一种宽压输入的悬挂式推进器的制作方法

本实用新型涉及船用推进器技术领域，具体涉及一种宽压输入的悬挂式推进器。

背景技术：

电动船推进器是一种安装在船体上，用于驱动电动船前进的装置。推进器在进行工作过程中通常需要稳定的电压输出，进而为电机、控制电路板进行供电，而采用的稳压电路也是针对固定的电源电压进行的稳压处理。如授权公告号为cn209410313u(申请号为201822247117.6)的中国实用新型专利《一种船用推进器的操控装置和船用电动推进器》，其中公开的船用推动器中，其稳压模块则针对固定的电源进行稳压处理，使得输出的电压稳定在预设范围内。

还有公开号为cn109591992a(申请号为201811654068.6)的中国发明专利申请《船用电动推进器控制系统和方法、电动推进器及电动船》，其中公开的电动推动器中，设置电源模块以提供电能，在电源模块进行电池电量的管理和输送的同时，需要电源模块本身具备根据电池电量进行充电和放电的闭环控制。电源模块包括电源管理单元和供电单元，电源管理单元包括电源信息采集电路，电源信息采集电路用于检测供电单元的状态信息，电源管理单元用于向主控模块反馈供电单元的状态信息，主控模块还用于将供电单元的状态信息发送至用户显示单元中显示。其中，电源管理单元的功能是将供电单元的电量进行管理输出，电源信息采集电路则会实时采集供电单元的电量等状态信息，并反馈给主控模块，主控模块对供电单元的电量状态进行显示以提示用户进行是否需要充电。另外，在电动推进器启动时，主控模块可向电源管理单元发送放电信息，从而由电源管理单元控制供电单元放电，并且实时调节输出的电量大小，为各模块提供电量输出。其中，电源管理单元中应至少包括电源主控模块，电池信息采集模块，电池充放电管理模块，电池通信模块，电池均衡管理模块等，其中电池信息采集模块包括例如电压、电流及温度采集单元。由此可见，现有的电动推荐其中的电源管理单元是针对固定参数的电源模块进行的管理工作。

然后在使用过程中难免会出现更换电池的情况，如果完全要求用户更换固定参数的电池，在不具备更换合适参数的电池的条件下影响了使用体验，同时对产品的使用范围也是一种限制。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够适用于不同电压参数的电池进行供电的宽压输入的悬挂式推进器。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够方便遥控器收纳并且能够满足遥控器充电的宽压输入的悬挂式推进器。

本实用新型所要解决的第三个技术问题是针对上述现有技术提供一种适用于小型船只且方便在船只不同位置进行安装，重量轻，且能保证控制电路板良好的防水性以及控制电路板良好的散热性的宽压输入的悬挂式推进器。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种宽压输入的悬挂式推进器，包括中空的主杆、连接在主杆下端的动力组件、连接在主杆上端的头盖、电池，所述动力组件包括电机及连接在电机驱动端上的螺旋桨；其特征在于：还包括分别与电池、电机电连接的控制电路板，所述控制电路板包括控制器以及分别与控制器电连接电压采样电路、电机驱动电路，所述电机通过电缆与电机驱动电路电连接，所述电池通过电源线分别与电压采样电路、电机驱动电路电连接，所述电机驱动电路上具有能开关的功率管。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：还包括具有无线充电电路的遥控器，所述头盖上设置有用于放置遥控器的放置腔，所述放置腔的底部设置有无线充电器，所述无线充电器与电池电连接；

所述头盖内还设置有与控制器、电池电连接的无线信号接收器，所述遥控器内设置有与无线信号接收器通信连接的无线信号发射器。

优选地，所述放置腔设置在头盖的前部，并且所述放置腔面向前方开口设置。

为了保证遥控器放置的可靠性，所述放置腔内设置能够卡紧遥控器的限位弹片。

本实用新型解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：所述控制电路板防水地设置在头盖内，所述连接电机的电缆穿过主杆伸入在头盖内而与控制电路板上的电机驱动电路电连接，连接电池的电源线穿过头盖与控制电路板电连接；所述头盖的前端面上设置有进风口，所述头盖的后部设置有出风口。

