[发明专利]一种磁耦合水下推进器

说明书

技术领域

本发明涉及水下机器人及水下控位设备领域，特别涉及一种磁耦合水下推进器，适用于水下机器人及水下控位设备，为其提供推进动力。

背景技术

水下推进器通过电机或液压马达驱动螺旋桨转动而产生推进动力，是水下机器人及水下控位设备的必要组成部分。不管是采用电机驱动，还是液压马达驱动，驱动单元的密封问题都是水下推进器必须解决的技术难题。目前水下推进器驱动单元的密封问题通过两种方式解决，即动密封方式和磁耦合联轴器方式。

动密封方式就是驱动单元与螺旋桨之间通过通轴连接，在连接轴与壳体之间采用密封圈进行密封，由于连接轴与壳体之间存在相对转动，故称为动密封。采用动密封方式虽然结构简单，但存在密封不可靠，需要定期更换密封圈等问题，所以动密封方式正逐渐被取代，尤其是深度较大时水下推进器一般都不采用该方式。

磁耦合联轴器方式是通过主动轴与从动轴之间的磁力来传动的，驱动单元和主动轴通过磁隔离罩安装在密封腔体内。由于磁隔离罩始终处于静止状态，密封性能得到了很大改善，也不需要定期更换密封圈。因此，磁耦合联轴器方式越来越广泛地应用于水下推进器。

现有技术中，磁耦合联轴器普遍采用径向方式。采用径向式磁耦合联轴器将导致从动轴外径增大，增加了水下推进器的重量和尺寸。更为严重的是，径向式磁耦合联轴器将从动轴的磁极安装到了半径更大的圆周上，导致从动轴的转动惯量急剧增加(转动惯量与半径的平方成正比)，增加了螺旋桨转速调节的难度，并最终导致水下机器人的操控性能下降。同时，径向式磁耦合联轴器还增加了加工、安装和调试的难度。

同时，磁耦合联轴器运转时，磁隔离罩因不断地切割主动轴与从动轴之间的磁力线而产生涡流，降低了磁耦合联轴器的传递效率。目前磁耦合联轴器普遍存在传递效率偏低的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁耦合水下推进器，针对现有技术中的不足，采用主动轴与从动轴以轴向方式配置的轴向磁耦合联轴器，并将螺旋桨、从动轴和磁极安装座通过非金属材料一体式制造成为一个整体的推进段；并与扇型结构磁极和纯铁材料的磁极挡板相配合；实现密封性好、缩小外径和尺寸、轻量化减重的目标；螺旋桨转速易调节，有效提升了推进器的操控性能，易于加工、安装和调试维护。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种磁耦合水下推进器，包括水密插座、密封尾壳、O形密封圈、电机压板、电机、密封柱壳、主动轴、磁极挡板、磁极、导管、磁隔离罩、角接触轴承、螺旋桨、导流罩、磁极安装座、从动轴、导管架、电机座，其特征在于：

所述密封柱壳为内部中间由电机座前后分隔、外部前端通过导管架支撑螺接有导管的圆柱形壳体；所述密封柱壳的尾端与带有多个环形槽和O形密封圈的密封尾壳相互卡位密封螺接固定；所述密封柱壳的前端与带有多个环形槽和O型密封圈的磁隔离罩相互卡位密封螺接固定；所述电机座与电机压板之间转动式轴接装配有电机，所述电机的电机轴穿过电机座与装配有多个扇型的磁极的、嵌入式配置于磁隔离罩内的主动轴固定轴接；所述磁隔离罩前端中心一体式设置有中轴，所述中轴上通过一对角接触轴承转动式装配有推进段，所述推进段由螺旋桨、从动轴和磁极安装座通过非金属材料一体式制造成为一个整体；所述磁极安装座内装配有多个扇型的磁极；所述主动轴与从动轴以轴向方式相互配置形成轴向磁耦合联轴器；

所述中轴上螺接固定设置有导流罩，所述密封尾壳中心设置有水密插座。

所述主动轴上的磁极后侧面上设置有圆盘形的磁极挡板，所述推进段前侧面上设置有圆盘形的磁极挡板，所述磁极挡板采用纯铁材料制造，其外表面电镀设置有防腐层。

所述推进段由螺旋桨、从动轴和磁极安装座通过非金属材料一体式制造成为一个整体，用于降低水下推进器尺寸、重量及加工难度，方便螺旋桨调速，提高水下推进器的灵活性。

所述磁隔离罩采用机械性能优异、无磁、无电性的聚甲醛材料制造，用于避免涡流产生，并提高轴向磁耦合联轴器的传动效率。

优选的，所述推进段采用ABS材料加工成形。

所述中轴上配置的两个角接触轴承相互之间采用宽面对宽面，即面对面的方式装配。