用于海洋跨界面无人航行器的风力发电机以及无人航行器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于海洋跨界面无人航行器的风力发电机以及无人航行器，属于海洋探测设备技术领域，风力发电机包括壳体、风车总成和发电总成；壳体设有密闭腔室；风车总成安装于壳体且设于密闭腔室外侧，风车总成包括由风驱动的叶片以及与叶片连接的触水转轴，触水转轴是轴线相对壳体固定的转动轴，触水转轴由叶片驱动并绕自身轴线转动；发电总成安装于壳体且设于密闭腔室内侧，发电总成包括发电机和驱动发电机的内转轴，内转轴是与触水转轴同轴线的转动轴；发电总成的内转轴与风车总成的触水转轴通过磁性联轴器连接。此风力发电机具有千米级水压的密封、耐压性能，可满足用于海洋跨界面无人航行器发电工作要求。跨界面无人航行器发电工作要求。跨界面无人航行器发电工作要求。

【技术实现步骤摘要】
用于海洋跨界面无人航行器的风力发电机以及无人航行器


[0001]本专利技术属于海洋探测设备
，尤其涉及一种用于海洋跨界面无人航行器的风力发电机以及无人航行器。

技术介绍

[0002]海洋跨界面无人航行器是一种适于在海洋水面、水下两个界面区域运动的无人航行器，是当前海洋探测技术中的热点研发领域。海洋跨界面无人航行器若配备风力发电机，则可以在海面航行阶段俘获自然风能，进而实现将风能转化为电能为无人航行器提供自然能源补给，以增强航行器续航能力与自持力。但是，有别于无人船或者其它类型的水上装备，海洋跨界面无人航行器的一主要工作环境是潜航至千米级水深处，因此，海洋跨界面无人航行器的航行工况环境对安置在航行器机身外部的风力发电机的防水、耐压等性能的要求更高，即一方面要求风力发电机在水面航行阶段进行发电工作时可防水、防盐雾，另一方面要求风力发电机可随无人航行器下潜至千米级水深，且千米级水深的极端环境条件不会对风力发电机造成损伤破坏。这对用于海洋跨界面无人航行器的风力发电机的防水性能提出了极高的要求，当前商用风力发电机通常采用动密封措施达到发电机舱腔体防水目的，然而此种防水措施仅能实现防止泼水、强力喷水、1m水深长时间浸泡等工况，其与海洋跨界面无人航行器的千米级深度防水、耐压技术需求有本质差距。因此，现有商用风力发电机不适于在往复潜行的海洋跨界面无人航行器搭载使用。综上所述，有必要研发设计一种适用于海洋跨界面无人航行器的具备千米级防水与耐压能力的风力发电机，保证实现跨界面无人航行器在潜行结束出水后风力发电机仍能正常运行。/>
技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种解决目前无具有深水防水耐压功能的的风力发电机问题的用于海洋跨界面无人航行器的风力发电机以及无人航行器。
[0004]本专利技术是这样实现的，一种用于海洋跨界面无人航行器的风力发电机以及无人航行器，其特征在于，包括壳体、风车总成和发电总成；所述壳体设有密闭腔室；所述风车总成是将风能转化为转动轴的动能的部件总成，所述风车总成安装于所述壳体且设于所述密闭腔室外侧，所述风车总成包括由风驱动的叶片以及与所述叶片连接的触水转轴，所述触水转轴是轴线相对壳体固定的转动轴，所述触水转轴由叶片驱动并绕自身轴线转动；所述发电总成是将转动轴的动能转化为电能的部件总成，所述发电总成安装于所述壳体且设于所述密闭腔室内侧，所述发电总成包括发电机和驱动所述发电机的内转轴，所述内转轴是与所述触水转轴同轴线的转动轴；所述发电总成的内转轴与所述风车总成的触水转轴通过磁性联轴器连接。
[0005]在上述技术方案中，优选的，所述磁性联轴器包括联轴器外盘、联轴器内盘、密闭端盖；所述联轴器外盘为磁性部件，所述联轴器外盘安装于所述触水转轴；所述联轴器内盘为磁性部件，所述联轴器内盘安装于所述内转轴；所述密闭端盖为非磁板体，所述密闭端盖
设于所述联轴器外盘和联轴器内盘之间；所述联轴器外盘和联轴器内盘通过相互作用的磁力传动连接。
[0006]在上述技术方案中，优选的，所述联轴器外盘、联轴器内盘是由若干扇形的N极磁块和S极磁块交替排列构成的圆盘体。本方案采用平面式磁耦合联轴器实现了风车总成的触水转轴与发电总成的内转轴间扭矩的非接触式传递，平面式磁耦合联轴器方案转轴启动转矩小、摩擦阻力低，内转轴的转速损失少。
[0007]在上述技术方案中，优选的，所述壳体包括密闭外壳、密闭端盖、后端盖和触水外壳，所述密闭端盖安装于所述密闭外壳的上端部，所述后端盖安装于所述密闭外壳的下端部，所述密闭外壳、密闭端盖、后端盖构成内部具有所述密闭腔室的密闭壳，所述触水外壳安装于密闭壳的上部，所述发电总成的触水转轴通过轴承安装于所述触水外壳。
[0008]在上述技术方案中，优选的，所述风车总成为垂直轴风车，所述触水转轴的上部周围圆周均匀设置驱动所述触水转轴转动的帆状的所述叶片，所述联轴器外盘安装于所述触水转轴的下端且联轴器外盘与所述触水转轴同轴线。
[0009]在上述技术方案中，优选的，所述发电总成包括增速器，所述增速器连接于所述内转轴与所述发电机之间，所述内转轴通过轴承安装于所述壳体的密闭腔室中，所述内转轴与所述增速器的输入轴通过联轴器连接。通过增速器提高发电机输入轴的转速，实现发电机转速保持在最佳运行区间。
