集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器的制作方法

1.本发明涉及的是电动竹筏技术领域，具体涉及集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器。


背景技术：

2.电动船舶是电动载具的一种，是由电池产生电力推进的船只。电动船舶是在内燃机船舶的基础上发展而来，船上不装配内燃机，所有能量都来自电池，依靠电池电力推进。电动船舶的发展得益于锂离子电池在电动汽车行业的成功，该电池技术也一举成为电动船发展的首要驱动因素。当下，国内外已在锂离子电池储能系统的关键技术上取得重大突破，还在船舶电力系统组网技术、船舶电力推进技术、大功率电力并网技术等方面相继取得大量研究成果。目前，全球在建及营运的电动船数量已超过300艘，包括渡船、近海船、客船、拖船等多种船型。电动船舶具有绿色环保优点，可以实现零排放，同时兼具安全便利、推进效率高、使用成本低等优势，且不会出现柴油泄露等问题，是内河航运绿色转型的有效选择。近年来随着国家加大对新能源应用的推广力度，船舶行业的新能源使用占比也逐渐增加，电动船舶行业市场规模也保持快速增长。我国电动船舶行业的下游需求主要是内河船舶，用于短途运输或者旅游。近年来随着公路、铁路里程的不断增长，内河航运市场受到了较大竞争压力，因此国内内河船舶数量一直处于下降态势，老旧船舶不断被淘汰。虽然内河船舶数量在下降，但是未来电动船舶的需求将会保持增长，无论是新建电动船舶还是旧船改造电动船舶市场，都会有非常大的发展空间。随着电力推进系统比例逐步提升，其动力来源由柴油机、燃气轮机或者蒸汽轮机转换为锂离子电池或者燃料电池的可行性正在逐步提升。随着环保政策趋严，动力电池系统价格的不断下降，纯电动船舶或者混合动力船舶的渗透率正在逐步提升，尤其是在城市渡船、观光船、内河货船和港口拖船等领域的使用场景会更加清晰，我国电动船舶锂电化渗透率在2029年预计达到10.68％。从技术和实用性上来讲，电动船受制于电池续航能力、充电速度和充电设施分布情况等，对于一些长距离航行、大批量运送货物的沿海及远洋运输来讲，电动船难以满足现实需求，但在中短途运输、中小量运输的内河航运，电动船则有着光辉的未来，因此未来电动船产量增加将成为行业趋势。近年来，随着世界能源消耗的日益增长和环境污染的不断加剧，绿色、可持续发展理念深入人心。与新能源汽车类似，在船舶领域，动力电池技术的逐步成熟和成本的不断下降，使电动船产业的发展具备了基本条件，电动船逐渐成为绿色航运市场“新宠”。当前，电动船在内河渡船、短途客船、观光船以及小型游艇等领域已占据重要地位，但在中短途运输、中小量运输等领域尚未被广泛应用，在远洋运输领域还处于空白阶段。未来，随着科技的快速发展以及相关政策、法规的逐步完善，电动船要在中短途运输、中小量运输领域被广泛应用，在远洋运输领域实现零的突破，仍有一段很长的路要走。
3.传统柴油机汽油机动力竹筏油机动力体积较大，噪音大，效率较低，环境污染严重。
4.综上所述，本发明提供了一种集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推
进器。


