可折叠水下动力装置的制作方法

1.本发明涉及水下动力装置，特别是涉及一种可折叠成紧凑的构型以便于储存和运输的水下动力装置，其包括防水电机。


背景技术：

2.在过去的几十年里，水下动力装置已为人所知。这些较早的装置大多是金属的。因此，水下动力装置是大而笨重的。早期的水下动力装置也是昂贵和沉重的。因为在水下操作该装置所需的成本和能力，因此，唯一有效的市场是专业潜水员。
3.最近的水下动力装置已被制造得更小、更轻以及更便于使用。水下动力装置最新的改进也与操作安全性有关，包括启动时的轻微延迟，以防止无意的操作。此外，还引入了密封室，以防止水进入电池和电机舱。
4.然而，对小型动力装置提供一体化外壳以同时密封电池与电机舱，已被证明会让使用者难以处理电池与电机舱。强密封的唯一替代方案是不可接受的，因为弱密封会导致装置进入深水处时产生周边性的强水压渗漏。当该装置用于海水中时，甚至轻微的渗漏也会是灾难性的。此外，任何渗入的水中的盐分都会腐蚀金属线、外壳和磁铁。
5.防水电机尤为重要，因此需要一种可与水下动力装置一起使用的防水电机。
6.此外，仍需要一种重量轻且体积小的水下动力装置。


技术实现要素：

7.本发明的一目的是提供一种水下动力装置，其可折叠或塌缩成紧凑的构型以便于储存和运输。
8.本发明的另一目的是提供一种可与水下动力装置一起使用的防水电机。
9.为了实现本发明的目的，提供了一种海上推进器，其具有：主壳体，可枢转地连接到主壳体的左侧的左臂，可枢转地连接到主体壳体的右侧的右臂，固定到左臂的左推进筒，固定到右臂的右推进筒，将左臂锁定在主壳体的左侧上的第一锁定组件，以及将右臂锁定在主壳体的右侧上的第二锁定组件。每个推进筒都具有螺旋桨和电机，用于推动海上推进器在水中行驶。当使用海上推进器时，左臂和右臂在使用构型中枢转地背离主壳体的左侧和右侧并被第一锁定组件和第二锁定组件锁定，而当不使用海上推进器时，解锁第一锁定组件和第二锁定组件，左臂和右臂可枢转为抵靠在主壳体的左侧和右侧的折叠构型。
10.本发明还提供了一种防沙和防水的电机。
附图说明
11.图1为根据本发明的一实施例的水下动力装置示出为处于展开构型的立体图。
12.图2为图1的水下动力装置示出为处于折叠构型的立体图。
13.图3为图1的水下动力装置的推进筒的一部分的前视立体分解图。
14.图4为图3示出的部分组装的推进筒的顶部前视立体图。
15.图5为可与图1的水下动力装置一起使用的锁定组件的前视立体图。
16.图6为图5的锁定组件的立体分解图。
17.图7为图5和图6的锁定组件的锁和闩的立体分解图。
18.图8示出了钩子如何被固定在臂上。
19.图9示出了卡扣如何被固定在主壳体上。
20.图10a为示出了图5的锁定组件的操作的立体图。
21.图11a为示出了图5的锁定组件的操作的立体图。
22.图12a为示出了图5的锁定组件的操作的立体图。
23.图13a为示出了图5的锁定组件的操作的立体图。
24.图14a为示出了图5的锁定组件的操作的立体图。
25.图15a为示出了图5的锁定组件的操作的立体图。
26.图10b为示出了图5的锁定组件的操作的俯视剖面图。
27.图11b为示出了图5的锁定组件的操作的俯视剖面图。
28.图12b为示出了图5的锁定组件的操作的俯视剖面图。
29.图13b为示出了图5的锁定组件的操作的俯视剖面图。
30.图14b为示出了图5的锁定组件的操作的俯视剖面图。
31.图15b为示出了图5的锁定组件的操作的俯视剖面图。
32.图10c为图5的锁定组件不同的立体图。
33.图10d为图10c的剖视图。
34.图16为根据本发明的一实施例的防水电机的立体分解图。
35.图17为图16的电机的剖面图。
36.图18为图16的电机的骨架密封圈的剖面图。
