CN107345572A - 密封结构及涉水机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种密封结构及涉水机器人,涉及涉水机器人技术领域,为解决现有技术中的涉水机器人第二环形密封件易磨损导致密封效果较差的问题。所述密封结构包括:壳体、转轴和密封组件,壳体包括本体和前端盖,本体与前端盖之间形成有密封腔,转轴穿过密封腔并伸出壳体,密封组件套装于转轴上且位于密封腔内,密封组件的两端分别与本体和前端盖朝向对方的侧面接触;密封组件包括弹性调节件和柔性密封件,柔性密封件的内环面与转轴接触,外环面与密封腔的侧壁接触;弹性调节件在密封腔内处于压缩状态。所述密封结构应用于涉水机器人的推进器中,密封效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及涉水机器人技术领域,尤其是涉及一种密封结构及涉水机器人。
背景技术
近年来大量适用不同环境的无人设备迅速发展,如涉水机器人,无人车,无人船等。应用在水底的设备需求也越来越多,涉水机器人是一种可以进行水下观测的设备,可以对地质、海洋勘探或电影拍摄。
对涉水机器人中电机的防护需要进一步提高,防止水进入电机内部使电机内部的零件收到腐蚀,电机性能下降,定子卡死等造成设备损坏的情况发生。
现有的技术在电机外增加防护壳体,虽然能提高电机防护等级,但是增加壳体不仅造成重量较大、费用增加等问题,且不便于拆卸进行维修。有时采用密封圈对防护壳体连接处进行密封,但是密封圈易磨损,密封效果不好。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的一个目的在于提供一种密封结构,以解决现有技术中存在的涉水机器人采用密封圈进行密封,但是密封圈易磨损导致密封效果较差的技术问题。
本发明提供的密封结构,包括:壳体、转轴和密封组件,
所述壳体包括本体和前端盖,所述本体与所述前端盖之间形成有密封腔,所述转轴穿过所述密封腔并伸出所述壳体,
所述密封组件套装于所述转轴上,且位于所述密封腔内,所述密封组件的两端分别与所述本体和所述前端盖朝向对方的侧面接触;
所述密封组件包括弹性调节件和柔性密封件,所述柔性密封件的内环面与所述转轴接触,外环面与所述密封腔的侧壁接触;所述弹性调节件在所述密封腔内处于压缩状态。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述柔性密封件包括第一环形密封件和第二环形密封件,所述第一环形密封件的端面上设置有容纳槽,所述第二环形密封件位于所述容纳槽中。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述弹性调节件与所述柔性密封件之间设置有垫片,所述垫片空套于所述转轴上。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述垫片的外径等于所述密封腔的直径,所述垫片的内径大于所述转轴的直径。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述密封腔内设置有支撑筒,所述支撑筒的一端与壳体连接,所述支撑筒的内径大于所述转轴的直径,所述弹性调节件套装于所述支撑筒上。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述支撑筒与所述本体为一体结构。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述柔性密封件的数量为多个,且各所述柔性密封件中所述第一环形密封件的容纳槽的开口朝向相同。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述第一环形密封件为唇形密封圈,所述第二环形密封件为O型密封圈。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述弹性调节件为压缩弹簧。
相对于现有技术,本发明所述的密封结构具有以下优势:
本发明所述的密封结构应用于涉水机器人的推进器,通过密封组件实现转轴与壳体之间的动密封,由于柔性密封件套装于转轴上,且其内环面与转轴接触,外环面与密封腔的侧壁接触,从而在转轴与壳体之间起到密封作用。当推进器使用一段时间,柔性密封件出现磨损后,柔性密封件位于初始状态时其内环的直径变大,但是,由于密封组件还包括弹性调节件,弹性调节件在密封腔内处于压缩状态,因此,弹性调节件从柔性密封件的一侧端面推动柔性密封件,将柔性密封件抵在密封腔的一侧内壁上,从而使得柔性密封件发生形变,具体地,在弹性调节件的压力作用下,柔性密封件的厚度变小,内环面与外环面之间的距离变大,从而使得柔性密封件磨损后,其内环面和外环面仍分别与转轴和密封腔的侧壁接触,从而保持转轴与壳体之间良好的密封性能,密封效果延续时间更长。
