CN221091205U - 推进装置及应用其的水域可移动设备 - Google Patents

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CN221091205U CN202322725183.0U CN202322725183U CN221091205U CN 221091205 U CN221091205 U CN 221091205U CN 202322725183 U CN202322725183 U CN 202322725183U CN 221091205 U CN221091205 U CN 221091205U
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王海洋
谭浩
徐冬
邓钦林
万小康
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Abstract

本申请提推进装置及应用其的水域可移动设备。推进装置包括:动力部,设有容纳腔;电机,收容于容纳腔,用于输出可形成推进动力的转动扭矩;推进部,与动力部固定连接,推进部设有储液腔,以及连通储液腔和容纳腔的回流通道,储液腔设有冷却液,冷却液可经推进部与外界的水热交换;螺旋桨,设置于推进部;推进传动机构,连接电机和螺旋桨,用于将电机的转动扭矩传递至螺旋桨,并至少存在部分与冷却液接触。其中,冷却液可直接与推进装置中的电机接触进行热耦合,降低了“温度梯度”对电机散热效率的负面影响,大幅提升了散热效率。与电机热耦合的冷却液转移至推进部中通过推进部与外部环境进行热耦合,冷却循环过程快捷高效。

Description

推进装置及应用其的水域可移动设备
技术领域
本申请涉及船用设备技术领域,具体而言,涉及推进装置及应用其的水域可移动设备。
背景技术
在船舶的动力推进系统中,发动机在运行过程中会产生大量的热量,如果发动机在高温状态下持续工作,会影响船发动机的性能和使用寿命,因此需要设置冷却系统来对发动机进行散热。目前船舶对发动机的散热普遍采用自然风冷或者水冷的方式,这两种方式需要发动机内部的热源通过层层材料传递到外部,再被风或水带走,存在温度梯度,因此这些方式的冷却效率较低;而发动机内部的热源无法直接被冷却,容易导致温度堆积,形成局部热点,影响电机的使用寿命。
实用新型内容
本申请提供推进装置及应用其的水域可移动设备。
本申请的实施例提供一种推进装置,包括:
动力部,设有容纳腔;
电机,收容于所述容纳腔,用于输出可形成推进动力的转动扭矩;
推进部,与动力部固定连接,所述推进部设有储液腔,以及连通所述储液腔和所述容纳腔的回流通道,所述储液腔设有冷却液,所述冷却液可经所述推进部与外界的水热交换;
螺旋桨,设置于所述推进部;
推进传动机构,连接所述电机和所述螺旋桨,用于将电机的转动扭矩传递至所述螺旋桨,并至少存在部分与所述冷却液接触。
本申请的实施例还提供一种水域可移动设备,所述水域可移动设备包括船身以及如前述实施例的推进装置,所述推进装置还包括夹具,所述动力部通过所述夹具与所述船身可拆卸地连接。
本申请的推进装置及水域可移动设备,利用所述推进传动机构连接所述电机和螺旋桨,推进传动机构传递转动扭矩,推进传动机构存在机械磨合发热,推进传动机构至少部分与冷却液接触,实现推进传动机构的发热量传递至冷却液,而冷却液可经推进部与外界的水热交换,从而可以快速有效降低推进传动机构的热量,从而延长推进传动机构的使用寿命。
本申请的推进装置及应用其的水域可移动设备,冷却液可直接与推进装置中的电机接触,使电机可直接与冷却液进行热耦合,降低了“温度梯度”对电机散热效率的负面影响,大幅提升了散热效率。同时,与电机热耦合以后的冷却液转移至推进部中,通过推进部与外部环境进行热耦合,可使冷却液快速降温。
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为本申请第一实施例的推进装置的结构示意图。
图2为本申请第二实施例的推进装置的结构示意图。
图3为图2所示推进装置的传输组件的出液端在延伸设置的示意图。
图4为图2所示推进装置沿IV-IV的局部剖视示意图。
图5为本申请第三实施例的驱动器上置的推进装置的结构示意图。
图6为本申请第四实施例的驱动器中置的推进装置的结构示意图。
图7为本申请第三实施例及第四实施例中的输液管道设于驱动器表面的结构示意图。
图8为本申请第三实施例及第四实施例中的输液管道穿插设于所述驱动器的结构示意图。
图9为本申请第五实施例的推进装置的结构示意图。
图10为图9的推进装置的压浪部的俯视示意图。
图11为本申请第六实施例的推进装置的结构示意图。
图12为本申请第七实施例的推进装置的结构示意图。
图13为本申请实施例提供的一种水域可移动设备的结构示意图。
主要元件符号说明
推进装置 1
动力部 11
容纳腔 110
第二壳体 111
开口 112
电机 12
定子 121
转子 122
第一转轴 123
螺旋桨 124
推进传动机构 125
第二转轴 126
斜齿轮组 127
第一齿轮单元 128
第二齿轮单元 129
推进部 13
储液腔 130
回流通道 131
第一壳体 132
散热单元 133
散热片 134
引流单元 135
回流孔 136
迎水面 138
传输组件 14
供给管 140
供液流道 141
驱动泵 142
驱动部分 143
泵体 144
进液泵口 145
出液泵口 146
进液端 147
