CN220475545U - 潜水器驱动装置 - Google Patents
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Abstract
一种潜水器驱动装置，包括壳体，所述壳体内依次设有电滑环、行星减速器、电机以及控制器，所述电机的电机定子固定在壳体的内壁上，电机转子设于电机定子孔内，所述电机转子的转子轴的前端与行星减速器的太阳轮固定连接，所述行星轮支承于行星架轴的后端，所述行星架轴的前端与壳体前端通过轴承支承的第一连接轴固定连接，所述第一连接轴与螺旋桨组件固定连接，所述电滑环位于壳体内，电滑环的转子固定在行星架轴上，电滑环转子的引线穿过行星架轴从轴心引出与螺旋桨组件的变距电机电连接，电滑环的定子与壳体固定连接，电滑环定子的引线穿过一穿线铜管与位于壳体的后端盖内的控制器电连接，所述控制器与电机的电机定子电连接。
Description
技术领域
本发明涉及潜水器动力领域，具体涉及一种潜水器驱动装置。
背景技术
在潜艇、深海潜水器和遥控水下机器人等大型水下载具中，通常使用燃油作为能源的潜水器驱动装置。但是燃油的燃烧会产生废气、废热、噪音和振动，会对海洋生态系统造成严重的负面影响，并增加水下环境的污染风险，甚至对对海洋生物造成干扰和损害。而且长时间的潜水任务会需要大量的燃料，增加了潜水器的体积和重量，燃油的储存、供应和处理也需要特殊的设备和程序。燃油在燃烧过程中产生的高温高压气体会对推进装置的部件造成磨损和腐蚀，增加了维护和修理的复杂性和成本。
实用新型内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种潜水器驱动装置，解决现有的潜水器驱动装置体积大、重量大；以燃油动力为主，污染环境，噪音严重，维护、修理成本高，部件容易磨损、腐蚀的问题。
本发明的目的是采用下述方案实现的：
一种潜水器驱动装置，包括壳体，所述壳体内依次设有电滑环、行星减速器、电机以及控制器，所述电机的电机定子固定在壳体的内壁上，电机转子设于电机定子孔内，所述电机转子的转子轴的前端与行星减速器的太阳轮固定连接，行星减速器的行星轮与太阳轮啮合，所述行星轮与齿圈啮合，齿圈与壳体固定连接，所述行星轮支承于行星架轴的后端，所述行星架轴的前端与壳体前端通过轴承支承的第一连接轴固定连接，所述第一连接轴与螺旋桨组件固定连接，所述电滑环位于壳体内，电滑环的转子固定在行星架轴上，电滑环转子的引线穿过行星架轴从轴心引出与螺旋桨组件的变距电机电连接，电滑环的定子与壳体固定连接，电滑环定子的引线穿过一穿线铜管与位于壳体的后端盖内的控制器电连接，所述控制器与电机的电机定子电连接。
所述螺旋桨组件包括螺旋桨壳体，所述螺旋桨壳体上设有多个桨叶，所述螺旋桨壳体通过第二连接轴与第一连接轴固定连接，所述第二连接轴内部设有变距电机，所述变距电机通过曲柄连杆机构与桨叶连接。
所述壳体包括前端盖、减速器前盖、减速器后盖、电机前盖、电机中盖、电机后盖、后端盖，相邻两盖之间通过螺栓固定，相邻两盖之间的间隙通过密封圈和紫铜垫进行密封。
所述减速器后盖集成在电机前盖的前端。
所述前端盖的外周设有沉孔，所述沉孔与螺栓配合将前端盖固定安装在减速器前盖上，所述沉孔内灌密封胶对螺栓与前端盖之间的间隙进行密封。
所述穿线铜管通过螺栓固定在壳体外部，所述穿线铜管与壳体之间的间隙通过O型密封圈进行密封。
所述电机的转子轴的前端集成有行星减速器的太阳轮。
所述电机的转子轴的前端与行星减速器的太阳轮的轴通过花键固定连接。
所述行星减速器上至少设置三个行星轮，各行星轮均通过轴承支承在行星架轴后端的行星架主体上，所述行星架主体后端固定连接一限位板，所述限位板与行星架主体配合对行星轮进行轴向限位。
所述行星减速器的第一连接轴、行星架轴和电机的转子轴均通过轴承支承在壳体上，所述第一连接轴、行星架轴、转子轴与壳体之间的间隙均通过油封进行密封。
