CN105620695A - 一种可用于水下环境的抛载机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下机器人领域，具体地说是一种可用于水下环境的抛载机构，包括依次密封连接的水密接插件、接插件固定端盖、电机舱体、电机安装盘、舱体端盖、舱体、固定板及锁紧杆、滚子从动件和位于电机舱体内的电机，电机容置在电机舱体内、并安装在电机安装盘上；电机驱动轴及滚子从动件均位于舱体端盖与舱体形成的空间内，电机驱动轴与电机相连、由电机驱动旋转，进而带动滚子从动件往复摆动；锁紧杆的一端与滚子从动件相连，另一端为自由端，锁紧杆随滚子从动件通过电机驱动轴带动往复摆动，通过自由端与固定板之间的锁紧或张开实现抛载。本发明具有结构紧凑、负载能力强、故障率低、可全海深作业等优点。

Description

一种可用于水下环境的抛载机构

技术领域

本发明属于水下机器人领域，具体地说是一种可用于水下环境的抛载机构。

背景技术

目前在水下机器人领域，抛载机构被广泛应用，抛载机构主要是通过对压载的抛掷实现水下设备的浮力调节，使设备呈正浮力而上浮；常常作为水下机器人的应急装置，在海洋装备领域具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于水下环境的抛载机构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括水密接插件、接插件固定端盖、电机舱体、电机、电机安装盘、舱体端盖、电机驱动轴、滚子从动件、舱体、固定板及锁紧杆，其中水密接插件、接插件固定端盖、电机舱体、电机安装盘、舱体端盖、舱体及固定板依次密封连接，所述电机容置在电机舱体内、并安装在所述电机安装盘上；所述电机驱动轴及滚子从动件均位于舱体端盖与舱体形成的空间内，所述电机驱动轴与电机相连、由该电机驱动旋转，进而带动所述滚子从动件往复摆动；所述锁紧杆的一端与滚子从动件相连，另一端为自由端，所述锁紧杆随滚子从动件通过电机驱动轴带动往复摆动，通过所述自由端与所述固定板之间的锁紧或张开实现抛载。

其中：所述滚子从动件包括输出轴、滚动轮及滚动轮销轴，该输出轴的两端及所述电机驱动轴的两端分别与舱体端盖及舱体转动连接，所述输出轴上开有“U”形槽，所述滚动轮通过滚动轮销轴转动安装在该“U”形槽内，并与所述电机驱动轴抵接，通过电机驱动轴带动所述输出轴往复摆动；所述锁紧杆的一端与输出轴穿出舱体的一端连接，随所述输出轴往复摆动；所述电机驱动轴与滚动轮抵接的部位为凸轮结构，一侧开有“D”形槽，所述滚动轮始终与该凸轮部位抵接；所述锁紧杆通过螺母固连于输出轴的一端，且该锁紧杆与所述固定板位于同一平面内；所述电机驱动轴及输出轴与舱体之间分别安装有隔断内外腔体的密封圈；

所述固定板的中间为圆环状，并沿周向设有开口，所述锁紧杆的自由端在该开口中往复摆动，与所述开口的一端实现锁紧或张开；所述舱体上安装有排出其内部气体的放气螺栓；所述接插件固定端盖上安装有引入压力补偿油的补偿油管接头；所述抛载机构的内部与外界之间通过密封件隔开，并且所述抛载机构内部的各腔室之间相互连通，通过所述补偿油管接头引入压力补偿油。

本发明的优点与积极效果为：

1.性能稳定：本发明驱动机构内置，避免了外界环境引起的驱动故障。

2.结构紧凑：本发明中采用凸轮配合滚子从动件，结构紧凑且摩擦力极小。

3.负载能力强：本发明是通过凸轮结构实现，但不同于普通凸轮机构的是，本发明中的凸轮虽然是电机驱动的，但是电机驱动力并不是提供锁紧力，而是提供解锁所需要的摩擦力，锁紧力是通过结构件的锁紧(凸轮部位始终与滚动轮保持抵接)实现的，所以本发明可具备很强的负载能力。

