CN220410868U - 一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器。水下电机的尾部设置有螺旋桨，水下电机的上端通过中部外壳与固定架旋转座相连，固定架旋转座一侧设置有固定架支架，固定架旋转座通过上部法兰设置有电机控制器，电机控制器下部设置有散热风扇，电机控制器上还设置有前操转向销轴，电机控制器通过手柄角度调节机构与后操手柄相连，后操手柄上设置有安全钥匙和显示屏，固定架支架通过挂机角度调节机构和固定手柄相连。本实用新型可驱动更大的电动船。动力系统可模块化，可实现规模化生产，制造成本大大降低，产品可靠性提高，同时，动力系统拆卸方便，更便于电动船的装备、维护保养。

Description

一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器

技术领域

本实用新型涉及的是电动竹筏技术领域，具体涉及一种一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器。

背景技术

电动船舶是电动载具的一种，是由电池产生电力推进的船只。电动船舶是在内燃机船舶的基础上发展而来，船上不装配内燃机，所有能量都来自电池，依靠电池电力推进。电动船舶的发展得益于锂离子电池在电动汽车行业的成功，该电池技术也一举成为电动船发展的首要驱动因素。当下，国内外已在锂离子电池储能系统的关键技术上取得重大突破，还在船舶电力系统组网技术、船舶电力推进技术、大功率电力并网技术等方面相继取得大量研究成果。目前，全球在建及营运的电动船数量已超过300艘，包括渡船、近海船、客船、拖船等多种船型。电动船舶具有绿色环保优点，可以实现零排放，同时兼具安全便利、推进效率高、使用成本低等优势，且不会出现柴油泄漏等问题，是内河航运绿色转型的有效选择。近年来随着国家加大对新能源应用的推广力度，船舶行业的新能源使用占比也逐渐增加，电动船舶行业市场规模也保持快速增长。我国电动船舶行业的下游需求主要是内河船舶，用于短途运输或者旅游。近年来随着公路、铁路里程的不断增长，内河航运市场受到了较大竞争压力，因此国内内河船舶数量一直处于下降态势，老旧船舶不断被淘汰。虽然内河船舶数量在下降，但是未来电动船舶的需求将会保持增长，无论是新建电动船舶还是旧船改造电动船舶市场，都会有非常大的发展空间。随着电力推进系统比例逐步提升，其动力来源由柴油机、燃气轮机或者蒸汽轮机转换为锂离子电池或者燃料电池的可行性正在逐步提升。随着环保政策趋严，动力电池系统价格的不断下降，纯电动船舶或者混合动力船舶的渗透率正在逐步提升，尤其是在城市渡船、观光船、内河货船和港口拖船等领域的使用场景会更加清晰，我国电动船舶锂电化渗透率在2029年预计达到10.68％。从技术和实用性上来讲，电动船受制于电池续航能力、充电速度和充电设施分布情况等，对于一些长距离航行、大批量运送货物的沿海及远洋运输来讲，电动船难以满足现实需求，但在中短途运输、中小量运输的内河航运，电动船则有着光辉的未来，因此未来电动船产量增加将成为行业趋势。近年来，随着世界能源消耗的日益增长和环境污染的不断加剧，绿色、可持续发展理念深入人心。与新能源汽车类似，在船舶领域，动力电池技术的逐步成熟和成本的不断下降，使电动船产业的发展具备了基本条件，电动船逐渐成为绿色航运市场“新宠”。当前，电动船在内河渡船、短途客船、观光船以及小型游艇等领域已占据重要地位，但在中短途运输、中小量运输等领域尚未被广泛应用，在远洋运输领域还处于空白阶段。未来，随着科技的快速发展以及相关政策、法规的逐步完善，电动船要在中短途运输、中小量运输领域被广泛应用，在远洋运输领域实现零的突破，仍有一段很长的路要走。

