專利名稱：水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水下機(jī)器人電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，尤其涉及一種水下一體化伺服推進(jìn) 電機(jī)，屬于機(jī)械電子領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水下推進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器是水下機(jī)器人的一個(gè)重要組成部分。水下機(jī)器人不但對(duì)推 進(jìn)電機(jī)有水密要求，而且對(duì)驅(qū)動(dòng)器的電磁干擾也有一定的限制。通常一個(gè)水下機(jī)器人需要 配置多套推進(jìn)電機(jī)來(lái)保證其自由度，因此水下機(jī)器人還要求推進(jìn)系統(tǒng)體積小、重量輕、價(jià)格 低廉。目前，水下推進(jìn)電機(jī)的密封技術(shù)主要有兩種。第一種為“氣球法”。根據(jù)所選用普 通電機(jī)的外形尺寸設(shè)計(jì)一個(gè)流線型外殼，殼體后端面采用端面密封或徑向密封，電機(jī)出軸 處采用動(dòng)密封。這種方法的缺點(diǎn)是增加了電機(jī)的體積和重量，電機(jī)本體的散熱性能也不好。 第二種為“壓力補(bǔ)償法”。由于壓力改變引起“泵吸現(xiàn)象”(壓力改變所致壓縮和擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)會(huì) 使水通過(guò)密封薄弱處的小裂紋漫漫滲入電機(jī)內(nèi))，所以將電機(jī)內(nèi)部注滿油，并利用光導(dǎo)調(diào)壓 模、內(nèi)置水壓、油壓循環(huán)潤(rùn)滑裝置和隔膜補(bǔ)償平衡。這種方法的缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)復(fù)雜、體積重量 較大、成本較高。絕大多數(shù)水下機(jī)器人工作水深不會(huì)超過(guò)200米(實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明2Mpa的 水壓不足以形成“泵吸現(xiàn)象”)，因此壓力補(bǔ)償法的市場(chǎng)需求量不大。推進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通常設(shè)計(jì)為一個(gè)獨(dú)立的電子盒裝配于水下機(jī)器人密封艙體內(nèi)，對(duì) 其他電子設(shè)備有一定的電磁干擾；為了解決驅(qū)動(dòng)器功率模塊的散熱問(wèn)題，還需要設(shè)計(jì)散熱 器和風(fēng)機(jī)等。綜上所述，如何滿足水下機(jī)器人對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)的總體要求，已成為現(xiàn)階段水下機(jī)器 人電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的瓶頸問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)，解決推進(jìn)電機(jī)的水密和 推進(jìn)系統(tǒng)體積、重量及經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，降低驅(qū)動(dòng)器對(duì)水下機(jī)器人內(nèi)部電子設(shè)備的電磁干擾。通過(guò)以下技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。一種水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)包括電機(jī)轉(zhuǎn)軸1、動(dòng)密封裝置2、電機(jī)殼體3、定子4、 轉(zhuǎn)子5、過(guò)渡連接桿6、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)板7、驅(qū)動(dòng)器殼體8、電機(jī)控制板9、功率模塊10、后端蓋 11、整流罩12 ；動(dòng)密封裝置2與電機(jī)轉(zhuǎn)軸1密封，電機(jī)殼體3直接采用密封結(jié)構(gòu)，過(guò)渡連接桿 6連接推進(jìn)電機(jī)與水下機(jī)器人主殼體，；驅(qū)動(dòng)器電纜通過(guò)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)板7上的穿孔引出， 電機(jī)控制板9通過(guò)墊柱與后端蓋11裝配在一起，功率模塊10與后端蓋11連接，使得產(chǎn)生 的熱量通過(guò)后端蓋直接傳入水中，半球形尼龍整流罩12與后端蓋11裝配在一起。動(dòng)密封裝置采用45°分模面0形圈與電機(jī)轉(zhuǎn)軸動(dòng)密封。過(guò)渡連接桿兩端采用0型圈徑向密封，為單連桿設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)器殼體與電機(jī)殼體均采用0形圈密封。[0012]圓形電機(jī)控制板邊緣有兩個(gè)間距為1mm的漏水檢測(cè)點(diǎn)，電機(jī)控制板通過(guò)墊柱與后 端蓋裝配時(shí)漏水檢測(cè)點(diǎn)處于殼體內(nèi)部的最低點(diǎn)。功率模塊與后端蓋裝配之前涂抹導(dǎo)熱硅脂。本實(shí)用新型的有益效果1、電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊大大減小了推進(jìn)系統(tǒng)的體積和重量，此外 無(wú)需額外加工電機(jī)密封殼體，降低了加工成本。2、電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器一體化設(shè)計(jì)，將電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與水下機(jī)器人內(nèi)部電子設(shè)備進(jìn)行了物 理隔離，大大降低了電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)水下機(jī)器人內(nèi)部電子設(shè)備的電磁輻射干擾。3、此外電機(jī)內(nèi)部設(shè)計(jì)有漏水檢測(cè)點(diǎn)，可以快速、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)電機(jī)的水密狀態(tài)；過(guò)渡連 接桿提高了推進(jìn)電機(jī)的適裝性能，其長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際使用要求確定；整流罩設(shè)計(jì)有上、下對(duì) 流散熱孔，很好地解決了功率模塊的散熱問(wèn)題；整體采用流線型設(shè)計(jì)，流體阻力小。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