出液端 148
子段 149
输液管 150
喷头单元 151
过滤器 152
第一过滤单元 153
第二过滤单元 154
起翘驱动冷却管道 155
起翘控制冷却管道 156
转向驱动冷却管道 157
转向控制冷却管道 158
驱动器 161
驱动芯片组 162
第三壳体 163
压浪部 165
容置腔 166
换热结构 167
起翘机构 17
起翘动力机 171
起翘传动组件 172
起翘控制单元 173
转向机构 18
转向动力机 181
转向传动组件 182
转向控制单元 183
夹具 19
水域可移动设备 2
船身 21
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
以下描述将参考附图以更全面地描述本申请内容。附图中所示为本申请的示例性实施例。然而,本申请可以以许多不同的形式来实施,并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本申请透彻和完整,并且将本申请的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。
本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的,而不意图限制本申请。如本文所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一”,“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外,当在本文中使用时,“包括”和/或“包含”和/或“具有”,整数,步骤,操作,组件和/或组件,但不排除存在或添加一个或多个其它特征,区域,整数,步骤,操作,组件和/或其群组。
除非另外定义,否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外,除非文中明确定义,诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本申请内容中的含义一致的含义,并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注意的是,参考附图中所描绘的组件不一定按比例显示;而相同或类似的组件将被赋予相同或相似的附图标记表示或类似的技术用语。
下面参照附图,对本申请的具体实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示,本申请实施例提供一种推进装置1。推进装置1包括动力部11、电机12、推进部13、传输组件14、螺旋桨124以及推进传动机构125。动力部11设有容纳腔110;电机12收容于容纳腔110,用于输出可形成推进动力的转动扭矩。推进部13与动力部11固定连接,推进部13设有储液腔130,以及连通储液腔130和容纳腔110的回流通道131,储液腔130设有冷却液,冷却液可经推进部13与外界水环境进行热交换。螺旋桨124设置于推进部13。推进传动机构125连接电机12和螺旋桨124,用于将电机12的转动扭矩传递至螺旋桨124,并至少存在部分与所述冷却液接触。
可以理解的是,本申请的推进装置1及水域可移动设备2,利用所述推进传动机构125连接所述电机12和螺旋桨124,推进传动机构125传递转动扭矩,推进传动机构125存在机械磨合发热,推进传动机构125至少部分与冷却液接触,实现推进传动机构125的发热量传递至冷却液,而冷却液可经推进部13与外界的水热交换,从而可以快速有效降低推进传动机构125的热量,从而延长推进传动机构的使用寿命。
如此,动力部11的容纳腔110与推进部13的储液腔130通过回流通道131实现连通,因此,储液腔130内设有的冷却液还可流通于回流通道131以及容纳腔110中。进而,冷却液可与动力部11及推进部13进行热耦合,冷却液进一步还可以与设于容纳腔110中的电机12热耦合,冷却液进一步还可以与推进传动机构125热耦合。即,冷却液可与动力部11、电机12、推进部13以及推进传动机构125直接热耦合,以带走推进装置1工作过程中产生的热量,该直接热耦合的结构降低了“温度梯度”对推进装置1内部散热效率的负面影响,尤其大幅提升了对电机12散热效率。同时,冷却液通过推进部13与外部环境进行热耦合,可使冷却液快速降温。
可以理解的,电机12、螺旋桨124以及推进传动机构125构成的传动结构可保证推进装置1具有基本的推进功能。推进装置1工作过程的主要热量来源为电机12,电机12所产生的热量可主要由与其直接接触的冷却液带走,同时,电机12所产的热量也可传递至容纳其的动力部11及与其连接的推进传动机构125,冷却液与动力部11及推进传动机构125接触并热耦合亦可带走电机12的热量,进一步提升推进装置1的综合散热效率。
可以理解的,冷却液可经由回流通道131在容纳腔110与储液腔130之间流动,为了进一步提升冷却液循环的效率,还可以在推进装置1中设置传输组件14。其中,传输组件14连接于动力部11和推进部13,用于将储液腔130内的部分冷却液输送至容纳腔110,并引导冷却液与电机12接触后经回流通道131流回至储液腔130。
可以理解的,降温后的冷却液亦可经由传输组件14再次被抽送至容纳腔110中对电机12进行冷却,使整个冷却循环过程快捷高效。
