域可移动设备的结构示意图；

图2为本申请实施例的用于水域可移动设备的推进器的一实施方式的结构示意图；

图3为本申请实施例的用于水域可移动设备的推进器的另一实施方式的结构示意图；

图4为本申请实施例的用于水域可移动设备的推进器的另一实施方式的结构示意图；

图5为本申请实施例的用于水域可移动设备的推进器的另一实施方式的结构示意图；

图6为本申请实施例的用于水域可移动设备的推进器的另一实施方式的结构示意图。

主要元件符号说明：

水域可移动设备 100

可移动主体 110

机架 111

推进装置 120

推进器 300

输出轴 11

螺旋桨 12

传动组件 13

电机 14

第一轴心 15

第一面 16

输入轴 17

第二轴心 18

第一电机 19

第二电机 20

第一齿轮 21

第二齿轮 22

安装架 23

第一轴承 241

第二轴承 242

第三轴承 243

第四轴承 244

容置空间 28

盖件 29

壳体 30

第一通孔 31

第一凹槽 32

第二通孔 33

第二凹槽 34

第一密封圈 35

第二密封圈 36

带传动机构 37

主动带轮 38

从动带轮 39

传动带 40

主动链轮 41

从动链轮 42

传动链 43

静密封圈 44

第一侧壁 45

第二侧壁 46

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

本实施例提供一种用于水域可移动设备的推进器，包括安装架、输出轴、螺旋桨、传动组件以及多个电机。

安装架具有间隔相对的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁之间限定容置空间；第一侧壁开设有第一通孔，第二侧壁上设有对应第一通孔的第一凹槽。输出轴上套设有第一轴承和第二轴承，第一轴承配合于第一通孔，第二轴承配合于第一凹槽。螺旋桨连接于输出轴穿过第一通孔的一端，并能够随输出轴一起相对安装架旋转。每一电机设有用于输出扭矩的输入轴；输入轴与安装架转动配合，并与输出轴间隔并排。传动组件收容于容置空间内，多个输入轴通过传动组件传动连接输出轴，以使多个电机的动力传输给连接于输出轴的螺旋桨。

该实施例的推进器，其螺旋桨以转动支设于安装架的输出轴通过传动组件传动连接多个电机，结构紧凑合理，且可以在需要时同时开启多个电机获得叠加的驱动力，以使用于水域可移动设备的推进器的最大驱动力足够大，而在水域可移动设备处于低速运转状态时，则可仅关闭部分电机。

另外，采用多个电机替代单个较大功率电机，还能够降低电机的总体积。在能提供的最大功率相同的情形下，单个电机的体积或迎水截面大于采用多个较小电机实现时的总迎水截面。且采用多个较小电机的方式利于电机布置和充分利用结构空间，利于降低用于水域可移动设备的推进器的总体积或迎水截面。并且，采用多个电机实现的方式，使得即使部分电机发生故障，其他电机也能够提供一定的推进力，提高了水域可移动设备的使用安全性。

下面结合图1-图6说明。

参见图1，本实施例提供一种水域可移动设备100，包括可移动主体110和推进装置120，推进装置120安装于可移动主体110，用于驱动可移动主体110在水域移动。该推进装置120可以为船外机或船内机。本实施例中，推进装置120包括推进器300。可选地，可移动主体110包括机架111，用于安装推进器300。

图2示出了本申请实施例中的推进器300的一种实施方式。

参见图2，推进器300包括安装架23、输出轴11、螺旋桨12、传动组件13以及多个电机14。

电机14安装在机架111(见图1)上。输出轴11具有第一轴心15。螺旋桨12固定于输出轴11，并能够绕第一轴心15旋转。电机14分别通过传动组件13传动连接输出轴11。多个电机14在第一面16内分别相对第一轴心15错开设置，其中，第一面16为垂直于第一轴心15的面。本实施例中所说的错开设置指，使电机14和第一轴心15在第一面16内相互偏移，以减小两者在第一面16内的投影的重合面积，降低电机14对螺旋桨12的阻挡作用。例如，可以使电机14在第一面16内偏移至和螺旋桨12部分完全错开而无正对部分，也可以仅使电机14偏移至使两者的正对面积减小，在此不做限定。