4.本发明机构内部与外界之间通过密封件隔开，内部各腔室是连通的，接插件固定端盖上安装了补偿油管接头，通过补偿油管接头引入压力补偿油，具备压力补偿，在深海环境中具有更高的可靠性。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图；

图2为本发明滚子从动件的结构示意图；

图3为本发明拿掉舱体及固定板的立体结构示意图；

图4为本发明固定板及锁紧杆的结构示意图(锁紧状态)；

图5为本发明固定板及锁紧杆的结构示意图(张开状态)；

其中：1为水密接插件，2为接插件固定端盖，3为电机舱体，4为电机，5为电机安装盘，6为舱体端盖，7为电机驱动轴，8为输出轴，9为舱体，10为固定板，11为锁紧杆，12为滚动轮销轴，13为滚动轮，14为放气螺栓，15为向心球轴承，16为补偿油管接头，17为螺母，18开口，19为密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～3所示，本发明包括水密接插件1、接插件固定端盖2、电机舱体3、电机4、电机安装盘5、舱体端盖6、电机驱动轴7、滚子从动件、舱体9、固定板10及锁紧杆11，其中滚子从动件包括输出轴8、滚动轮13及滚动轮销轴12，水密接插件1、接插件固定端盖2、电机舱体3、电机安装盘5、舱体端盖6、舱体9及固定板10从左至右依次通过螺钉密封连接。

电机4容置在电机舱体3内，并通过螺钉固连于电机安装盘5上。电机驱动轴7及输出轴8分别位于由舱体端盖6与舱体9形成的空间内，电机驱动轴7的两端及输出轴8的两端分别通过向心球轴承15与舱体端盖6及舱体9转动连接、定位在舱体9内；向心球轴承15可降低与舱体9之间的摩擦力。电机驱动轴7的一端与电机4相连、由该电机4驱动旋转。输出轴8上与电机驱动轴7接触的部位沿径向向外延伸，延伸处开有一“U”形槽，滚动轮13通过滚动轮销轴12与“U”形槽开口端的两侧转动连接，滚动轮13位于该“U”形槽内。电机驱动轴7与滚动轮13抵接的部位为凸轮结构，一侧开有“D”形槽，该凸轮部位始终与滚动轮13抵接；电机驱动轴7在电机4驱动下旋转的过程中，即通过凸轮部件与滚动轮13的接触带动输出轴8往复摆动。

固定板10的中间为圆环状，并沿周向设有开口18。输出轴8的一端由舱体9穿出，锁紧杆11的一端通过螺母17固连于输出轴8穿出舱体9的一端、随输出轴8往复摆动，锁紧杆11的另一端为自由端。锁紧杆11与固定板10位于同一平面内，锁紧杆11的自由端在固定板10的开口18中往复摆动，与开口18的一端实现锁紧或张开，进而实现对压载的锁紧或抛载。

舱体9上安装有排出其内部气体的放气螺栓14。电机驱动轴7及输出轴8与舱体9之间分别安装有隔断内外腔体的密封圈19。接插件固定端盖2上安装有引入压力补偿油的补偿油管接头16。抛载机构的内部与外界之间通过密封件隔开，并且抛载机构内部的各腔室之间相互连通，通过补偿油管接头16引入压力补偿油，通过压力补偿实现在深海环境下正常工作。

本发明的工作原理为：

如图4、图5所示，将电机4的水密接插件1连接至控制器(本发明的控制器为现有技术)的输出端，电机4转动时驱动电机驱动轴7转动。当电机驱动轴7上凸轮大径侧与滚动轮13接触时，锁紧杆11随输出轴8摆动，与固定板10上开口18的一端为锁紧状态；当电机驱动轴7上的凸轮转至小径侧(即开“D”形槽的一侧)与滚动轮13接触时，锁紧杆11随输出轴8反向摆动，离开固定板10上开口18的一端，为张开状态。锁紧状态是通过电机驱动轴7上的凸轮始终与滚子轮13抵接来保持的，故能够提供非常大的锁紧力。