在本实施例中,动力部11可以为推进装置1中被设计为在工作状态下不浸入水中的工作部,动力部11具体可以为推进装置1的电机12机舱部;容纳腔110用于容纳电机12,动力部11的壳体为电机12提供保护,使电机12不与外部水环境直接接触。推进部13可以为推进装置1中被设计为在工作状态下浸入水中的工作部;储液腔130用于容纳冷却液。
在本实施例中,冷却液可以为具有热耦合能力的液体,具体可以为冷却油或润滑油,或者是冷却油与润滑油的结合。冷却液通过推进部13与外部水环境进行热交换。传输组件14可以为动力部11与推进部13的连接部分,具体可以为分别连通容纳腔110及储液腔130连通的管道;传输组件14的管道上可设有驱动泵142,用于将冷却液由储液腔130抽送至容纳腔110。
本申请实施方式的推进装置1以应用于渔船或快艇的船外机进行举例说明。当然,在其他实施方式中,推进装置1也可以是应用于帆船的吊舱推进器。
当推进装置1处于工作状态下时,动力部11位于水面之上,推进部13浸入水中,传输组件14中产生对流体的驱动力,持续将处于低处的冷却液抽送至高处(“低处”与“高处”是相对而言的,“低处”相较于“高处”更靠近推进部13远离动力部11一侧,冷却液由“低处”向“高处”的运动需要受到外力的驱使,冷却液由“高处”向“低处”的运动在重力下即可实现),即,传输组件14将位于推进部13的储液腔130中的冷却液抽送至位于动力部11的容纳腔110中。
冷却液在传输组件14所的驱动下被输送至容纳腔110中,冷却液与容纳腔110中的电机12直接接触并进行热耦合;处于工作状态的电机12在工作过程中会产生大量热量,使得电机12的温度高于被传输组件14泵送至容纳腔110中的冷却液的温度,电机12与冷却液直接接触,电机12的热量会自发地传递至冷却液,电机12的热量被冷却液吸收后使电机12的温度降低,冷却液吸收电机12传递来的热量使冷却液的温度升高。温度升高后的冷却液在重力作用下与电机12脱离接触,并回落至储液腔130中,与此同时,传输组件14持续将储液腔130中冷却后的冷却液抽送容纳腔110并与电机12接触,对电机12接触并进行冷却。冷却液经由回流通道131回流至储液腔130中,冷却液与推进部13接触并热耦合,吸收了电机12热量的冷却液的温度通常高于与外部水环境直接接触的推进部13的温度;冷却液的热量自发地传向推进部13,并经由推进部13传递至外部水环境中,从而使冷却液的温度降低。储液腔130中温度降低后的冷却液则再次被传输组件14泵送至容纳腔110中与电机12接触并进行热耦合,对电机12进行持续的冷却。
进一步结合图2所示,传输组件14包括供给管140以及驱动泵142,供给管140设有供液流道141,供液流道141与储液腔130及容纳腔110连通。驱动泵142连接于供给管140,用于将冷却液由储液腔130经供液流道141抽送至容纳腔110。
可以理解的,供给管140可以为硬质管道或柔性管道以及硬质管道与柔性管道相结合的复合供给管,供给管140的内部形成有贯通的供液流道141。在本实施例中,以供给管140为柔性管道为例进行展示,柔性的供给管140分别与动力部11及推进部13连接,以使贯通的供液流道141与容纳腔110及储液腔130连通,使冷却液可经由供给管140由储液腔130被泵送至容纳腔110。
可以理解的,驱动泵142用于驱动供给管140内的液体流动,从而达到抽送冷却液的目的,驱动泵142通常包括泵体144及驱动部分143。泵体144直接与输液管150连通,驱动部分143设于泵体144内部或与泵体144内部的液体流道连通,驱动部分143可以是机械泵,也可以是电子泵,驱动部分143将冷却液由泵体144一端泵送至泵体144的另一端。在本实施例中,泵体144包括进液泵口145及出液泵口146,进液泵口145与出液泵口146均与供给管140连通;或者可理解为泵体144嵌入在供给管140中,使进液泵口145与出液泵口146分别与泵体144两端的供液流道141连通,使供给管140中的液体在驱动部的驱动下由进液泵口145进入泵体144并由出液泵口146排出泵体144,从而实现对冷却液的输送。
可以理解的,驱动泵142可以为具有独立驱动部分的泵结构(例如电子泵),便于独立对驱动泵142控制,从而可以灵活控制冷却液的流动。驱动泵142也可以为与电机12驱动连接的机械泵,通过电机12带动驱动泵142运作以提高推进装置1的能量利用率。
供给管140设置于电机12外侧,供给管140一端经密封堵头连接至动力部11,另一端经密封堵头连接至推进部13,以使得供液流道141与容纳腔110内部密封对接。
进一步结合图2所示,于一实施例中,供给管140具有进液端147及出液端148,进液端147连接推进部13,供液流道141经由进液端147与储液腔130连通,出液端148延伸至容纳腔110内,出液端148流出的冷却液能够洒落至电机12。出液端148延伸至动力部11远离推进部13一侧,冷却液在出液端148处可在重力作用下洒落至电机12。
在本实施例中,供给管140具有间隔设置的进液端147及出液端148,进液端147连接推进部13,出液端148延伸至容纳腔110,供给管140的供液流道141与容纳腔110及储液腔130连通。供给管140设有进液端147的一端向远离动力部11一侧延伸至推进部13,以用于抽取冷却液,供给管140设有出液端148的一端向远离推进部13一侧延伸至动力部11,出液端148位于电机12远离推进部13一侧,用于使冷却液在重力作用下洒落至电机12。在推进装置1的工作状态下,出液端148位于驱动泵142远离进液端147一侧,驱动泵142驱动储液腔130中的冷却液由进液端147进入供液流道141中,并由出液端148流出落下,洒落至电机12。