通过上述结构，采用多个电机14分别通过传动组件13驱动螺旋桨12的方式，即多个电机14并联地传动连接螺旋桨12，可以在需要时同时开启多个电机14获得叠加的驱动力，以使推进器300的最大驱动力足够大，而在水域可移动设备100处于低速运转状态时，则可仅关闭部分电机14。另外，采用多个电机14替代单个较大功率电机14，还能够降低电机14的总体积。在能提供的最大功率相同的情形下，单个电机14的体积或迎水面大于采用多个较小电机14实现时的总迎水面。且采用多个较小电机14的方式利于电机14布置和充分利用结构空间，利于降低用于水域可移动设备100的推进器300的总体积或迎水面。并且，采用多个电机14实现的方式，使得即使部分电机14发生故障，其他电机14也能够提供一定的推进力，提高了水域可移动设备100的使用安全性。

而已知技术为增加功率而采用增大单个电机14直径或长度的方式则存在以下问题：增加电机14半径容易导致迎水阻力大，降低驱动效率；而增加电机14长度则会导致制造成本高、制造难度增大大。

其中，电机14可以为有刷电机、无刷电机、永磁电机、同步电机、异步电机等任意类型的电机，通电时，电机14的转子和电机轴旋转输出扭矩。电机轴作为输入轴17向传动组件13输入扭矩。输入轴17具有第二轴心18，并能够受驱绕第二轴心18旋转以输出扭矩。输入轴17通过传动组件13传动连接输出轴11。

本实施例中，输入轴17与输出轴11平行间隔，以使第一轴心15平行于第二轴心18。在其他实施例中，输入轴17和输出轴11也可以呈设定夹角设置。

本实施例中，多个输入轴17以第一轴心15为中心对称分布。例如图2示的，电机14共有两个，分别为第一电机19和第二电机20。第一电机19和第二电机20以输出轴11的中轴第一轴心15为中心环绕分布。在其他实施例中，电机14还可以是其他数量，例如三个、四个等等。

本实施例中，传动组件13包括第一齿轮21和多个第二齿轮22。第一齿轮21连接于输出轴11，多个第二齿轮22对应连接于多个输入轴17。其中，第一齿轮21和输出轴11的连接方式可以为键连接、过盈配合连接或其他连接方式，只需实现两者传递扭转即可；第二齿轮22和输入轴17的连接同样可以为键连接、过盈配合连接或其他连接方式，只需实现两者传递扭转即可。如此，各输入轴17输出的转动可以通过各自连接的第二齿轮22带动第一齿轮21转动，进而带动输出轴11和螺旋桨12转动。多个第二齿轮22分别啮合配合于第一齿轮21。对于前述多个输入轴17以第一轴心15为中心对称分布的实施方式，多个第二齿轮22以第一齿轮21为中心对称分布。如此，各个电机14可以同时启动，以通过各自对应的第二齿轮22带动第一齿轮21转动进而带动螺旋桨12转动，实现输出功率的叠合，从而获得较大的总输出功率；也可以根据需要关闭部分电机14，而仅以部分电机14驱动螺旋桨12，从而获得较小的总输出功率。

本实施例图中示出的第二轴心18至第一轴心15的距离小于螺旋桨12的半径，但离开螺旋桨12的中心。

本实施例的另一些实施方式中，第二轴心18至第一轴心15的距离，大于螺旋桨12的半径，小于螺旋桨12的半径与电机14的半径之和。其中，螺旋桨12的半径为螺旋桨12不前进时旋转叶尖的轨迹所在圆的半径，电机14的半径指电机14的圆柱状外壳的外圆柱面所在圆的半径。如此，可减小电机14对螺旋桨12的遮挡面同时避免推进器300整体尺寸过大。

本实施例的另一些实施方式中，也可设置第二轴心18至第一轴心15的距离大于或等于螺旋桨12的半径与电机14的半径之和，如此，可使得电机14完全不遮挡螺旋桨12，最大限度提高降低迎水截面，确保驱动效率。