为了进一步为控制电路板上的电机驱动电路中的功率管进行降温，所述头盖内设置有散热块，所述控制电路板设置在散热块上，所述出风口对应于散热块的位置设置在头盖的底板上。

为了更好的导出功率管上的热量，加快功率管的散热速度，所述散热块上对应于功率管的位置设置有导热组件，所述功率管贴设在导热组件上。

优选地，所述导热组件包括导热垫、导热金属片以及导热硅脂层，所述功率管贴设在导热垫上，所述导热硅脂层附着设置在散热块上，所述导热金属片夹设在导热垫和导热硅脂层之间。

为了方便排出进入头盖内的水，提升控制电路板工作的安全性，所述头盖的底部对应于主杆的连接位置向下延伸有环形的连接部，所述主杆的顶部插接在连接部内，所述连接部上沿周向设置有开口向上的环槽，所述环槽的底部设置有用于漏水的排水口。

为了保证电源线连接位置的防水性，所述电源线通过航模插头连接在控制电路板上，所述航模插头包括电连接在控制电路板上的航模母头和连接在电源线上的航模公头，所述航模母头外套设有第一带胶热缩管，所述航模公头外套设有第二带胶热缩管。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型中的宽压输入的悬挂式推进器在控制器、电压采样电路、电机驱动电路的配合作用下，电压采样电路可以将采样的电池的电压信号传送给控制器，进而控制器产生对应占空比的pwm控制信号控制电机驱动电路中的功率管进行开关动作，使得电机驱动电路输出给电机的供电电压稳定维持为设定的最佳供电电压，即针对不同电压参数的电池均能保证对电机供电电压的稳定输出，满足了悬挂式推进器针对宽压输入的适配性，如此可以满足用户更换不同的电池应用在该宽压输入的悬挂式推进器上，扩大了该宽压输入的悬挂式推进器使用范围。

附图说明

图1为本实用新型实施例中宽压输入的悬挂式推进器的立体图。

图2为本实用新型实施例中宽压输入的悬挂式推进器的部分剖视图。

图3为图2的部分放大图。

图4为本实用新型实施例中电源线在控制电路板上的连接示意图。

图5为本实用新型实施例中散热块和控制电路板的立体图。

图6为图5的剖视图。

图7为本实用新型实施例中宽压输入的悬挂式推进器的电气图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实施例中的宽压输入的悬挂式推进器安装在船体上进行使用，本实施例中的宽压输入的悬挂式推进器主要用于小型的船只上，小型的船只多种多样，推进器的安装位置也多种多样，有安装在船只前部的，也有安装在船只中部的，安装在船只中部时，船只上通常具有用于安装推进器的安装孔，受限于船只的体积，通常该安装孔的孔径不大，则要求宽压输入的悬挂式推进器的下端足够小以满足能够在安装孔内进行安装。

如图1至图7所示，本实施例中的宽压输入的悬挂式推进器包括中空的主杆1、连接在主杆1下端的动力组件2、连接在主杆1上端的头盖3、放置在船体上的电池5、设置在头盖3内的控制电路板4、能插设在头盖3内的遥控器9。

其中主杆1上下贯通，即该主杆1可以采用管体，以方便供下述的电缆穿过。

动力组件2固定连接在主杆1的下端，该动力组件2包括电机21及连接在电机21驱动端上的螺旋桨22，为了保证结构的整体性，该动力组件2通常还包括安装壳，安装壳固定连接在主杆1的下端，电机21安装在安装壳内，螺旋桨22位于安装壳外，并且螺旋桨22的连接部13伸入壳体内而连接在电机21的驱动端上。本实施例中，由于下述的电机驱动电路43未安装在该安装壳内，则对安装壳的材料选择没有散热要求，为了满足应用了该宽压输入的悬挂式推进器能的小型船只的便携性，该安装壳可采用如塑料壳等轻质的安装壳，进而减轻整体船只的重量。该宽压输入的悬挂式推进器可以在如充气船、单人皮划艇这种小型船只上进行使用，如此方便小型船只的携带。