进一步结合图3所示,传输组件14还包括喷头单元151,喷头单元151设于出液端148,用于将出液端148输出的冷却液扩散喷洒至电机12。
于一实施例中,出液端148延伸入容纳腔110中,多个喷头单元151设于出液端148并与供液流道141连通并位于容纳腔110内,喷头单元151的喷口朝向电机12设置,冷却液经由供给管140到达喷头单元151,并经由喷头单元151扩散喷洒至电机12表面。具体的,冷却液由喷头单元151扩散喷洒至电机12朝向喷头单元151的表面,冷却液在重力作用下向电机12远离喷头单元151一侧流动,流动过程中可经由电机12中各单元之间的间隙浸入电机12内部以及各单元之间(例如定子121与转子122之间,转子122与第一转轴123之间),与电机12的定子121、转子122以及第一转轴123接触并进行冷却;冷却液可以在电机12远离喷头单元151一侧聚集,直至聚集的冷却液受到的重力大于冷却液与电机12之间的表面张力,使冷却液在重力作用下继续下落,进最终冷却液回流至储液腔130。
在本实施例中,出液端148可在电机12上方区域呈弯折结构,出液端148分为多个子段149,多个子段149依次首尾衔接设置,使多个子段149均对应设于电机12上方。每个子段149上可设有多个喷头单元151,多个喷头单元151均朝向电机12设置,多个喷头单元151可使冷却液更均匀的喷洒至电机12的各个部分,提升冷却液与电机12热耦合的效率。当然,在其他实施方式中,出液端148连接于容纳腔110内壁,并与容纳腔110内的导液件连接,喷头单元设置于容纳腔110内的导液件。
进一步结合图2所示,传输组件14还包括过滤器152,过滤器152设置于供给管140,用于对经过供给管140的冷却液进行过滤。
在本实施例中,过滤器152包括第一过滤单元153及第二过滤单元154,第一过滤单元153设于驱动泵142与进液端147之间,第二过滤单元154设于驱动器161与出液端148之间。第一过滤单元153可以为对冷却液进行粗滤的过滤结构,第二过滤单元154可以为对冷却液进行精滤的过滤结构。第一过滤单元153可以为包含有多层石墨烯片层及滤纸的过滤结构。所述“粗滤”可以理解为,第一过滤单元153可以过滤冷却液中颗粒较大的杂质(例如金属碎屑、杂质颗粒);第二过滤单元154可以为包含有离子交换树脂、复合石墨烯等过滤材质的过滤结构,所述“精滤”可以理解为,第二过滤单元154可以过滤冷却液中的微小颗粒或溶解于冷却液中的杂质粒子,以及在驱动泵142中产生的杂质颗粒。在其他实施例中,第一过滤单元153及第二过滤单元154可同时设于驱动泵142的下游,第二过滤单元154设于第一过滤单元153的下游。
进一步结合图2所示,推进部13设有第一壳体132,储液腔130设于第一壳体132,冷却液经由第一壳体132与外界水环境进行热交换。
于一实施例中,第一壳体132可以为硬质保护外壳,第一壳体132可以选用轻盈、坚固、耐腐蚀且导热系数高的材质,例如铝合金。
可以理解的,与电机12热耦合后的冷却液的温度通常高于第一壳体132的温度,冷却液在重力作用下回落至由第一壳体132围合形成的储液腔130中,使储液腔130中的冷却液直接与第一壳体132接触并发生热耦合,冷却液的热量传递至第一壳体132,使冷却液的温度降低并使第一壳体132的温度升高。第一壳体132的温度升高,使第一壳体132的温度高于外部水环境的温度,第一壳体132与外部水环境热耦合,第一壳体132的热量自发地向外部水环境传导,使第一壳体132的温度降低。
于一实施例中,推进部13设有散热单元133,散热单元133设于储液腔130内部。散热单元133与第一壳体132连接并凸起延伸设置,散热单元133与第一壳体132热耦合,散热单元133用于增加冷却液与推进部13的接触面积,从而提升冷却液与外部水环境进行热交换的效率。在本实施例中,散热单元133设于储液腔130内,且散热单元133连接于推进部13远离动力部11的底端,散热单元133朝靠近动力部11的一侧凸起设置。可以理解的,散热单元133设于储液腔130内的最低处,使位于储液腔130中的冷却液必然会与散热单元133接触。
可以理解的,储液腔130中的冷却液的量可使冷却液没过散热单元133,使散热单元133浸入冷却液中,冷却液的流体介质与散热单元133的表面接触并进行热耦合。与电机12热耦合后的冷却液的温度通常高于散热单元133的温度,冷却液与散热单元133热耦合,冷却液的热量传递至散热单元133,使冷却液的温度降低,且散热单元133的温度升高。散热单元133与第一壳体132直接连接,散热单元133的热量经由散热单元133与第一壳体132的连接处传递至第一壳体132,第一壳体132与外界水环境发生热交互完成散热。散热单元133可提升了第一壳体132与冷却液的实际接触面积,进而提升了冷却液与第一壳体132热交互的效率。
于一实施例中,散热单元133包括多个散热片134,多个散热片134间隔设置。
可以理解的,散热单元133的多个散热片134间隔分散设置,一方面,间隔分散设置的多个散热片134相较于一体式的散热单元133可具有更大的比表面积,可以增加冷却液与散热单元133的接触面积以提升散热效率。多个散热片134可以为片状,散热片134上还可以有其他提高比表面积的结构,例如环槽、盲孔、贯穿孔等。
