集成控制器的深海直流推进器的制作方法

本发明涉及推进设备，尤其是一种集成控制器的深海直流推进器。

背景技术：

推进器是深海有缆/无缆潜水器的重要组成部分，通过在潜水器上布置数量不同的推进器，可以实现潜水器水下航行状态调节。水下电机是深海推进器的关键，在一定功率下尽可能地减小重量和结构尺寸对于提高潜水器续航力有重要作用。专利号为ZL200810064802.3，名称为“水下电机与推进器一体化装置”的发明专利提出一种水下电机结构，但上述两种水下电机无法在深海工作。申请号为200510045851.9、名称为“一种水下直流无刷充油电机结构”的发明专利申请，和专利号为ZL201110161966.X、名称为“一种充油压力补偿式深海电机及其制作方法”的发明专利分别提出了自带压力补偿装置的深水电机，解决了水下电机在深海工作的问题；专利号为ZL201210238945.8、名称为“控制器一体化深海电机”的发明专利提出一种控制器一体化深海电机，解决了水下电机需额外电子耐压舱的问题，但以上三种水下电机均设有压力补偿器舱或控制器舱，结构复杂，且增加了水下电机重量，不利于节约能源，提高深海潜水器效能。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种集成控制器的深海直流推进器，其整体尺寸小，结构紧凑、重量轻、可靠性高，且制作简单、成本低廉。

本发明的技术方案是：一种集成控制器的深海直流推进器，包括推进器壳体，推进器壳体内为圆柱形空腔，其中，所述推进器壳体的左侧端面设有外层端盖，推进器壳体的右侧端面密封固定有右侧端盖，空腔内固定有圆盘，圆盘将空腔分为左侧油液腔和右侧油液腔，左侧油液腔内固定有直流无刷电机，右侧油液腔内设有控制器，右侧端盖分别连接水密电缆和补偿软管；

所述直流无刷电机的右端与圆盘固定连接，直流无刷电机的左端与直流无刷电机安装端盖密封固定连接，直流无刷电机安装端盖的外侧设有外层端盖，直流无刷电机安装端盖与推进器壳体密封固定连接，外层端盖与直流无刷电机安装端盖固定连接，直流无刷电机的输出轴与外层端盖之间旋转密封。

本发明中，所述右侧端盖的环形侧面与推进器外壳之间通过数个螺栓或螺钉固定连接，右侧端盖的环形侧面且螺栓或螺钉的内侧设有至少一个径向O型圈密封槽，O型圈密封槽设有径向O型圈Ⅱ。

所述控制器为控制器电路板，控制电路板固定在右侧端盖上。控制电路板用于控制深海潜器的转速和方向。

所述水密电缆为四芯电缆，其一端连接到外部深海潜水器，另一端分别与电路控制板和直流无刷电机连接，由潜水器为推进器提供电源动力与控制信号。

所述补偿软管的一端设置在推进器壳体内，其尾部设有可拆卸的螺纹堵头，通过端盖端可向推进器壳体的腔体内添加绝缘油液。补偿软管内的油液与推进器外壳内的油液可自由交换流通，达到对推进器外壳及直流无刷电机压力补偿的目的。

所述圆盘上设有三个通孔与八个螺纹孔，八个螺纹孔包括三个螺纹孔Ⅰ、四个螺纹孔Ⅱ和一个螺纹孔Ⅲ，其中三个通孔沿圆盘的圆周方向间隔设置，三个螺纹孔Ⅰ位于相邻通孔之间，且三个螺纹孔Ⅰ沿圆盘的圆周方向均匀间隔设置，三个通孔的内侧设有四个螺纹孔Ⅱ，四个螺纹孔Ⅱ沿圆盘的圆周方向均匀间隔设置，四个螺纹孔Ⅱ的内侧即圆盘的中心设有一个螺纹孔Ⅲ；螺纹孔Ⅲ的直径大于螺纹孔Ⅰ的直径，螺纹孔Ⅰ的直径大于螺纹孔Ⅱ的直径；螺纹孔Ⅰ内安装有直流无刷电机固定螺栓Ⅰ，螺纹孔Ⅱ内安装有直流无刷电机固定螺栓Ⅱ，直流无刷电机的右侧通过直流无刷电机固定螺栓Ⅰ和直流无刷电机固定螺栓Ⅱ与圆盘固定连接，螺栓孔Ⅲ内固定有圆柱凸台。

所述直流无刷电机的左端设有直流无刷电机安装端盖，并通过直流无刷电机固定螺栓Ⅲ与直流无刷电机安装端盖固定连接，直流无刷电机固定螺栓Ⅲ与直流无刷电机安装端盖的接触面上设有轴向O型圈密封槽，密封槽内设有轴向O型圈Ⅱ。