具体实施方式
37.以下详细描述为实施本发明的目前预期的最佳模式。该描述不应被认为是限制性的，而仅仅是为了说明本发明的实施例的一般原理的目的。本发明的范围由所附权利要求最佳地限定。
38.本发明提供了一种水下动力装置，其可折叠或塌缩成紧凑的构型，以方便储存和运输。该水下动力装置可为海上推进器10。首先参考图1-图4，海上推进器10具有主壳体12、将第一推进筒16(左推进筒)可枢转地连接到主壳体12的一侧的第一(左)臂14、以及将第二推进筒20(右推进筒)可枢转地连接到主壳体12的另一侧的第二(右)臂18。锁定组件22(见图2，并在图5-图9中更详细地示出)的功能是将臂14、18锁定在图1所示的展开构型的主壳体12上，并释放臂14、18使得臂可枢转到图2所示的折叠构型。
39.主壳体12容纳或保留有pcb(印刷电路板)、电池(未示出)以及其他为水下动力装置10提供电力和控制的电子设备。开关(未示出)可设置在主壳体12和/或臂14、18上，用于打开或关闭电源，并控制水下动力装置10的操作。这些部件的结构和操作对于本领域的技术人员来说是众所周知的，在此不做更详细的展示或描述。主壳体12具有沿其左侧设置的用于容纳第一臂14的内端的左侧外腔24，以及沿其右侧设置的用于容纳第二臂18的内端的右侧外腔26。每个臂14、18的内端都有一枢轴28(见图3和图4)，该轴可枢转地固定在相应的
腔24、26内，便于臂14、18在两种构型之间手动枢转。主壳体12的左侧和右侧可略弯曲，主壳体12的前端30可大体为圆弧形，而后端32可以是直的或弯曲的，使得主壳体12的整体构型可大体为流线型的，以便在水里行驶时有更好的水动力效果。
40.臂14、18可以是相同的，每个臂14、18可构造成具有保持枢轴28的关节34，从关节34延伸出来的两个手柄杆36、38，以及每个手柄杆36、38具有连接到相应的推进筒16、20的外端。每根手柄杆38可以是空心的，或者设定有内孔，以便电缆可通过该内孔从主壳体12延伸到推进筒16、20。例如，电缆42可用于连接pcb和电机80，而另一条电缆44可用于连接pcb与固定在推进筒16、20内的磁传感器46。磁传感器46用于检测推进筒16、20的前罩52是否被移除。在这方面，磁铁固定在前罩52中的磁传感器46的同一轴线上，且一旦前罩52被移除，pcb将用于关闭推进筒16、20中的电机80。这是一个安全功能，以避免高速转动的螺旋桨84在没有前罩52的保护下切割手指。此外，水下动力装置的pcb提供了另一个安全功能，其用于检测工作电流和电机的转速，以识别推进筒16、20是否在水外，如果推进筒16、20在水外，则其关闭电机80。
41.臂14、18也用作手柄，供使用者在水中行驶时抓握水下动力装置10。
42.推进筒16、20可以是相同的，每个推进筒16、20都具有大体圆柱形的外壳50，前罩52和后罩54通过螺钉56固定在圆柱形外壳50的相对两端。圆柱形外壳50具有环绕内孔60的环形通道58。环形通道58用作浮力室，其在圆柱形外壳50的前端62是封闭的，但在圆柱形外壳50的后端64是开放的。多个螺柱或固定轴66在环形通道58内纵向延伸，并彼此间隔开。固定架70从孔60的内壁延伸出来，以支撑电机80。架70具有适于在孔60内的纵向中心位置容纳和固定电机80(通过螺钉78)的安装平台72。
43.环形通道58内适于容纳环形的泡沫件74。泡沫件74提供浮力，并可具有用于容纳固定轴66的凹槽76，以便将泡沫件74固定在环形通道58内。