进一步结合图4所示,于一实施例中,推进部13设有引流单元135,引流单元135设于储液腔130内部,引流单元135至少设于储液腔130内冷却液的循环路径上,引流单元135用于阻挡由回流通道131进入储液腔130的冷却液直接被传输组件14抽离储液腔130。
可以理解的,工作状态下,回流通道131与进液端147在推进部13上间隔设置,引流单元135可以为设置于回流通道131与进液端147之间的板状阻挡结构,引流单元135上开设有供冷却液通过的回流孔136,回流孔136对应散热单元133所在处设置;使冷却液经由回流通道131回到储液腔130后经过散热单元133并降温,随后再在传输组件14的驱动力驱使下回到进液端147处并被传输组件14抽走。通过设置引流单元135,延长冷却液自回流通道131流动至进液端147的距离,进而提升冷却液的冷却时间,使到达进液端147处的冷却液的温度尽量偏低,从而使被传输组件14抽取的冷却液的温度尽量偏低,使冷却液与电机12之间的温度差尽量更大,使冷却液与电机12进行热交换效率升高,从而提升散热效率。
进一步结合图2所示,动力部11设有第二壳体111,容纳腔110设于第二壳体111,供给管140与第二壳体111远离推进部13一侧连接。
于一实施例中,动力部11抵接推进部13的一端设有连通容纳腔110的开口112,回流通道131与开口112连通。
在本实施例中,动力部11与推进部13抵持接触,动力部11上至少开设有一个开口112并使该开口112与回流通道131连通,使冷却液可由容纳腔110顺利回流至储液腔130中。进一步的,开口112的尺寸可以是大于或等于回流通道131的内径,使冷却液可以较快速地由容纳腔110流向储液腔130。
进一步结合图2所示,电机12包括定子121、转子122和第一转轴123。定子121及转子122与从传输组件14输出的冷却液直接接触以进行热交换,定子121固定于动力部11,转子122与定子121配合以驱动第一转轴123转动,转子122与第一转轴123固定连接;定子121及转子122收容于第二壳体111内的容纳腔110中,第一转轴123穿过第二壳体111及第一壳体132,自容纳腔110延伸至储液腔130中。
进一步的,定子121为电机12中固定的部分,定子121上装设有成对的直流励磁的静止的主磁极;转子122为电机12中旋转的部分,转子122上装设有电枢绕组,转子122通电后产生感应电动势充当旋转磁场,随后产生电磁转矩进行能量转换,使转子122可以相较于定子121转动;第一转轴123与转子122连接,用于将定子121与转子122配合产生的转动扭矩输出。在本实施例中,定子121环绕转子122的外侧,第一转轴123与转子122连接并竖直设置。可以理解的,冷却液经可由定子121及转子122的缝隙流入定子121及转子122内,例如,冷却液可以浸润定子121及转子122的外表面,冷却液也可以浸润主磁极及电枢绕组的导线之间,对定子121及转子122进行冷却。同时,冷却液还可以沿第一转轴123与定子121及转子122之间的缝隙,渗入第一转轴123被定子121及转子122遮挡的表面,并进一步沿第一转轴123的表面落下。
于一实施例中,第一转轴123与推进传动机构125连接,用于将电机12产生的转动扭矩传递至螺旋桨124。
进一步的,第一转轴123与螺旋桨124非同轴设置,推进传动机构125设于第一转轴123与螺旋桨124之间并与第一转轴123及螺旋桨124传动连接。定子121与转子122配合产生转动扭矩,第一转轴123将转动扭矩传递至推进传动机构125,推进传动机构125将转动扭矩传递至螺旋桨124,螺旋桨124旋转并通过桨叶与水发生相对运动并产生推动推进装置1前进的推力。
于一实施例中,螺旋桨124设于推进部13外,推进传动机构125包括第二转轴126,第二转轴126穿过第一壳体132自储液腔130内部延伸至储液腔130外部,第二转轴126与第一转轴123传动连接,第二转轴126还传动连接于螺旋桨124。在本实施例中,第二转轴126还穿过引流单元135设置,第二转轴126与散热单元133间隔设置。
通过第一转轴123与螺旋桨124非同轴设置,使螺旋桨124与第一转轴123通过第二转轴126传动连接,将螺旋桨124及第二转轴126设置为与推进装置1的前进方向大致相同,使电机12与推进部13错开,推进部13的体积可以减小,从而推进部13的迎水面138可以设置为流线型,进而减小推进部13的推进阻力,以提高推进效率。
进一步的,螺旋桨124设于推进部13外用于与外部水环境产生力的交互,第二转轴126位于推进部13外的一端与螺旋桨124连接,第二转轴126位于推进部13内的一端与第一转轴123传动连接;第一转轴123将旋转扭转传递至第二转轴126,第二转轴126将旋转扭矩传递至螺旋桨124。
于一实施例中,推进传动机构125还包括斜齿轮组127,斜齿轮组127设于储液腔130内,第一转轴123与第二转轴126通过斜齿轮组127传动连接。可以理解的,斜齿轮组127可用于改变扭矩方向,即,使第一转轴123将扭矩传输至与其非同轴设置的第二转轴126。
在本实施例中,第一转轴123垂直第二转轴126,第一转轴123与第二转轴126通过一对斜齿轮传动连接。进一步的,一对斜齿轮包括第一齿轮单元128及第二齿轮单元129,第一齿轮单元128连接于第一转轴123位于储液腔130内的端部,第二齿轮单元129连接于第二转轴126位于储液腔130内的端部,第一齿轮单元128与第二齿轮单元129表面均设有倾斜的齿,第一齿轮单元128与第二齿轮单元129垂直设置并使各自倾斜的齿相互咬合。
