永磁体转子结构、水下电机和水下设备的制作方法

本申请涉及电机领域，具体涉及一种用于水下电机的永磁体转子结构，具有所述永磁体转子结构的水下电机及水下设备。

背景技术：

外转子电机具有节省空间，设计紧凑且美观的特点，常用在水下设备中。由于这种电机是在特殊环境下工作，一般需要对转子永磁体进行适当的防腐处理以及耐磨处理，以对转子永磁体加以保护。

在所述背景技术部分申请的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本申请提供一种用于水下电机的永磁体转子结构，具有防腐耐磨性能，可以在特殊环境中长时间工作，不易被环境破坏。

根据本申请的一方面，提供一种用于水下电机的永磁体转子结构，包括：转子端盖；多个永磁体，设置在所述转子端盖的圆周内表面；黏胶层，设置在所述多个永磁体表面；保护片，通过所述黏胶层固定到所述多个永磁体表面。

根据本申请的一些实施例，所述黏胶层包括丙烯酸结构胶。

根据本申请的一些实施例，所述黏胶层密封所述多个永磁体。

根据本申请的一些实施例，所述保护片包括非磁性钢片、结构陶瓷片或工程塑料片。

根据本申请的一些实施例，所述非磁性钢片包括316l不锈钢钢片。

根据本申请的一些实施例，所述的316l不锈钢钢片包括：多片316l不锈钢钢钢片拼接而成。

根据本申请的一些实施例，所述316l不锈钢钢片厚度为0.01-0.05mm。

根据本申请一些实施例，所述保护片与所述多个永磁体相对的表面为粗糙表面。

按照本申请的另一方面，本申请提供一种水下电机，包括如前所述的任一种永磁体转子结构。

按照本申请的另一方面，还提供一种水下设备，包括如上所述的水下电机。

根据本申请实施例的电机永磁体转子结构，所选用的制作材料易获得成本低，同时又能达到防腐耐磨的目的，可以延长在特殊环境下工作的电机的使用寿命。

附图说明

本申请一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

在附图当中：

图1a示出相关技术的电机永磁体转子结构的照片；

图1b示出相关技术的电机永磁体转子结构使用一段时间后的照片；

图2示出根据本申请示例实施例的电机永磁体转子结构；

图3示出根据本申请示例实施例的电机永磁体转子结构制作方法；

图4示出根据本申请另一示例实施例的电机永磁体转子结构制作方法；

图5示出根据本申请另一示例实施例的电机永磁体转子结构制作方法。

附图标记说明：

202转子端盖

204永磁体

206黏胶层

208保护片

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好的理解本申请的方案以及其各个方面的优点。以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本申请的限制。

本申请中所述的“连接”，并非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是间接相连的连接方式。并且本申请所描述的‘上’‘下’‘左’‘右’‘上端’‘下端’等指示的方位或者位置关系基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“粘接”、“粘贴”、“相连”应做广义的理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文的申请提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的申请，下文中对特定的例子的部件和设置进行描述。当然，他们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本申请的示例实施例进行说明。

图1a示出相关技术的电机永磁体转子结构。所示的电子永磁体转子结构可以用于各种外转子电机中。

如图1a所示，外转子电机的永磁体转子结构包括：电机永磁体转子端盖和多个电机永磁体。

图1a示出相关技术中外转子水下电机的永磁体转子结构，其防腐处理通常只是在永磁体表面喷涂一种防腐剂，形成一层防腐涂层。当电机在水下环境工作时，不可避免地，砂砾等颗粒将会进入到电机的转子和定子之间位置，转子永磁体表面的防腐涂层会被砂砾等颗粒划破。

参见图1b，当永磁体表面的防腐涂层被砂砾等硬物划破时，永磁体没有防腐涂层保护的部分就会被腐蚀。

此外，现有技术中，另一种防腐耐磨的方案是通过不锈钢焊接，将整个永磁体转子结构密封在不锈钢端盖内，从而达到保护电机永磁体转子结构的目的。这类技术的缺陷在于制作成本很高，对于工艺的要求也非常严格，一旦出现技术缺陷，例如焊接密封有漏洞，整体的焊接保护都将失效。这些现有技术均不适用于制造低成本的娱乐级产品，因为会造成不必要的技术资源浪费。

