阅读说明：本技术 一种深水密封舱的外转子无刷电机及推进器 (Outer rotor brushless motor and propeller of deep water sealed cabin ) 是由 冯德忠 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及水下推进装置技术领域,具体公开了一种深水密封舱的外转子无刷电机,包括电机定子底座、电机定子线圈、固定于电机定子底座上的定子结构、旋转连接于电机转子定位座的电机旋转轴以及固定连接于电机旋转轴的转子结构。还公开了一种深水密封舱的推进器,包括导流罩、导流子弹头螺母、导流罩定位通管、螺旋桨、螺旋桨桨叉、硬质环氧树脂灌封胶层、密封硅胶填缝层、旋转密封定位端子、底座、底座支柱和水密电缆；还包括所述的外转子无刷电机。本发明实施例降低了水下推进装置中结构复杂程度,提高了螺旋桨的推动效率,解决了外转子电机裸露在水环境中长时间运转寿命受限的问题。(The invention relates to the technical field of underwater propulsion devices, and particularly discloses an outer rotor brushless motor of a deep water sealed cabin. The propeller comprises a flow guide cover, a flow guide bullet nut, a flow guide cover positioning through pipe, a propeller fork, a hard epoxy resin potting adhesive layer, a sealing silica gel joint filling layer, a rotary sealing positioning terminal, a base pillar and a watertight cable; the brushless motor with the outer rotor is further included. The embodiment of the invention reduces the structural complexity in the underwater propulsion device, improves the propulsion efficiency of the propeller, and solves the problem that the long-time operation life of the outer rotor motor exposed in the water environment is limited.)

一种深水密封舱的外转子无刷电机及推进器

技术领域

本发明涉及水下推进装置技术领域，具体是一种深水密封舱的外转子无刷电机及推进器。

背景技术

传统水下推进装置在实际使用时还存在以下不足：1.传统深水推进器使用内转子电机的结构，内转子结构的扭矩比外转子结构扭矩低，内转子需额外加上减速齿轮提高扭矩，但与此同时降低了内转子电机的转速，直接带动螺旋桨的能力较差，其重量较大；2.单纯的外转子无刷电机使用环境受限，电机磁钢、轴承等不耐腐蚀的部件，不能长时间在水中运转，尤其是海水环境；3.内转子电机结构比外转子电机结构成本相对较高；4.同等规格参数下，内转子发热量比外转子的高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深水密封舱的外转子无刷电机及推进器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种深水密封舱的外转子无刷电机，包括电机定子底座、电机定子线圈、固定于电机定子底座上的定子结构、旋转连接于电机转子定位座的电机旋转轴以及固定连接于电机旋转轴的转子结构；

所述定子结构的定子铁芯径向间隔布置有若干个电机定子线圈；

所述转子结构包括电机转子定位座、固定安装在所述电机转子定位座上的电机转子以及径向布置于电机转子内壁的若干个电机转子磁钢。

作为本发明进一步的方案：所述电机旋转轴与电机定子底座通过滚动轴承进行转动连接，电机旋转轴末端带有扁位凹槽，电机转子定位座猪嘴侧面开设有螺丝孔，通过内六角不锈钢紧定螺丝钉穿过该螺丝孔，并对准电机旋转轴的扁位凹槽，将电机旋转轴和电机转子定位座进行固定。

作为本发明进一步的方案：所述电机定子线圈引线结尾部穿过电机定子底座设有的三个通孔，并通过焊锡连接水密电缆，水密电缆穿过电机定子底座的侧面通孔引出至舱体的外侧。

一种深水密封舱的推进器，包括导流罩、导流子弹头螺母、导流罩定位通管、螺旋桨、螺旋桨桨叉、硬质环氧树脂灌封胶层、密封硅胶填缝层、旋转密封定位端子、底座、底座支柱、水密电缆、第一圆柱头不锈钢螺丝、第二圆柱头不锈钢螺丝和第三圆柱头不锈钢螺丝；

还包括所述的外转子无刷电机，所述电机定子底座的外螺牙与舱体外壳内壁的螺牙进行螺旋固定，电机定子底座外螺牙末端设有O型密封圈沟槽，通过螺旋上紧的方式将第二O型氟橡胶密封圈压紧，形成密闭的舱体；