技术实现要素：

5.针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器，结构设计合理，体积小，噪音小，效率高，零排放，无污染，环保高效。
6.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器，包括第一长杆、第二长杆、推进器主体，第一长杆短于第二长杆，第一长杆设置在竹筏上，第二长杆的尾部设置有螺旋桨，第二长杆及螺旋桨置于水下，第一长杆和第二长杆之间设置有挂桨机架，挂桨机架上设置有推进器主体，所述的推进器主体包括外壳、永磁驱动电机、电机控制器和电气元件控制模块，外壳内集成有电气元件控制模块、电机控制器和永磁驱动电机，第二长杆尾部还设置有尾舵，且尾舵设置在螺旋桨下方，挂桨机架的后端设置有电动挂浆机支点。
7.所述的第一长杆的前端设置有操控手柄，所述的操控手柄上电位器、船型开关和高功率按扭，船型开关通过档位开关选择前进或后退档位。
8.所述的永磁驱动电机输出轴外径与机架螺旋桨长轴轴伸内径配合采用小间隙配合，螺旋桨长轴轴伸的内孔键槽与键采用过盈紧配合，可有效防止键松脱。永磁电机输出轴的键槽与键采用小间隙配合，便于永磁驱动电机推入机架螺旋桨长轴轴伸内径里面。避免了传统挂浆机装配困难，传动轴装配变形，过早损坏，维护困难，使用寿命短的大问题。
9.所述的第二长杆采用无内圈滚针轴承、氟橡胶环设置有螺旋桨主轴，第二长杆未端装配有向心球轴承，在螺旋桨后端、向心球轴承前端设有密封圈。
10.所述的永磁驱动电机的机壳上设置有铝合金平板，在铝合金平板上固定安装电机控制器，电机控制器的散热器固定在铝合金平板上，永磁驱动电机后端盖后端设有电子风扇。
11.本发明的有益效果：
12.1、本发明的纯电动竹筏挂浆机是由集成控制器的永磁驱动电机、电气元件控制模块、挂桨机架、螺旋桨组合一体，外挂在船尾，螺旋桨伸入水中，由永磁驱动电机带动螺旋桨旋转，将水推向船后，利用水的反作用力推船前进，螺旋桨构造简单、重量轻、效率高，在水线以下受到很好的保护而经久耐用，转向时整个机体移动，改变螺旋桨推水的方向，使船转向，电动竹筏挂浆推进器启动工作后螺旋桨吃水深度一般在水面以下的15厘米到20厘米，就算河道水位稍浅也可顺利通行，螺旋桨吃水浅就不必担心螺旋桨会刮到水底石头或者水下其它障碍物，是比较便利的水上交通工具。
13.2、将永磁驱动电机和电机控制器集成在一起，最大限度缩短了三相电缆线长度，降低线损，节约成本，同时低压线束也同时缩短，减少电磁干扰，提高可靠性。
14.3、本发明的纯电动竹筏挂浆机一体机的质心在一体机箱体的后端，并把一体机支点设在此处，符合杠杆原理，这样驾驶人员操纵便力，操控手柄高度设计成符合人体坐姿最舒适的位置。一体机支点设计成可以使纯电动竹筏挂浆机一体机的长杆未端的螺旋桨向上抬起出水，或向下放置入水，并可调整入水深度，适合各种复杂水底情况，都能保证螺旋桨不会刮到水底石头或者水下其它障碍物。同时，可以左右转动操控手柄，即转动长杆未端的
螺旋桨后部的尾舵(尾翼)，非常方便的控制船行方向。另外，尾舵(尾翼)，材质用不锈钢制成，可适合各种水质甚至海水条件的行驶。同时，尾舵(尾翼)设计在螺旋桨下方，可对螺旋桨起到保护作用。
15.4、在操控手柄上设有电位器(加速油门)、船型开关、高功率按扭在操纵杆上。船型开关上设有0档位和1档位，通过0档位或1档位，提供控制信号给电机控制器，达到可控制电机正反转，从而达到螺旋浆的正反转，实现竹排的前进和倒退车。电位器(加速油门)设计在手扶位置，正好母指推滑，可灵活加减速，同时方便转动操控手柄，控制船行方向。永磁驱动电机设有正反转，通过船型开关控制，可以反转倒车，这点优于柴油机、汽油机的竹排挂浆机。柴油机、汽油机的竹排挂浆机只能一个方向转动。另外，在电机平稳运行后，如需要再提高船行航速，可以按下高功率按扭，高功率按扭提供控制信号给电机控制器，控制电机进入高转速区，电机功率提高，电机转速提高，从而螺旋浆转速提高，产生更大推力，船行航速提高。