于一实施例中,斜齿轮组127被冷却液浸润,斜齿轮组127还用于搅动储液腔130内的冷却液。进一步的,斜齿轮组127具有相较于齿轮本体凸起的齿,斜齿轮组127转动过程中,凸起的齿与冷却液发生相互作用带动冷却液产生流动的趋势。具体的,使冷却液相较于斜齿轮组127有向远离斜齿轮组127运动的趋势,实现斜齿轮组127对冷却液的搅动,以提升储液腔130内的冷却液的均匀性,使热量在冷却液内更快速地传递。
进一步结合图5至图10所示,于一实施例中,推进装置1还包括驱动器161,驱动器161与电机12电连接,驱动器161驱动电机12工作。
在本申请的实施例中,所述驱动器161包括但不限于电路板、控制器等结构,可以集成设置在电机12,用于驱动电机12启动或停止,或调整电机12的转速、转动方向等。驱动器161除包括控制电机12运行的控制器外,还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,还可用于控制水域可移动设备的电源管理系统,还可以用于控制推进装置1的变速,可以用于与水域可移动设备上的其他模块交互。本申请的实施方式中,并不局限于驱动器161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12的电子控制终端模块均可以是本申请的实施方式。可以理解的,驱动器161与电机12可通过金属线、软性电路板等导体(图未示)实现电连接。
结合图5所示,于一实施例中,驱动器161设于动力部11远离推进部13一侧。
在本实施例中,驱动器161可连接于动力部11远离推进部13的表面,使驱动器161承载于动力部11。传输组件14设有输液管150,输液管150与动力部11及驱动器161连接,输液管150与供给管140连通以用于传输冷却液。输液管150将冷却液传输至驱动器161处并热耦合,以对驱动器161进行冷却,输液管150进一步还可穿过驱动器161及动力部11的第二壳体111后连通至容纳腔110中,使与驱动器161热耦合后的冷却液回流至容纳腔110,并进一步回流至储液腔130中。
结合图6所示,于一实施例中,驱动器161设于动力部11与推进部13之间。
在本实施例中,驱动器161设于动力部11与推进部13之间。传输组件14设有输液管150,输液管150与供给管140连通并用于传输冷却液,使输液管150与动力部11及驱动器161连接。输液管150将冷却液传输至驱动器161处并与驱动器161热耦合,对驱动器161进行冷却。具体的,供给管140的出液端148穿过第二壳体111远离推进部13一侧,输液管150由供给管140靠近出液端148的位置分流出,分流出的输液管150向靠近推进部13一侧延伸并贯穿驱动器161,输液管150穿过驱动器161的一端连接至第二壳体111靠近推进部13的一端,使与驱动器161热耦合后的冷却液回流至容纳腔110中,并进一步回流至储液腔130中。
在如图5及图6所示的实施例中,驱动器161可与动力部11的第二壳体111直接接触并热耦合。
结合图7所示,于一实施例中,输液管150与驱动器161的表面接触。
在本实施例中,驱动器161包括第三壳体163及驱动芯片组162,驱动芯片组162设于第三壳体163内,驱动芯片组162包括但不限于电路板、控制器等结构。输液管150贴附于第三壳体163表面,并与第三壳体163热耦合,驱动芯片与第三壳体163接触并热耦合,驱动芯片组162工作产生的热量传递至第三壳体163并进一步传递至输液管150中的冷却液,使冷却液与驱动芯片组162间接实现热耦合,实现对驱动器161的冷却。
结合图8所示,于一实施例中,输液管150穿插于驱动器161。
在本实施例中,驱动器161包括第三壳体163及驱动芯片组162,驱动芯片组162设于第三壳体163内,驱动芯片组162包括但不限于电路板、控制器等结构。输液管150穿插设于第三壳体163内,输液管150设于第三壳体163内并贴附于驱动芯片组162表面,输液管150可与驱动芯片组162接触并热耦合,驱动芯片组162工作产生的热量传递至输液管150中的冷却液,实现对驱动器161的冷却。在其他实施例中,冷却液选用可与驱动芯片组162直接接触但不会影响驱动芯片组162功能的液体,冷却液可由输液管150中洒落至驱动芯片组162表面,使冷却液与驱动芯片组162直接热耦合。
结合图9及图10所示,于一实施例中,推进装置1还包括压浪部165,压浪部165设于动力部11与推进部13之间,驱动器161设于压浪部165,并与压浪部165热耦合。
进一步的,压浪部165可以为板状,板状的压浪部165设于动力部11与推进部13之间,进一步的,板状的压浪部165连接于推进部13朝向动力部11一侧的表面并向推进装置1外部延伸,并使压浪部165被设计为恰好位于水面附近以实现压浪功能。压浪部165的至少一个表面被设计为在工作过程中与水接触,进而使压浪部165可通过水冷的方式实现快速散热。将驱动器161设于压浪部165的结构,一方面可提升推进装置1的整体空间利用率,另一方面可以借助压浪部165快速散热的特点实现对驱动器161的有效散热。
在本实施例中,第二壳体111堆叠设于第一壳体132远离螺旋桨124一侧,第二壳体111设于第一壳体132靠近迎水面138,压浪部165连接于第一壳体132靠近动力部11一侧的表面,压浪部165与第二壳体111间隔设置,压浪部165位于第一壳体132背离迎水面138一侧。可以理解的,压浪部165与第二壳体111设于第一壳体132远离螺旋桨124的表面,第二壳体111设于该表面上靠近迎水面138一侧,压浪部165设于该表面上远离迎水面138一侧。
