全回转式的水下推进器制造技术

本发明专利技术涉及一种全回转式的水下推进器，由推进机构、水平转向机构、竖直转向机构和电子元件组构成。在水平转向机构和竖直转向机构的作用下，推进机构可以绕Y轴和Z轴转动。内部电缆不会因为部件之间的相对转动而发生缠绕，从而实现推进机构可以绕Y轴和Z轴任意角度转动，并且能连续多圈旋转；通过检测水平转向轴位置检测装置、竖直转向轴位置检测装置的输出信号可以确定推进机构绕Y轴、Z轴的角度；第二密封舱上至少有一个水密插接件，可以与潜水器或者外界进行电力和信号传输，还可以实现多个全回转式水下推进器之间的协同作业。本发明专利技术灵活性高，结构紧凑，有利于实现潜水器的模块化设计。

【技术实现步骤摘要】
全回转式的水下推进器
本专利技术属于水下设备
，具体地说是一种全回转式的水下推进器。
技术介绍
对于潜水器等水下运动设备，水下推进器是其重要组成部分。在现有的技术中，固定式推进器只能提供的单一方向的推力，为实现潜水器运动的可控性与灵活性，需要在不同方向布置多个固定式推进器，或者需要结合固定式推进器与舵，导致潜水器结构复杂、体积庞大。采用矢量推进技术能够提高潜水器的可控性和灵活性。在中国专利技术专利申请公开说明书CN101941517A公开了一种摆动式推进器，这种摆动式推进器通过齿条带动齿轮，使推进器的方向可在与摆动轴垂直平面±90°角度范围内调节，从而改变推力的方向。CN103569343A公开了一种水下摆动式推进器，这种水下摆动式推进器的摆动轴由锥齿轮副带动旋转，螺旋桨驱动腔随摆动轴的旋转做水平摆动运动，改变推力的方向。CN105836081A公开了一种并联式水下矢量推进器，这种并联式水下矢量推进器包含三条运动支链，能够实现换向台相对机架做两自由度转动，从而改变推力的方向。受电缆或者机械结构的限制，这三种水下推进器只能够在一定的角度范围内变化方向，并且推进器在其调节方向上不能连续多圈转动。这使得推进的方向变化范围较小，跨边界调整方向时需转动较大的角度。此外，第三种矢量推进器的传动链长，转动角小，导致其螺旋桨旋转推进效率低。对于水下安装全回转推进器，CN102963516A只公开了一种水下安装全回转推进器的平板型密封装备。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对，旨在提供一种能够在调节方向上全方位、连续转动，从而使潜水器具有更高的灵活性，增强了复杂环境下潜水器的可控性和适应能力的全回转式的水下推进器。本专利技术目的的实现方式为，全回转式的水下推进器，由推进机构、水平转向机构、竖直转向机构和电子元件组构成；所述推进机构的推进电机固定于导流罩内，通过连接器带动螺旋桨正向转动或者反向转动，提供前进或后退方向的推力；所述水平转向机构的水平转向轴的一端与推进机构固定连接，另一端通过第一联轴器与水平转向电机连接；水平转向轴和第一密封舱之间装有水平转向轴密封件；水平转向轴位置检测装置通过水平转向轴传动装置与水平转向轴连接；所述水平转向电机带动推进机构绕水平轴转动；水平转向轴外的水平转向轴导电滑环有水平转向轴导电滑环外环、水平转向轴导电滑环内环；水平转向轴导电滑环外环通过螺钉固定于第一密封舱内，水平转向轴导电滑环内环随水平转向轴一起转动；所述竖直转向机构的竖直转向轴的一端与第一密封舱连接，另一端通过第二联轴器与竖直转向电机连接；竖直转向轴和第二密封舱之间还装有竖直转向轴密封件；竖直转向轴位置检测装置通过竖直转向轴传动装置与竖直转向轴连接；所述竖直转向电机带动第一密封舱绕竖直轴转动；竖直转向轴外的竖直转向轴导电滑环有竖直转向轴导电滑环外环、竖直转向轴导电滑环内环；竖直转向轴导电滑环外环通过螺钉固定于第二密封舱内，竖直转向轴导电滑环内环随竖直转向轴一起转动；电子元件组有推进电机驱动器、水平转向电机驱动器、竖直转向电机驱动器、水平转向轴位置检测装置、竖直转向轴位置检测装置、控制器，各器件通过导线相连；所述推进电机驱动器和水平转向电机驱动器安装于第一密封舱内，竖直转向电机驱动器和控制器安装于第二密封舱内；所述第二电缆通过竖直转向轴导电滑环从第二密封舱传输到第一密封舱，第一电缆通过水平转向轴导电滑环从第一密封舱传输到推进机构；第二密封舱上至少有一个水密插接件，该水密插接件通过导线与控制器连接。