所述旋转密封定位端子的大圆头外圆壁设有O型密封圈沟槽，其大圆头的端面设有旋转弹簧密封圈的安装沟槽以及若干个均匀分布的通孔和三个穿线孔，第一O型氟橡胶密封圈安装于旋转密封定位端子的O型密封圈沟槽中，旋转弹簧密封圈的大圆端面安装贴合于金属垫片的平端面，旋转密封定位端子的大圆端与电机定子底座的内圆柱形沟槽进行内外圆配合压进并贴合金属垫片平面端，旋转弹簧密封圈带有弹簧一端部分滑入旋转密封定位端子的旋转弹簧密封圈沟槽，并通过第一圆柱头不锈钢螺丝将旋转密封定位端子和金属垫片与电机定位底座连接固定，电机定子线圈引出的三根导线同时穿过电机定子底座、金属垫片、旋转密封定位端子的三个通孔到达旋转密封定位端子的小圆柱端。

作为本发明进一步的方案：所述密封硅胶填缝层将安装圆柱头不锈钢螺丝之后的旋转密封定位端子进行缝隙填充，电机定子线圈引出的三根导线与水密电缆进行焊锡连接，水密电缆穿过电机定子底座圆弧侧面的通孔引出舱体外侧。

作为本发明进一步的方案：所述硬质环氧树脂灌封胶通过填充将水密电缆与电机定子线圈的导线焊接处的空间填满；旋转密封定位端子小圆柱末端设有外螺牙，导流头平面端中心设有内螺牙和圆形凸起台阶，盖凸起台阶与电机定子底座的内圆柱形沟槽直径相同，此时旋转密封定位端子与导流头通过内外螺牙进行螺旋固定。

作为本发明进一步的方案：所述导流头圆弧外壁设有若干个螺丝孔，导流罩大圆外壁设有若干个螺丝通孔，导流罩与导流头通过导流罩定位通管进行定位，同时沉头内六角螺丝穿过导流罩圆弧外壁的螺丝孔以及导流罩定位通管进行固定，电机旋转轴末端设有螺纹和扁位槽，扁位槽阶段设有台阶，螺旋桨桨叉穿过电机旋转轴的末端螺纹后与台阶贴合，螺旋桨桨叉与电机轴扁位槽通过第二内六角不锈钢紧定螺丝钉进行固定。

作为本发明进一步的方案：所述螺旋桨桨叉一端设有对称的凸起台阶，螺旋桨通过其一端开设的凹型卡槽与螺旋桨桨叉的凸起台阶进行固定；

所述导流子弹头螺母圆弧外壁设有两个螺丝孔，中心设有未穿透的内螺牙，导流子弹头螺母与电机旋转轴通过螺牙旋转固定并压紧螺旋桨，第一内六角不锈钢紧定螺丝钉从导流子弹头螺母圆弧外壁螺丝孔装入进行固定，防止导流子弹头螺母在运转的过程中脱落。

作为本发明进一步的方案：所述电机旋转轴与电机转子定位座固定的末端，弹性垫片穿过电机旋转轴后与电机转子定位座的猪嘴贴合，装入推力球轴承时，推力球轴承另一端同样放入弹性垫片，舱体外壳内壁的末尾锥形处设有与推力球轴承配合的圆形沟槽，在推进器运转时通过推力球轴承分散反向压力，防止电机转子定位座与舱体外壳的内壁产生摩擦。

作为本发明进一步的方案：所述舱体外壳尾部外侧成锥形，锥形弧面外壁设有两个中心对称的螺丝孔，底座第一端设有两个螺丝通孔，底座与舱体外壳通过底座支柱定位，同时使用圆柱头不锈钢螺丝进行固定；

所述底座的另一端设有单个螺丝通孔，底座与导流罩通过导流罩通管和圆柱头不锈钢螺丝使之固定在导流头上。

本发明提供一种深水密封舱的外转子无刷电机及推进器，通过对永磁无刷外转子电机的整体进行舱体式全密闭防水设计，让外转子无刷电机完全封闭在密封舱体中，利用旋转弹簧密封圈对电机转动轴进行旋转密封，由电机转动轴带动螺旋桨在水中产生推动力。

本发明降低了水下推进装置中结构复杂程度，减少水下推进装置的重量，提高了推进装置的扭矩，进而提高了螺旋桨的推动效率。通过密封舱的方式对外转子无刷电机进行全密闭防水处理，让外转子电机通过电机轴直接带动螺旋桨，解决了外转子电机裸露在水环境中长时间运转寿命受限的问题。螺旋桨运转时以使水流以较大的速度通过密封舱外壁及电机定子底座弧形外壁，使散热效果更佳，寿命更长，适用于还不同转速，不仅限于低转速。使用密封舱式设计进行全封闭的防水方式保证外转子电机在深水高压区域保持良好的密封性和耐腐蚀性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本发明实施例提供的深水密封舱的外转子无刷电机及推进器的***视图。

