一体化集成全海深推进器制造技术

本发明专利技术公开了一体化集成全海深推进器，涉及水下工程技术领域，包括设置在壳体外的螺旋桨和设置在壳体内依次连通的补偿腔、驱动器腔和电机腔；电机腔内设置有电机，电机的输出轴穿过壳体与螺旋桨连接，电机腔远离螺旋桨的一侧上开设有第一通孔，电机腔通过第一通孔与驱动器腔的第一侧连通；驱动器腔内设置有驱动器，驱动器与电机引出线电连接，驱动器腔的侧面安装有水密接插件，驱动器通过水密接插件与外部电气设备连接；驱动器腔的第二侧上开设有第二通孔，驱动器腔通过第二通孔与补偿腔的第一侧连通，补偿腔内设置有补偿器，用于补偿作用于壳体上的外界海水压力；该推进器将驱动器与电机一体化设计，可减小整理重量和体积，降低了故障发生率。

【技术实现步骤摘要】
一体化集成全海深推进器
本专利技术涉及水下工程
，尤其是一体化集成全海深推进器。
技术介绍
深海载人潜水器(HumanOccupiedVehicle，HOV)和水下机器人等运动平台在水中机动航行时，其动力源为推进器，目前常用的推进器为电动推进器，其通过驱动器驱动电机转动，从而带动螺旋桨转动，产生推力推动载体航行。图1为传统深海推进器结构组成框图，采用分体结构，即驱动器和电机分体安装，驱动器安装在耐压罐1中，电机封装在结构壳体中，螺旋桨固定于电机输出轴。驱动器和电机之间通过水密电缆2连接，传输电气信号。传统全海深推进器具有如下不足之处：(1)驱动器单独安装在耐压罐内，深海的海水压力巨大，需加工耐压性能很好的耐压罐，对罐体的材料和加工工艺要求较高，加工难度大；(2)耐压罐为了抵抗巨大的海水压力，需增加罐体壁厚，增加了潜水器重量。为了抵消重力，需要额外增加很多浮力材料，使得潜水器整体的重量和体积都增加了；(3)驱动器和电机之间通过水密插件和水密电缆进行电气信号的传输，增加了成本和故障的发生率；(4)驱动器和电机需分别通过连接装置固定于载体上，增加了其在载体上的安装难度。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一体化集成全海深推进器，该推进器便于加工，可减小重量和体积，降低成本和故障发生率，同时便于与载体安装固定。本专利技术的技术方案如下：一体化集成全海深推进器，包括设置在壳体外的螺旋桨和设置在壳体内依次连通的补偿腔、驱动器腔和电机腔；电机腔内设置有电机，电机的输出轴穿过壳体与螺旋桨连接，电机腔远离螺旋桨的一侧上开设有第一通孔，电机腔通过第一通孔与驱动器腔的第一侧连通；驱动器腔内设置有驱动器，驱动器与电机引出线电连接，驱动器腔的侧面安装有水密接插件，驱动器通过水密接插件与外部电气设备连接；驱动器腔的第二侧上开设有第二通孔，驱动器腔通过第二通孔与补偿腔的第一侧连通，补偿腔内设置有补偿器，用于补偿作用于壳体上的外界海水压力。其进一步的技术方案为，补偿器包括弹簧、补偿膜和补偿杆，补偿膜贴装于补偿腔的内端面，弹簧设置在补偿膜内，补偿杆为“┤”形，包括横杆以及与横杆垂直相连的竖杆，横杆的一端穿过壳体、另一端与竖杆的一侧固定连接，竖杆位于补偿腔内，竖杆的另一侧通过补偿膜与弹簧的一端对应连接，弹簧的另一端固定于补偿腔的内端面。其进一步的技术方案为，驱动器腔的侧面设置有补油口，补偿油通过补油口进入驱动器腔内，并通过第一通孔进入电机腔内、通过第二通孔进入补偿腔内，补偿腔的第二侧上设置有透水孔，外界海水通过透水孔进入补偿腔内，作用在补偿膜上，弹簧收缩形成内外压力的平衡。其进一步的技术方案为，补偿膜为弹性膜，随着弹簧的伸缩进而膨胀或收缩。其进一步的技术方案为，根据横杆的伸出量确定壳体内补偿油的油量，当补偿油的油量较少时，通过补油口及时补油。其进一步的技术方案为，驱动器腔内设置有散热片，驱动器通过散热片与驱动器腔的内侧壁贴合。其进一步的技术方案为，螺旋桨采用碳纤维复合材料通过热压成型工艺加工制成。本专利技术的有益技术效果是：(1)将分别用于放置补偿器、驱动器、电机的补偿腔、驱动器腔、电机腔设置在同一壳体内，实现了推进器的模块化组装，也即实现了推进器的一体化设计，相比于现有的驱动器罐体、电机壳体的分体式结构形式，减少了系统组件，系统体积和重量大大降低；(2)采用一体化结构设计，驱动器和电机通过束线即可实现电连接，无需使用水密电缆，因此节约了成本，也节省了水密电缆敷设的空间，同时减少了故障点，降低了整体故障率；(3)螺旋桨采用碳纤维复合材料通过热压成型工艺加工制成，保证了结构的致密性，进一步减轻了整体重量；(4)补偿腔、驱动器腔、电机腔设置于同一壳体的一体化结构设计，只需将壳体一端通过一个连接装置与载体安装固定即可，相比于现有的将耐压罐、电机壳体分别与载体固定的方式，安装难度大大降低。附图说明图1是传统深海推进器结构组成框图。图2是本申请提供的一体化集成全海深推进器的剖视图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。如图2所示，本申请公开了一种一体化集成全海深推进器，包括设置在壳体3外的螺旋桨4和设置在壳体3内依次连通的补偿腔、驱动器腔和电机腔。本申请的螺旋桨4采用碳纤维复合材料通过热压成型工艺加工制成，保证了结构的致密性，进一步减轻了整体重量。电机腔内设置有电机，电机的输出轴5穿过壳体3通过锁定螺母6与螺旋桨4连接，导流冒7设置在锁定螺母6的外侧，产生流线型外形，减少阻力。电机腔远离螺旋桨4的一侧上开设有第一通孔8，电机腔通过第一通孔8与驱动器腔的第一侧连通。本申请的电机为直流无刷电机，电机转子10围绕输出轴5设置，定子绕组9围绕电机转子10设置，定子绕组9和电机转子10之间充满补偿油11，起到压力补偿作用。驱动器腔内设置有驱动器12，驱动器12包括多个IGBT模组。可选的，还设置有散热片13，驱动器12通过散热片13与驱动器腔的内侧壁贴合。驱动器12通过第一通孔8与电机引出线电连接，驱动器腔的侧面安装有水密接插件14，驱动器12通过水密接插件14与外部电气设备连接。可选的，外部电源和控制指令通过水密接插件14接入驱动器12，控制电机按照指定方向和转速转动，同时将检测信号通过水密接插件14输出，供检测系统检测，检测信号为驱动器12检测的母线电流、电机转速和故障信息等信号。驱动器腔的第二侧上开设有第二通孔15，驱动器腔通过第二通孔15与补偿腔的第一侧连通。驱动器腔的侧面还设置有补油口16，补偿油11通过补油口16进入驱动器腔内，并通过第一通孔8进入电机腔内、通过第二通孔15进入补偿腔内，驱动器腔内部充满补偿油11，驱动器12可以直接承受油压的作用，本申请通过补偿油11的形式补偿外界海水压力。补偿腔内设置有补偿器，用于补偿作用于壳体3上的外界海水压力。补偿器包括弹簧17、补偿膜18和补偿杆19，补偿膜18贴装于补偿腔的内端面，本申请的补偿膜18为弹性膜，随着弹簧17的伸缩进而膨胀或收缩，可选的，补偿膜18采用橡胶膜。弹簧17设置在补偿膜18内，弹簧17的弹力保证补偿腔内部压力始终和外界海水压力保持平衡。补偿杆19为“┤”形，包括横杆以及与横杆垂直相连的竖杆，横杆的一端穿过壳体3、另一端与竖杆的一侧固定连接，竖杆位于补偿腔内，竖杆的另一侧通过补偿膜18与弹簧17的一端对应连接，弹簧17的另一端固定于补偿腔的内端面。根据横杆的伸出量确定壳体3内补偿油11的油量，横杆伸出越长表示补偿量越多，当补偿油11的油量较少时，通过补油口16及时补油，防止因补偿量不足而损坏腔体。补偿腔的第二侧上设置有透水孔20，外界海水通过透水孔20进入补偿腔内，将压力作用在补偿膜18上，使得弹簧17收缩从而保证壳体内外压力的平衡。本申请的一体化集成全海深推进器通过half形式支架与载体安装固定，可应用于载人潜水器、有缆遥控水下机器人(R本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化集成全海深推进器，其特征在于，包括设置在壳体外的螺旋桨和设置在壳体内依次连通的补偿腔、驱动器腔和电机腔；所述电机腔内设置有电机，所述电机的输出轴穿过壳体与所述螺旋桨连接，所述电机腔远离所述螺旋桨的一侧上开设有第一通孔，所述电机腔通过所述第一通孔与所述驱动器腔的第一侧连通；所述驱动器腔内设置有驱动器，所述驱动器与电机引出线电连接，所述驱动器腔的侧面安装有水密接插件，所述驱动器通过所述水密接插件与外部电气设备连接；所述驱动器腔的第二侧上开设有第二通孔，所述驱动器腔通过所述第二通孔与所述补偿腔的第一侧连通，所述补偿腔内设置有补偿器，用于补偿作用于壳体上的外界海水压力。/n