有鉴于此，本申请实施例提供一种更为优化的水下电机永磁体转子结构。

图2示出根据本申请示例实施例的电机永磁体转子结构。

参见图2，根据本实施例，水下电机的永磁体转子结构包括转子端盖202、永磁体204、黏胶层206和保护片208。

如图2所示，转子端盖202为广义的电机的一部分，它所用到的材料比较广泛，例如铝合金、不锈钢、工程塑料pvc或abs橡胶等，并可以有多种外观和功能。在本实施例中的转子端盖202，形状外观类似于空心圆柱体。转子端盖202的一端可密封并与电机其他构件相连；另一端，即视图所示方向，为开放式。本实施例中，转子端盖202采用不锈钢材料制成，可以通过机加工或其他方式制作成型。关于所述转子端盖及电机的结构，本领域技术人员对此已经熟知，此处不再赘述。需要说明的是，图2中所示的电机转子结构中，永磁体转子结构的端盖尺寸或形状等等都可以根据实际情况需要进行变化，制作生产方法也可以根据实际需求进行调整。

如图2所示，在本实施例中，多个永磁体204为广义电机的一部分，设置在电机永磁体转子的端盖202的圆周内表面(内壁)上，均匀分布。永磁体通常指在开路状态下能够长期保留较高剩磁的磁体，例如天然的磁石和人造的磁体。在本实施例所述结构中的多个永磁体204为合金永磁体、稀土永磁体材料、钐钴、或铁氧永磁体等。

参见图2，在本实施例中，黏胶层206，由丙烯酸结构胶固化后所形成。所选的丙烯酸结构胶，可以替代传统的胶黏材料。并且相对于机械固定，丙烯酸结构胶的使用使设计制造更加灵活，成本较低。

如图2所示，在本实施例中，丙烯酸结构胶固化后，所形成的包裹性的密封黏胶层结构206，具有非常优良的防水性能、防化学腐蚀性能以及良好的力学性能。

如图2所示，保护片208，在实施例中，是所述的电机永磁体转子结构的一部分。所述保护片包括非磁性钢片、结构陶瓷片或工程塑料片。按照本实施例的电机转子结构，所述的保护片208通过所述黏胶层206固定到所述多个永磁体204表面。在本实施例中，上述保护片208选用非磁性钢片，例如型号为316l的不锈钢钢片。本实施例中，在永磁体转子结构上设置保护片208，从而提高永磁体转子结构的耐磨特性。

根据本申请一些实施例，图2所示的316l不锈钢钢片保护片208，厚度为0.01-0.05毫米。并且该保护片208与所述多个永磁体相对的表面为粗糙表面。

上述这种永磁体转子结构用在一种水下电机中，例如，水下外转子电机。

本申请所述的水下外转子电机主要应用在水下推进器中，例如，该种水下推进器应用在诸如水下摄影设备当中。

有鉴于上述结构，本申请还提供一种制作水下电机永磁体转子结构的方法。

下面结合附图详细描述根据本申请实施例的永磁体转子结构的制作方法。

图3示出根据本申请一个示例实施例的电机永磁体转子结构制作方法流程图。

参见图3，在s301中，裁剪保护片。

根据示例实施例，将保护片裁剪成能够覆盖所有永磁体结构的大小。厚度可以根据电机实际情况调整，例如，0.01-0.05毫米。

根据示例实施例，保护片可以选择非磁性钢片、结构陶瓷片或工程塑料片，例如，型号为316l的不锈钢钢片。

此外，因为永磁体转子结构内壁并不一定由规则的圆柱桶构成，在制作316l不锈钢钢片保护片结构时，如果使用整片316l不锈钢钢片直接进行贴附，不能完全贴合在多个永磁体表面。例如，本实施例中，会将316l不锈钢钢片按要求裁成所需要的八块，作为后续步骤的准备材料。

