CN219806960U - 电动推进器及水域可移动设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水域可移动设备领域，旨在解决已知水域可移动设备转向操控费力的问题，提供电动推进器及水域可移动设备。电动推进器包括夹具、机壳、水下动力模组和转向装置。夹具设有转向轴。机壳与转向轴转动配合。水下动力模组连接于机壳。转向装置包括固定于机壳的电机和减速组件；减速组件包括第一传动机构和第二传动机构，第一传动机构用于对电机的旋转力矩减速并增矩，第二传动机构用于将第一传动机构增大的力矩传递至转向轴；第一传动机构设有行星齿轮减速机构，第二传动机构设有扇形齿轮，行星齿轮减速机构连接电机，扇形齿轮与行星齿轮减速机构连接且固定连接转向轴。本申请的有益效果是转向操控安全省力。

Description

电动推进器及水域可移动设备

技术领域

本申请涉及水域可移动设备领域，具体而言，涉及电动推进器及水域可移动设备。

背景技术

一些已知的水域可移动设备(如船舶)，其转向一般由手动操作实现，即在航行中靠人力改变水域推进器朝向来实现转向，存在转向操控费力，影响用户体验的问题。

实用新型内容

本申请提供电动推进器及水域可移动设备，以解决已知水域可移动设备转向操控费力的问题。

第一方面，本申请提供一种电动推进器包括夹具、机壳、水下动力模组和转向装置。夹具用于固定于水域载体，夹具设有转向轴。机壳与转向轴转动配合。水下动力模组连接于机壳，用于提供推进力。转向装置包括固定于机壳的电机和减速组件；减速组件包括第一传动机构和第二传动机构，电机连接第一传动机构，第一传动机构连接第二传动机构，第二传动机构连接转向轴；第一传动机构用于对电机的旋转力矩减速并增矩，第二传动机构用于将第一传动机构增大的力矩传递至转向轴；第一传动机构设有行星齿轮减速机构，第二传动机构设有扇形齿轮，行星齿轮减速机构连接电机，扇形齿轮与行星齿轮减速机构连接且固定连接转向轴。

本申请中的电动推进器，通过第一传动机构的行星齿轮减速机构将电机的旋转力矩减速并增矩，同时通过第二传动机构将增大后的力矩传递至转向轴，能够方便省力地实现电动推进器绕其转向轴的转向动作。并且，第二传动机构的扇形齿轮相较完整齿轮，在一定的安装空间内可设置成具有更大直径，从而获得更大的减速比，进而实现更大的减速增矩效果。

第二方面，本申请提供一种水域可移动设备，包括水域载体和前述的电动推进器，电动推进器的夹具连接于水域载体。

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为本申请一实施例的水域可移动设备的结构示意图；

图2为图1中的电动推进器的结构示意图；

图3为图2的电动推进器的A处放大图；

图4为本申请的电动推进器的减速组件的另一实施方式的结构示意图；

图5为本申请的电动推进器的减速组件的另一实施方式的结构示意图；

图6为本申请的电动推进器的减速组件的另一实施方式的结构示意图；

图7为本申请的电动推进器的减速组件的另一实施方式的结构示意图；

图8为本申请的电动推进器的减速组件的另一实施方式的结构示意图；

图9为本申请的电动推进器的减速组件的另一实施方式的结构示意图；

图10为本申请的电动推进器的减速组件的另一实施方式的结构示意图；

图11为本申请的电动推进器的减速组件的锁止机构设于另一位置时的示意图。

主要元件符号说明：

水域可移动设备 300

水域载体 310

电动推进器 100

夹具 11

机壳 12

水下动力模组 13

转向装置 14

转向轴 15

第一端 16

第二端 17

顶部 18

底部 19

收容部 20

底壳 21

螺旋桨 22

推进电机 23

电机 24

减速组件 25,91,92,93,94,96,97,98

固定支架 26

旋转支架 27

起翘驱动件 28

横延段 29

竖延段 30

轴筒 31

轴杆 32

第一延伸臂 33

第二延伸臂 34

第一减振悬置 35

第二减振悬置 36

整机支架 37

外壳套 38

转向轴孔 39

限位凸台 40

转向轴承 41

过孔 42

密封圈 43

转向支架 44

支架轴孔 45

传动限位轴承 46

转向控制电路板 47

操控舵柄 48

第一齿轮 49

第二齿轮 50

内环部 51

齿部 52

第一丝杆 53

第一螺母 54

第二丝杆 55

第二螺母 56

第一传动机构 57

第二传动机构 58

摆臂 59

螺母套 60

条形槽 61

滑动销 62

滑块 63

滑槽 64

转轴 65

齿轮 66

齿条 67

行星齿轮减速机构 68

蜗轮蜗杆机构 70

同轴二级齿轮减速机构 71

第一行星齿轮减速机构 72

第二行星齿轮减速机构 73

锁止机构 74

刹车片 75

制动保持组件 76

离合器 77

连接杆 78

线束 79

配合孔 80

电机轴 81

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。

实施例

参见图1，本实施例提供了一种水域可移动设备300，包括水域载体310和电动推进器100，电动推进器100连接于水域载体310，用于推动水域可移动设备300移动。

本实施例中的水域可移动设备300可以是客船、游艇等各种船舶，对应的水域载体310为船体，电动推进器100即为船外机。当然，水域可移动设备300也可以是渔船、帆船或其他船舶，水域可移动设备300也可以是水陆两用交通设备，也可以是无人巡检船，也可以是水域无人机，在此不做限定。