本实用新型的潜水器驱动装置，包括壳体，所述壳体内依次设有电滑环、行星减速器、电机以及控制器，所述电机的电机定子固定在壳体的内壁上，电机转子设于电机定子孔内，所述电机转子的转子轴的前端与行星减速器的太阳轮固定连接，行星减速器的行星轮与太阳轮啮合，所述行星轮与齿圈啮合，齿圈与壳体固定连接，从而通过电机提供驱动力，并通过行星减速器减小旋转速度、增加行星架轴的扭矩、隔离和吸收振动和冲击力，保护潜水器驱动装置的其他部件免受损坏，延长潜水器动力推进装置的使用寿命，增加潜水器驱动装置的灵活性和多功能性。所述行星轮支承于行星架轴的后端，所述行星架轴的前端与壳体前端通过轴承支承的第一连接轴固定连接，所述第一连接轴与螺旋桨组件固定连接，所述电滑环位于壳体内，电滑环的转子固定在行星架轴上，电滑环转子的引线穿过行星架轴从轴心引出与螺旋桨组件的变距电机电连接，电滑环的定子与壳体固定连接，电滑环定子的引线穿过一穿线铜管与位于壳体的后端盖内的控制器电连接，所述控制器与电机的电机定子电连接。通过穿线铜管实现控制器与电滑环的连接，避免壳体穿孔保证壳体强度的，同时保证壳体保持密闭状态，防止水分渗入壳体内，损坏壳体内部件，影响潜水器驱动装置的使用寿命；保证潜水器驱动装置正常运行。
本实用新型的潜水器驱动装置体积小、重量轻，使用便捷。而且不会产生废气、废热、噪音和振动，避免对海洋生态系统造成污染；与现有技术相比，部件少和易于维护、维修，降低了维护、维修成本。而且本实用新型的种潜水器驱动装置响应速度更快，能够提供更精确的推力控制，使得潜水器作业时更加灵活、易于操控。
附图说明
图1为实施例1的潜水器驱动装置的结构示意图；
图2为实施例1的潜水器驱动装置的轴测图；
图3为实施例1的潜水器驱动装置的前视图；
图4为实施例1的潜水器驱动装置的后视图；
图5为实施例1的潜水器驱动装置的侧视图；
图6为实施例2的潜水器驱动装置的结构示意图；
图7为实施例2的潜水器驱动装置的轴测图。
具体实施方式
实施例1
如图1至图5所示，一种潜水器驱动装置，包括壳体2，所述壳体2内依次设有电滑环3、行星减速器4、电机5以及控制器6，所述电机5的电机定子501固定在壳体2的内壁上，电机转子502设于电机定子501孔内，所述电机转子502的转子轴503的前端与行星减速器4的太阳轮403固定连接，行星减速器4的行星轮404与太阳轮403啮合，所述行星轮404与齿圈405啮合，齿圈405与壳体2固定连接，所述行星轮404支承于行星架轴402的后端，所述行星架轴402的前端与壳体2前端通过轴承支承的第一连接轴401固定连接，所述第一连接轴401与螺旋桨组件1固定连接，所述行星减速器4的第一连接轴401、行星架轴402和电机5的转子轴503均通过轴承支承在壳体2上，所述第一连接轴401、行星架轴402、转子轴503与壳体2之间的间隙均通过油封进行密封。所述电滑环3位于壳体2内，电滑环3的转子固定在行星架轴402上，电滑环3转子的引线穿过行星架轴402从轴心引出与螺旋桨组件1的变距电机105电连接，电滑环3的定子与壳体2固定连接，电滑环3定子的引线穿过一穿线铜管8与位于壳体2的后端盖内的控制器6电连接，所述穿线铜管8通过螺栓固定在壳体2外部，所述穿线铜管8与壳体2之间的间隙通过O型密封圈进行密封。所述控制器6与电机5的电机定子501电连接。所述控制器6上设有伸出壳体2的电源连接线，用于连接外部电源。
所述壳体2包括前端盖201、减速器前盖202、减速器后盖203、电机前盖204、电机中盖205、电机后盖206、后端盖207，相邻两盖之间通过螺栓固定，相邻两盖之间的间隙通过密封圈和紫铜垫进行密封。所述前端盖201的外周设有沉孔208，所述沉孔208与螺栓配合将前端盖201固定安装在减速器前盖202上，所述沉孔208内灌密封胶对螺栓与前端盖201之间的间隙进行密封。所述前端盖201与减速器前盖202之间形成的第一密封腔内设置电滑环3，所述减速器前盖202与减速器后盖203之间形成的第二密封腔内设置行星减速器4，所述电机前盖204与电机中盖205、电机后盖206之间形成的第三密封腔内设置电机5，所述电机5的电机定子501固定在电机中盖205的内壁上，电机转子502设于电机定子501孔内，所述电机转子502的转子轴503分别通过轴承支承在电机前盖204、电机后盖206上，并通过油封对转子轴503与电机前盖204、电机后盖206之间的间隙进行密封。所述电机5的转子轴503的前端与行星减速器4的太阳轮403的轴通过花键固定连接。