一种水下机器人推进系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水下推进系统，特别是涉及一种水下机器人推进系统。
【背景技术】
[0002]目前，水下机器人推进系统多采用水平推进(X方向)装置和竖直推进(y方向)装置相结合的布置方式，这种布置方式只有两个方向的分量，无法直接实现第三个方向的运动，或者实现困难。当前，现有的磁耦合水平推进装置和竖直推进装置较为先进的结构形式是:磁节布置采用毂式结构，请参见中国专利文献CN101508335A，在2009年8月19日公开的“水下螺旋桨推进模块和包含该模块的水下航行器”。其中推进模块的磁性联轴节采用毂式结构，轴向长度较长，内外毂悬臂较长，稳定性不好，同轴度要求较高，要求加工精度较高，并且，由于磁性联轴节采用的是长条形磁石，且内毂是薄壁结构，导致内毂加工困难。
【发明内容】
[0003]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水下机器人推进系统，该系统便于水下机器人实现五个自由度的运动，并且结构紧凑、稳定，便于加工。
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种水下机器人推进系统，其特征在于，包括两个水平推进模块和两个斜向推进模块，两个所述水平推进模块相互平行对称地设置在机器人主舱的两侧，两个所述斜向推进模块在与机器人主舱轴线垂直的平面内呈V型交叉嵌入在机器人主舱的中部两侧；所述水平推进模块和所述斜向推进模块均采用螺旋桨推进模块，所述螺旋桨推进模块包括电机及其密封舱，所述电机的输出轴通过盘式磁性联轴节与从动轴连接，在所述从动轴上安装有螺旋桨，所述盘式磁性联轴节由内磁盘和与其相对的外磁盘以及设置在所述内磁盘和所述外磁盘之间的不锈钢隔离罩组成，所述内磁盘连接在所述电机的输出轴上，所述不锈钢隔离罩罩在所述内磁盘外面，所述不锈钢隔离罩设置在所述密封舱的后端，二者形成密封连接；所述外磁盘连接在所述从动轴上，所述从动轴支撑在尾锥内，所述尾锥套装在所述不锈钢隔离罩外；所述不锈钢隔离罩与所述外磁盘通过钢球和耐磨垫接触，所述耐磨垫嵌装在所述不锈钢隔离罩的外侧中央，所述钢球嵌装在所述外磁盘的内侧中央。
[0005]在所述电机外面包裹有磁屏蔽铁皮。
[0006]所述不锈钢隔离罩通过螺盖I压紧锁固在所述密封舱的后端，所述密封舱的前端盖通过螺盖II压紧锁固在所述密封舱的前端，所述螺盖I和所述螺盖II均与所述密封舱螺纹连接。
[0007]本发明具有的优点和积极效果是:采用V型排布和水平排布相结合的四个螺旋桨推进模块，可为机器人提供5个自由度的运动能力，提高机器人的灵活机动性。采用盘式磁性联轴节，电机通过磁耦合传动螺旋桨，无需电机输出轴与螺旋桨直接机械连接，易于水下密封，能有效提高机械传动效率，减小传动噪声。除外，盘式结构，能够有效缩短装置的轴向长度，使结构更加紧凑、稳定，并且便于加工。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的结构示意图；
[0009]图2为本发明的水平推进模块结构示意图；
[0010]图3为本发明的斜向推进模块结构示意图。
[0011]图中:1、主舱；2、水平推进模块；3斜向推进模块；4、螺盖II ;5、密封舱；6、不锈钢隔离罩；7、防磨垫；8、钢球；9、尾锥；10、螺旋桨；11、从动轴；12、外磁盘；13、磁柱；14、内磁盘；15、螺盖I ;16、电机；17、磁隔离铁皮。
【具体实施方式】
[0012]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0013]请参阅图1?图3，一种水下机器人推进系统，包括两个水平推进模块2和两个斜向推进模块3，两个所述水平推进模块2相互平行对称地设置在机器人主舱I的两侧，两个所述斜向推进模块3在与机器人主舱I轴线垂直的平面内呈V型交叉嵌入在机器人主舱的中部两侧；所述水平推进模块2和所述斜向推进模块3均采用螺旋桨推进模块，所述螺旋桨推进模块包括电机16及其密封舱5，所述电机16的输出轴通过盘式磁性联轴节与从动轴11连接，在所述从动轴11上安装有螺旋桨10，所述盘式磁性联轴节由内磁盘和14与其相对的外磁盘12以及设置在所述内磁盘14和所述外磁盘12之间的不锈钢隔离罩6组成，所述内磁盘14连接在所述电机16的输出轴上，所述不锈钢隔离罩6罩在所述内磁盘14外面，所述不锈钢隔离罩6设置在所述密封舱5的后端，二者形成密封连接；所述外磁盘12连接在所述从动轴上，所述从动轴11支撑在尾锥9内，所述尾锥9套装在所述不锈钢隔离罩6外；所述不锈钢隔离罩6与所述外磁盘21通过钢球8和防磨垫7接触，所述防磨垫7嵌装在所述不锈钢隔离罩6的外侧中央，所述钢球8嵌装在所述外磁盘12的内侧中央。防磨垫7用于防止从动轴11的前端面被磨损。这种接触结构能够提高盘式磁性联轴节两侧悬臂结构的稳定性，并防止滑动磨摩，采用滚珠与耐磨垫形成滚动摩擦，减小接触面积。在上述内磁盘14和外磁盘12相对的表面上均嵌装有多个沿周向均布的磁柱13。上述螺旋桨轴防磨垫是采用聚甲醛制成的。聚甲醛(英文:polyformaldehyde)热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”，又称聚氧亚甲基。英文缩写为Ρ0Μ。