配合参见图2，本实施例中的电动推进器100包括夹具11、机壳12、水下动力模组13和转向装置14。

配合参见图2和图3，夹具11用于固定于水域载体310(水域载体310见于图1，下同)，例如固定在水域载体310的尾部，以将电动推进器100安装至水域载体310。夹具11设有转向轴15，转向轴15具有第一端16和与第一端16相对的第二端17。图示状态下，第一端16为转向轴15的上端，第二端17为转向轴15的下端。

本实施例中，机壳12转动配合于转向轴15。机壳12具有顶部18和与顶部18相对的底部19，以及形成于顶部18和底部19之间的收容部20，顶部18与第一端16转动连接，且转向轴15沿其轴向支撑顶部18，底部19与第二端17转动连接。利用转向轴15支撑顶部18，使得整个水下动力模组13的载重经机壳12传导至转向轴15，转向轴15仅沿轴向承受载荷，从而转向轴15沿径向并不承担载荷，以提高转向轴15的转向效率。

水下动力模组13连接于底部19，用于提供推进力。本实施例中，水下动力模组13包括底壳21、螺旋桨22和推进电机23，底壳21连接底部19，推进电机23固定连接于底壳21内，推进电机23传动连接螺旋桨22，以带动螺旋桨22转动产生推进力。在其他实施例中，水下动力模组13也可以是其他用于提供推进力的结构，在此不做限定。

转向装置14包括固定于收容部20的电机24和减速组件25；电机24经减速组件25驱动转向轴15相对机壳12转动。

本实施例中的电动推进器100，其转向轴15沿轴向支撑机壳12的顶部18，以同时支撑连接于机壳12的水下动力模组13和转向装置14。同时，机壳12的顶部18和底部19分别转动配合于转向轴15，加之电机24通过减速组件25带动转向轴15相对机壳12转动，能够方便省力地实现电动推进器100绕其转向轴15的转向动作。

在需要转向时，电机24经由减速组件25带动机壳12相对转向轴15转动，从而改变连接于机壳12的水下动力模组13的朝向，使水下动力模组13提供的推进力的方向发生改变，进而驱使水域载体310转向。一些已知技术中，采用手动操作的方向实现转向，可能比较费力，影响用户体验；此外，手动操作转向的角度较难精确稳定把控，在水域可移动设备航速较快时，不稳定的转向操控可能引起安全事故。

另外一些已知技术采用液压转向结构实现转向，这存在结构复杂或体积/重量大的问题，影响水域可移动设备的空间利用。

本实施例中的水域可移动设备300，采用电机24驱动转向，转向省力，且比较容易实现精确角度的转向控制。可以理解的是，在电动推进器100的整体重量较大的情况下，传统电助力转向很难驱动转向，因此需要采用高转速的电机24对电动推进器100实现转向力输出，然而电动推进器100的转向角度受限，并不能很好兼容高转速的电机24，故本实施例中采用具有高减速比的减速组件25对高转速的电机24进行减速，并增大输出扭矩力臂，实现电动推进器100在一定角度范围内有效转向。即减速组件25对电机24的转动扭矩进行减速，并且增大扭矩，以提高电机24的驱动作用力，实现对大重量的电动推进器100进行电助力转向。

本实施方式中，可选地，机壳12承受载荷的部分经铸造工艺成型，机壳12既能很好地承载水下动力模组13，又能很好地保护转向装置14，并且为电机24提供支撑力，便于电机24有效输出转向力。机壳12的外表面具有防腐防水功能。

本实施例中，电动推进器100还设有线束79，线束79一端用于连接至机壳12内的电力器件(如电机24)，另一端从机壳12伸出，用于连接至水域可移动设备300上的电源或控制器，以实现信号传输或电能供应。

继续参见图2和图3，本实施例中，夹具11设置为具有能够实现让电动推进器100的机壳12及水下动力模组13相对水域载体310起翘的结构。该夹具11包括固定支架26和旋转支架27，固定支架26用于固定在水域载体310，旋转支架27转动连接于固定支架26，且转动轴线垂直于转向轴15。转向轴15固定于旋转支架27，并能够随旋转支架27一起相对固定支架26起翘。

如此，在需要起翘时，通过一起翘驱动件28(如起翘驱动液压缸)带动旋转支架27相对固定支架26旋转，即可带动转向轴15及连接至转向轴15的机壳12和水下动力模组13一起旋转起翘。