本专利技术优点和积极效果为：1、第二电缆通过竖直转向轴导电滑环从第二密封舱传输到第一密封舱，第一电缆通过水平转向轴导电滑环从第一密封舱传输到推进机构，可以实现推进机构绕Y轴和Z轴任意角度旋转，并且能够连续多圈转动，具有更高的灵活性和可控性，增强了复杂环境下潜水器的可控性和适应能力；2、通过检测水平转向轴位置检测装置、竖直转向轴位置检测装置的输出信号可以确定推进机构绕Y轴、Z轴旋转的角度；3、第一传动装置和第二传动装置传动链短，机械效率高；4、第二密封舱上至少有一个水密插接件，通过该水密插件，本专利技术可以与潜水器或者外界进行电力和信号传输，还可以实现多个全回转式水下推进器之间的协同作业；5、结构紧凑，便于安装，有助于实现潜水器的模块化设计。附图说明图1是本专利技术外形结构示意图；图2是装在第一密封舱和第二密封舱的本专利技术内部结构示意图；图3是图1的纵向剖视图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术进行进一步详细说明。参照图1、2、3，本专利技术由推进机构、水平转向机构、竖直转向机构和电子元件组构成。所述电子元件组有推进电机驱动器22、水平转向电机驱动器8、竖直转向电机驱动器16、水平转向轴位置检测装置28、竖直转向轴位置检测装置13、控制器19，各器件通过导线相连。第一电缆31通过水平转向轴导电滑环26从第一密封舱1传输到推进机构，第二电缆30通过竖直转向轴导电滑环21从第二密封舱2传输到第一密封舱1。参照图1，推进机构的推进电机5固定于导流罩4内，通过连接器6带动螺旋桨7正向转动或者反向转动，从而提供X轴方向前进方向或者后退方向的推力。推进电机5优选体积小、功率大、防水性能好的直流无刷电机，从而简化了全回转式水下推进器的结构，同时减小其尺寸和重量，进一步提高本专利技术的灵活性和可控性。参照图1、2、3，推进电机驱动器22和水平转向电机驱动器8通过螺钉安装于第一密封舱1内。第一密封舱1通过轴承支撑水平转向轴24。水平转向轴的一端与推进机构固定，另一端通过第一联轴器23与第一密封舱内部的水平转向电机9连接，该水平转向电机带动推进机构转动。水平转向轴24和第一密封舱1之间装有水平转向轴密封件27，防止外界的水泄漏到第一密封舱1内。水平转向轴和第一密封舱之间的密封件27优选机械密封，水平转向轴密封件27有水平转向轴静环271和水平转向轴动环272。采用这样的机械密封装置，确保水平转向轴与第一密封舱之间有可靠的密封性能，从而保护内部的电子元件组和机械零件。水平转向轴静环271固定于第一密封舱1内，水平转向轴动环272随水平转向轴24转动，水平转向轴静环271和水平转向轴动环272之间形成密封面，保证水平转向轴24在转动的时候，外界的水不会泄露到舱内。水平转向轴24外的水平转向轴导电滑环26有水平转向轴导电滑环外环261、水平转向轴导电滑环内环262。水平转向轴导电滑环外环261通过螺钉固定于第一密封舱1内，水平转向轴导电滑环内环262随水平转向轴24一起转动。水平转向轴24有水平转向轴通孔242和水平转向轴侧孔241。第一电缆31一端连接水平转向轴导电滑环内环262，通过水平转向轴侧孔241和水平转向轴通孔242另一端连接到推进电机5上。第一电缆31和水平转向轴通孔242之间填充密封胶，防止外界的水泄漏到第一密封舱1内。采用这种方法可以避免第一电缆31因为水平转向轴24的转动而发生缠绕，因此，水平转向电机9可以带动推进电机连续多圈地转动，进而改变推进机构所产生的推力绕水平轴(Y轴)方向转动。水平转向轴位置检测装置28优选电位器。水平转向轴位置检测28装置通过水平转向轴传动装置与水平转向轴24连接，水平转向轴24通过水平转向轴传动本文档来自技高网...