本实施例中，安装架23具有间隔相对的第一侧壁45和第二侧壁46，第一侧壁45和第二侧壁46之间限定容置空间28，传动组件13容置于容置空间28。第一侧壁45开设有第一通孔31，第二侧壁46上设有对应第一通孔31的第一凹槽32，输出轴11上套设有第一轴承241和第二轴承242，第一轴承241配合于第一通孔31，第二轴承242配合于第一凹槽32，第一轴承241和第二轴承242均为圆锥滚子轴承。第一轴承241和第二轴承242均为圆锥滚子轴承，能够承受较大的轴向力。

本实施例中，输入轴17与安装架23转动配合，并与输出轴11间隔并排。可选地，第二侧壁46上开设有多个第二通孔33，第一侧壁45上设有对应第二通孔33的第二凹槽34，输入轴17上套设有第三轴承243和第四轴承244，第三轴承243配合于第二通孔33，第四轴承244配合于第二凹槽34。

本实施例中，第一轴承241/第二轴承242/第三轴承243/第四轴承244均可以为圆锥滚子轴承或角接触球轴承或推力调心轴承，在此不做限定。在其他实施例中，第一轴承241/第二轴承242/第三轴承243/第四轴承244还可以取消或采用其他转动配合结构。例如图2中，第一轴承241和第二轴承242采圆锥滚子轴承，图3中第一轴承241和第二轴承242采角接触球轴承，图4中第一轴承241和第二轴承242采用推力调心轴承。

本实施例中，输入轴17和输出轴11分别伸入容置空间28内并分别从两侧支撑于安装架23。第一齿轮21安装于输出轴11伸入容置空间28的部分，并容置于容置空间28。第二齿轮22安装于输入轴17伸入容置空间28的部分，并容置于容置空间28。可选地，安装架23包括可拆卸连接的盖件29和壳体30，第一侧壁45设于盖件29，第二侧壁46设于壳体30。盖件29和壳体30共同围成容置空间28。可选地，盖件29和壳体30的配合面处设有静密封圈44，以提高两者接触密封性。输入轴17的一端穿过壳体30，与盖件29间隙配合，输出轴11穿过盖件29，与壳体30间隙配合。如此，螺旋桨12和电机14分别位于安装架23的两侧。

可选地，本实施例中的推进器300还包括密封于安装架23和输出轴11之间的第一密封圈35，如图示的第一密封圈35内侧贴合于输出轴11的外周面、外侧贴合于安装架23设置第一通孔31附近的端面或者贴合安装于第一轴承241的外圈的端面。推进器300还包括密封于安装架23和输入轴17之间的第二密封圈36，第二密封圈36的外圈贴合第二通孔33的内表面、内圈贴合输入轴17的周面。通过第一密封圈35和第二密封圈36的密封作用可使容置空间28为密闭空间。在安装架23的容置空间28中可以填充有冷却润滑液来润滑和冷却第一齿轮21和第二齿轮22，第一密封圈35和第二密封圈36可以阻挡润滑油外漏或者防止外界液体(如水)进入容置空间28。

本实施例中的传动组件13除前述的齿轮传动形式外，还可以采用带传动机构37(如图5)、链传动机构(如图6)或其他已知可用于传动的结构。

参见图5，带传动机构37可以设置为包括主动带轮38、从动带轮39和传动带40，传动带40传动连接于主动带轮38和从动带轮39之间；主动带轮38安装于输入轴17，从动带轮39安装于输出轴11。

参见图6，链传动机构可以设置为包括主动链轮41、从动链轮42和传动链43，传动链43传动连接于主动链轮41和从动链轮42之间。主动链轮41安装于输入轴17，从动链轮42安装于输出轴11。

本申请实施例还提供一种水域可移动设备控制方法，该水域可移动设备控制方法基于前述的用于水域可移动设备的推进器300，水域可移动设备控制方法包括：

通过分别控制各电机14的输出功率和/或传动组件13的传动效率，来控制输出到输出轴11的总功率和转动速度。对于传动组件13的传动效率的控制可以采用切换不同的传动比来实现。

在一些实施方式中，该水域可移动设备控制方法可以包括以下步骤：

在收到使水域可移动设备100以较大总功率和转动速度运行的控制信号时，控制较多或全部的电机14同时启动来带动螺旋桨12转动，和/或，结合控制传动组件13切换至较大的加速传动比；