本实施例中，旋转支架27包括横延段29和竖延段30，横延段29一端用于转动连接水域载体310，另一端连接竖延段30，以形成“7”字形的旋转支架27。竖延段30的两端分别与转向轴15的两端可浮动地连接。转向轴15包括轴筒31和插入轴筒31一端的轴杆32，轴筒31与竖延段30连接，轴杆32形成第一端16，轴筒31远离轴杆32一端形成第二端17。该转向轴15中，轴杆32主要承担转向作用力，其可设置为实心结构件。通过单独设置的轴杆32，可以确保轴杆32具有较高的刚性和强度，增大载荷能力。

轴筒31的两端设有第一延伸臂33和第二延伸臂34，竖延段30的两端分别设有第一减振悬置35和第二减振悬置36，第一延伸臂33与第一减振悬置35连接，第二延伸臂34与第二减振悬置36连接。

通过第一减振悬置35和第二减振悬置36可浮动地支撑连接转向轴15，可缓冲来自水下动力模组13的振动通过转向轴15向夹具11的传导，从而降低了水下动力模组13的振动对水域载体310的影响，提高驾乘人员的乘坐体验。

本实施例中的夹具11也可以改变为采取其他结构实现起翘，例如采用整体垂直升降、仅电动推进器100位于水下的部分旋转起翘或其他起翘方式，在此不做限定。

并且，在一些不需要实现起翘功能的情形，夹具11也可以设置为不具备起翘功能的结构。

继续参见图2和图3，本实施例中，机壳12包括整机支架37和外壳套38。整机支架37可采用刚性较佳的材料(如铝合金等金属材料)制成，主要起结构性作用；外壳套38包附于整机支架37的外表面，可采用耐腐蚀/耐候材料(如塑胶材料)制成，以包括整机支架37和/或起到外观装饰作用。整机支架37与外壳套38可采用贴合连接的方式稳固。整机支架37承受载荷，外壳套38具有防腐防水防高温的功能。

前述的顶部18和底部19设于整机支架37。其中，顶部18设置转向轴孔39，转向轴15的第一端16的周侧设置限位凸台40，转向装置14还包括抵持于限位凸台40并配合于第一端16及转向轴孔39的转向轴承41，转向轴承41允许整机支架37相对转向轴15转动。

本实施例中，顶部18朝向底部19的表面开设有过孔42，转向轴15的第一端16穿过过孔42并伸入收容部20内，以连接至减速组件25。转向轴孔39由过孔42远离底部19的部分径向外扩形成，用于安装转向轴承41，以实现和第一端16的限位凸台40的转动配合。在收容部20内转向轴承41面向底部19的一侧同时抵靠在转向轴孔39的底部，以及抵靠在限位凸台40上，收容部20还设置压盖转向轴承41的压板，压板经螺钉锁紧固定于整机支架37上，从而使得转向轴承41的外环稳固于整机支架37上，而转向轴承41的内环保持与外环存在绕转向轴15的轴心转动配合。转向轴承41的内环与外环存在径向的推力支撑，还存在沿平行转向轴15轴向的推力支撑。转向轴承41的内环与轴杆32保持固定，并将整机支架37所承担的载荷传递至轴杆32，轴杆32将载荷传递至轴筒31，而轴筒31再经第一减振悬置35和第二减振悬置36与旋转支架27稳固，从而实现对整个机壳12上水下动力模组13和转向装置14有效支撑。本实施例中，转向轴15以其轴杆32与减速组件25配合连接。轴杆32的周侧设置前述限位凸台40，来与转向轴承41配合。转向轴承41为推力轴承，从而实现将电动推进器100的载荷传递至轴杆32，实现转向轴15对机壳12、水下动力模组13和转向装置14的轴向支撑。

可选地，过孔42和转向轴15之间还设置用于实现顶部18和转向轴15之间的转动密封的密封圈43，以确保机壳12内部的密封性，保护其内器件(如电机24、减速组件25等)免受水腐蚀或其他影响。本实施例中，密封圈43套于轴杆32的外周，并沿周向抵持过孔42的孔面，以实现转向轴15和整机支架37之间的密封，确保密封效果。

本实施例中，转向轴15的第二端17与整机支架37的底部19转动配合。可选地，底部19开设朝向顶部18的配合孔80，转向轴15限定第二端17的轴筒31的下端伸入并转动配合于配合孔80内，例如轴筒31的下端可通过其外圆周面转动配合于配合孔80，也可以通过滑动轴承可转动地配合在配合孔80内。

本实施例中，转向装置14还包括转向支架44，转向支架44固定于整机支架37，并设有与第一端16配合的支架轴孔45，转向装置14还包括传动限位轴承46，传动限位轴承46配置于转向支架44及减速组件25之间。在一些实施方式中，转向支架44的支架轴孔45朝下开口，转向轴15的第一端16朝上伸入支架轴孔45内，用以连接减速组件25伸入支架轴孔45内的部分，减速组件25伸入支架轴孔45内的部分(如图3中示出的第二齿轮50，具体下文介绍)通过传动限位轴承46转动配合于转向支架44，从而实现转向轴15相对转向支架44乃至机壳12的转动配合。