使用时该动力组件2位于船只的下方而伸入在水体内，进而驱动船只进行移动，因此在安装时，该动力组件2需要伸入在船只的下方。本实施例中在安装壳内仅安装电机21而不再安装用于驱动电机21的电机驱动电路板，相应减小了动力组件2的体积，方便该宽压输入的悬挂式推进器在各种小型船只上进行安装，即使船只的安装孔在中部，该动力组件2足够小而穿过安装孔伸入在船只的下方。

头盖3连接在主杆1的上端，为了方便进行安装，该头盖3包括有相互扣合的上盖和下盖，上盖和下盖之间则形成安装空间。

如图7所示，控制电路板4防水地设置在头盖3内。控制电路板4包括控制器41以及分别与控制器41电连接电压采样电路42、电机驱动电路43，电机21通过电缆与电机驱动电路43电连接，电池5通过电源线分别与电压采样电路42、电机驱动电路43电连接，电机驱动电路43上具有能开关的功率管。电池5在使用一段时间需要进行更换，在有些情况下很难找到与原装电池5具有相同电压参数的电池5。

为了保证电池5的防水性，在船只上设置有用于放置电池5的盒体，并且盒体上设置有能打开的舱盖，如此可以方便进行电池5的更换。盒体上还可以设置能够检测电池5电压参数的检测电路板，同时在盒体上还设置与检测电路板相连接的显示面板，如此电池5安装后可以与检测电路板进行连接，进而将检测到的电池5的电压参数显示在显示板上，方便用户置管的查看电池5的电压参数，提醒用户该电池5是否在允许安装的电压参数要求范围内。

本实施例中的电池5可采用输入电压为7～17v之间的电压参数的电池5。电机21采用额定电压为12v的电机21，当16.8v供电电压直接供给给电机21时，会造成电机21功率猛增，电机21的工作电流增加为正常的175％，发热量提升，最终会造成转子烧毁，电机21损坏。为了能够兼容各类型的电池5，满足7-17v的设计需要，在前期进行实验寻找电机21的最佳工作电压。vm需要满足：该电压下的电机21在水中运行时工作电流18a＜iw＜25a，该电压下的电机21在水中运行时产生的推力f与工作电流iw比值t要尽可能的大，t＝f/iw。如此通过实验获取电机21的最佳工作电压vm。

电池5安装好并与控制电路板4完成电连接后，在工作的过程中，电压采样电路42可以检测电池5的电压值vbat，进而将获取的电池5的电压值传送给控制器41，控制器41根据该电池5的电压参数计算调节功率管栅极的pwm占空比数据，进而根据该pwm占空比数据控制功率管的开关频率，使得电机驱动电路43输出给电机21的供电电压接近电机21的最佳工作电压vm。

电机21在运行时，电池5两端的电压会随输出电流的变化而变化，通常电流越大，电池5压降越大。且相同电流下，不同的电池5，它的压降的值也不同。为了能够较为精确的控制与调节，则需要引入一个补偿电压voff。voff是控制器41通过记录分析运行时电池5电压的变化状况计算出来的值。如此在进行pwm占空比数据计算时，需要引入k＝vm/(vbat+voff)该参数进行pwm占空比数据的计算。如此能够保证输出至电机21的供电电压不会因电池5的更换而发生变化。宽泛的工作电压能够使客户更加便捷的采购电池5，能够使用的电池5种类大大增加。电机21稳定在适宜工况下，延长电机21的使用寿命，防止电机21过载造成的寿命缩短。同时电机21的输出功率稳定，使得推力稳定，用户体验感提升。高电压不会造成电流提高，节省了电池5能量消耗，达到节电的效果。