工作时，先通过控制电机4将锁紧杆11置于打开状态，将压载挂在锁紧杆11上。然后，再控制电机4将驱动电机驱动轴7旋转，通过输出轴8带动锁紧杆11锁紧。锁紧后压载会牢固地悬挂于锁紧杆11上。当需要抛载时，电机4驱动电机驱动轴7旋转，当滚动轮13进入凸轮直径缩小区间时，压载会驱使滚子从动件转动，进而实现抛载功能。

综上所述，本发明具有性能稳定、结构紧凑、负载能力强等诸多优点，为水下机器人等海洋装备提供了一种可靠的抛载执行机构。

Claims (9)

1.一种可用于水下环境的抛载机构，其特征在于：包括水密接插件(1)、接插件固定端盖(2)、电机舱体(3)、电机(4)、电机安装盘(5)、舱体端盖(6)、电机驱动轴(7)、滚子从动件、舱体(9)、固定板(10)及锁紧杆(11)，其中水密接插件(1)、接插件固定端盖(2)、电机舱体(3)、电机安装盘(5)、舱体端盖(6)、舱体(9)及固定板(10)依次密封连接，所述电机(4)容置在电机舱体(3)内、并安装在所述电机安装盘(5)上；所述电机驱动轴(7)及滚子从动件均位于舱体端盖(6)与舱体(9)形成的空间内，所述电机驱动轴(7)与电机(4)相连、由该电机(4)驱动旋转，进而带动所述滚子从动件往复摆动；所述锁紧杆(11)的一端与滚子从动件相连，另一端为自由端，所述锁紧杆(11)随滚子从动件通过电机驱动轴(7)带动往复摆动，通过所述自由端与所述固定板(10)之间的锁紧或张开实现抛载。

2.按权利要求1所述可用于水下环境的抛载机构，其特征在于：所述滚子从动件包括输出轴(8)、滚动轮(13)及滚动轮销轴(12)，该输出轴(8)的两端及所述电机驱动轴(7)的两端分别与舱体端盖(6)及舱体(9)转动连接，所述输出轴(8)上开有“U”形槽，所述滚动轮(13)通过滚动轮销轴(12)转动安装在该“U”形槽内，并与所述电机驱动轴(7)抵接，通过电机驱动轴(7)带动所述输出轴(8)往复摆动；所述锁紧杆(11)的一端与输出轴(8)穿出舱体(9)的一端连接，随所述输出轴(8)往复摆动。

3.按权利要求2所述可用于水下环境的抛载机构，其特征在于：所述电机驱动轴(7)与滚动轮(13)抵接的部位为凸轮结构，一侧开有“D”形槽，所述滚动轮(13)始终与该凸轮部位抵接。

4.按权利要求2所述可用于水下环境的抛载机构，其特征在于：所述锁紧杆(11)通过螺母(17)固连于输出轴(8)的一端，且该锁紧杆(11)与所述固定板(10)位于同一平面内。

5.按权利要求2所述可用于水下环境的抛载机构，其特征在于：所述电机驱动轴(7)及输出轴(8)与舱体(9)之间分别安装有隔断内外腔体的密封圈(19)。

6.按权利要求1或2所述可用于水下环境的抛载机构，其特征在于：所述固定板(10)的中间为圆环状，并沿周向设有开口(18)，所述锁紧杆(11)的自由端在该开口(18)中往复摆动，与所述开口(18)的一端实现锁紧或张开。

7.按权利要求1或2所述可用于水下环境的抛载机构，其特征在于：所述舱体(9)上安装有排出其内部气体的放气螺栓(14)。

8.按权利要求1或2所述可用于水下环境的抛载机构，其特征在于：所述接插件固定端盖(2)上安装有引入压力补偿油的补偿油管接头(16)。

9.按权利要求8所述可用于水下环境的抛载机构，其特征在于：所述抛载机构的内部与外界之间通过密封件隔开，并且所述抛载机构内部的各腔室之间相互连通，通过所述补偿油管接头(16)引入压力补偿油。