本实施例中，转向装置14还包括固定于转向支架44的转向控制电路板47，转向控制电路板47电连接电机24，用于控制电机24运行。

在其他实施例中，转向控制电路板47还可以设置在其他位置，例如设置在夹具11上、设置在水域载体310上等等，在此不做限定。

本实施例中，可选地，电动推进器100还可以包括操控舵柄48，操控舵柄48连接在机壳12朝向水域载体310一侧，方便驾驶者对水域可移动设备300施加转向操控。

具体的转向操控过程可以为，驾驶者对操控舵柄48施加转向操控动作，该转向操控动作被传感器感应后产生感应信号，该感应信号经处理后产生转向控制信号，转向控制信号发送到转向控制电路板47，转向控制电路板47根据转向控制信号控制电机24输出转动扭矩，电机24受控制信号控制而输出转动扭矩至减速组件25，减速组件25进而将电机24的转动扭矩转换为配置有预设角度范围的转向扭矩，进而带动电动推进器100绕转向轴15转向。其中，该转向操控动作可以有多种，例如可以为摆动或扭动操控舵柄48。该转向动作可以较小，以减小驾驶者转向操控所需的力。当然，前述转向控制信号也可以是由水域载体310上的方向盘输出转动扭矩，方向盘的转动扭矩被传感器转换为转动角度值，转动角度值再被处理为电动推进器100的转向控制信号而形成。在其他实施例中，还可以用预设的运行控制程序数据作为转向控制的输入，以实现水域可移动设备300按设定方式自动驾驶。

本实施例中，减速组件25包括第一传动机构57和第二传动机构58，电机24连接第一传动机构57，第一传动机构57连接第二传动机构58，第二传动机构58连接转向轴15。其中，第一传动机构57用于对电机24的旋转力矩减速并增矩，第二传动机构58用于将第一传动机构57增大的力矩传递至转向轴15。

如图3中示出的，第一传动机构57包括行星齿轮减速机构68，第二传动机构58包括相互啮合的第一齿轮49和第二齿轮50。行星齿轮减速机构68连接于电机24，用于对电机24的输出进行减速增矩。第一齿轮49连接于行星齿轮减速机构68的输出端，转向轴15连接于第二齿轮50的中轴处，作为第二齿轮50的齿轮轴与第二齿轮50固定连接，以使第二齿轮50可以和转向轴15同步转动。第一齿轮49和第二齿轮50配合构成减速齿轮组，第一齿轮49与第二齿轮50的减速比大于1，用于在经行星齿轮减速机构68减速增矩后进一步减速增矩，同时实现将输出传递至转向轴15。可选地，可根据所需的转向角度设置第二齿轮50为具有一定弧度的扇形齿轮，第一齿轮49连接于行星齿轮减速机构68的输出端，作为为用于将行星齿轮减速机构68的输出传递给第二齿轮50的传动齿轮。通过设置第二齿轮50为扇形齿轮形式而非完整齿轮，在一定的安装空间内，利于得到直径更大的第二齿轮50，从而获得更大的减速比，进而实现足够大的减速增矩效果。

第二齿轮50可以包括中间的内环部51和连接于内环部51外的齿部52，齿部52和第一齿轮49啮合，内环部51沿轴向伸出齿部52的上下表面，内环部51位于齿部52的上方的部分和下方的部分分别由一传动限位轴承46转动配合于支架轴孔45内。

图3示出的实施例中，转向轴15与电机轴81平行，利用行星齿轮减速机构68对电机轴81输出的转速进行减速，可以在满足高减速比的情况下，使减速组件25与电机24及转向轴15堆叠占用空间最优化，利于收容部20内其他器件的排布。并且，电机轴81与转向轴15平行，电机24和行星齿轮减速机构68位于转向轴15的沿垂直于转向轴15的方向的一侧，便于减速组件25传输扭矩，提高扭矩传输效率。并且，电机24及行星齿轮减速机构68与转向轴并排，可减小电机24、行星齿轮减速机构68、第一齿轮49、第二齿轮50、转向轴15堆叠后的整体长度布局空间，电机轴81与行星齿轮减速机构68的主轴同轴设置并沿轴向连接，可减小行星齿轮减速机构68与电机24堆叠后的整体外径，提高收容部20内的空间利用率，使得收容部20内器件排布紧凑，减小电动推进器100在机壳12部分的体积。

当然，在其他实施方式中，行星齿轮减速机构68也可以用其他齿轮组替换，或者在减速比要求不高的情形下去掉行星齿轮减速机构68，在满足电机24减速后增大力矩传输至转向轴15的减速组件均属于本申请实施例的实施方式，例如图4-图11示出的一些可选地实施方式。

为方便区别于图3示出的减速组件25，以及相互区分，下文图4-图11示出的各实施例中的减速组件分别通过标号区别，具体的，图4-图11的各实施例中的减速组件依次为减速组件91、减速组件92、减速组件93、减速组件94、减速组件96、减速组件97和减速组件98。

