动力装置、推进器及水域可移动设备的制作方法

1.本技术涉及船舶领域，具体为一种动力装置、推进器及水域可移动设备。


背景技术：

2.目前船内机的冷却方式是通过外接离心泵实现冷却水循环的，但外接离心泵不易安装，还需要搭配配套的控制器、电路等，并且使用的水泵只能单向旋转供水，导致存在安装困难、电路控制复杂、占用空间大、浪费能源的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要提供一种能够简化硬件结构及软件控制的动力装置、推进器及水域可移动设备，旨在节省空间以方便安装并实现随动控制来减少程序及电路控制、节约能源的目的。
4.本技术一实施例中提供一种动力装置，包括驱动组件、第一泵及第一循环回路。驱动组件具有驱动轴，驱动轴的两端分别为第一输出端及第二输出端，第一输出端及第二输出端同步提供动力。第一泵连接于第一输出端。第一循环回路具有入口及出口，入口及出口之间连通第一泵，第一循环回路能够冷却驱动组件。驱动轴正转或反转，使得第一输出端驱动第一泵正转或反转，第一泵驱动第一循环回路正向循环或反向循环，第二输出端用于驱动螺旋桨转动。
5.上述动力装置通过驱动轴的两端分别驱动第一泵及螺旋桨，使得第一泵与螺旋桨实现随动控制，当螺旋桨转速越快，第一泵的流量越大，第一循环回路对驱动组件的冷却效果也越大，进而实现在驱动组件的不同功率下第一泵能够实时提供对应大小的流量，有效进行降温的同时还能够减少程序及电路的控制并避免能源的消耗，并且第一泵集成在驱动轴上还能够节省动力装置的占用空间，进而方便动力装置的安装。
6.在一些实施例中，第一泵包括叶轮，叶轮连接于第一输出端并在第一输出端的驱动下转动。
7.在一些实施例中，叶轮的叶片为直叶片。
8.在一些实施例中，驱动组件包括机架及驱动机，驱动机设于机架，驱动机驱动驱动轴转动。
9.在一些实施例中，第一泵还包括泵体及泵端盖，泵端盖连接于机架，泵体连接于泵端盖背离机架的一侧，叶轮位于泵端盖与泵体之间，第一输出轴穿过泵端盖后与叶轮连接。
10.在一些实施例中，动力装置还包括控制器，控制器设于机架，控制器与驱动机电连接。
11.在一些实施例中，动力装置还包括传动组件，传动组件包括输入齿轮轴、输出齿轮轴以及箱体，输入齿轮轴连接第二输出端，输入齿轮轴与输出齿轮轴啮合，输出齿轮轴伸出箱体外并用于连接螺旋桨，箱体与机架连接。
12.在一些实施例中，机架具有空腔，空腔形成第一循环回路并容纳第一冷却液，入口
及出口设于机架并与空腔连通，第一泵驱动第一冷却液在空腔循环流动，第一冷却液冷却机架。
13.在一些实施例中，动力装置还包括换热器，换热器连接机架，换热器用于与第一冷却液热交换。
14.在一些实施例中，动力装置还包括第二泵及第二循环回路，第二泵连接于第一输出端，并且第二泵位于第一泵背离驱动机的一侧，第二循环回路连通第二泵，第二泵用于驱动第二冷却液沿第二循环回路流动，以与第一冷却液热交换。
15.在一些实施例中，第一输出端具有卡簧，卡簧用于限制叶轮与第一输出端的相对位置。
16.在一些实施例中，第一输出端具有第一键槽，叶轮具有第二键槽，第一键槽与第二键槽共同收纳一个平键，第一输出端通过平键带动叶轮转动。
17.第一输出端具有第一密封件，第一密封件设置于第一输出轴与泵端盖的连接处，用于密封第一输出轴与泵端盖之间的间隙。
18.本技术一实施例中还提供一种推进器，包括螺旋桨及上述任一实施例中的动力装置，螺旋桨连接于第二输出端，第二输出端驱动螺旋桨转动。
19.本技术一实施例中还提供一种水域可移动设备，包括上述的推进器。
20.上述推进器及水域可移动设备通过动力装置同样实现了节省空间以方便安装并实现了随动控制来减少程序及电路控制、节约能源的目的。
附图说明
21.图1为本技术一实施例中动力装置的立体图。
22.图2为图1中动力装置的分解图。
23.图3为图1中动力装置的剖视图。
24.图4为图2中叶轮的立体图。
25.主要元件符号说明
26.动力装置
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100
27.驱动组件
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10
28.第一泵
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20
29.叶轮
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21
30.第二键槽
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21a
31.泵体
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22
32.泵端盖
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23