[0010]在上述技术方案中，优选的，所述后端盖安装密闭插头，所述密闭插头与所述发电机连接，所述密闭插头与所述后端盖设置有密封圈。
[0011]在上述技术方案中，优选的，所述密闭外壳和触水外壳为回转体构造，所述触水外壳的圆周侧壁设有通水孔，所述触水外壳上端板的上端面中心和下端面中心设有用于安装轴承的圆形凹槽，所述所述触水外壳上端板的中心设有用于配装所述触水转轴的中心孔。
[0012]在上述技术方案中，优选的，所述密闭外壳的内侧上部设有支构板，所述支构板的中心位置设有用于配装所述内转轴的中心孔，所述支构板的上端面和下端面中心处设有用于安装轴承的圆形凹槽。
[0013]本专利技术的技术效果是：
[0014]本专利技术所述技术方案，发电总成与风车总成采用非接触式的传动连接，发电总成独立设置在密闭腔室中，通过静密封实现密闭腔室的千米级水压的耐压与防水密封。相比现有发电机的动密封技术方案，本方案中电机总成的密封可靠性及能力更高，区别于商用风力发电机防水等级为IPX4仅能满足避免各个方向飞溅而来的水侵入电器而造成损坏的需求，本专利技术密封可适应的水深显著增加，可适用于海洋跨界面无人航行器的千米级下潜工作要求。
[0015]另外，本技术方案采用磁力与机械结合传动，各器件设计紧凑小巧、集成度高且不需要特殊加工工艺和特殊零部件，技术成熟，成本低，工作可靠性与稳定性高。
[0016]本专利技术的另一目的，提出一种无人航行器，包括航行器壳体，所述航行器壳体设有用于安装上述风力发电机的水平安装端面，所述风力发电机的后端盖通过紧固件固定于所述航行器壳体的水平安装端面。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的结构示意图；
[0018]图2是本专利技术的上方俯视图；
[0019]图3是本专利技术的A
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A向剖视图；
[0020]图4是图3的B部结构放大图；
[0021]图5是本专利技术中联轴器外盘的结构示意图；
[0022]图6是本专利技术中联轴器外盘和联轴器内盘的位置关系图。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]为目前无具有深水防水耐压功能的的风力发电机问题，本专利技术特提供一种用于海洋跨界面无人航行器的风力发电机以及无人航行器，此风力发电机具有千米级水压的密封、耐压性能，可满足用于海洋跨界面无人航行器发电工作要求。为了进一步说明本专利技术的结构，结合附图详细说明书如下：
[0025]请参阅图1
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图4，一种用于海本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于海洋跨界面无人航行器的风力发电机以及无人航行器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体设有密闭腔室；风车总成，所述风车总成是将风能转化为转动轴的动能的部件总成，所述风车总成安装于所述壳体且设于所述密闭腔室外侧，所述风车总成包括由风驱动的叶片以及与所述叶片连接的触水转轴，所述触水转轴是轴线相对壳体固定的转动轴，所述触水转轴由叶片驱动并绕自身轴线转动；发电总成，所述发电总成是将转动轴的动能转化为电能的部件总成，所述发电总成安装于所述壳体且设于所述密闭腔室内侧，所述发电总成包括发电机和驱动所述发电机的内转轴，所述内转轴是与所述触水转轴同轴线的转动轴；所述发电总成的内转轴与所述风车总成的触水转轴通过磁性联轴器连接。2.根据权利要求1所述的用于海洋跨界面无人航行器的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述磁性联轴器包括：联轴器外盘，所述联轴器外盘为磁性部件，所述联轴器外盘安装于所述触水转轴；联轴器内盘，所述联轴器内盘为磁性部件，所述联轴器内盘安装于所述内转轴；密闭端盖，所述密闭端盖为非磁板体，所述密闭端盖设于所述联轴器外盘和联轴器内盘之间；所述联轴器外盘和联轴器内盘通过相互作用的磁力传动连接。3.根据权利要求2所述的用于海洋跨界面无人航行器的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述联轴器外盘、联轴器内盘是由若干扇形的N极磁块和S极磁块交替排列构成的圆盘体。4.根据权利要求3所述的用于海洋跨界面无人航行器的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述壳体包括密闭外壳、密闭端盖、后端盖和触水外壳，所述密闭端盖安装于所述密闭外壳的上端部，所述后端盖安装于所述密闭外壳的下端部，所述密闭外壳、密闭端盖、后端盖构成内部具有所述密闭腔室的密闭壳，所述触水外壳安装于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚楠，尹宋炜，王树新，王延辉，张宏伟，刘玉红，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：