44.电机80可以是任何常规的电机，或者是下文结合图16-图18更详细描述的防水电机80。推进器或螺旋桨84可通过用于将螺旋桨84固定到电机轴82上的螺母86以螺纹方式固定在电机轴82上，该轴通过安装平台72的开口从电机80延伸出来。驱动销85将电机轴82连接到电机80上，以驱动电机轴82和螺旋桨84转动和停止。磁铁88固定在前罩52上。每个推进筒16、20中的磁铁88吸引另一磁铁88，以使两个推进筒16、20在图2所示的折叠构型中保持折叠相吸。也可使用例如钩子和带子的其他连接机构来代替磁铁88。
45.参照图1和图5-图9，锁定组件22用于将每个臂14、18锁定在主壳体12上。臂14、18可枢转以形成图2所示的折叠构型和图1所示的展开构型的两种构型之一。锁定组件22包括钩子90和卡扣92。钩子90适于固定在关节34上，并随臂14或18移动。卡扣92固定在主壳体12的左侧或右侧，而不随臂14或18移动。钩子90具有一板，该板具有弯曲或翻转的侧面94(其形成钩形以起到掣子94的作用)以及两个安装孔96(其容纳将板固定在关节34上的螺钉98)。参见图8。
46.卡扣92本身有具有闩100和锁杆102，其操作以接合和脱离钩子90。闩100具有闩体或匣子104，保留在匣子104内的压缩弹簧106，以及插在匣子104内的u形销托架108。u形销托架108的两个臂112延伸穿过匣子104的前端，且闩销110固定在臂112的两个自由端上的开口内。在匣子104的顶部和底部两侧设有一对对齐的相对开口114。
47.锁杆102具有侧板118，侧板具有两个相对的(顶部和底部)凸缘116，每个凸缘116
上有开口120。锁杆102还包括具有手柄板124的手柄闩122，两个相对的(顶部和底部)翼126从手柄板上延伸出来。每个翼126有三个开口：最靠近每个翼126的自由端的第一开口128，最靠近手柄板124的第三开口132，以及另外两个开口128、132之间的第二中间开口130。锁杆102还包括大体为矩形构型的锁定件134，其具有用作安全锁的横向凸缘136。扭簧138通过锁枢轴销140保留在矩形锁定件134内。锁定件134与手柄板124的内边沿144相抵，凸缘136与内边沿144相抵并横向延伸至手柄板124，且锁定件134位于手柄闩122内以及两个翼126之间(见图13a)。锁枢轴销140延伸穿过开口132和矩形锁定件134的内部，并穿过扭簧138，以将锁定件134固定在手柄板124上。锁定螺栓150延伸穿过开口120(凸缘116的)和开口128(翼126的)，以将侧板118可枢转地固定在手柄闩122上。最后，闩枢轴销152延伸穿过匣子的开口114和翼126的开口130，以将匣子104可枢转地固定在手柄闩122上。这在图7中得到了最好的体现。
48.参照图9，侧板118通过螺钉160固定在主体12上，螺钉160延伸穿过侧板118的开口162。
49.参照图5，当完全组装好后，匣子104位于由侧板118和翼126限定的空间内。弹簧106用于使闩销110偏压，以垂直地拉动钩子90的掣子94，以保持锁定组件22处于锁定位置。此外，手柄闩122可分别相对于侧板118(通过锁定螺栓150)和匣子104(通过闩枢轴销152)枢转。
50.图10a-图15b示出了锁定组件22相对于臂14的操作。另一臂18可以以同样的方式与另一锁定组件22锁定和释放。从图10a-10d开始，这两张图示出了臂14在图1的展开(使用)构型中打开，钩子90被闩销110锁定，以及扭簧138的一端部166垂直偏压以与侧板118上的钩子锁168接合。当需要折叠臂14时，第一步是按下并释放安全锁(即与钩子锁168接合的端部166)，使用者可将凸缘136推向钩子90，对抗扭簧138的端部166的垂直偏压，这也导致锁定件134围绕锁枢轴销140枢转，使得锁定件134可从钩子锁168上脱离。参见图11a和图11b，其表示安全锁被释放。