在收到使水域可移动设备100以较小总功率和转动速度运行的控制信号时，控制部分电机14关闭，和/或，结合控制传动组件13切换至较小的加速传动比。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，程序执行前述的水域可移动设备控制方法。本实施例中的计算机可读存储介质应用于水域可移动设备100的集成中央控制终端，在需要时，集成中央控制终端读取并运行该计算机可读存储介质存储的程序，并执行前述的水域可移动设备控制方法。本实施例中的集成中央控制终端包括但不限于电机驱动器、行驶控制器、电源管理控制器、温度管理控制器等结构。集成中央控制终端可以集成设置在电机14上，用于控制电机14启动或停止等。集成中央控制终端除包括控制电机运行的电机驱动器外，还可以包括驾驶管理控制器，驾驶管理控制器可用于控制水域可移动设备的驾驶姿态，还可以用于与水域可移动设备100上的其他模块交互。本申请的实施方式中，并不局限于驱动器包括上述控制器的方式，任何可实现驱动与信息交互功能且集成至电机14的电子控制终端模块均可以是本申请的实施方式。

综合以上描述，本申请实施例中的用于水域可移动设备的推进器300具有迎水面积较小、驱动效率较高且使用安全性较高的有益效果。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种推进器，用于水域可移动设备，其特征在于，所述推进器包括：

安装架，所述安装架具有间隔相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁之间限定容置空间；所述第一侧壁开设有第一通孔，所述第二侧壁上设有对应所述第一通孔的第一凹槽；

输出轴，所述输出轴上套设有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承配合于所述第一通孔，所述第二轴承配合于所述第一凹槽；螺旋桨，连接于所述输出轴穿过所述第一通孔的一端，并能够随所述输出轴一起相对所述安装架旋转；

多个电机，每一所述电机设有用于输出扭矩的输入轴；所述输入轴与所述安装架转动配合，并与所述输出轴间隔并排；

传动组件，收容于所述容置空间内，多个所述输入轴通过所述传动组件传动连接所述输出轴，以使多个所述电机的动力传输给连接于所述输出轴的螺旋桨。

2.根据权利要求1所述的推进器，其特征在于：

所述输入轴与所述输出轴平行间隔。

3.根据权利要求2所述的推进器，其特征在于：

多个所述输入轴以所述输出轴为中心环绕分布。

4.根据权利要求1所述的推进器，其特征在于：

所述传动组件包括第一齿轮和多个第二齿轮；

所述第一齿轮连接于所述输出轴，多个所述第二齿轮对应连接于多个所述输入轴；

多个所述第二齿轮分别啮合配合于所述第一齿轮。

5.根据权利要求4所述的推进器，其特征在于：

多个所述第二齿轮绕所述第一齿轮周向分布。

6.根据权利要求1所述的推进器，其特征在于：

所述推进器包括密封于所述安装架和输出轴之间的第一密封圈，以及密封于安装架和输入轴之间的第二密封圈，以使所述容置空间为密闭空间。

7.根据权利要求4所述的推进器，其特征在于：

所述容置空间内填充有冷却润滑液，所述冷却润滑液用于对所述第一齿轮和第二齿轮冷却润滑。

8.根据权利要求2所述的推进器，其特征在于：

所述输出轴至所述输入轴的距离，大于所述螺旋桨的半径，小于所述螺旋桨的半径与所述电机的半径之和。

9.根据权利要求2所述的推进器，其特征在于：

所述输出轴至所述输入轴的距离，大于或等于所述螺旋桨的半径与所述电机的半径之和。

10.根据权利要求1所述的推进器，其特征在于：

所述第一轴承为圆锥滚子轴承、角接触球轴承或推力调心轴承；所述第二轴承为圆锥滚子轴承、角接触球轴承或推力调心轴承。

11.一种水域可移动设备，其特征在于，包括：

可移动主体；以及

推进装置，所述推进装置安装于所述可移动主体；

其中，所述推进装置包括权利要求1-10任一项所述的推进器。

12.根据权利要求11所述的水域可移动设备，其特征在于：

所述推进装置包括机架，所述机架连接所述可移动主体，所述电机安装于所述机架。

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