传统柴油机汽油机动力弦外挂机，油机动力体积较大，噪音大，效率较低，环境污染严重，操作不便。

综上所述，本实用新型设计了一种一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器，小型化、轻量化，可以在一艘船上同时挂二个推进器，最高航速可提高一倍，或可驱动更大的电动船。同样机以同时挂四个推进器，航速更高，或可驱动更大的电动船。动力系统可模块化，可实现规模化生产，制造成本大大降低，产品可靠性提高，同时，动力系统拆卸方便，更便于电动船的装备、维护保养。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器，包括水下电机、螺旋桨、中部外壳、固定架旋转座、固定架支架、上部法兰、电机控制器、散热风扇、前操转向销轴、后操手柄、安全钥匙、显示屏、手柄角度调节机构、挂机角度调节机构和固定手柄，水下电机的尾部设置有螺旋桨，水下电机的上端通过中部外壳与固定架旋转座相连，固定架旋转座一侧设置有固定架支架，固定架旋转座通过上部法兰设置有电机控制器，电机控制器下部设置有散热风扇，电机控制器上还设置有前操转向销轴，电机控制器通过手柄角度调节机构与后操手柄相连，后操手柄上设置有安全钥匙和显示屏，固定架支架通过挂机角度调节机构和固定手柄相连。

作为优选，所述的水下电机包括电机轴、油封盖板、油封、后端盖、A型轴用弹性挡圈、双列角接触球轴承、A型孔用弹性挡圈、编码器、转子机构、定子机构、波形弹簧和机壳，机壳内部中心设置有电机轴，电机轴的前端设置有波形弹簧，电机轴的外部设置有转子机构，转子机构外部设置有定子机构，电机轴的中后部设置有编码器，编码器后端的电机轴上通过A型轴用弹性挡圈和A型孔用弹性挡圈设置有双列角接触球轴承，A型轴用弹性挡圈的后端设置有油封，油封外部设置有油封盖板，后端盖与机壳内止口采用双密封圈密封装置.

作为优选，所述的水下电机前端为低水阻式的锥头，锥头与水下电机机壳采用一体式机壳。

作为优选，所述的机壳内止口端面涂有耐腐蚀密封胶。

作为优选，所述的电机控制器内设置有电气元件控制模块。电气元件控制模块由:电机控制器、GPS定位系统模块、DC-DC(12VDC/5VDC)模块、T-BOX船联网模块、VCU模块组成，并集成一体。

作为优选，所述的后操手柄上设置有加速转动手柄。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器是由水下直驱永磁驱动电机、电机控制器总成、固定架及固定架支架要、操作手柄、挂机固定手柄、挂桨机架、螺旋桨组合一体，外挂在船尾，直驱永磁驱动电机与螺旋桨相联，直接伸入水中，由直驱永磁驱动电机带动螺旋桨旋转，将水推向船后，利用水的反作用力推船前进，螺旋桨构造简单、重量轻、效率高，在水线以下受到很好的保护而经久耐用，可以转动操作手柄，操作手柄与挂桨机架联接，挂桨机架通过旋转轴承与挂桨机架的固定架联接，从而实现固定架不动，操作手柄和直驱永磁驱动电机与螺旋桨可以同时转动。当转动操作手柄时，挂桨机架连同直驱永磁驱动电机与螺旋桨同时转动，从而改变螺旋桨推水的方向，使船转向。另外，电机控制器可以控制电机实现反转，螺旋桨反转，产生相反推力，使船舶倒退行驶。无机械换挡装置，没有机械故障，运行可靠性提高，维护方便。

2、本实用新型的一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器，直驱永磁驱动电机直接进入水中或海水中，冷却性最优，冷却效果优异，电机的散热好，功率密度大大提高，相比同功率永磁电机，体积小重量轻效率更高。水下直驱，没有减速机构，系统效率更高，噪音更低，可靠性更高。

3、直驱永磁驱动电机前端设计成低水阻式的锥头，电机机壳设计成一体式机壳，前端盖为锥头式的与机壳设计成一体，省去一端的密封装置。后端即螺旋桨端，后端盖与机壳内止口采用双密封圈密封装置，并在止口端面涂耐腐蚀密封胶，密封性能优异。