【技术特征摘要】
1.一种一体化集成全海深推进器，其特征在于，包括设置在壳体外的螺旋桨和设置在壳体内依次连通的补偿腔、驱动器腔和电机腔；所述电机腔内设置有电机，所述电机的输出轴穿过壳体与所述螺旋桨连接，所述电机腔远离所述螺旋桨的一侧上开设有第一通孔，所述电机腔通过所述第一通孔与所述驱动器腔的第一侧连通；所述驱动器腔内设置有驱动器，所述驱动器与电机引出线电连接，所述驱动器腔的侧面安装有水密接插件，所述驱动器通过所述水密接插件与外部电气设备连接；所述驱动器腔的第二侧上开设有第二通孔，所述驱动器腔通过所述第二通孔与所述补偿腔的第一侧连通，所述补偿腔内设置有补偿器，用于补偿作用于壳体上的外界海水压力。


2.根据权利要求1所述的一体化集成全海深推进器，其特征在于，所述补偿器包括弹簧、补偿膜和补偿杆，所述补偿膜贴装于所述补偿腔的内端面，所述弹簧设置在所述补偿膜内，所述补偿杆为“┤”形，包括横杆以及与所述横杆垂直相连的竖杆，所述横杆的一端穿过所述壳体、另一端与所述竖杆的一侧固定连接，所述竖杆位于所述补偿腔内，所述竖杆的另一侧通过所述补偿膜与所述弹簧的一端对应连接，所述弹簧的另一端固定于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，李德军，叶聪，谢飞，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32