参见图4，该实施例中的减速组件91与减速组件25的不同之处在于第一传动机构57和第二传动机构58不同。减速组件91中，第一传动机构57包括第一丝杆53和第一螺母54，第二传动机构58包括第二丝杆55和第二螺母56。第一丝杆53通过其两端可转动地连接在转向支架44上，第二丝杆55通过其两端可转动地连接在转向支架44上。第一丝杆53与转向支架44之间可以通过轴承实现转动连接，第二丝杆55与转向支架44也通过轴承实现转动连接。第一丝杆53受电机24驱动相对转向支架44转动，因转向支架44和机壳12为相互固定，因此第一丝杆53同样可认为相对机壳12转动。第一螺母54与第一丝杆53啮合，第二螺母56与第一螺母54并排固定，第二丝杆55与第二螺母56啮合，第二丝杆55与转向轴15同轴固定；第一丝杆53的导程远小于第二丝杆55的导程，以实现高减速比，进而实现扭矩放大输出。通过控制导程，可以控制减速组件91的减速比。由于第一丝杆53的导程较小，所以在第一丝杆53在高速电机的驱动下，第一丝杆53转动较大的转动角度转换在第一螺母54上，使得第一螺母54移动较小的直线距离。第一螺母54会带动第二螺母56同步直线位移相同的距离，从而第二螺母56带动第二丝杆55转动，但由于第二螺母56仅直线移动较小的距离，加上第二丝杆55的导程远小于第二丝杆55的导程，所以第二螺母56直线位移量转换在第二丝杆55上，导致第二丝杆55仅转动较小的转动角度，实现第二丝杆55的转动速率降低，且转动扭矩增大，第二丝杆55与转向轴15固定，第二丝杆55的转动扭矩传递至转向轴15，即实现机壳12在电机24和减速组件25的助力下相对夹具11转向。图4中，第一丝杆53与第二丝杆55平行。此时，减速组件91的布置方式可以参考图3，即，电机24的轴线、第一丝杆53的长度方向、第二丝杆55的长度方向和转向轴15的轴线平行。第一丝杆53同轴地连接电机24，第二丝杆55同轴地连接转向轴15，第一螺母54和第二螺母56之间可以通过垂直于第一丝杆53和第二丝杆55的连接杆78相互固定。

采用该结构的减速组件91，电机24的转动输出带动第一丝杆53转动，第一丝杆53的转动带动第一螺母54直线位移，且由于第一螺母54和第二螺母56之间通过连接杆78固定，第一螺母54的直线位移将带动第二螺母56同步位置，进而带动第二丝杆55转动。由于第一丝杆53的导程远小于第二丝杆55的导程，第二丝杆55的转动输出得到较大的减速和增矩。

该实施例采用平行的第一丝杆53和第二丝杆55，其在垂直于第一丝杆53/第二丝杆55长度方向的方向上(图中的横向)占用的空间减小，利于机壳12横向尺寸缩减。同时，丝杆螺母结构整体重量较小，也利于减轻电动推进器100的重量。另外，第一丝杆53和第二丝杆55设置得与转向轴15和电机轴81平行，可方便地设置为电机轴81和第一丝杆53同轴、第二丝杆55和转向轴15同轴，且两组同轴的结构在横向(垂直于转向轴15的轴线方向)至少部分重合，从而可得到减小的轴向叠加总尺寸，利于减小电动推进器100的竖向尺寸。

图4示出的实施例中，可选地，第二丝杆55配置为在电机24停止输出扭矩时禁止受第二螺母56的直线驱动而旋转，即第二丝杆55和第二螺母56之间能够实现反向传动的自锁，即施加于第二螺母56的轴向力无法使第二螺母56相对第二丝杆55位移，进而无法带动第二丝杆55转动。如此，可在转向完成后保持转向位置，防止因水域可移动设备300行驶产生的阻力而使电动推进器100发生转向回弹或者损坏减速组件91。

参见图5，该实施例的减速组件92中，第一传动机构57包括受电机24驱动而旋转的第一丝杆53和与第一丝杆53啮合的第一螺母54。其中，第一丝杆53的两端可转动地连接于转向支架44，因转向支架44和机壳12为相互固定，因此第一丝杆53同样可认为转动连接于机壳12。电机24的电机轴81可以与第一丝杆53同轴或不同轴。对于电机24与第一丝杆53不同轴连接的情形，电机24可以通过其他可以转变传动方向的结构(如锥齿轮机构、蜗轮蜗杆机构等)间接连接至第一丝杆53。

第二传动机构58连接于第一螺母54和转向轴15之间，用于将第一螺母54的直线位移转化为转向轴15的转动。转向轴15可以通过传动限位轴承46可转动地配合于转向支架44(参见图3)处。本实施方式中，第二传动机构58作为运动形成转换的机构，第二传动机构58并不对第一螺母54的运动速率进行提速后传递至转向轴15，即第二传动机构58将第一螺母54的直线位移力矩转换成转动扭矩传递至转向轴15，转向轴15的运动速率小于或等于第一螺母54的运动速率，从而实现利用减速组件92对转向轴15的减速增扭矩作用。