4、在电机控制器总成内设置有电气元件控制模块。电气元件控制模块由:电机控制器、GPS定位系统模块、DC-DC(12VDC/5VDC)模块、T-BOX船联网模块、VCU模块组成，并集成一体。另外，外置显示屏、散热风扇、DC-DC(64VDC/12VDC)模块。形成高集成化，空间占用少，结构紧凑，整个外壳由薄钢板成形防护，屏蔽效果好，抗干扰能力强，系统运行可靠安全。

5、本实用新型的一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器做到了小型化、轻量化，可以在一艘船上同时挂二个推进器，最高航速可提高一倍，或可驱动更大的电动船。同样机以同时挂四个推进器，航速更高，或可驱动更大的电动船。动力系统可模块化，可实现规模化生产，制造成本大大降低，产品可靠性提高，同时，动力系统拆卸方便，更便于电动船的装备、维护保养。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的侧视图；

图4为本实用新型的俯视图；

图5为本实用新型的水下电机结构剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1-5，本具体实施方式采用以下技术方案：一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器，包括水下电机1、螺旋桨2、中部外壳3、固定架旋转座4、固定架支架5、上部法兰6、电机控制器7、散热风扇8、前操转向销轴9、后操手柄10、安全钥匙11、显示屏12、手柄角度调节机构13、挂机角度调节机构14和固定手柄15，水下电机1的尾部设置有螺旋桨2，水下电机1的上端通过中部外壳3与固定架旋转座4相连，固定架旋转座4一侧设置有固定架支架5，固定架旋转座4通过上部法兰6设置有电机控制器7，电机控制器7下部设置有散热风扇8，电机控制器7上还设置有前操转向销轴9，电机控制器7通过手柄角度调节机构13与后操手柄10相连，后操手柄10上设置有安全钥匙11和显示屏12，固定架支架5通过挂机角度调节机构14和固定手柄15相连。

值得注意的是，所述的水下电机1包括电机轴1-1、油封盖板1-2、油封1-3、后端盖1-4、A型轴用弹性挡圈1-5、双列角接触球轴承1-6、A型孔用弹性挡圈1-7、编码器1-8、转子机构1-9、定子机构1-10、波形弹簧1-11和机壳1-12，机壳1-12内部中心设置有电机轴1-1，电机轴1-1的前端设置有波形弹簧1-11，电机轴1-1的外部设置有转子机构1-9，转子机构1-9外部设置有定子机构1-10，电机轴1-1的中后部设置有编码器1-8，编码器1-8后端的电机轴上通过A型轴用弹性挡圈1-5和A型孔用弹性挡圈1-7设置有双列角接触球轴承1-6，A型轴用弹性挡圈1-5的后端设置有油封1-3，油封1-3外部设置有油封盖板1-2，后端盖1-4与机壳1-12内止口采用双密封圈密封装置.

值得注意的是，所述的水下电机1前端为低水阻式的锥头，锥头与水下电机机壳采用一体式机壳。

值得注意的是，所述的机壳1-12内止口端面涂有耐腐蚀密封胶。

值得注意的是，所述的电机控制器7内设置有电气元件控制模块。电气元件控制模块由:电机控制器、GPS定位系统模块、DC-DC(12VDC/5VDC)模块、T-BOX船联网模块、VCU模块组成，并集成一体。

此外，所述的后操手柄10上设置有加速转动手柄。

本具体实施方式在操控手柄上设有加速转动手柄(加速油门)、控制屏幕。控制屏幕可以实现多种操作功能，包括启动，转向，停止，角度调整和倾斜。停船后，在使用后，可将螺旋桨提升到水面以上。根据船只选择合适轴长度的机架。螺旋桨的顶部应该在水下100毫米至150毫米之间。一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器设备应安装在船只中心线上，当电池连接良好并打开时，旋转手柄把手，以增加电机转速和输出功率。本专利项目电机默认最大前进功率3kw，最大倒退功率1.5kw。可以通过手把顺或逆时针旋转来控制前进或后退。初次运行时，将手柄握把转到零度位置。将电池连接到设备。打开电源主开关。慢慢转动手柄握把，启动设备。如果不能马上使用设备，需将尾轴螺旋桨提升至水面以上，否则可能会发生侵蚀。另外，还涂有保护涂层。