33.第一循环回路
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30
34.入口
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31
35.出口
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32
36.驱动轴
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11
37.第一输出端
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11a
38.第二输出端
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11b
39.机架
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12
40.驱动机
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13
41.卡簧
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14
42.平键
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15
43.第一密封件
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16
44.第二密封件
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17
45.控制器
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40
46.传动组件
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50
47.输入齿轮轴
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51
48.输出齿轮轴
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52
49.箱体
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53
50.换热器
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60
51.第二泵
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70
52.第二循环回路
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80
53.联轴器
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90
54.延长轴
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110
55.轴承座
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120
具体实施方式
56.下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术的技术方案进行描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
57.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
58.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
59.本技术一实施例中提供一种动力装置，包括驱动组件、第一泵及第一循环回路。驱动组件具有驱动轴，驱动轴的两端分别为第一输出端及第二输出端，第一输出端及第二输出端同步提供动力。第一泵连接于第一输出端。第一循环回路具有入口及出口，入口及出口之间连通第一泵，第一循环回路能够冷却驱动组件。驱动轴正转或反转，使得第一输出端驱动第一泵正转或反转，第一泵驱动第一循环回路正向循环或反向循环，第二输出端用于驱动螺旋桨转动。
60.上述动力装置通过驱动轴的两端分别驱动第一泵及螺旋桨，使得第一泵与螺旋桨实现随动控制，当螺旋桨转速越快，第一泵的流量越大，第一循环回路对驱动组件的冷却效果也越大，进而实现在驱动组件的不同功率下第一泵能够实时提供对应大小的流量，有效进行降温的同时还能够减少程序及电路的控制并避免能源的消耗，并且第一泵集成在驱动