需要说明的是，在贴附316l不锈钢钢片过程中，相邻两块保护片的拼接缝位置需要设置在多个永磁体中相邻两个永磁体的缝隙处。另外，根据水下电机的永磁体转子结构不同，以及加工方式的要求，可选择相应厚度的保护片。

根据一些实施例，如此，裁剪出来的保护片可以尽量贴合多个永磁体表面的曲率半径，使最后得到的结构更为牢固。

在s303中，永磁体表面和缝隙刷胶。

如前所述，构成永磁体防腐结构的重要组成即为黏胶层。黏胶层是通过将胶刷在永磁体表面以及缝隙，待胶体固化后形成的。黏胶层可以选用结构胶，通过涂覆在永磁体表面获得。结构胶的选择多样，例如，丙烯酸结构胶。

黏胶层用于密封多个永磁体。根据一些实施例，在s303中，涂覆过程要保证结构胶完全包裹住永磁体结构，没有肉眼可见缺陷。

刷胶工艺，相对复杂焊接机加工等，相对操作简便，成本相对较低。本领域技术人员在短时间内可以快速掌握，并能够熟练操作。

在s305中，粘贴保护片。

根据一些实施例，在胶体没有固化之前，例如，丙烯酸结构胶没有固化之前，将裁剪好的保护片结构粘贴在黏胶层上。

最后，在本实施例中，待丙烯酸结构胶黏胶层结构固化后，便形成例如图2所示的永磁体转子结构。该结构具有良好的防腐耐磨特性。

图4示出根据本申请另一实例实施例的水下电极永磁体结构的制作方法。

参见图4，在s401中，裁剪保护片。

根据示例实施例，选定好0.01-0.05毫米厚的316l不锈钢钢片，裁剪到所需要的大小，能够完全覆盖住多个永磁体结构。

如前所述，因为永磁体转子结构内壁并不一定由规则的圆柱桶构成，在制作316l不锈钢钢片保护片结构时，如果使用整片316l不锈钢钢片直接进行贴附，不能完全贴合在多个永磁体表面。例如，本实施例中，会将316l不锈钢钢片按要求裁成所需要的12块，作为后续步骤的准备材料。在贴附316l不锈钢钢片过程中，相邻两块保护片的拼接缝位置需要设置在多个永磁体中任意相邻两个永磁体的缝隙处。

参见图4，在s403中，打磨一面保护片结构。

根据本申请示例实施例，在将裁剪好的保护片粘贴在黏胶层表面之前需要对其进行预处理，将保护片的一面利用例如砂纸打磨成粗糙表面。

在本实施例中，选定好正确厚度的316l不锈钢钢钢片后，需要对316l不锈钢钢片的一面进行预加工处理，使316l不锈钢钢钢片的一面打磨成粗糙表面，另一面保持平整。在实施例中316l不锈钢钢片与永磁体相对的表面设置为保护片结构的粗糙面。

粗糙表面可以加大保护片与黏胶层的接触面积，使两者粘接的更为牢固。

在s407中，在多个永磁体表面及缝隙刷胶。

根据本示例实施例，刷胶过程基本上同理于上一实施例，此处便不再赘述。

在s409中，粘贴保护片。

根据示例实施例，在放置316l不锈钢钢片之前，在不锈钢钢钢片的粗糙表面上涂覆一层丙烯酸结构胶，然后将不锈钢钢钢片贴附在黏胶层表面上。结构胶固化后，形成的丙烯酸结构胶黏胶层与316l不锈钢钢钢片可以牢固的粘结在一起。

这样，采用上述方法便得到了本实施例中的防腐耐磨电机永磁体转子结构。该结构应用于一种水下电机当中。因为水下电机中的永磁体结构不易腐蚀，且具有耐磨特性，延长包含这种结构的水下电机的使用寿命。而现有技术中的水下电机，常因海水腐蚀或硬物破坏而失去工作能力。

此外，本实施例中，还涉及一种水下机器人，该水下机器人利用上述水下电机进行水下活动。

为验证本实施例制作的结构具有防腐耐磨的特性，将含有本实施例中的永磁体转子结构的水下电机，放入沙池中连续运行168小时，对比于如图1所示，现有技术中水下电机的电机永磁体转子结构发现，本实施例中的电机永磁体转子结构未发现永磁体磨损现象。而现有技术中电机的表面喷涂的防腐层已经完全被损坏，永磁体也有明显的划痕。随后，上述水下电机放入80摄氏度的海水中浸泡168小时，本实施例中的电机永磁体转子结构未见锈蚀，同上对比组已经出现了严重的腐蚀。