在一个实施例中，图5中，第二传动机构58设有摆臂59，摆臂59一端固定连接转向轴15，另一端可滑动且转动地配合于第一螺母54，以使第一螺母54的直线位移带动摆臂59摆动，进而带动转向轴15相对机壳12转动。第二传动机构58设有套设于第一螺母54的螺母套60。螺母套60呈环形结构，从而实现套接在第一螺母54外。螺母套60上开设有条形槽61，条形槽61的延伸方向与第一丝杆53的长度方向垂直或倾斜相交，摆臂59远离转向轴15的一端设有滑动销62，滑动销62可滑动且转动地配合于条形槽61。可选地，摆臂59一端与螺母套60至少部分重叠，从而在确保增矩效果的前提下减小第一丝杆53与转向轴15的间距，提高结构布局紧凑性，占用空间少。

此外，条形槽61可开设于螺母套60一外表面平面上，摆臂59的一端可以支撑在螺母套60上，并和该平面形成平面配合。如此，一方面施加在转向轴15的荷载可以通过摆臂59分担至螺母套60，另一方面可压抵螺母套60，利于螺母套60相对第一丝杆53的直线导向。

如此，电机24带动第一丝杆53转动，进而带动第一螺母54和连接于第一螺母54的螺母套60沿第一丝杆53的轴向滑动。螺母套60的滑动将通过条形槽61和滑动销62的配合带动摆臂59摆动，进而带动转向轴15相对转动机壳12转动，其反作用力会使机壳12绕转向轴15转动，进而电动水下动力模组13转向。在其他实施例中，也可以是螺母套上设置滑动销，摆臂的端部设置滑槽，螺母套上的滑动销与摆臂的滑槽滑动配合。

该实施例中，通过使用较小导程的第一丝杆53，使得电机24较高的转速输出带动第一螺母54直线位移速率降低，进而通过摆臂59带动转向轴15转动，利用摆臂59叠合于螺母套60上，可以延长摆臂59且不增加整体宽度，使得在不影响体积的情况下，摆臂59的力矩增加，实现电转向的减速增矩。

可以理解的是，在其他实施例中，还可以基于图5的实施例基础上，第二传动机构58设置二级减速机构，二级减速机构连接于螺母套60和摆臂59，二级减速机构将螺母套60的直线位移进一步降速，从而再将降速后的运动力矩传递至摆臂59。

在其他实施例中，还可以将图5实施例中的摆臂59替换为摆动板，在摆动板上设置直线滑槽，利用螺母套60与摆动板上的滑槽滑动配合，实现螺母套60带动摆动板转动，摆动板带动转向轴15转动。

参见图6，该实施例的减速组件93中，第一传动机构57同样由第一丝杆53和第一螺母54的配合实现第一螺母54输出直线力矩，其与图5的减速组件92的不同之处主要在于第二传动机构58。第一丝杆53同样可以通过其两端转动配合于转向支架44。图6中，第二传动机构58设有滑块63，滑块63设有滑槽64和转轴65，滑槽64沿平行于摆臂59的方向贯通滑块63，摆臂59的一端与滑槽64滑动配合，滑块63经转轴65与第一螺母54转动连接，例如，转轴65转动连接于滑块63，例如在滑块63上开设转动安装孔，转轴65转动配合于转动安装孔。转轴65的轴向平行于转向轴15。第一螺母54通过连接杆78连接第一螺母54。

如此，电机24带动第一丝杆53转动，第一丝杆53带动第一螺母54直线位移，第一螺母54的直线位移通过滑块63和摆臂59的传动来带动转向轴15转动，以实现转向。摆臂59与第一丝杆53可错开叠合，从而可以增长摆臂59相对滑块63的滑动距离，并且增加滑块63与摆臂59的配合长度，增大滑动行程，保证滑动稳定性，使得摆臂59的转动角度可以更大，扭矩更大，且有效保证了整体布局体积减小。

该实施例中，通过使用较小导程的第一丝杆53，使得电机24较高的转速输出带动第一螺母54直线位移速率降低，进而通过转轴65带动滑块63沿平行于第一丝杆53的长度方向进行直线位移，进而通过摆臂59带动转向轴15转动，从而实现减速增矩。

该实施例中，在减速组件93的各构件尺寸确定的情形下，可方便地以转轴65为中心旋转摆臂59，来调整摆臂59端部连接的转向轴15和第一丝杆53的间距，布局灵活性高。

参见图7，该实施例的减速组件94中，第一传动机构57同样由第一丝杆53和第一螺母54的配合实现输出直线移动；第一丝杆53同样可以以两端可转动配合于转向支架44。减速组件94的第二传动机构58包括齿轮66和齿条67，齿条67固定于第一螺母54，齿轮66和齿条67啮合配合，齿轮66固定连接转向轴15。其中，齿条67一面为平面，另一面为齿面，齿条67可通过其平面一侧贴合焊接在第一螺母54一侧，通过齿面一侧啮合配合齿轮66。

该实施例中，通过使用较小导程的第一丝杆53，使得电机24较高的转速输出带动第一螺母54和齿条67较小的直线位移，进而带动齿轮66和转向轴15转动较小的角度，从而实现减速增矩。

该实施例中的减速组件94，齿条67的延伸方向和第一丝杆53的长度方向平行，齿条67和第一丝杆53占用横向空间小，且能够方便地通过齿条67和齿轮66啮合齿数比的设计来得到所需的减速比。