附图说明
16.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
17.图1为本发明的整体结构示意图；
18.图2为本发明的推进器主体结构示意图(除去外壳)；
19.图3为本发明的结构剖视图；
20.图4为图3的a部放大示意图；
21.图5为本发明的第一长杆的结构示意图；
22.图6为图5的b部放大示意图。
具体实施方式
23.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
24.参照图1-6，本具体实施方式采用以下技术方案：集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器，包括第一长杆1、第二长杆2、推进器主体3，第一长杆1短于第二长杆2，第一长杆1设置在竹筏上，第二长杆2的尾部设置有螺旋桨4，第二长杆2及螺旋桨置于水下，第一长杆1和第二长杆2之间设置有挂桨机架5，挂桨机架5上设置有推进器主体，所述的推进器主体包括外壳6、永磁驱动电机7、电机控制器72和电气元件控制模块8，外壳6内集成有电气元件控制模块8、电机控制器72和永磁驱动电机7，第二长杆2尾部还设置有尾舵21，且尾舵21设置在螺旋桨4下方，挂桨机架5的后端设置有电动挂浆机支点51。
25.所述的第一长杆的前端设置有操控手柄9，所述的操控手柄9上电位器10、船型开关11和高功率按扭12，船型开关11通过档位开关选择前进或后退档位。
26.所述的永磁驱动电机输出轴外径与机架螺旋桨长轴轴伸内径配合采用小间隙配合，螺旋桨长轴轴伸的内孔键槽与键采用过盈紧配合，可有效防止键松脱。永磁电机输出轴的键槽与键采用小间隙配合，便于永磁驱动电机推入机架螺旋桨长轴轴伸内径里面。避免了传统挂浆机装配困难，传动轴装配变形，过早损坏，维护困难，使用寿命短的大问题
27.所述的第二长杆2(长管式螺旋桨动力杆)上设置有螺旋桨主轴41，采用无内圈滚
针轴承42作为定心，确保螺旋桨主轴与动力长管内径同心，并用氟橡胶环43进行轴向定位和减振作用，在长管式螺旋桨动力杆未端装配有向心球轴承44，起到定心作用，保证主轴传动螺旋桨时，不会摆动。在装配滚针轴承和氟橡胶环时，长管内注入润滑油脂，将主轴与长管内壁涂满油脂，起动润滑轴承和降低噪音的作用。在螺旋桨后端、向心球轴承前端设有密封圈45，防止水进入到长管(第二长杆2)中。
28.所述的永磁驱动电机7的机壳71上设置有铝合金平板，在铝合金平板上固定安装电机控制器72，电机控制器的散热器73固定在铝合金平板上，从而增加电机控制器主板的散热能力，保证电机控制器输出更在功率。在永磁驱动电机7后端盖后端设有电子风扇，对永磁驱动电机机壳的散热筋及铝合金平板进行吹拂，有效的将永磁驱动电机和电机控制器损耗热量带走。
29.本具体实施方式集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器是二端长杆结构，一端(相对较短一端)置于竹筏上，另一端(相对较长一端)带有螺旋桨置于水下，中间集成控制器的永磁驱动电机、电气元件控制模块、挂桨机架、螺旋桨组合一体，外挂在船尾，螺旋桨伸入水中，由永磁驱动电机带动螺旋桨旋转，将水推向船后，利用水的反作用力推船前进，螺旋桨构造简单、重量轻、效率高，在水线以下受到很好的保护而经久耐用，转向时整个机体移动，改变螺旋桨推水的方向，使船转向，电动竹筏挂浆推进器启动工作后螺旋桨吃水深度一般在水面以下的15厘米到20厘米，就算河道水位稍浅也可顺利通行，螺旋桨吃水浅就不必担心螺旋桨会刮到水底石头或者水下其它障碍物，是比较便利的水上交通工具。本发明的集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器，主要用于竹排、竹筏、小船、小艇、木船、铁船、橡皮艇、充气船、渔船、旅游观光休闲船的动力推进器，代替传统的人力撑船、柴油机和汽油机动力竹筏挂浆机，适用于江河、湖泊、水库、鱼塘等水上作业的地方，还可作为地方特色的竹排、小船水上漂流观光的旅游产业产品。本发明体积小耐用、功率大、无油耗、无排放、航速快、安装方便、操作简单、安全可靠，质量保证，价格实惠，该产品替代了噪音大、污染严重的柴油动力机、汽油动力机，是节能环保噪音小的纯电动竹筏挂浆机。
