[發明專利]一種水下推進裝置及包含該裝置的水下機器人

有效

• 申請號: 201410621077.0
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104443340A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 劉億明;羅成
• 申請（專利權）人: 劉億明;羅成
• 主分類號: B63H23/24
• 分類號: B63H23/24;B63C11/52
• 代理公司: 北京天平專利商標代理有限公司 11239
• 代理人: 繆友菊

技術領域

本發明涉及一種水下推進裝置及包含該裝置的水下機器人，屬于水下機器人控制技術領域。

背景技術

傳統的小型水下機器人帶有外殼、密封艙、外掛式電動螺旋槳推進裝置、電動姿態控制裝置、發泡材料浮體，由發泡材料浮體提供主要浮力。其大致結構是，有一個圓筒形的外殼，電子設備密封艙和電動姿態控制裝置安裝在外殼內，外掛式電動螺旋槳推進裝置在外殼外部，推進裝置可以在密封艙的側面或尾部。上述結構中，由于獨立的耐壓密封艙和電動螺旋槳推進裝置兩個部分是獨立的結構，從而由完全不同的結構和部件構成，因此設計，制造，組裝成本較高。而且，這兩個部分通常由穿過耐壓殼體的導線或密封軸承連接，耐壓殼體的導線和密封軸承對殼體的機械強度和水密性會有負面的影響，推進裝置與螺旋槳通過密封軸承連接，成本較高且容易磨損，同時分體式結構也難以達到最佳的流體力學設計，裝配不方便，電路引線不便連接，存在系列化大規模生產成本高的缺陷。

發明內容

發明目的：?本發明目的在于針對現有技術的不足，提供一種抗磨損、成本低、裝配方便的水下推進裝置。

同時，本發明還提供一種包含水下推進裝置的水下機器人。

技術方案：?本發明所述一種水下推進裝置，包括電機和至少2個螺旋槳，所述電機的定子與所述電機的轉子通過磁場耦合驅動，所述電機的轉子與所述螺旋槳一體成型。

轉子與定子之間通過磁場耦合以驅動，消除了密封軸承，傳統的密封軸承可以采用密封膠圈，但是密封膠圈容易磨損的壽命往往比較短。另外一種采用磁性液體密封的方法價格比較昂貴，沒有密封軸承，保證了設備耐壓殼體的機械連續性，從而提高了整體強度。

對上述水下推進裝置進一步限定的技術方案為，所述電機的定子和所述電機的轉子之間的耦合方式包括永磁耦合、感應耦合或磁阻耦合。

進一步地，所述電機為永磁電機，所述永磁電機的永磁鐵安裝在所述電機的轉子上。

進一步地，所述電機為感應電機，所述電機的轉子為鼠籠結構，所述鼠籠結構的鼠籠條的材質為鋁。感應電機的成本較低，但是效率和扭矩相對沒有永磁電機高。

本發明提供的另一技術方案為：一種包含上述水下推進裝置的水下機器人，包括密封艙殼體，所述密封艙殼體的材質為非磁性且非金屬材質；所述電機的定子設置于所述密封艙殼體的內部，所述電機的轉子通過滾動軸承固定在所述密封艙殼體的外部，所述電機的定子與所述電機的轉子的位置相互對應。

轉子與定子之間通過磁場耦合以驅動，消除了密封軸承，傳統的密封軸承可以采用密封膠圈，但是密封膠圈容易磨損的壽命往往比較短。另外一種采用磁性液體密封的方法價格比較昂貴，沒有密封軸承，保證了設備耐壓殼體的機械連續性，從而提高了整體強度。

對上述水下機器人進一步限定的技術方案為，所述密封艙殼體的厚度不超過10mm。

進一步地，所述電機的轉子的轉動軸與所述密封艙的主軸重合。

進一步地，所述電機的定子與所述密封艙殼體的內壁之間的氣隙小于1mm。

進一步地，所述電機的轉子與所述密封艙殼體的外壁之間的氣隙小于1mm。

電機的驅動由定子繞組產生磁場穿過定子氣隙，密封艙，轉子氣隙而和轉子進行耦合及電磁感應以產生轉矩，因此，上述的密封艙殼體的厚度、定子氣隙和轉子氣隙的值均為能產生最佳轉矩所需的值。

進一步地，所述水下機器人包括的所述推進裝置的個數為2~3個。

有益效果：本發明提供的一種水下推進裝置及包含該裝置的水下機器人，通過密封艙與推進裝置的融合，解決推進電機的水密和推進系統體積、重量及經濟性問題，降低推進系統的復雜度，實現了結構簡單、耐壓力、流線型設計、性能高、成本低、可靠性高等特點；本發明由于是一體化的動力部件，裝配很方便，零部件的通用性較高，僅更換外殼型材或密封艙型材的長度即可改變規格，所有規格結構相同，同一直徑系列內零部件通用，方便系列化生產；本發明主要殼體零件采用擠出塑料型材，或注塑件較大地降低了成本，電子設備的體積決定了密封艙的大小，而密封艙的大小決定了機器人的大小，根據擬采用電子設備的體積和所攜帶的外掛設備的重量。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種包含水下推進裝置的水下機器人的正視圖；

圖2為本發明提供的一種包含水下推進裝置的水下機器人的左視圖。

具體實施方式

下面通過附圖對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。