于一实施例中,压浪部165设有容置腔166,驱动器161设于容置腔166内,驱动器161与容置腔166内壁之间设置换热结构167。
进一步的,压浪部165可以为中部相对凸起、边缘相对薄的弧形状,压浪部165的中部凸起区域内可形成有中空的容置腔166,将驱动器161设于该容置腔166中,可以提升推进装置1的空间利用率。在本实施例中,驱动器161与容置腔166内壁之间可填充有液态或固态的换热结构167,该换热结构167可用于提升驱动器161与压浪部165进行热交换的效率。在其他实施例中,驱动器161可与压浪部165直接接触并热耦合。
进一步结合图11所示,于一实施例中,推进装置1还包括夹具19和起翘机构17,夹具19用于固定于船身21,动力部11与夹具19转动连接,起翘机构17连接于夹具19和动力部11之间,以驱动动力部11相对夹具19转动起翘。
进一步的,起翘机构17用于使推进装置1与船体可活动地连接并具有转动自由度,起翘机构17用于产生扭转扭矩,扭转扭矩传动至夹具19上使夹具19产生转动的趋势并转动,起翘机构17连接于夹具19与动力部11之间以连接夹具19及动力部11,使动力部11可通过夹具19相较于船身21转动以完成起翘。
于一实施例中,传输组件14还与起翘机构17热耦合。
在本实施例中,传输组件14还包括与输液管150连通的起翘驱动冷却管道155及起翘控制冷却管道156,起翘驱动冷却管道155及起翘控制冷却管道156连通起翘机构17以及输液管150,使输液管150中的冷却液可进入起翘机构17的腔体中,对起翘机构17内部的热源进行冷却。
于一实施例中,起翘机构17包括起翘动力机171和起翘传动组件172,起翘动力机171和起翘传动组件172连接,并作用于夹具19和动力部11,以驱动动力部11相对夹具19起翘,传输组件14与起翘动力机171热耦合。
进一步的,起翘动力机171用于产生扭矩,起翘传动组件172将起翘动力机171所产生的扭矩传递至夹具19。在本实施例中,起翘动力机171可以通过电机驱动力、液压驱动力、或者电液驱动力驱动夹具19转动。起翘传动组件172与起翘动力机171的一部分连接,用于将起翘动力机171输出的动力转换成转动扭矩,并将转动扭矩输出至夹具19。于一实施例中,传输组件14还与起翘动力机171热耦合。
在本实施例中,起翘驱动冷却管道155及起翘控制冷却管道156的一端与输液管150连通;起翘驱动冷却管道155的另一端连通至起翘动力机171中,对起翘动力机171进行冷却;起翘控制冷却管道156的另一端连通至起翘控制单元173中,对起翘控制单元173进行冷却及/或润滑。
进一步的,冷却液与起翘动力机171接触后进一步由起翘动力机171内流出至容纳腔110中,并进一步回流至储液腔130中。
进一步结合图12所示,于一实施例中,推进装置1还包括夹具19和转向机构18,夹具19用于固定于船身21,动力部11与夹具19转动连接,转向机构18连接于夹具19和动力部11之间,以驱动动力部11相对夹具19转动转向。
进一步的,转向机构18用于使推进装置1与船体可活动地连接并具有转动自由度,转向机构18用于产生扭转扭矩,扭转扭矩传动至夹具19上使夹具19产生转动的趋势并转动,转向机构18连接于夹具19与动力部11之间以连接夹具19及动力部11,使动力部11可通过夹具19相较于船身21转动以完成转向。
于一实施例中,传输组件14还与转向机构18热耦合。
在本实施例中,传输组件14还包括与输液管150连通的转向驱动冷却管道157及转向控制冷却管道158,转向驱动冷却管道157及转向控制冷却管道158连通转向机构18与输液管150,使输液管150中的冷却液进一步进入转向机构18的腔体中,对转向机构18内部的热源进行冷却。
于一实施例中,转向机构18包括转向动力机181和转向传动组件182,转向动力机181和转向传动组件182连接,并作用于夹具19和动力部11,以驱动动力部11相对夹具19转向,传输组件14与转向动力机181热耦合。
进一步的,转向动力机181用于产生扭矩,转向传动组件182将转向动力机181所产生的扭矩传递至夹具19。在本实施例中,转向动力机181可以通过电机驱动力、液压驱动力、或者电液驱动力驱动夹具19转动。转向传动组件182与转向动力机181的一部分连接,用于将转向动力机181输出的动力转换成转动扭矩,并将转动扭矩输出至夹具19。
于一实施例中,转向动力机181为电机,转向机构18还包括转向控制单元183,传输组件14还与转向控制单元183热耦合。
在本实施例中,转向驱动冷却管道157及转向控制冷却管道158的一端与输液管150连通;转向驱动冷却管道157的另一端连通至转向动力机181中,对转向动力机181进行冷却;转向控制冷却管道158的另一端连通至转向控制单元183中,对转向控制单元183进行冷却及/或润滑。
进一步的,冷却液与转向动力机181及转向控制单元183接触后进一步由转向动力机181及转向控制单元183内流出至容纳腔110中,并进一步回流至储液腔130中。
如图13所示,本申请实施例还提供一种水域可移动设备2,水域可移动设备2包括船身21以及如前述实施例中任意一种推进装置1,推进装置1还包括夹具19,动力部11通过夹具19与船身21可拆卸地连接。如图13中所展示的,是水域可移动设备2的两种实施方式,图13中的(a)部分为水域可移动设备2的船身21与图11所示实施例中的推进装置1连接,图13中的(b)部分为水域可移动设备2的船身21与图12所示实施例中的推进装置1连接。可以理解的,图13仅以推进装置1对应图11及图12的实施方式中的推进装置1为例进行示意,并不限制推进装置1与水域可移动设备2的连接方式。