由上可见，在本实施例中，本申请水下电机永磁体转子结构，通过本申请中所述的工艺流程，在特殊的工作环境下，具有优良的防腐耐磨性能，从而达到了延长的电机的使用寿命，降低生产成本，避免技术资源浪费等目的。

图5示出根据本申请另一个示例实施例的水下用电机永磁体转子结构的制作方法。

根据该实施例，转子端盖202主要材质为碳纤维材质，具有质轻耐磨性优良等特点。其内壁上排布设有永磁体结构204。

参见图5，在s501中，设计保护片。

根据本示例实施例，可以通过对该水下设备推进器的电机永磁体转子结构参数的计算，利用计算机3d模拟，设计一个橡胶保护片一体件。

在s503中，制作保护片。

通过橡胶的注塑成型，制作出如图2中所示的保护片208结构。

本实施例中，上述橡胶选用丁苯橡胶(sbr)。丁苯橡胶(sbr)综合力学性能良好，化学稳定性良好，而且是目前产量最大的一种橡胶，原料可以轻易获取，通过注塑成型制作零件，制作成本很低，可以批量生产。而且在制作工艺上，可以省略裁剪钢片等繁复的工序，节约工时，更加适用于低成本娱乐级产品的制作上，如今橡胶的耐磨性良好，本身没有磁性，设置在电机当中不影响电机设备的正常工作。

在s505中，为永磁体表面和缝隙刷胶。

在该实施例中，黏胶层206选用硅酮结构胶。上述硅酮结构胶，具有良好的粘接性能和密封性能，并且使用简便，容易挤出。固化后的硅酮结构胶体耐老化，耐化学腐蚀，力学性能良好。

同理于上一实施例中的方法，将硅酮结构胶，利用刷胶工具，少量多次地涂覆在多个永磁体204表面，使硅酮结构胶胶体全部覆盖在永磁体204表面。

在s507中，给保护片刷胶。

在本实施例中，在s505涂覆结构胶之后，将橡胶片外侧涂覆一层硅酮结构胶，将其粘接在刚刚涂覆的黏胶层表面，形成例如图2所示的保护片208结构。

在s509中，将涂覆一层结构胶的保护片粘贴在黏胶层表面。

在s511中，将永磁体两端未被覆盖部分用胶进行密封。

根据本示例实施例，在粘贴保护片以后，永磁体上下两端可能未被保护片覆盖，需要再次涂覆结构胶进行密封。

最后，在s513中，待胶体固化，即可完成该具有保护结构的永磁体转子结构。

在自然环境中，硅酮结构胶在10分钟之内即可固化。如果出现胶体溢出的现象，用清洁布擦拭干净即可。从而得到如图2所示的完整的水下推进器中电机的永磁体转子结构。

为验证本实施例中的结构的防腐耐磨特性，与上一实施例类似，将上述水下推进器放入沙池中连续运行168小时，随后，再放入80摄氏度的海水中连续运行168小时。对比项为，包含如图1a所示的现有技术中永磁体转子结构的水下推进器。直观的实验结果为，本实施例中的水下推进器电机永磁体转子结构未发现永磁体磨损及腐蚀情况，而对比项的永磁体转子结构已经出现严重腐蚀，如图1b。

以上举例说明了本申请的两个实施例。不同于上述背景技术，根据本申请，在水下用电机永磁体转子结构上涂覆结构胶，可以有效地防止电机工作的水环境中的化学物质对电机的腐蚀，增加在黏胶层外的保护板又可以防止工作环境中硬物对黏胶层的破坏，从而间接地保护永磁体不被腐蚀。另外本申请中可以选择各种成本更低力学性能更好的材料搭配组合使用，并在成熟的工业化生产过程中批量生产。

最后应说明的是，以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本良玉的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。