[发明专利]一种导管平衡扭矩式水下磁耦合节能推进器

说明书

本发明提供了一种导管平衡扭矩式水下磁耦合节能推进器，属于水下机器人技术领域，包括平衡扭矩模块、磁耦合推进模块和桨毂节能模块，所述的平衡扭矩模块包括导管、壳体中端、5个翼型前置定子和5个翼型鳍板，所述的磁耦合推进模块包括壳体首端、水润滑轴承、壳体尾端、固定盖、角接触轴承1、角接触轴承2、角接触轴承3、电机定子、电机转子、电机输出轴、螺旋桨输出轴、内磁环、外磁环、轴套、固定端盖、短螺钉、内磁环固定端、外磁环固定端、螺纹骨架，所述的桨毂节能模块包括螺旋桨、毂帽鳍、长螺钉。本发明的有益效果为：具有结构简单合理、整体扭矩低、节能性强等优点，可以提高推进器以及航行体总体效率，可以代替普通导管螺旋桨推进器，在不增加结构复杂度的情况下增加推进器整体的节能性能，可以保证水下作业的顺利进行，使用方便。

技术领域

本发明涉及的是一种水下机器人，具体地说是水下机器人的平衡扭矩式磁耦合推进器。

背景技术

我国的海洋资源丰富，是一个巨大的自然资源宝库。对于海洋资源的勘测和开发迫在眉睫。自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle，AUV)是一种对海洋资源进行调查、开发的重要工具，具有很多军事和民用用途。为了使航行器在水中能保持一定的速度向前航行，必须供给一定的推力克服其所受的阻力。将能源发出的功率转换为推船前进的功率的装置或机构统称为水下推进器。

水下推进器行业技术难度较大而且极具市场潜力，我国在这一行业的技术研发还处于相对落后的状态，国际上现阶段所使用的平衡扭矩的水下推进器多为对转螺旋桨，此种推进器噪音大，设计结构繁琐，并且结构复杂易损害不易维修。

螺旋桨推进器作为水下机器人最常用的驱动装置，其动密封问题较难解决。目前解决推进器动密封问题常用的方法是机械密封，即在螺旋桨的传动轴上使用格莱圈、油封或者橡胶密封圈，但机械密封在传动过程中摩擦阻力大、传动效率低，而且传动效率受海水压力的影响。一种基于磁耦合原理来解决推进器动密封问题的方法的研究也较为深入。其基本原理是在主动轴上(一般为电动机输出轴)和被动轴上(一般为螺旋桨传动轴)分别嵌装有若干永磁体。通过合理的布置，使两轴之间产生吸引力，再用隔套将两者隔开，并保证电动机水密。这样就可以通过磁场力使被动轴跟着主动轴同步旋转。

发明内容

本发明提供了一种导管平衡扭矩式水下磁耦合节能推进器，具有结构简单合理、整体扭矩低、节能性强等优点，可以提高推进器以及航行体总体效率，可以代替普通导管螺旋桨推进器，在不增加结构复杂度的情况下增加推进器整体的节能性能，可以保证水下作业的顺利进行，使用方便。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种平衡扭矩式水下磁耦合节能推进器，包括平衡扭矩模块、磁耦合推进模块和桨毂节能模块，其特征在于，所述的平衡扭矩模块括导管、壳体中端、5个翼型前置定子和5个翼型鳍板。所述的磁耦合推进器模块包括壳体首端、水润滑轴承、壳体尾端、固定盖、角接触轴承1、角接触轴承2、角接触轴承3、电机定子、电机转子、电机输出轴、螺旋桨输出轴、内磁环、外磁环、轴套、固定端盖、短螺钉、内磁环固定端、外磁环固定端、螺纹骨架。所述的桨毂节能模块包括螺旋桨、毂帽鳍、长螺钉。

所述的导管、壳体中端、5个翼型前置定子和5个翼型鳍板为一体化结构，所述的电机定子置于壳体中端内，通过特制胶固定，电机转子安装在电机输出轴前端，输出轴后端连接轴套，轴套上面有内磁环固定端及内磁环，右侧通过短螺钉连接的固定端盖来固定，所述的壳体尾端内部通过凸槽连接外磁环固定端，通过螺纹骨架加特质胶密封外磁环，所示的壳体尾端通过水润滑轴承连接锁定壳体中端，壳体尾端通过角接触轴承固定在螺旋桨传动轴上，所述的毂帽鳍通过长螺钉连接在螺旋桨上。

作为本方案的优选实施例，所述的平衡扭矩模块中的翼型前置定子及翼型鳍板为不对称翼型，并且具有特定倾斜角度。

作为本方案的优选实施例，所述的平衡扭矩模块中的翼型前置定子、导管、壳体中端、翼型鳍板为一体化结构，且围绕中心轴呈现周期性对称。