本实施例中的电压采样电路42、电机驱动电路43均可采用现有技术中的各种现有电路。

电机驱动电路43通过电缆与电机21电连接，如此该电缆则穿过头盖3再穿经主杆1而连接在电机21的接线头上。电池5通过电源线穿过头盖3与控制电路板4电连接，并通过控制电路板4上的布线分别实现与电压检测电路、电机驱动电路43的电连接。为了保证电源线连接位置的防水性，电源线通过航模插头8连接在控制电路板4上，航模插头8包括电连接在控制电路板4上的航模母头81和连接在电源线上的航模公头82，航模母头81外套设有第一带胶热缩管83，航模公头82外套设有第二带胶热缩管84。安装时，在控制电路板4灌封前，先将第一带胶热缩管83在航模母头81收缩到位，然后进行灌封，再在航模母头81上插接航模公头82，将第二带胶热缩管84下拉而覆盖在第一带胶热缩管83的上端外，进而再将第二带胶热缩管84收缩到位，使得第二带胶热缩管84具有重叠区，发挥防水的作用。维修时，只需要使用工具剥离第二带胶热缩管84，然后将航模公头82自航模母头81上拨出即可。当然，连接电机21和控制电路板4的电缆也可以采用该方式进行防水连接。

头盖3底部设置有供主杆1连接的第一连接孔以及供电源线通过的第二连接孔。主杆1的顶部连接有第一电缆防水接头11，第一防水接头插设在第一连接孔中，电缆穿过第一电缆防水接头11穿入在主杆1内。电源线通过第二电缆防水接头12固定在第二连接孔内。

电机驱动电路43在工作时会产热，特别电机驱动电路43上具有功率管，功率管在工作时发热比较严重，因此需要对电机驱动电路43进行降温。本实施例中在头盖3的前端面上设置有进风口31，头盖3的后部设置有出风口32。

如图5所示，散热块6设置在头盖3内，控制电路板4设置在散热块6上。散热块6可以加快控制电路板4的散热，出风口32对应于散热块6的位置设置在头盖3的底板上，如此能够进一步加快散热块6的散热。此外散热块6上对应于功率管的位置设置有导热组件7，功率管贴设在导热组件7上。如图6所示，导热组件7包括导热垫71、导热金属片72以及导热硅脂层73，功率管贴设在导热垫71上，导热硅脂层73附着设置在散热块6上，导热金属片72夹设在导热垫71和导热硅脂层73之间。本实施例中导热金属片72采用铜片，其导热性能好。工作时，导热组件7能够快速将功率管产生的热量导出至散热块6上，散热块6上具有多个散热齿，散热齿的截面呈波浪状，如此增加散热齿与空气的接触面积，加快散热。船只在前进的过程中，会产生气流，气流经头盖3的进风口31进入至头盖3内，并经过控制电路板4、散热块6自出风口32排出，进而实现对控制电路板4的降温，保证控制电路板4正常进行工作。

为了保证控制电路板4的防水性，散热块6的上表面上设置有凹槽，控制电路板4灌封设置在凹槽内，灌封后，灌封胶覆盖控制电路板4并且与凹槽的上边缘相齐平。通常控制电路板4上还设置有蜂鸣器用于进行报警，如此则需要在蜂鸣器上覆盖防水透音膜。

由于该宽压输入的悬挂式推进器主要用于小型船只上，在使用时发生船只倾覆的概率相较于大型船只较高，而头盖3上又开设有进风口31和出风口32，则头盖3内容易进水，即使控制电路板4以及电源线、电缆的连接位置均进行了防水处理，但是如果水在头盖3内无法及时排出，仍然存在安全隐患。为了方便排出进入头盖3内的水，提升控制电路板4工作的安全性，头盖3的底部对应于第一连接孔的位置沿周向向下延伸有环形的连接部13，防水接头插接在所述连接部13内。连接部13上沿周向设置有开口向上的环槽131，环槽131的底部设置有用于漏水的排水口132，通过漏水口可以及时排出头盖3内的进水。为了提高连接部13的强度，环槽131内沿周向分布设置有至少两个加强筋，加强筋与环槽131的两个侧壁相连接。