轴上还能够节省动力装置的占用空间，进而方便动力装置的安装。
61.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
62.请参阅图1至图3，本技术一实施例中提供一种动力装置100，包括驱动组件10、第一泵20和第一循环回路30。驱动组件10具有驱动轴11。驱动轴11的两端分别为第一输出端11a及第二输出端11b。驱动组件11能够带动驱动轴11正转或反转，以使第一输出端11a及第二输出端11b同步提供正向或反向的扭矩。第一泵20同轴连接于第一输出端11a并随第一输出端11a同步转动。第二输出端11b用于连接螺旋桨并驱动螺旋桨转动。第一循环回路30具有入口31及出口32。入口31及出口32之间连通第一泵20。第一泵20用于驱动第一循环回路30的正向循环或反向循环。第一循环回路30用于冷却驱动组件10。当驱动轴11转动后，驱动轴11能够带动第一泵20及螺旋桨运转，螺旋桨用于提供推力，第一泵20驱动第一循环回路30循环来冷却驱动组件10，避免驱动组件10过热失效。
63.其中，第一泵20集成于驱动轴11的结构改进使得动力装置100的体积更小，占用空间更小，进而方便动力装置100的安装或拆卸。其次，该结构改进还使得第一泵20与驱动轴11实现随动控制，具体为：当螺旋桨转速变快，驱动组件10的所需功率随之变大，驱动组件10的发热变高，同时第一泵20的转速也会变快，使得第一循环回路30的流量变大，对驱动组件10的冷却效果也变高；反之，当螺旋桨转速变慢，驱动组件10的所需功率会变小，驱动组件10的发热也降低，同时第一泵20的转速也会变慢，使得第一循环回路30的流量变小，对驱动组件10的冷却效果也变低，进而实现了驱动组件10高发热的同时自动具备高冷却，低发热的同时自动具备低冷却，在驱动组件10的不同功率下，第一泵20能够实时提供对应大小的流量，避免出现在低发热的情况下第一泵20仍处于大流量的工作状态，能够节约能源，也能够避免在高发热的情况下第一泵20处于小流量的工作状态，使得驱动组件10不能够得到有效的降温，导致过热。同时避免了额外配置针对第一泵20转速的程序及电路控制，从而降低了动力装置100中程序及电路控制的复杂度，也避免了额外配置针对第一泵20的动力，从而降低了动力装置100的能源消耗。
64.请参阅图4，在一些实施例中，第一泵20包括叶轮21。叶轮21连接于第一输出端11a并在第一输出端11a的驱动下转动。作为示范性举例，第一泵20可以采用离心泵。
65.在一实施例中，叶轮21的叶片为直叶片，以实现第一泵20正反转均可供水。
66.请参阅图1至图3，在一些实施例中，驱动组件10还包括机架12及驱动机13。驱动机13设于机架12。驱动机13用于驱动驱动轴11转动。驱动机13能够将产生的热量传递至机架12，再通过第一循环回路30对机架12散热，进而实现驱动机13的散热。作为示范性举例，驱动机13为电机或发动机。
67.在一些实施例中，第一泵20还包括泵体22及泵端盖23。泵端盖23安装于机架12。泵体22安装于泵端盖23背离机架12的一侧。叶轮21位于泵端盖23与泵体22之间。第一输出轴11a穿过泵端盖23后与叶轮21连接。泵体22及泵端盖23的结构设计能够简化第一泵20与机架12之间的安装，并减小动力装置100的体积。且泵端盖23还用作驱动组件10的机架12的端盖，无需额外设置机架12的端盖，能够进一步达到轻量化。同时，叶轮21位于泵端盖23和泵体22之间，能够将叶轮21罩设在泵体22内，避免叶轮21在工作时受到冲击而损坏，保证叶轮21的使用寿命。
68.在一些实施例中，第一输出端11a具有卡簧14。卡簧14用于限制叶轮21与第一输出端11a的相对位置，起到提升叶轮21稳定性的作用。
69.在一些实施例中，第一输出端11a具有第一键槽。叶轮21具有第二键槽21a。第一键槽与第二键槽21共同收纳一个平键15。第一输出端11b通过平键15带动叶轮21转动。平键15能够方便第一输出端11a与叶轮21之间的安装。
70.在一些实施例中，第一输出端11a具有第一密封件16。第一密封件16设置于第一输出端11a与泵端盖23的连接处，用于密封第一输出端11a与泵端盖23之间的间隙，防止液体进入驱动组件10内部而影响驱动组件10的运行。作为示范性举例，第一密封件16为橡胶密封圈或油封。
71.在一些实施例中，动力装置100还包括控制器40。控制器40设于机架12。控制器40能够将产生的热量传递至机架12。控制器40与驱动机13电连接。其中，控制器40设于机架12的顶部，以便于拆装或维修等作业。
72.在本技术的实施例中，控制器40包括但不限于电路板、芯片及存储器等结构，可以集成设置在驱动机13，用于驱动驱动机13的启动或停止，或调整驱动机13的转速、转动方向等。控制器40除包括控制驱动机13运行的控制器外，还包括驾驶管理控制器，驾驶管理控制器可用于控制水域可移动设备的驾驶姿态，还可用于控制水域可移动设备的电源管理系统，还可以用于控制动力装置100的变速，可以用于与水域可移动设备上的其他模块交互。本技术的实施方式中，并不局限于控制器40包括上述的方式，任何可实现驱动与信息交互功能且集成至电机的电子控制终端模块均可以是本技术的实施方式。