51.下一步是拉动手柄闩122。如图12a和图12b所示，手柄板124可以以这样的方式向外拉动或枢转远离主体12，即：(i)手柄闩122相对于匣子104(通过闩枢轴销152)和侧板118(通过锁定螺栓150)枢转，以及(ii)匣子104相对于侧板118(通过锁定螺栓150)和手柄闩122(通过闩枢轴销152)枢转。如图12b所示，臂112也相对于钩子90围绕由闩销110限定的枢轴枢转。
52.下一步是将锁(即闩销110)从钩子90上释放。参考图13a和图13b，当手柄闩122的手柄板124被拉至与主壳体12横向时，闩销110从钩子90翻转的侧面94脱离。
53.现在参考图14a和图14b，现在可以以这样的方式向向后拉动整个卡扣92并朝侧板118枢转，即(i)手柄闩122相对于匣子104(通过闩枢轴销152)和侧板118(通过锁定螺栓150)枢转，以及(ii)匣子104相对于侧板118(通过锁定螺栓150)和手柄闩122(通过闩枢轴销152)枢转。此时，臂14可朝向另一臂18折叠。图15a和图15b示出了匣子104可枢转的最大范围。
54.两个臂14、18可折叠在一起，使得两个推进筒16、20可被带到一起，并在折叠构型中被磁铁88固定在一起，如图2所示。这种折叠构型使海上推进器10具有紧凑而小的构型，便于储存和运输。
55.当需要展开臂14、18以使用海上推进器10时，可通过再次推动凸缘136以使锁定件134从钩子锁168上脱离来解锁锁定组件22。臂14可以展开，然后将卡扣92枢转，使闩销110向钩子90移动并与钩子90接合，以实现如图10a和图10b所示的展开构型。
56.图16和图17示出了一种防水电机80，可与本发明的海上推进器10或其他在水下操作的装置一起使用。电机80被设计成能防水和防沙。特别地，该电机80设置了新颖的骨架密封圈206和电机密封壳，它们提供了所需的紧密密封，以防止沙子和水进入电机80。
57.电机80具有一组固定部件和一组适合一起旋转的旋转部件。固定部件包括密封壳体202、定子204、骨架密封圈206和前盖208。定子204具有圆形平台212，该平台具有沿平台212的环形外唇设置的外螺纹214。定子齿210从平台212延伸出来。骨架密封圈206位于定子204的顶部，所述骨架密封圈位于所述定子的外端面。
58.旋转部件包括转子壳体220、转子磁铁222、底托架224、顶托架226、电机轴底座228，电机轴82、一对中心轴承230、232、前轴承234、垫圈236和c型夹238。部分轴承230、232和234是固定的，而部分轴承230、232和234会随着旋转部件旋转。转子壳体220保留在密封壳体202内，并环绕着定子204。电机轴82被承载在电机轴基座228上，并延伸穿过轴承230、232、234、定子204、垫圈236、c型夹238、骨架密封圈206和前盖208。转子磁铁222、底托架224和顶托架226被保留在转子壳体220内。
59.密封壳体202的上唇适于与沿平台212环形外唇设置的外螺纹214形成胶接240，以形成电机密封壳。胶接240提供了能防水和防沙的紧密密封。在没有密封壳体202的常规无刷电机中，水和沙子可通过平台212的上唇242和底部环形唇之间限定的间隙进入。胶接240与密封壳体202形成密封室，防止水和沙子进入。
60.现参考图18，骨架密封圈206(也称为加强型密封)具有三部分：密封部件250，加强型金属框架252，以及自紧式螺旋弹簧254。密封部件250具有环形外体260和环形内唇268。环形内唇268包括面向前盖208的外部灰尘/沙子密封外唇262，向内延伸到由内唇268限定的通道270的密封主唇264，以及限定用于固定螺旋弹簧254的的弹簧固定唇266，弹簧固定唇266限定有凹槽。外体260可由橡胶制成。电机轴82适于延伸穿过通道270，而密封唇262、264提供另一种既防水又防沙的紧密密封。