本发明的另一目的在于提出一种涉水机器人,以解决现有技术中存在的涉水机器人采用密封圈进行密封,但是密封圈易磨损导致密封效果较差的技术问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种涉水机器人,包括如上述技术方案所述的密封结构,还包括密封桶和机身,所述密封结构的壳体与所述密封桶连接,所述机身通过连接件与所述密封桶连接。
所述涉水机器人与上述密封结构相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的密封结构的剖视图;
图2为本发明实施例一提供的密封结构中密封组件的结构示意图;
图3为本发明实施例一提供的密封结构中密封组件的爆炸图;
图4为本发明实施例一提供的密封结构中第一密封件的结构示意图;
图5为本发明实施例二提供的涉水机器人中推进器的立体结构示意图。
图中:11-本体;12-前端盖;13-转轴;14-螺旋桨;15-密封桶;16-连接件;17-密封腔;18-支撑筒;20-弹性调节件;30-柔性密封件;31-第一环形密封件;32-第二环形密封件;33-容纳槽;40-垫片。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,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。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的密封结构的剖视图;图2为本发明实施例一提供的密封结构中密封组件的结构示意图;图3为本发明实施例一提供的密封结构中密封组件的爆炸图;图4为本发明实施例一提供的密封结构中第一密封件的结构示意图。
如图1-4所示,本发明实施例提供的密封结构,包括:壳体、转轴13和密封组件,其中:
壳体包括本体11和前端盖12,本体11与前端盖12之间形成有密封腔17。具体地,本体11上设置有第一过孔,前端盖12设置有开口的一侧扣合于本体11设置有第一过孔的一侧,前端盖12与本体11通过螺栓连接,前端盖12远离本体11的一侧端面上设置第二过孔,第二过孔与第一过孔相对,转轴13的一端位于本体11的内腔中,另一侧从本体11的第一过孔伸出,穿过密封腔17后伸出于前端盖12的第二过孔,从而伸出到壳体的外侧。
密封组件套装于转轴13上,且密封组件的两端分别与本体11和前端盖12朝向对方的侧面接触,其中:
密封组件包括弹性调节件20和柔性密封件30,柔性密封件30的内环面与转轴13接触,外环面与密封腔17的侧壁接触;弹性调节件20在密封腔17内处于压缩状态。
在如图1所示密封结构中,密封腔17的截面为圆形,柔性密封件30为圆环型。
本发明实施例提供的密封结构应用于涉水机器人的推进器中,推进器还包括螺旋桨14,转轴13伸出壳体的一端与螺旋桨14连接。
本发明实施例的密封结构应用于涉水机器人的推进器,通过密封组件实现转轴13与壳体之间的动密封,由于柔性密封件30套装于转轴13上,且其内环面与转轴13接触,外环面与密封腔17的侧壁接触,从而在转轴13与壳体之间起到密封作用。当推进器使用一段时间,柔性密封件30出现磨损后,柔性密封件30位于初始状态时其内环的直径变大,但是,由于密封组件还包括弹性调节件20,弹性调节件20在密封腔17内处于压缩状态,因此,弹性调节件20从柔性密封件30的一侧端面推动柔性密封件30,将柔性密封件30抵在密封腔17的一侧内壁上,从而使得柔性密封件30发生形变,具体地,在弹性调节件20的压力作用下,柔性密封件30的厚度变小,内环面与外环面之间的距离变大,从而使得柔性密封件30磨损后,其内环面和外环面仍分别与转轴13和密封腔17的侧壁接触,从而保持转轴13与壳体之间良好的密封性能,密封效果延续时间更长。
进一步地,如图2、图3和图4所示,柔性密封件30包括第一环形密封件31和第二环形密封件32,第一环形密封件31的端面上设置有容纳槽33,第二环形密封件32位于容纳槽33中。如此设计,第一环形密封件31和第二环形密封件32配合,当第一环形密封件31磨损后,第一环形密封件31和第二环形密封件32均具有一定的形变空间,从而在发生温度变化时,减少包含有第一环形密封件31和第二环形密封件32的柔性密封件30的整体形变量。
为了便于使得柔性密封件30受力均匀,在上述任一技术方案中,进一步地,弹性调节件20与柔性密封件30之间设置有垫片40,垫片40空套于转轴13上。弹性调节件20推动垫片40,通过垫片40推动柔性密封件30,相对于天性调节件,垫片40与柔性密封件30接触面积更大,且为面接触,因此可使得柔性密封件30受力更为均匀。值得说明的是,垫片40可采用金属垫片。