73.在一些实施例中，动力装置100还包括传动组件50。传动组件50包括输入齿轮轴51、输出齿轮轴52以及箱体53。输入齿轮轴51同轴连接第二输出端11b。输入齿轮轴51与输出齿轮轴52通过齿轮相啮合连接。输出齿轮轴52伸出箱体53外并用于连接螺旋桨。箱体53与机架12连接。箱体53能够将产生的热量传递至机架12。
74.在一些实施例中，输入齿轮轴51包括输入轴51a及输入齿轮51b，输出齿轮轴52包括输出轴52a及输出齿轮52b，输入轴51a与输出轴52a相平行，输入齿轮51b与输出齿轮52b相啮合。作为示范性举例，传动组件50为减速箱，输入齿轮51b的直径小于输出齿轮52b的直径，使得输出轴52a的转速小于输入轴51a的转速，进而实现减速。在其他实施例中，也可采用其他传动机构21(如带传动机构、链传动机构等)实现传动。
75.在一些实施例中，机架12具有空腔。空腔形成第一循环回路30并容纳第一冷却液。入口31及出口32设于机架12并与空腔连通。第一泵20驱动第一冷却液在空腔循环流动。第一冷却液用于冷却机架12。第一循环水路30是通过第一冷却液带走机架12产生的热量，其中，第一冷却液可以是水，也可以是油或者乙二醇溶液，只要是用途为冷却散热的液体均可。
76.在一些实施例中，动力装置100还包括换热器60。换热器60连接于机架12。换热器60用于与第一冷却液进行热交换，以冷却第一冷却液。其中，换热器60位于控制器40及驱动机13之间，以使动力装置100的散热更加均匀。换热器60可以连通于第一循环回路30中，也可以置于第一循环回路30的外部。另外，换热器60也可以取消，在没有换热器60的情况下，第一循环回路30在水下工作时也可以通过机架12直接与水接触进行热交换。
77.在一些实施例中，动力装置100还包括第二泵70及第二循环回路80。第二泵70连接
于第一输出端11a，其中，第二泵70可以位于第一泵20背离驱动机13的一侧，也可以位于第一泵20与驱动机13之间。第二泵70连通于第二循环回路80。第二泵70用于驱动第二冷却液沿第二循环回路80流动，第二冷却液用于与第一冷却液进行热交换，进而冷却第一冷却液。在一些实施例中，第二循环回路80可以为外循环冷却，即从外部吸入冷却液，冷却液在第二泵70的作用下在第二循环回路80流动，并与第一循环回路30的第一冷却液进行热交换，进行热交换后的第二冷却液经第二循环回路80排除至外界，冷却后的第一冷却液在第一循环回路30中流动持续为驱动组件10进行冷却。其中，换热器60可以连通于第二循环回路80中。同理，第二泵70集成于驱动轴11的结构改进也使得动力装置100的体积更小以方便安装，并同样避免了额外配置针对第二泵70转速的程序及电路控制，从而降低了动力装置100中程序及电路控制的复杂度，也避免了额外配置针对第二泵70的动力，从而降低了动力装置100的能源消耗。其中，第二循环回路80位于机架12外部。在其他实施例中，第二泵70也可以不与第一输出端11a连接，第二泵70额外连接一个动力源使得第二循环回路80能够独立运行。作为示范性举例，第二泵70可以为叶轮泵。
78.在一些实施例中，动力装置100还包括联轴器90、延长轴110及轴承座120。轴承座120安装于泵体22背离机架12的一侧。联轴器90将延长轴110同轴连接至第一输出端11a伸出泵体22的部分。联轴器90设于轴承座120内，轴承座120用于将第二泵70和联轴器90等的结构安装于泵体22上，以使第二泵70和联轴器90等安装在机架12上。第二泵70连接于延长轴110。延长轴110随第一输出端11a同步转动以驱动第二泵70。该结构设计能够避免驱动轴11的长度过长而影响转动的稳定性。
79.在一些实施例中，第一输出端11a具有第二密封件17。第二密封件17设置于第一输出端11a与泵体22的连接处，用于密封第一输出端11a与泵体22之间的间隙，防止液体进入驱动组件10内部而影响驱动组件10的运行。作为示范性举例，第二密封件17为橡胶密封圈或油封。
80.本技术一实施例中还提供一种推进器，包括螺旋桨及动力装置100，螺旋桨连接于第二输出端11b，第二输出端11b驱动螺旋桨转动以提供推力。
81.本技术一实施例中还提供一种水域可移动设备，包括上述的推进器。作为示范性举例，水域可移动设备可以为商用船、客船、游艇、渔船、帆船、民船等各类水域交通工具。
82.另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本技术，而并非用作为对本技术的限定，只要在本技术的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本技术的公开范围之内。