图2为本发明实施例提供的深水密封舱的外转子无刷电机及推进器的结构示意图。

图中：1-导流罩；2-导流子弹头螺母；3-螺旋桨；4-螺旋桨桨叉；5-导流头；6-硬质环氧树脂灌封胶；7-密封硅胶填缝层；8-第一圆柱头不锈钢螺丝；9-旋转密封定位端子；10-第一O型氟橡胶密封圈；11-旋转弹簧密封圈；12-金属垫片；13-第一滚动轴承；14-电机定子底座；15-导流罩定位通管；16-沉头内六角螺丝；17-第一内六角不锈钢紧定螺丝钉；18-第二O型氟橡胶密封圈；19-第二内六角不锈钢紧定螺丝钉；20-第二圆柱头不锈钢螺丝；21-第三圆柱头不锈钢螺丝；22-底座；23-底座支柱；24-水密电缆；25-电机旋转轴；26-电机定子线圈；27-第二滚动轴承；28-电机转子磁钢；29-电机转子；30-电机转子定位座；31-第一弹性垫片；32-推力球轴承；33-弹性垫片；34-舱体外壳；35-内六角不锈钢紧定螺丝钉。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-2所示，在本发明提供的一个实施例中，一种深水密封舱的外转子无刷电机，包括电机定子底座14、电机定子线圈26、固定于电机定子底座14上的定子结构、旋转连接于电机转子定位座30的电机旋转轴25以及固定连接于电机旋转轴25的转子结构；

具体的，在本发明提供的实施例中，所述定子结构的定子铁芯径向间隔布置有若干个电机定子线圈26，电机定子线圈26引线结尾部穿过电机定子底座14设有的三个通孔，并通过焊锡连接水密电缆24，水密电缆24穿过电机定子底座14的侧面通孔引出至舱体的外侧；

在本发明提供的实施例中，所述转子结构包括电机转子定位座30、固定安装在所述电机转子定位座30上的电机转子29以及径向布置于电机转子29内壁的若干个电机转子磁钢28；所述电机旋转轴25与电机定子底座14通过第一滚动轴承13和/或第二滚动轴承27进行转动连接，电机旋转轴25末端带有扁位凹槽，电机转子定位座30猪嘴侧面开设有螺丝孔，通过内六角不锈钢紧定螺丝钉穿过该螺丝孔，并对准电机旋转轴25的扁位凹槽，将电机旋转轴25和电机转子定位座30进行固定。

请继续参阅图1-2，在本发明提供的另一个实施例中，一种深水密封舱的推进器，包括导流罩1、导流子弹头螺母2、导流罩定位通管15、螺旋桨3、螺旋桨桨叉4、硬质环氧树脂灌封胶层6、密封硅胶填缝层7、旋转密封定位端子9、底座22、底座支柱23、水密电缆24、第一圆柱头不锈钢螺丝8、第二圆柱头不锈钢螺丝20和第三圆柱头不锈钢螺丝21；

具体的，在本发明提供的实施例中，还包括所述的外转子无刷电机，所述电机定子底座14的外螺牙与舱体外壳34内壁的螺牙进行螺旋固定，电机定子底座14外螺牙末端设有O型密封圈沟槽，通过螺旋上紧的方式将第二O型氟橡胶密封圈18压紧，从而形成一个密闭的舱体；

进一步的，在本发明提供的实施例中，所述电机定子底座14的内圆柱形槽口内中心设有小圆柱沟槽，小圆形沟槽与滚动轴承进行固定，固定后滚珠轴承凸出一节，金属垫片12中心同样设有小圆形沟槽，电机定子底座14内圆平端面设有若干个均匀分布的螺丝孔及三个均匀分布的穿线通孔，金属垫片12设有与电机定子底座14螺丝孔同样角度的若干个均匀分布的通孔，金属垫片12小圆形沟槽通过滚动轴承凸起的一节定位与电机定子底座14保持在中心位置，从而使电机定子底座14的螺丝孔以及穿线通孔和金属垫片12的通孔进行对接；

更进一步的，本发明提供的实施例中，所述旋转密封定位端子9的大圆头外圆壁设有O型密封圈沟槽，其大圆头的端面设有旋转弹簧密封圈11的安装沟槽以及若干个均匀分布的通孔和三个穿线孔，第一O型氟橡胶密封圈10安装于旋转密封定位端子9的O型密封圈沟槽中，旋转弹簧密封圈11的大圆端面安装贴合于金属垫片12的平端面，旋转密封定位端子9的大圆端与电机定子底座14的内圆柱形沟槽进行内外圆配合压进并贴合金属垫片12平面端，从而旋转弹簧密封圈11带有弹簧一端部分滑入旋转密封定位端子9的旋转弹簧密封圈11沟槽，并通过第一圆柱头不锈钢螺丝8将旋转密封定位端子9和金属垫片12与电机定位底座14连接固定，此时电机定子线圈26引出的三根导线同时穿过电机定子底座14、金属垫片12、旋转密封定位端子9的三个通孔到达旋转密封定位端子9的小圆柱端。

