[发明专利]直线旋转磁力传动机构及水下航行器的变翼装置

说明书

本发明公开了一种直线旋转磁力传动机构，包括外转子、中间转子和内转子；中间转子的内侧面设置有中间内磁组，包括多个在轴向方向上N极、S极交错排布的环形磁体；内转子的外侧面设置有内磁组，包括多个与中间内磁组相对应且磁极相反的环形磁体；中间转子的外侧面设置有中间外磁组，包括多个在周向方向上N极、S极交替排布的瓦形磁体；外转子的内侧面设置有外磁组，包括多个与中间外磁组相对应且磁极相反的瓦形磁体。上述传动机构可以同时实现直线和旋转两种传动；且直线、旋转传动单元相互独立，消除了两者之间的磁耦合，降低了直线和旋转运动的控制难度，且磁力传动为非接触传动，噪音低、功耗小，可以解决深海多自由度传动的密封问题。

技术领域

本发明涉及水下传动领域，特别是涉及一种直线旋转磁力传动机构及水下航行器的变翼装置。

背景技术

近年来，随着海洋开发活动的深入，各种水下机器人与深海设备已经成为勘探和侦查的重要工具。深海潜航器在深海航行时，为了适应不同深度以及运行状态的需求，通常需要采取可变翼的结构形式。变翼结构可以减小航行的阻力、提高航行的经济性和稳定性，同时也可以减小布放回收的难度。展翼的翻转角可以改变航行器的浮力、阻力等，改变航行状态；展弦比可以影响滑行的经济性和稳定性。现有的水下航行器的二自由度变翼方案通常采用两组控制驱动单元分别对两种运动进行驱动，组合结构形式通常较为复杂且占用空间较多。各驱动单元通常采用液/气压驱动和压力补偿电机驱动；其中，液/气压驱动能够提供较大的驱动力，但体积较大、结构复杂，无法应用于小型机械装备。而电机驱动目前在深海采用的密封形式多为基于压力补偿的动密封技术，也并不能满足深海装备长时间工作的需求。

发明内容

基于此，本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、能够同时实现直线和旋转运动、传动难度小、适用于全海深长期应用的直线旋转磁力传动机构及水下航行器的变翼装置。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种直线旋转磁力传动机构，包括外转子、中间转子和内转子，所述外转子与内转子固定连接；

所述中间转子包括设置在内侧面的中间内磁组和设置在外侧面的中间外磁组；

所述中间内磁组包括多个在轴向方向上N极、S极交错排布的环形磁体；所述内转子包括设置在外侧面的内磁组，所述内磁组包括多个与所述中间内磁组相对应且磁极相反的环形磁体；

所述中间外磁组包括多个在周向方向上N极、S极交替排布的瓦形磁体；所述外转子的内侧面设置有外磁组，所述外磁组包括多个与所述中间外磁组相对应且磁极相反的瓦形磁体。

进一步地，各个瓦形磁体和环形磁体均径向充磁，各个瓦形磁体对应的圆心角和轴向长度均相等，各个环形磁体直径与轴向长度均相等。

本发明还包括一种水下航行器的变翼装置，包括机体和展翼，还包括上述的直线旋转磁力传动机构、密封壳体和动力单元，所述展翼与所述外转子和内转子固定连接，所述动力单元与所述中间转子设置在所述密封壳体内，所述密封壳体与所述机体连接；所述动力单元与所述中间转子驱动连接，能够驱动所述中间转子绕轴线旋转和轴向直线运动。

进一步地，还包括调节机构，所述调节机构包括连杆和轴承；所述轴承的转动圈与所述展翼的后端固定；所述轴承的轴线与所述展翼的旋转轴线重合；所述连杆的前端与所述轴承的非转动圈铰接；所述连杆的后端与所述机体铰接；所述密封壳体的后端与所述机体铰接。

进一步地，所述密封壳体包括内隔离套、隔离筒、壳体和后盖，所述壳体前端与所述隔离筒连接，壳体后端与所述后盖连接，所述隔离筒的前端与所述内隔离套连接；所述动力单元设置在所述壳体内，所述中间转子设置在所述隔离筒内，所述内隔离套将所述内转子与中间转子隔离，将所述中间转子隔离在所述密封壳体内，内转子与外转子隔离在密封壳体外。

进一步地，所述内隔离套与所述隔离筒的连接处、隔离筒与壳体的连接处、壳体与后盖的连接处均设置有密封圈。