所述太阳轮403的轴后端通过轴承支承在减速器后盖203上，并通过油封对太阳轮403的轴与减速器后盖203之间的间隙进行密封。所述太阳轮403的轴前端通过轴承支承在行星架轴402后端的中心轴孔内。所述行星减速器4上至少设置三个行星轮404，各行星轮404均位于太阳轮403与齿圈405之间，并与太阳轮403、齿圈405啮合。所述齿圈405通过螺栓固定在减速器后盖的内壁上。各行星轮404均通过轴承支承在行星架轴402后端的行星架主体406上，所述行星架主体406后端固定连接一限位板407，所述限位板407与行星架主体406配合对行星轮404进行轴向限位。所述行星轮404通过轴承支承于行星架轴402的后端的行星架主体406的行星轮支架上。所述限位板407通过焊接固定安装在行星轮支架后端，与行星架主体406配合对行星轮404轴向限位。所述行星架轴402靠近后端的轴端通过轴承支承在减速器前盖202的中轴孔内，并通过轴承预紧套锁紧轴承，该轴承预紧套与行星架轴402螺纹配合锁紧轴承，该轴承预紧套与减速器前盖202的中轴孔孔壁之间的间隙通过油封进行密封。所述行星架轴402前端通过螺栓与第一连接轴401固定连接，所述第一连接轴401通过轴承支承在前端盖201的中轴孔内，所述第一连接轴401与前端盖201的中轴孔壁之间的间隙通过油封进行密封。所述电滑环3的转子通过螺栓或者过盈配合或者焊接等固定方式固定在行星架轴402靠近前端的轴端上，电滑环3的定子通过螺栓固定在前端盖201上，电滑环3转子的引线301穿过行星架轴402前端、第一连接轴401的轴心孔与螺旋桨组件1的变距电机105电连接。所述螺旋桨组件1包括螺旋桨壳体102，所述螺旋桨壳体102上设有多个桨叶101，所述螺旋桨壳体102通过第二连接轴104与第一连接轴401固定连接，所述第二连接轴104内部设有变距电机105，所述变距电机105通过曲柄连杆机构103与桨叶101连接。本实施例的螺旋桨壳体102的外周均匀分布有四个桨叶101，各桨叶101可旋转的安装在螺旋桨壳体102上，所述桨叶101与位于螺旋桨壳体102内部的曲柄连杆机构103的连杆固定连接，所述曲柄连杆机构103的驱动杆与变距电机105的输出杆固定连接。所述变距电机105通过螺栓固定安装在第二连接轴104内部，所述第二连接轴104通过螺栓与第一连接轴401固定连接，所述第二连接轴104与第一连接轴401之间的间隙通过密封圈进行密封，使螺旋桨壳体102内腔形成密封状态。工作时，变距电机105的输出杆带动曲柄连杆机构103的驱动杆作直线运动，并通过曲柄连杆机构103的连杆变换桨叶101的角度，从而变更潜水器前进方向。所述电机后盖206与后端盖207之间形成的第四密封腔内设置控制器6，所述控制器6通过螺栓固定安装在电机后盖206上。所述电机后盖206上设有控制器6与电机定子501的连接线穿过的孔。所述穿线铜管8的两端分别安装在减速器前盖202与电机后盖206上，使第一密封腔与第四密封腔通过穿线铜管8连通，使第一密封腔的电滑环3定子的引线穿过穿线铜管8与第四密封腔的控制器6电连接，实现控制器6对电滑环3供电及控制。所述控制器6的电源连接线从后端盖207穿出与外部电源连接，该电源连接线与后端盖207之间的间隙通过密封垫和胶水进行密封。所述后端盖207的后端面为弧形。
本实施例的潜水器驱动装置工作时，控制器连接外部电源得电，并为电滑环和电机供电；控制器控制电机工作，电机的转子轴带动行星减速器的太阳轮的轴旋转，太阳轮带动行星轮旋转，行星轮带动行星架轴旋转，行星架轴通过第一连接轴带动螺旋桨组件的桨叶旋转，为潜水器提供动力；控制器控制电滑环工作，电滑环为螺旋桨组件的变距电机供电，变距电机工作使桨叶变换角度实现潜水器的转向功能。
实施例2
如图6至图7所示，与实施例1的潜水器驱动装置区别在于：本实施例的潜水器驱动装置的电机5的转子轴503的前端集成有行星减速器4的太阳轮403。所述减速器后盖203集成在电机前盖204的前端。所述转子轴503与太阳轮403的连接端通过轴承支承在电机前盖204上，并通过油封对其与电机前盖204之间的间隙进行密封。