又如图8示出的减速组件96中，第一传动机构57设有行星齿轮减速机构68，第二传动机构58设有蜗轮蜗杆机构70，行星齿轮减速机构68连接电机24，蜗轮蜗杆机构70接收行星齿轮减速机构68的力矩，并与转向轴15连接，以带动转向轴15转动。

具体地，行星齿轮减速机构68可转动地配合于转向支架44，电机24同轴地连接于行星齿轮减速机构68的输入端、行星齿轮减速机构68的输出端连接蜗轮蜗杆机构70的蜗杆，蜗轮蜗杆机构70的蜗轮与转向轴15同轴连接。且行星齿轮减速机构68的输出端、电机24的输出轴和蜗杆的转动轴线同轴，以减小电机24、行星齿轮减速机构68和蜗杆在垂直于电机24的输出轴的方向的尺寸，利于减小电动推进器100的尺寸。并且，蜗轮蜗杆机构70除了可以实现进一步减速外，还能够提供自锁，即，可在转向完成后保持转向位置，防止因水域可移动设备300行驶产生的阻力而使电动推进器100发生转向回弹或者损坏减速组件96。

又如图9示出的减速组件97中，第一传动机构57设有同轴二级齿轮减速机构71，第二传动机构58设有蜗轮蜗杆机构70，同轴二级齿轮减速机构71连接电机24，蜗轮蜗杆机构70接收同轴二级齿轮减速机构71的力矩，并与转向轴15连接，以带动转向轴15转动。

具体地，同轴二级齿轮减速机构71安装于转向支架44，电机24同轴地连接于同轴二级齿轮减速机构71的输入端、同轴二级齿轮减速机构71的输出端连接蜗轮蜗杆机构70的蜗杆，蜗轮蜗杆机构70的蜗轮同轴地连接转向轴15。且同轴二级齿轮减速机构71的输出端、电机24的输出端和蜗杆的转动轴线同轴，以减小电机24、同轴二级齿轮减速机构71和蜗杆在垂直于蜗杆转轴的方向的尺寸占用，利于减小电动推进器100的尺寸。并且，蜗轮蜗杆机构70除了可以实现进一步减速外，还能够提供自锁，即，可在转向完成后保持转向位置，防止因水域可移动设备300行驶产生的阻力而使电动推进器100发生转向回弹或者损坏减速组件96。

又如图10示出的减速组件98中，第一传动机构57设有第一行星齿轮减速机构72，第二传动机构58设有第二行星齿轮减速机构73，第一行星齿轮减速机构72连接电机24，第二行星齿轮减速机构73接收第一行星齿轮减速机构72的力矩，并与转向轴15连接，以带动转向轴15转动。

具体地，第一行星齿轮减速机构72和第二行星齿轮减速机构73分别连接于转向支架44，电机24同轴地连接于第一行星齿轮减速机构72的输入端、第一行星齿轮减速机构72的输出端连接第二行星齿轮减速机构73的输入端，第二行星齿轮减速机构73的输出端同轴地连接转向轴15。通过使电机24、第一行星齿轮减速机构72、第二行星齿轮减速机构73和转向轴15依次同轴堆叠，可以大大减小电机24、第一行星齿轮减速机构72、第二行星齿轮减速机构73在垂直于转向轴15的方向的尺寸占用，利于减小电动推进器100的尺寸。并且，通过两级行星齿轮减速机构串联，能够实现更大减速比的减速增矩。可以理解的是，上述实施例的转向轴也可以替换为仅承载转向力矩的转向轴，即利用夹具上设置承载结构，利用夹具上的承载结构对机壳支撑，转向轴不再受轴向的载荷力，转向轴仅受径向的载荷力，以便于使得转向轴与机壳的转动配合更加灵活。

上述实施例中出现的丝杆螺母配合实现的螺旋副可以为能够将转动变为直动的滚珠丝杆机构、滑动丝杆机构等，在此不做限定。

在其他实施例中，减速组件25还可以是行星齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、同轴式二级减速机构或其他能够实现相同功能的传动机构的一个或多个的组合，在此不赘述。

此外，电机24的数量也可以为一个或多个，其中的部分电机24可以串设在减速组件25(91,92,93,94,96,97,98)内。

另外，减速组件25(91,92,93,94,96,97,98)中的蜗轮或各个齿轮可以根据需要做成扇形结构，以节约空间。

本实施例中，电机24可采用直流电机、交流电机或带编码器的伺服电机。电机24的输出轴可以与转向轴15的轴线方向平行、垂直或倾斜相交。

例如，图3、图4、图9、图10中，电机24的输出轴可以与转向轴15的轴线方向平行；图5、图6、图7、图8中，电机24的输出轴可以与转向轴15的轴线方向垂直。电机24的输出轴可以与转向轴15的轴线方向倾斜相交的实施方式，可以通过适当选用锥齿轮或其他结构来实现，在此不赘述。