上文中,参照附图描述了本申请的具体实施方式。但是,本领域中的普通技术人员能够理解,在不偏离本申请的精神和范围的情况下,还可以对本申请的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本申请所限定的范围内。

Claims (16)

1.一种推进装置,其特征在于,所述推进装置包括:
动力部,设有容纳腔;
电机,收容于所述容纳腔,用于输出可形成推进动力的转动扭矩;
推进部,与动力部固定连接,所述推进部设有储液腔,以及连通所述储液腔和所述容纳腔的回流通道,所述储液腔设有冷却液,所述冷却液可经所述推进部与外界的水热交换;
螺旋桨,设置于所述推进部;
推进传动机构,连接所述电机和所述螺旋桨,用于将电机的转动扭矩传递至所述螺旋桨,并至少存在部分与所述冷却液接触。
2.如权利要求1所述的推进装置,其特征在于,所述推进装置还包括传输组件,所述传输组件连接于所述动力部和所述推进部,用于将所述储液腔内的部分冷却液输送至所述容纳腔,并引导所述冷却液与所述电机接触后经所述回流通道流回至所述储液腔。
3.如权利要求2所述的推进装置,其特征在于,所述传输组件包括供给管以及驱动泵,所述供给管设有供液流道,所述供液流道与所述储液腔及所述容纳腔连通,所述驱动泵连接于所述供给管,用于将所述冷却液由所述储液腔经供液流道抽送至所述容纳腔。
4.如权利要求3所述的推进装置,其特征在于,所述供给管具有进液端及出液端,所述进液端连接所述推进部,所述供液流道经所述进液端与所述储液腔连通,所述出液端延伸至所述容纳腔内,所述出液端流出的所述冷却液能够洒落至所述电机,所述传输组件还包括喷头单元,所述喷头单元设于所述出液端,用于将所述出液端输出的冷却液扩散喷洒至所述电机。
5.如权利要求2所述的推进装置,其特征在于,所述推进部设有第一壳体,所述储液腔设于所述第一壳体,所述冷却液经由所述第一壳体与外界的水热交换,所述推进部设有散热单元,所述散热单元设于所述储液腔内部,所述散热单元与所述第一壳体连接并凸起延伸设置,所述散热单元与所述第一壳体热耦合,所述散热单元用于增加冷却液与所述推进部的接触面积以提升冷却液与外界的水进行热交换的效率,所述散热单元包括多个散热片,所述多个散热片间隔设置。
6.如权利要求5所述的推进装置,其特征在于,所述推进部设有引流单元,所述引流单元设于所述储液腔内部,所述引流单元至少设于所述储液腔内所述冷却液的循环路径上,所述引流单元用于阻挡由所述回流通道进入所述储液腔的冷却液直接被所述传输组件抽离所述储液腔。
7.如权利要求3所述的推进装置,其特征在于,所述动力部设有第二壳体,所述容纳腔设于所述第二壳体,所述供给管与所述第二壳体远离所述推进部一侧连接。
8.如权利要求2所述的推进装置,其特征在于,所述电机包括定子、转子和第一转轴,所述定子及所述转子与从所述传输组件输出的所述冷却液直接接触以进行热交换,所述定子固定于所述动力部,所述转子与所述定子配合以驱动所述第一转轴转动,所述转子与所述第一转轴固定连接,所述第一转轴与所述推进传动机构连接。
9.如权利要求8所述的推进装置,其特征在于,所述螺旋桨设于所述推进部外,所述推进传动机构包括第二转轴,所述第二转轴由所述储液腔内部延伸至所述储液腔外部,所述第二转轴与所述第一转轴传动连接,所述第二转轴还传动连接于所述螺旋桨。
10.如权利要求9所述的推进装置,其特征在于,所述推进传动机构还包括斜齿轮组,所述斜齿轮组设于所述储液腔内,所述第一转轴与所述第二转轴通过所述斜齿轮组传动连接,所述斜齿轮组被冷却液浸润,所述斜齿轮组还用于搅动所述储液腔内的冷却液。
11.如权利要求2所述的推进装置,其特征在于,所述推进装置还包括驱动器,所述驱动器与所述电机电连接,所述驱动器驱动所述电机工作,所述驱动器设于所述动力部远离所述推进部一侧或所述驱动器设于所述动力部与所述推进部之间。
12.如权利要求11所述的推进装置,其特征在于,所述推进装置还包括压浪部,所述压浪部设于所述动力部与所述推进部之间,所述驱动器设于所述压浪部,并与所述压浪部热耦合,所述压浪部设有容置腔,所述驱动器设于所述容置腔内,所述驱动器与所述容置腔内壁之间设置换热结构。
13.如权利要求11所述的推进装置,其特征在于,所述传输组件设有输液管,所述输液管连接所述动力部及推进部,用于传输冷却液,并与所述驱动器接触并热耦合,所述输液管与所述驱动器的表面接触或所述输液管穿插于所述驱动器。
14.如权利要求1所述的推进装置,其特征在于,所述推进装置还包括夹具和起翘机构,所述夹具用于固定于船身,所述动力部与所述夹具转动连接,所述起翘机构连接于所述夹具和所述动力部之间,以驱动所述动力部相对所述夹具转动起翘。
15.如权利要求1所述的推进装置,其特征在于,所述推进装置还包括夹具和转向机构,所述夹具用于固定于船身,所述转向机构连接于所述动力部和所述夹具,用于驱动所述动力部相对夹具转向。
16.一种水域可移动设备,其特征在于,所述水域可移动设备包括船身以及如权利要求1至15中任意一项所述的推进装置,所述推进装置还包括夹具,所述动力部通过所述夹具与所述船身可拆卸地连接。
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