本实施例的潜水器驱动装置工作时，控制器连接外部电源得电，并为电滑环和电机供电；控制器控制电机工作，电机的转子轴旋转，通过转子轴前端集成的太阳轮带动行星轮旋转，行星轮带动行星架轴旋转，行星架轴通过第一连接轴带动螺旋桨组件的桨叶旋转，为潜水器提供动力；控制器控制电滑环工作，电滑环为螺旋桨组件的变距电机供电，变距电机工作使桨叶变换角度实现潜水器的转向功能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种潜水器驱动装置，包括壳体(2)，其特征在于：所述壳体(2)内依次设有电滑环(3)、行星减速器(4)、电机(5)以及控制器(6)，所述电机(5)的电机定子(501)固定在壳体(2)的内壁上，电机转子(502)设于电机定子(501)孔内，所述电机转子(502)的转子轴(503)的前端与行星减速器(4)的太阳轮(403)固定连接，行星减速器(4)的行星轮(404)与太阳轮(403)啮合，所述行星轮(404)与齿圈(405)啮合，齿圈(405)与壳体(2)固定连接，所述行星轮(404)支承于行星架轴(402)的后端，所述行星架轴(402)的前端与壳体(2)前端通过轴承支承的第一连接轴(401)固定连接，所述第一连接轴(401)与螺旋桨组件(1)固定连接，所述电滑环(3)位于壳体(2)内，电滑环(3)的转子固定在行星架轴(402)上，电滑环(3)转子的引线穿过行星架轴(402)从轴心引出与螺旋桨组件(1)的变距电机(105)电连接，电滑环(3)的定子与壳体(2)固定连接，电滑环(3)定子的引线穿过一穿线铜管(8)与位于壳体(2)的后端盖内的控制器(6)电连接，所述控制器(6)与电机(5)的电机定子(501)电连接。
2.根据权利要求1所述潜水器驱动装置，其特征在于：所述螺旋桨组件(1)包括螺旋桨壳体(102)，所述螺旋桨壳体(102)上设有多个桨叶(101)，所述螺旋桨壳体(102)通过第二连接轴(104)与第一连接轴(401)固定连接，所述第二连接轴(104)内部设有变距电机(105)，所述变距电机(105)通过曲柄连杆机构(103)与桨叶(101)连接。
3.根据权利要求1所述潜水器驱动装置，其特征在于：所述壳体(2)包括前端盖(201)、减速器前盖(202)、减速器后盖(203)、电机前盖(204)、电机中盖(205)、电机后盖(206)、后端盖(207)，相邻两盖之间通过螺栓固定，相邻两盖之间的间隙通过密封圈和紫铜垫进行密封。
4.根据权利要求3所述潜水器驱动装置，其特征在于：所述减速器后盖(203)集成在电机前盖(204)的前端。
5.根据权利要求3所述潜水器驱动装置，其特征在于：所述前端盖(201)的外周设有沉孔(208)，所述沉孔(208)与螺栓配合将前端盖(201)固定安装在减速器前盖(202)上，所述沉孔(208)内灌密封胶对螺栓与前端盖(201)之间的间隙进行密封。
6.根据权利要求1所述潜水器驱动装置，其特征在于：所述穿线铜管(8)通过螺栓固定在壳体(2)外部，所述穿线铜管(8)与壳体(2)之间的间隙通过O型密封圈进行密封。
7.根据权利要求1所述潜水器驱动装置，其特征在于：所述电机(5)的转子轴(503)的前端集成有行星减速器(4)的太阳轮(403)。
8.根据权利要求1所述潜水器驱动装置，其特征在于：所述电机(5)的转子轴(503)的前端与行星减速器(4)的太阳轮(403)的轴通过花键固定连接。
9.根据权利要求1所述潜水器驱动装置，其特征在于：所述行星减速器(4)上至少设置三个行星轮，各行星轮(404)均通过轴承支承在行星架轴(402)后端的行星架主体(406)上，所述行星架主体(406)后端固定连接一限位板(407)，所述限位板(407)与行星架主体(406)配合对行星轮(404)进行轴向限位。
10.根据权利要求1所述潜水器驱动装置，其特征在于：所述行星减速器(4)的第一连接轴(401)、行星架轴(402)和电机(5)的转子轴(503)均通过轴承支承在壳体(2)上，所述第一连接轴(401)、行星架轴(402)、转子轴(503)与壳体(2)之间的间隙均通过油封进行密封。
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