再次参见图2和图3，本实施例中，电动推进器100还包括锁止机构74，锁止机构74设于机壳12和转向轴15之间。可选地，锁止机构74包括刹车片75或拨叉结构，刹车片75或拨叉结构连接于转向轴15和机壳12之间，用于在转向轴15和机壳12之间提供转动阻尼，以使转向的阻尼可调，从而调整转向速率。

再次参见图2和图3，本实施例中，可选地，转向装置14还包括制动保持组件76，制动保持组件76设于电机24和减速组件25之间。制动保持组件76可以为离合器77，例如为干式离合器、湿式离合器或电子离合器的任意一种。可选地，制动保持组件76为三挡离合器，用于对转向轴15提供手动转向档位、电动转向档位和停机保持档位。

参见图11，在另一实施例中，转向装置14的制动保持组件76设于减速组件25和转向轴15之间。制动保持组件76同样可以采用前述的离合器77或其他制动保持结构。

制动保持组件76还可以采用其他方式实现。

在减速组件本身具备转向的制动保持功能时，可以省略额外设置制动保持组件76。例如在前述图4示出的减速组件91能实现自锁时，即可省略额外设置制动保持组件76；又如，可使前述的传动限位轴承46的摩擦力实现制动保持，而省略额外设置制动保持组件76。

综合以上描述，本实施例中的电动推进器100及水域可移动设备300具有转向省力，且比较容易实现精确角度的转向控制的有益效果，具有较佳的应用价值。

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 (10)

1.一种电动推进器，其特征在于，所述电动推进器包括：

夹具，用于固定于水域载体，所述夹具设有转向轴；

机壳，与所述转向轴转动配合；

水下动力模组，连接于所述机壳，用于提供推进力；

转向装置，包括固定于所述机壳的电机和减速组件；所述减速组件包括第一传动机构和第二传动机构，所述电机连接所述第一传动机构，所述第一传动机构连接所述第二传动机构，所述第二传动机构连接所述转向轴；所述第一传动机构用于对电机的旋转力矩减速并增矩，所述第二传动机构用于将所述第一传动机构增大的力矩传递至所述转向轴；所述第一传动机构设有行星齿轮减速机构，所述第二传动机构设有扇形齿轮，所述行星齿轮减速机构连接所述电机，所述扇形齿轮与所述行星齿轮减速机构连接且固定连接所述转向轴。

2.根据权利要求1所述的电动推进器，其特征在于：

所述减速组件还包括传动齿轮，所述第二传动机构还包括传动齿轮，所述传动齿轮连接于所述行星齿轮减速机构的输出端，所述传动齿轮与所述扇形齿轮啮合配合，且所述传动齿轮与所述扇形齿轮的减速比大于1。

3.根据权利要求2所述的电动推进器，其特征在于：

所述扇形齿轮包括内环部和连接于所述内环部外的齿部，所述齿部和所述传动齿轮啮合，所述内环部沿轴向伸出所述齿部的上下表面，所述内环部位于所述齿部的上方的部分和下方的部分分别由一传动限位轴承相对所述机壳可转动地设置。

4.根据权利要求2所述的电动推进器，其特征在于：

所述行星齿轮减速机构和所述电机的电机轴沿轴向连接，且所述电机和所述行星齿轮减速机构位于所述转向轴的沿垂直于所述转向轴的方向的一侧。

5.根据权利要求1所述的电动推进器，其特征在于：

所述转向轴具有第一端和与所述第一端相对的第二端；

所述机壳包括整机支架，所述整机支架设置转向轴孔，所述第一端的周侧设置限位凸台，所述转向装置还包括抵持于所述限位凸台并配合于所述第一端及所述转向轴孔的转向轴承，所述转向轴承允许所述整机支架相对所述转向轴转动。

6.根据权利要求5所述的电动推进器，其特征在于：

所述转向装置还包括转向支架，所述转向支架固定于所述整机支架，并设有与所述第一端配合的支架轴孔，所述转向装置还包括传动限位轴承，所述传动限位轴承配置于所述转向支架及所述扇形齿轮之间。

7.根据权利要求5所述的电动推进器，其特征在于：

所述夹具包括固定支架和旋转支架，所述固定支架用于固定在水域载体，所述旋转支架转动连接于所述固定支架；

所述转向轴固定于所述旋转支架，并能够随所述旋转支架一起相对所述固定支架起翘。

8.根据权利要求7所述的电动推进器，其特征在于：

所述转向轴具有第一端和与所述第一端相对的第二端；

所述转向轴包括轴筒和插入所述轴筒一端的轴杆，所述轴筒与所述旋转支架连接，所述轴杆形成所述第一端，所述轴筒远离所述轴杆一端形成所述第二端。

9.根据权利要求1所述的电动推进器，其特征在于：

所述水下动力模组包括底壳、螺旋桨和推进电机，所述底壳连接所述机壳，所述推进电机固定连接于所述底壳内，所述推进电机传动连接所述螺旋桨，以带动螺旋桨转动产生推进力。

10.一种水域可移动设备，其特征在于，包括：

水域载体；

权利要求1-9任一项所述的电动推进器，所述电动推进器的夹具连接于所述水域载体。