该宽压输入的悬挂式推进器在安装时，如果船只上的安装位置在船只的前端，则将主杆1卡接在船只的安装槽内，使得动力组件2位于船只的下方，同时主杆1上还设置有悬挂架10而实现该小型船只推进器在船只上的固定安装。如果船只上的安装位置在船只的中部，则动力组件2穿过自船只上的安装孔而伸入至船只的下方，同时使用悬挂架10在船只上的固定安装。

本实用新型中的宽压输入的悬挂式推进器，为了保证在各种类型的小型船只上安装，特别对于需要在小型船只中部进行安装的情况，则将驱动电机21的电机驱动电路43移设置头盖3的控制电路板4上，而在主杆1的下端仅设置电机21以及螺旋桨22以减小体积，保证在较小的安装孔内进行安装。相应电机驱动电路43也无需进行水冷散热，可以使用如塑料等质量更轻的材料安装电机21，进而减小该宽压输入的悬挂式推进器的重量，使得该宽压输入的悬挂式推进器便携性更好。该宽压输入的悬挂式推进器在推进过程中，会有气流经过头盖3上进风口31和出风口32，进而实现对控制电路板4上电机驱动电路43的降温，满足控制电路板4上电机驱动电路43的散热要求，保证控制电路板4正常进行工作。同时控制电路板4防水设置，满足防水要求，保证其正常工作。

另外推进器要实现遥控设置通常会配置遥控器9，本实施例中的宽压输入的悬挂式推进器也配置有遥控器9，头盖3内还设置有与控制器41电连接的无线信号接收器200，该无线信号接收器200与电池5电连接，进而电池5实现对无线信号接收器200的供电。遥控器9内设置有与无线信号接收器200通信连接的无线信号发射器92。如此遥控器9的操作信号可以通过无线信号发射器92发送出去，头盖3内的无线信号接收器200接收到操作信号后，根据对应的操作信号进行对推进器的工作控制。

该遥控采用具有无线充电电路91的遥控器9，头盖3上设置有用于放置遥控器9的放置腔30，具体地，该放置腔30设置在头盖3的前部，并且放置腔30面向前方开口设置。为了增加头盖3内的进风量，进一步提高对电机驱动电路43的降温效果，该放置腔30的底部也设置有能供风进入的口部。

放置腔30的底部设置有无线充电器100，无线充电器100与电池5电连接，遥控器9内对应设置有无线充电电路91以及与无线充电电路91电连接的锂电池5，如此当遥控器9插入在放置腔30中后，则能够配合无线充电器100自动完成充电，无需用户再进行遥控器9电池5的更换。为了保证遥控器9在放置腔30内放置的可靠性，可以在放置腔30内设置限位弹片，进而将遥控器9卡紧在放置腔30内，防止遥控器9掉落。无线充电器100内具有电池5管理电路，能够自动调节充电功率以避免遥控器9中的锂电池5产生过充。遥控器9内也对应设置有控制板，控制板能够控制遥控器9工作在低功耗模式，能够满足长时间的待机。

同时该无线充电的功能还可以衍生为推进器开关机的功能。将无线充电器100与控制电路板4中的控制器41电连接，当遥控器9拔出放置腔30后，无线充电器100则无法再获取到遥控器9的感应信号，进而将该信息反馈给控制器41，控制器41控制推进器自动开机，并进入待机状态，此时用户就可以通过遥控器9操控推进器。当遥控器9插入放置腔30内后，无线充电器100则获取到遥控器9的感应信号，进而将该信息反馈给控制器41，控制器41控制推进器自动关机，停止所有功能，并开始为遥控器9充电。

本实施例中的遥控器9的设置方式，可以避免用户丢失遥控器9，同时还可以为遥控器9进行充电，以及自动控制推进器的开关，大大提升了用户的使用体验。