30.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器，其特征在于，包括第一长杆(1)、第二长杆(2)、推进器主体(3)，第一长杆(1)短于第二长杆(2)，第一长杆(1)设置在竹筏上，第二长杆(2)的尾部设置有螺旋桨(4)，第二长杆(2)及螺旋桨置于水下，第一长杆(1)和第二长杆(2)之间设置有挂桨机架(5)，挂桨机架(5)上设置有推进器主体，所述的推进器主体包括外壳(6)、永磁驱动电机(7)、电机控制器(72)和电气元件控制模块(8)，外壳(6)内集成有电气元件控制模块(8)、电机控制器(72)和永磁驱动电机(7)，第二长杆(2)尾部还设置有尾舵(21)，且尾舵(21)设置在螺旋桨(4)下方，挂桨机架(5)的后端设置有电动挂浆机支点(51)。2.根据权利要求1所述的集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器，其特征在于，所述的第一长杆的前端设置有操控手柄(9)，所述的操控手柄(9)上电位器(10)、船型开关(11)和高功率按扭(12)，船型开关(11)通过档位开关选择前进或后退档位。3.根据权利要求1所述的集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器，其特征在于，所述的永磁驱动电机输出轴外径与机架螺旋桨长轴轴伸内径配合采用小间隙配合，螺旋桨长轴轴伸的内孔键槽与键采用过盈紧配合，永磁电机输出轴的键槽与键采用小间隙配合。4.根据权利要求1所述的集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器，其特征在于，所述的第二长杆(2)采用无内圈滚针轴承(42)、氟橡胶环(43)设置有螺旋桨主轴(41)，第二长杆(2)未端装配有向心球轴承(44)，在螺旋桨后端、向心球轴承前端设有密封圈(45)。5.根据权利要求1所述的集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器，其特征在于，所述的永磁驱动电机(7)的机壳(71)上设置有铝合金平板，在铝合金平板上固定安装电机控制器(72)，电机控制器的散热器(73)固定在铝合金平板上，永磁驱动电机(7)后端盖后端设有电子风扇(74)。

技术总结
本发明公开了一种集成控制器的永磁驱动电机一体式电动竹筏挂浆推进器，包括第一长杆、第二长杆、推进器主体，第一长杆短于第二长杆，第一长杆设置在竹筏上，第二长杆的尾部设置有螺旋桨，第二长杆及螺旋桨置于水下，第一长杆和第二长杆之间设置有挂桨机架，挂桨机架上设置有推进器主体，所述的推进器主体包括外壳、永磁驱动电机、电机控制器和电气元件控制模块，外壳内集成有电气元件控制模块、电机控制器和永磁驱动电机，第二长杆尾部还设置有尾舵，且尾舵设置在螺旋桨下方，挂桨机架的后端设置有电动挂浆机支点。本发明结构设计合理，体积小，噪音小，效率高，零排放、无污染、环保高效。效。效。


技术研发人员：梁泊山 赖发东 卢友文 黄林森 张宇豪 吴保霖
受保护的技术使用者：宁德时代电机科技有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/6/28