所述密封硅胶填缝层7将安装圆柱头不锈钢螺丝之后的旋转密封定位端子9进行缝隙填充，电机定子线圈26引出的三根导线与水密电缆24进行焊锡连接，水密电缆24穿过电机定子底座14圆弧侧面的通孔引出舱体外侧；

所述硬质环氧树脂灌封胶6通过填充将水密电缆24与电机定子线圈26的导线焊接处的空间填满；旋转密封定位端子9小圆柱末端设有外螺牙，导流头5平面端中心设有内螺牙和圆形凸起台阶，盖凸起台阶与电机定子底座14的内圆柱形沟槽直径相同，此时旋转密封定位端子9与导流头5通过内外螺牙进行螺旋固定；

所述导流头5圆弧外壁设有若干个螺丝孔，导流罩1大圆外壁设有若干个螺丝通孔，导流罩1与导流头5通过导流罩定位通管15进行定位，同时沉头内六角螺丝16穿过导流罩1圆弧外壁的螺丝孔以及导流罩定位通管15进行固定，电机旋转轴25末端设有螺纹和扁位槽，靠近扁位槽阶段设有台阶，螺旋桨桨叉4穿过电机旋转轴25的末端螺纹后与台阶贴合，螺旋桨桨叉4与电机轴扁位槽通过第二内六角不锈钢紧定螺丝钉19进行固定；

所述螺旋桨桨叉4一端设有对称的凸起台阶，螺旋桨3通过其一端开设的凹型卡槽与螺旋桨桨叉4的凸起台阶进行固定；导流子弹头螺母2圆弧外壁设有两个螺丝孔，中心设有未穿透的内螺牙，导流子弹头螺母2与电机旋转轴25通过螺牙旋转固定并压紧螺旋桨3，第一内六角不锈钢紧定螺丝钉17从导流子弹头螺母2圆弧外壁螺丝孔装入进行固定，防止导流子弹头螺母2在运转的过程中脱落；

所述电机旋转轴25与电机转子定位座30固定的末端，留有一小段轴，弹性垫片穿过电机旋转轴25后与电机转子定位座30的猪嘴贴合，在装入推力球轴承32，推力球轴承32另一端同样放入弹性垫片，舱体外壳34内壁的末尾锥形处设有与推力球轴承32配合的圆形沟槽，在推进器运转时通过推力球轴承32分散反向压力，防止电机转子定位座30与舱体外壳34的内壁产生摩擦；

舱体外壳34尾部外侧成锥形，锥形弧面外壁设有两个中心对称的螺丝孔，底座22第一端设有两个螺丝通孔，底座22与舱体外壳34通过底座支柱23定位，同时使用圆柱头不锈钢螺丝进行固定；底座22的另一端设有单个螺丝通孔，底座22与导流罩1通过导流罩通管15和圆柱头不锈钢螺丝使之固定在导流头5上，使得底座22平行于电机整体，便于平放安装。

所述底座22所述上设有若干个对称分部的螺牙孔，舱体外壳34的锥形平端面设有若干个均匀分布的螺丝孔，方便使用不同的固定方式将推进器整体安装在其他设备上。所述舱体外壳34的锥形平端面设有若干个均匀分布的螺丝孔为两端通结构，可实现推进器整体上下两种固定安装，使得水密线缆24方向的上下调换。

本发明提供一种深水密封舱的外转子无刷电机及推进器，通过对永磁无刷外转子电机的整体进行舱体式全密闭防水设计，让外转子无刷电机完全封闭在密封舱体中，利用旋转弹簧密封圈对电机转动轴进行旋转密封，由电机转动轴带动螺旋桨在水中产生推动力。

本发明降低了水下推进装置中结构复杂程度，减少水下推进装置的重量，提高了推进装置的扭矩，进而提高了螺旋桨的推动效率。通过密封舱的方式对外转子无刷电机进行全密闭防水处理，让外转子电机通过电机轴直接带动螺旋桨，解决了外转子电机裸露在水环境中长时间运转寿命受限的问题。

螺旋桨运转时以使水流以较大的速度通过密封舱外壁及电机定子底座弧形外壁，使散热效果更佳，寿命更长，适用于还不同转速，不仅限于低转速。使用密封舱式设计进行全封闭的防水方式保证外转子电机在深水高压区域保持良好的密封性和耐腐蚀性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。