所述直流无刷电机安装端盖的环形侧面通过数个螺栓与推进器外壳固定连接，直流无刷电机安装端盖轴的环形侧面且螺栓的内侧设置至少一个O型圈密封槽，O型圈密封槽内设有径向O型圈Ⅰ。

所述直流无刷电机安装端盖和外层端盖通过螺栓固定连接，直流无刷电机安装端盖的左侧端面且螺栓的内侧设置至少一个O型圈密封槽，O型圈密封槽内设有轴向O型圈Ⅰ。直流无刷电机安装端盖与外部端盖分体式安装，便于安装旋转密封圈，可以有效防止工作时外界液体进入毁坏直流无刷电机。

所述直流无刷电机的输出轴外伸出推进器外壳，输出轴的伸出端通过固定螺栓Ⅰ与螺旋桨连接，外层端盖与输出轴的接触面上设有密封槽，密封槽内设有旋转密封圈，螺旋桨与外层端盖之间设有垫块，垫块滑动套在输出轴上。

本发明的有益效果：

(1)通过合理设计油液补偿量和选择性能优异的控制器，可以使驱动器与电机共同安装在推进器外壳内，免去压力补偿器舱和控制器舱，仅需一根压力补偿管对深水电机进行压力补偿，一根水密电缆对电机进行控制，大大降低了推进器的整体尺寸；

(2)推进器螺旋桨可灵活更换，整体结构紧凑、重量轻、可靠性高，且制作简单、成本低廉。

综上所述，本发明适用于深海潜水器，可为深海潜水器的运动及作业提供动力，为深海科学研究提供技术支撑。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的剖视图；

图4是圆盘的结构示意图。

图中：1输出轴；2螺旋桨；3固定螺栓Ⅰ；4垫块；5固定螺栓Ⅱ；6轴向O型圈Ⅰ；7固定螺栓Ⅲ；8径向O型圈Ⅰ；9直流无刷电机；10推进器外壳；11直流无刷电机固定螺栓Ⅰ；12圆盘；1201通孔；1202螺纹孔Ⅱ；1203螺纹孔Ⅲ；1204螺纹孔Ⅰ；13径向O型圈Ⅱ；14控制电路板；15右侧端盖；16右侧油液腔；17直流无刷电机固定螺栓Ⅱ；18左侧油液腔；19直流无刷电机安装端盖；20轴向O型圈Ⅱ；21直流无刷电机固定螺栓Ⅲ；22外层端盖；23旋转密封圈；24水密电缆；25补偿软管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图2所示，所述集成控制器的深海直流推进器包括推进器壳体10，推进器壳体10的左侧端面设有外层端盖22，其右侧端面固定有右侧端盖15。推进器壳体10内为圆柱形空腔，空腔内填充有绝缘油，空腔内固定有圆盘12，圆盘12将推进器的腔体分为左侧油液腔18和右侧油液腔16，左侧油液腔18内固定有直流无刷电机9，直流无刷电机转动的扭矩传递给螺旋桨带动推进器运动；右侧油液腔16内设有控制器，控制器用于控制深海潜水器的转速和方向。

所述右侧端盖15的环形侧面间隔设置六个螺纹孔，其螺纹孔与推进器外壳10之间通过内六角沉头螺钉连接，从而实现了右侧端盖15和推进器外壳10之间的固定连接。为防止右侧油液腔内的油液泄露，右侧端盖15的环形侧面且螺钉孔的内侧设有两个径向O型圈密封槽，O型圈密封槽设有径向O型圈Ⅱ13，从而实现对右侧油液腔16的静密封。右侧油液腔16内设有控制器电路板14，控制电路板14通过两个圆头十字形螺栓固定在右侧端盖15上。右侧端盖15上设有两个孔，两个孔分别连接水密电缆24和补偿软管25，其中水密电缆24为四芯电缆，其一端连接到外部深海潜水器，另一端分别与电路控制板14和直流无刷电机9连接，由潜水器为推进器提供电源动力与控制信号。补偿软管25的一端设置在推进器壳体10内，其尾部设有可拆卸的螺纹堵头，通过端盖端可向推进器壳体10的腔体内添加绝缘油液。补偿软管25内的油液与推进器外壳10内的油液可自由交换流通，达到对推进器外壳10及直流无刷电机9压力补偿的目的。