將本實(shí)用新型通過(guò)過(guò)渡連接桿與水下機(jī)器人主殼體固定，電纜通過(guò)中空連接桿與 水下機(jī)器人內(nèi)部電子設(shè)備連接。水下機(jī)器人布放入水后，水通過(guò)整流罩下方的對(duì)流散熱孔 快速充滿整個(gè)整流罩。推進(jìn)電機(jī)工作后，功率模塊產(chǎn)生的熱量直接傳導(dǎo)給后端蓋，被后端蓋 加熱的水從整流罩上方的對(duì)流散熱孔流出，從而使整流罩內(nèi)外水循環(huán)，加速后端蓋與水的 熱交換。進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部的水會(huì)引起漏水檢測(cè)點(diǎn)A、B兩點(diǎn)的電阻變化(自來(lái)水電阻為70千 歐姆，海水僅有幾千歐姆)，通過(guò)簡(jiǎn)單的電路便可準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)電機(jī)內(nèi)部的水密狀態(tài)。動(dòng)密封裝置采用45°分模面0形圈與電機(jī)轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封。電機(jī)殼體直接采用密 封結(jié)構(gòu)，無(wú)需額外設(shè)計(jì)電機(jī)密封殼體。過(guò)渡連接桿用于連接推進(jìn)電機(jī)與水下機(jī)器人主殼體， 兩端采用0型圈徑向密封，將常用雙連桿設(shè)計(jì)改為單連桿設(shè)計(jì)，從而減小一部分重量。驅(qū)動(dòng) 器的電纜通過(guò)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)板上相應(yīng)的穿孔引出，這樣可以有效地防止電纜被電機(jī)軸承磨 損。驅(qū)動(dòng)器殼體與電機(jī)殼體均采用0形圈密封。圓形電機(jī)控制板邊緣設(shè)計(jì)有兩個(gè)間距僅為 1mm的漏水檢測(cè)點(diǎn)，電機(jī)控制板通過(guò)墊柱與后端蓋裝配在一起，裝配時(shí)要求保證漏水檢測(cè)點(diǎn) 處于殼體內(nèi)部的最低點(diǎn)。功率模塊與后端蓋裝配之前需要涂抹導(dǎo)熱硅脂，功率模塊產(chǎn)生的 熱量通過(guò)后端蓋直接傳入水中，從而保證功率模塊長(zhǎng)期可靠的工作。半球形尼龍整流罩一 方面可以減小推進(jìn)電機(jī)流體阻力，另一方面整流罩徑向設(shè)計(jì)有一組對(duì)流散熱孔，可以加速 熱交換。通過(guò)2. 4MPa水壓試驗(yàn)表明，本實(shí)用新型水密性能良好、電磁兼容性好、工作性能 可靠。該水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)體積小、重量輕、價(jià)格低廉、裝配方便、適裝性強(qiáng)，特別適 用于工作水深不超過(guò)200米的水下機(jī)器人動(dòng)力推進(jìn)使用。
權(quán)利要求一種水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)，其特征在于包括電機(jī)轉(zhuǎn)軸(1)、動(dòng)密封裝置(2)、電機(jī)殼體(3)、定子(4)、轉(zhuǎn)子(5)、過(guò)渡連接桿(6)、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)板(7)、驅(qū)動(dòng)器殼體(8)、電機(jī)控制板(9)、功率模塊(10)、后端蓋(11)、整流罩(12)；動(dòng)密封裝置(2)與電機(jī)轉(zhuǎn)軸(1)密封，電機(jī)殼體(3)直接采用密封結(jié)構(gòu)，過(guò)渡連接桿(6)連接推進(jìn)電機(jī)與水下機(jī)器人主殼體，；驅(qū)動(dòng)器電纜通過(guò)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)板(7)上的穿孔引出，電機(jī)控制板(9)通過(guò)墊柱與后端蓋(11)裝配在一起，功率模塊(10)與后端蓋(11)連接，使得產(chǎn)生的熱量通過(guò)后端蓋直接傳入水中，半球形尼龍整流罩(12)與后端蓋(11)裝配在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)，其特征在于所述的動(dòng)密封 裝置采用45°分模面0形圈與電機(jī)轉(zhuǎn)軸動(dòng)密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)，其特征在于所述的過(guò) 渡連接桿兩端采用0型圈徑向密封，為單連桿設(shè)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)，其特征在于所述的驅(qū) 動(dòng)器殼體與電機(jī)殼體均采用0形圈密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)，其特征在于所述的圓 形電機(jī)控制板邊緣有兩個(gè)間距為1mm的漏水檢測(cè)點(diǎn)，電機(jī)控制板通過(guò)墊柱與后端蓋裝配時(shí) 漏水檢測(cè)點(diǎn)處于殼體內(nèi)部的最低點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)，其特征在于所述的功 率模塊與后端蓋裝配之前涂抹導(dǎo)熱硅脂。
專利摘要本實(shí)用新型為一種水下一體化伺服推進(jìn)電機(jī)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)軸1、動(dòng)密封裝置2、電機(jī)殼體3、定子4、轉(zhuǎn)子5、過(guò)渡連接桿6、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)板7、驅(qū)動(dòng)器殼體8、電機(jī)控制板9、功率模塊10、后端蓋11、整流罩12；電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊大大減小了推進(jìn)系統(tǒng)的體積和重量，電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器一體化設(shè)計(jì)，將電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與水下機(jī)器人內(nèi)部電子設(shè)備進(jìn)行了物理隔離，電機(jī)內(nèi)部設(shè)計(jì)有漏水檢測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)電機(jī)的水密狀態(tài)；過(guò)渡連接桿提高了推進(jìn)電機(jī)的適裝性能，整流罩設(shè)計(jì)有上、下對(duì)流散熱孔，很好地解決了功率模塊的散熱問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02K11/00GK201563013SQ20092027955
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者楊邦清, 王力 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一○研究所