【技术保护点】
全回转式的水下推进器，其特征在于：由推进机构、水平转向机构、竖直转向机构和电子元件组构成；所述推进机构的推进电机固定于导流罩内，通过连接器带动螺旋桨正向转动或者反向转动，提供前进或后退方向的推力；所述水平转向机构的水平转向轴的一端与推进机构固定连接，另一端通过第一联轴器与水平转向电机连接；水平转向轴和第一密封舱之间装有水平转向轴密封件；水平转向轴位置检测装置通过水平转向轴传动装置与水平转向轴连接；所述水平转向电机带动推进机构绕水平轴转动；水平转向轴外的水平转向轴导电滑环有水平转向轴导电滑环外环、水平转向轴导电滑环内环；水平转向轴导电滑环外环通过螺钉固定于第一密封舱内，水平转向轴导电滑环内环随水平转向轴一起转动；所述竖直转向机构的竖直转向轴的一端与第一密封舱连接，另一端通过第二联轴器与竖直转向电机连接；竖直转向轴和第二密封舱之间还装有竖直转向轴密封件；竖直转向轴位置检测装置通过竖直转向轴传动装置与竖直转向轴连接；所述竖直转向电机带动第一密封舱绕竖直轴转动；竖直转向轴外的竖直转向轴导电滑环有竖直转向轴导电滑环外环、竖直转向轴导电滑环内环；竖直转向轴导电滑环外环通过螺钉固定于第二密封舱内，竖直转向轴导电滑环内环随竖直转向轴一起转动；电子元件组有推进电机驱动器、水平转向电机驱动器、竖直转向电机驱动器、水平转向轴位置检测装置、竖直转向轴位置检测装置、控制器，各器件通过导线相连；所述推进电机驱动器和水平转向电机驱动器安装于第一密封舱内，竖直转向电机驱动器和控制器安装于第二密封舱内；所述第二电缆通过竖直转向轴导电滑环从第二密封舱传输到第一密封舱，第一电缆通过水平转向轴导电滑环从第一密封舱传输到推进机构；第二密封舱上至少有一个水密插接件，该水密插接件通过导线与控制器连接。...

【技术特征摘要】
1.全回转式的水下推进器，其特征在于：由推进机构、水平转向机构、竖直转向机构和电子元件组构成；所述推进机构的推进电机固定于导流罩内，通过连接器带动螺旋桨正向转动或者反向转动，提供前进或后退方向的推力；所述水平转向机构的水平转向轴的一端与推进机构固定连接，另一端通过第一联轴器与水平转向电机连接；水平转向轴和第一密封舱之间装有水平转向轴密封件；水平转向轴位置检测装置通过水平转向轴传动装置与水平转向轴连接；所述水平转向电机带动推进机构绕水平轴转动；水平转向轴外的水平转向轴导电滑环有水平转向轴导电滑环外环、水平转向轴导电滑环内环；水平转向轴导电滑环外环通过螺钉固定于第一密封舱内，水平转向轴导电滑环内环随水平转向轴一起转动；所述竖直转向机构的竖直转向轴的一端与第一密封舱连接，另一端通过第二联轴器与竖直转向电机连接；竖直转向轴和第二密封舱之间还装有竖直转向轴密封件；竖直转向轴位置检测装置通过竖直转向轴传动装置与竖直转向轴连接；所述竖直转向电机带动第一密封舱绕竖直轴转动；竖直转向轴外的竖直转向轴导电滑环有竖直转向轴导电滑环外环、竖直转向轴导电滑环内环；竖直转向轴导电滑环外环通过螺钉固定于第二密封舱内，竖直转向轴导电滑环内环随竖直转向轴一起转动；电子元件组有推进电机驱动器、水平转向电机驱动器、竖直转向电机驱动器、水平转向轴位置检测装置、竖直转向轴位置检测装置、控制器，各器件通过导线相连；所述推进电机驱动器和水平转向电机驱动器安装于第一密封舱内，竖直转向电机驱动器和控制器安装于第二密封舱内；所述第二电缆通过竖直转向轴导电滑环从第二密封舱传输到第一密封舱，第一电缆通过水平转向轴导电滑环从第一密封舱传输到推进机构；第二密封舱上至少有一个水密插接件，该水密插接件通过导线与控制器连接。2.根据权利要求1所述的全回转式的水下推进器，其特征在于：水平转向轴和第一密封舱之间的密封件为机械密封；水平转向轴密封件有水平转向轴静环和水平转向轴动环，水平转向轴静环固定于一密封舱内，水平转向轴动环随水平转向轴转动，水平转向轴静环和水平转...

【专利技术属性】
技术研发人员：马知远，朱旭芳，侯九霄，王华敏，潘丽，范越，吴苏，彭丹，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42