如图4所示，所述圆盘12上设有三个通孔1201与八个螺纹孔，八个螺纹孔包括三个螺纹孔Ⅰ1204、四个螺纹孔Ⅱ1202和一个螺纹孔Ⅲ1203，其中三个通孔1201沿圆盘12的圆周方向间隔设置，通孔1201用于液压油的流通及电线走线。三个螺纹孔Ⅰ1204位于相邻通孔1201之间，且三个螺纹孔Ⅰ1204沿圆盘的圆周方向均匀间隔设置。三个通孔1201的内侧设有四个螺纹孔Ⅱ1202，四个螺纹孔Ⅱ1202沿圆盘的圆周方向均匀间隔设置。四个螺纹孔Ⅱ1202的内侧即圆盘的中心设有一个螺纹孔Ⅲ1203。螺纹孔Ⅲ1203的直径大于螺纹孔Ⅰ1204的直径，螺纹孔Ⅰ1204的直径大于螺纹孔Ⅱ1202的直径。螺纹孔Ⅰ1204内安装有直流无刷电机固定螺栓Ⅰ11，螺纹孔Ⅱ1202内安装有直流无刷电机固定螺栓Ⅱ17，直流无刷电机固定螺栓Ⅰ11和直流无刷电机固定螺栓Ⅱ17为圆头内六角螺栓，直流无刷电机9的右侧通过直流无刷电机固定螺栓Ⅰ11和直流无刷电机固定螺栓Ⅱ17与圆盘12固定连接，固定点位置不同螺栓的尺寸规格不同，因不同规格的螺栓扭矩不同，因此通过设置不同规格的螺栓可以防止直流无刷电机转动，使直流无刷电机9与圆盘12之间的固定效果更好。螺栓孔Ⅲ1203内固定有圆柱凸台，圆柱凸台限制了直流无刷电机的自由度，使直流无刷电机只能X轴方向移动或转动。

直流无刷电机9的左端设有直流无刷电机安装端盖19，并通过四个直流无刷电机固定螺栓Ⅲ21与直流无刷电机安装端盖19固定连接，直流无刷电机固定螺栓Ⅲ21可以采用圆头内六角螺栓。直流无刷电机固定螺栓Ⅲ21与直流无刷电机安装端盖19的接触面上设有轴向O型圈密封槽，密封槽内设有轴向O型圈Ⅱ20，从而对直流无刷电机固定螺栓Ⅲ21进行静密封。直流无刷电机安装端盖19的环形侧面间隔设置六个螺纹孔，并通过固定螺栓Ⅲ7使直流无刷电机安装端盖19与推进器外壳10固定连接，所述固定螺栓Ⅲ7可以采用内六角沉头螺钉。直流无刷电机安装端盖19的环形侧面且固定螺栓Ⅲ7的内侧设置两个O型圈密封槽，O型圈密封槽内设有径向O型圈Ⅰ8，通过径向O型圈Ⅰ8对左侧油液腔18进行静密封。

直流无刷电机安装端盖19的外侧设有外层端盖22，直流无刷电机安装端盖19的左侧端面间隔设置六个螺纹孔和O型圈密封槽，O型圈密封槽设置在螺纹孔的内侧，设置螺栓孔的目的是通过固定螺栓Ⅱ5与外层端盖22固定连接。O型圈密封槽内设有轴向O型圈Ⅰ6，从而实现对外层端盖进行静密封。直流无刷电机安装端盖19与外部端盖22分体式安装，可以有效防止工作时外界液体进入毁坏直流无刷电机。

直流无刷电机的输出轴1外伸出推进器外壳，输出轴1的伸出端通过固定螺栓Ⅰ3与螺旋桨2连接，电机输出轴转动带动螺旋桨2转动，从而为推进器的前进提供动力。外层端盖22与输出轴1的接触面上设有密封槽，密封槽内设有旋转密封圈23，从而对外层端盖22与输出轴1之间进行动密封。螺旋桨2与外层端盖22之间设有垫块4，垫块4滑动套在输出轴1上，起到保护输出轴1、防止其变形的作用。

本发明的工作过程如下所述：外部深海潜水器为推进器提供电源动力与控制信号，并通过水密电缆24分别与控制电路板14和直流无刷电机9连接，控制器用于控制深海潜器的转速和方向，直流无刷电机9动作，其输出轴1旋转，带动螺旋桨2转动，从而为推进器的前进提供动力。同时为了对推进器的内腔进行压力补充，通过补偿软管25外接绝缘油液，绝缘油液进入左侧油液腔18内后，通过圆盘12上的通孔1201实现液压油在左侧油液腔18和右侧油液腔16之间流动。补偿软管25的尾部设有可拆卸的螺纹堵头，通过端盖端可向推进器壳体10的腔体内添加绝缘油。