61.内唇268的内径做得比电机轴82的直径小，并提供一定的过盈量。这种过盈配合的压力和螺旋弹簧254的收缩力通过径向紧固力将电机轴82密封。这种径向紧固力在运行一段时间后会迅速减小甚至消失，所以螺旋弹簧254可补偿径向紧固力，以保持电机轴82的紧密密封。加强型金属框架252位于外体260内，为密封部件250提供必要的强度，并防止水进入电机80的密封容器内。
62.因此，本发明提供了一种可折叠的海上推进器10，以尽量减少其整体尺寸。本发明还提供了一种可以有效地防止水进入内部的防水电机80。
63.虽然上面的描述涉及本发明的特定实施例，但是应当理解，在不脱离其精神的情况下，可以进行多种修改。所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实范围和精神内的这些修改。

技术特征：
1.一种可折叠水下动力装置，其特征在于，包括：具有左侧和右侧的主壳体；可枢转地连接到所述主壳体的所述左侧的左臂；可枢转地连接到所述主壳体的所述右侧的右臂；固定在所述左臂的左推进筒；固定在所述右臂的右推进筒；将所述左臂锁定在所述主壳体的所述左侧的第一锁定组件；将所述右臂锁定在所述主壳体的所述右侧的第二锁定组件；其中，每个推进筒都具有螺旋桨和电机，用于推动所述可折叠水下动力装置在水中行驶；以及其中，当使用所述可折叠水下动力装置时，所述左臂和所述右臂在使用构型中枢转地背离所述主壳体的所述左侧和所述右侧，且所述左臂和所述右臂被所述第一锁定组件和所述第二锁定组件锁定，而当不使用所述可折叠水下动力装置时，解锁所述第一锁定组件和所述第二锁定组件，所述左臂和所述右臂可枢转为抵靠在所述主壳体的所述左侧和所述右侧的折叠构型。2.根据权利要求1所述的可折叠水下动力装置，其中所述左推进筒进一步包括将所述左推进筒可拆卸地连接到所述右推进筒的连接机构。3.根据权利要求1所述的可折叠水下动力装置，其中每个锁定组件包括：固定在相应的左臂或右臂上的钩子，所述钩子具有擎子；固定在所述主壳体上的卡扣，所述卡扣具有：可与所述擎子接合和脱离的闩；以及锁杆，其具有：固定在所述主壳体上的侧板，与所述侧板相连并可相对于其枢转的锁定件，以及与所述侧板、所述锁定件以及所述闩相连并可相对于其枢转的手柄板。4.根据权利要求3所述的可折叠水下动力装置，其中所述侧板具有钩子锁，该钩子锁被所述锁定件接合以将所述手柄板锁在所述侧板上。5.根据权利要求4所述的可折叠水下动力装置，其中所述锁定件包括与所述钩子锁相接合的扭簧。6.根据权利要求1所述的可折叠水下动力装置，其中所述电机包括：一组固定部件，其包括：密封壳体、定子、骨架密封圈以及前盖，其中所述定子具有圆形平台，该平台具有沿所述平台的环形外唇设置的外螺纹，且所述骨架密封圈位于所述定子的外端面；以及一组旋转部件，其包括：保留在所述密封壳体内的转子壳体，固定在所述转子壳体上的电机轴基座，承载在所述电机轴基座上的电机轴，以及多个轴承，其中所述密封壳体具有上唇，且其中在所述上唇与所述外螺纹处形成胶接。

技术总结
一种海上推进器，具有：主壳体，可枢转地连接到主壳体的左侧的左臂，可枢转地连接到主壳体的右侧的右臂，固定在左臂上的左推进筒，以及固定在右臂上的右推进筒。每个推进筒都具有螺旋桨和电机，用于推动海上推进器在水中行驶。当不使用海上推进器时，左臂和右臂被第一锁定组件和第二锁定组件锁定为抵靠在主壳体的左侧和右侧的折叠构型，而当海上推进器在水中使用时，左臂和右臂在使用构型中枢转地背离主壳体的左侧和右侧。所述电机具有防沙和防水的功能。的功能。的功能。


技术研发人员：林强 童光强 李炳威
受保护的技术使用者：斯达运动有限公司
技术研发日：2022.11.14
技术公布日：2023/5/31