操控手柄上设有加速转动手柄，加速转动手柄内提供控制信号给电机控制器，达到可控制电机正反转，从而达到螺旋桨的正反转，实现电动船的前进和倒退车。通过转动加速手柄手把顺或逆时针旋转来控制前进或后退可灵活加减速，同时方便转动操控手柄，控制船行方向。永磁驱动电机设有正反转，通过手把逆时针旋转，可以反转倒车，这点优于柴油机、汽油机的弦外挂机。柴油机、汽油机的弦外挂机只能一个方向转动，需要换向机构来实现螺旋桨反转倒车。

传联网T-BOX模块，又称为电动船远程信息处理器，传联网T-BOX模块的作用，将采集到的电推数据，存入这个T-BOX硬件中，通过船联网系统，上传到大数据库中，可以远程时时监控到船行数据，具有智能调度管理、远程监控三电、远程控制、增加小程序、云平台、电动船队管理等功能，还可以和气象地图等融合，可以拓展更多所需功能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器，其特征在于，包括水下电机(1)、螺旋桨(2)、中部外壳(3)、固定架旋转座(4)、固定架支架(5)、上部法兰(6)、电机控制器(7)、散热风扇(8)、前操转向销轴(9)、后操手柄(10)、安全钥匙(11)、显示屏(12)、手柄角度调节机构(13)、挂机角度调节机构(14)和固定手柄(15)，水下电机(1)的尾部设置有螺旋桨(2)，水下电机(1)的上端通过中部外壳(3)与固定架旋转座(4)相连，固定架旋转座(4)一侧设置有固定架支架(5)，固定架旋转座(4)通过上部法兰(6)设置有电机控制器(7)，电机控制器(7)下部设置有散热风扇(8)，电机控制器(7)上还设置有前操转向销轴(9)，电机控制器(7)通过手柄角度调节机构(13)与后操手柄(10)相连，后操手柄(10)上设置有安全钥匙(11)和显示屏(12)，固定架支架(5)通过挂机角度调节机构(14)和固定手柄(15)相连。

2.根据权利要求1所述的一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器，其特征在于，所述的水下电机(1)包括电机轴(1-1)、油封盖板(1-2)、油封(1-3)、后端盖(1-4)、A型轴用弹性挡圈(1-5)、双列角接触球轴承(1-6)、A型孔用弹性挡圈(1-7)、编码器(1-8)、转子机构(1-9)、定子机构(1-10)、波形弹簧(1-11)和机壳(1-12)，机壳(1-12)内部中心设置有电机轴(1-1)，电机轴(1-1)的前端设置有波形弹簧(1-11)，电机轴(1-1)的外部设置有转子机构(1-9)，转子机构(1-9)外部设置有定子机构(1-10)，电机轴(1-1)的中后部设置有编码器(1-8)，编码器(1-8)后端的电机轴上通过A型轴用弹性挡圈(1-5)和A型孔用弹性挡圈(1-7)设置有双列角接触球轴承(1-6)，A型轴用弹性挡圈(1-5)的后端设置有油封(1-3)，油封(1-3)外部设置有油封盖板(1-2)，后端盖(1-4)与机壳(1-12)内止口采用双密封圈密封装置。

3.根据权利要求1或2所述的一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器，其特征在于，所述的水下电机(1)前端为低水阻式的锥头，锥头与水下电机机壳采用一体式机壳。

4.根据权利要求2所述的一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器，其特征在于，所述的机壳(1-12)内止口端面涂有耐腐蚀密封胶。

5.根据权利要求1所述的一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器，其特征在于，所述的电机控制器(7)内设置有电气元件控制模块；电气元件控制模块由:电机控制器、GPS定位系统模块、DC-DC模块、T-BOX船联网模块、VCU模块组成，并集成一体。

6.根据权利要求1所述的一体式水下直驱永磁驱动电机挂浆推进器，其特征在于，所述的后操手柄(10)上设置有加速转动手柄。