[0014]在本实施例中，在所述电机外面包裹有磁隔离铁皮17。用于屏蔽电磁，防止漏磁。因为漏磁不但会干扰磁敏感元件，也会使磁势能“漏”掉，影响最大输出功率。增加磁路截面积，减少漏磁，可以增加最大输出功率。所述不锈钢隔离罩6通过螺盖I 15压紧锁固在所述密封舱5的后端，所述密封舱5的前端盖通过螺盖II 4压紧锁固在所述密封舱5的前端，所述螺盖I 15和所述螺盖II 4均与所述密封舱5螺纹连接。后端采用螺纹连接，结构紧凑，便于密封。
[0015]上述螺旋桨推进模块的工作过程为:电机16驱动内磁盘14旋转，由于内磁盘14与外磁盘12之间的磁耦合作用，转矩透过不锈钢隔离罩6并传递给外磁盘12，外磁盘12将转矩传递给从动轴11，从动轴11带动螺旋桨10转动，旋转的螺旋桨11与水相互作用，产生水下机器人的运行动力。
[0016]本发明的工作原理为:使用四个螺旋桨推进模块实现水下机器人五个自由度的运动。详细叙述如下:首先定义坐标系:主舱轴线方向为X轴方向，垂直于水平面的方向为Z轴方向，垂直于XOZ平面方向为Y轴方向。则本发明的工作原理可表述为:两个水平推进模块同向等速运转时，能够驱动水下机器人在X轴方向前进或后退；两个水平推进模块差速运转时，能够驱动水下机器人绕Z轴旋转；两个斜向推进模块同向等速运转时，能够驱动水下机器人沿Z轴方向上浮或下潜；两个斜向推进模块差速运转时，能够驱动水下机器人绕X轴转动或沿I轴方向平动。因此，本发明能够实现5个自由度的灵活运动。
[0017]尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种水下机器人推进系统，其特征在于，包括两个水平推进模块和两个斜向推进模块，两个所述水平推进模块相互平行对称地设置在机器人主舱的两侧，两个所述斜向推进模块在与机器人主舱轴线垂直的平面内呈V型交叉嵌入在机器人主舱的中部两侧；所述水平推进模块和所述斜向推进模块均采用螺旋桨推进模块，所述螺旋桨推进模块包括电机及其密封舱，所述电机的输出轴通过盘式磁性联轴节与从动轴连接，在所述从动轴上安装有螺旋桨，所述盘式磁性联轴节由内磁盘和与其相对的外磁盘以及设置在所述内磁盘和所述外磁盘之间的不锈钢隔离罩组成，所述内磁盘连接在所述电机的输出轴上，所述不锈钢隔离罩罩在所述内磁盘外面，所述不锈钢隔离罩设置在所述密封舱的后端，二者形成密封连接；所述外磁盘连接在所述从动轴上，所述从动轴支撑在尾锥内，所述尾锥套装在所述不锈钢隔离罩外；所述不锈钢隔离罩与所述外磁盘通过钢球和耐磨垫接触，所述耐磨垫嵌装在所述不锈钢隔离罩的外侧中央，所述钢球嵌装在所述外磁盘的内侧中央。2.根据权利要求1所述的水下机器人推进系统，其特征在于，在所述电机外面包裹有磁屏蔽铁皮。3.根据权利要求1所述的水下机器人推进系统，其特征在于，所述不锈钢隔离罩通过螺盖I压紧锁固在所述密封舱的后端，所述密封舱的前端盖通过螺盖II压紧锁固在所述密封舱的前端，所述螺盖I和所述螺盖II均与所述密封舱螺纹连接。
【专利摘要】本发明公开了一种水下机器人推进系统，包括两个水平推进模块和两个斜向推进模块，两个所述水平推进模块相互平行对称地设置在机器人主舱的两侧，两个所述斜向推进模块在与机器人主舱轴线垂直的平面内呈V型交叉嵌入在机器人主舱的中部两侧；所述水平推进模块和所述斜向推进模块均采用螺旋桨推进模块，所述螺旋桨推进模块包括电机及其密封舱，所述电机的输出轴通过盘式磁性联轴节与从动轴连接，在所述从动轴上安装有螺旋桨。本发明可为机器人提供5个自由度的运动能力，提高机器人的灵活机动性；螺旋桨推进模块采用盘式磁性联轴节，能够有效缩短装置的轴向长度，使结构更加紧凑、稳定，并且便于加工。
【IPC分类】B63G8/08
【公开号】CN105292414
【申请号】CN201510726877
【发明人】孙秀军, 李 灿, 秦玉峰, 齐占峰, 田宏国
【申请人】深圳市泓洋汇智创新科技有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月30日