进一步地,容纳槽33为U型槽,容纳槽33的开口沿轴向设置,第二环形密封件32的部分区域露出于容纳槽33外。如图1所示,容纳槽33的开口沿轴向且为朝向垫片40方向,第二环形密封件32露出容纳槽33的一侧与垫片40接触。弹性调节件20通过垫片40将弹力传递给第二环形密封件32,在轴向力的作用下,第二环形密封件32发生形变,从而径向挤压第一环形密封件31的容纳槽33的两壁,因为第一环形密封件31的外径与密封腔17的内径相等,所以第一环形密封件31的外侧不会发生变化,而第一环形密封件31的内侧若已经发生磨损,则第一环形密封件31的内侧有变形空间,所以容纳槽33的内侧壁被第二环形密封件32挤压变形后,第一环形密封件31的内侧被磨损的地方得到补偿,从而保证良好的密封性。
为避免垫片40与转轴13之间产生摩擦,在上述任一技术方案中,进一步地,垫片40的外径等于密封腔17的直径,垫片40的内径大于转轴13的直径。如此设计,在转轴13转动过程中,转轴13与垫片40不发生接触,从而不会产生摩擦。
为避免弹性调节件20与转轴13之间发生摩擦,在上述任一技术方案中,进一步地,密封腔17内设置有支撑筒18,支撑筒18的一端与壳体连接,支撑筒18的内径大于转轴13的直径,弹性调节件20套装于支撑筒18上。如此设计,在转轴13转动的过程中,转轴13与支撑筒18之间不接触,弹性调节件20套装于支撑筒18上,并可沿支撑筒18的轴向伸缩。因此,在弹性调节件20与转轴13之间设置有支撑筒18,支撑筒18在避免了转轴13与弹性调节件20产生摩擦的同时,还未弹性调节件20的伸缩提供了导向作用。
为增加支撑筒18与壳体之间的密封性及连接强度,在上述任一技术方案中,进一步地,支撑筒18与本体11为一体结构,在制造过程中一体成型制成。如图1所示,支撑筒18位于本体11设置有第一过孔的一端的外侧,且位于密封腔17中,支撑筒18与第一过孔同轴。
为进一步提高密封效果,在上述任一技术方案中,进一步地,柔性密封件30的数量为多个,且各柔性密封件30中第一环形密封件31的容纳槽33的开口朝向相同。举例来说,如图1所示,柔性密封件30的数量为两个,形成双层密封效果,保证密封的可靠性,有效地解决了转轴13伸出于壳体处的动密封问题。
在上述任一技术方案中,进一步地,第一环形密封件31为唇形密封圈,第二环形密封件32为O型密封圈。进一步地,第二环形密封件32由聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,简写为PTFE)材料内添加一定成分的金属材料制成,该复合材料具有耐磨、耐温、耐水、耐腐蚀的特点,且具有一定的机械强度和良好的自润滑性能。
在上述任一技术方案中,进一步地,弹性调节件20为压缩弹簧。当然,弹性调节件20还可以为其他合理结构,例如碟形弹簧。
实施例二
图5为本发明实施例二提供的涉水机器人中推进器的立体结构示意图。
如图1和图5所示,本发明实施例二提供的涉水机器人,包括如上述实施例一的密封结构,还包括密封桶15和机身,密封结构的壳体与密封桶15连接,机身通过连接件16与密封桶15连接。具体地,壳体中,本体11远离前端盖12的一端与密封桶15连接,连接件16安装于密封桶15的外侧面。
涉水机器人为可潜入水下也可以在水面上航行的涉水机器人。可选地,涉水机器人例如为水下机器人或无人船,其中,水下机器人也称无人遥控潜水器,是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。无人遥控潜水器主要有:有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种,其中有缆遥控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。
由于本实施例二提供的涉水机器人中应用有如实施例一密封结构,因此相对于现有技术中的涉水机器人,本实施例二提供的涉水机器人的推进器中,转轴13与壳体之间密封效果好。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种密封结构,其特征在于,包括:壳体、转轴和密封组件,
所述壳体包括本体和前端盖,所述本体与所述前端盖之间形成有密封腔,所述转轴穿过所述密封腔并伸出所述壳体,
所述密封组件套装于所述转轴上且位于所述密封腔内,所述密封组件的两端分别与所述本体和所述前端盖朝向对方的侧面接触;
所述密封组件包括弹性调节件和柔性密封件,所述柔性密封件的内环面与所述转轴接触,外环面与所述密封腔的侧壁接触;所述弹性调节件在所述密封腔内处于压缩状态。
2.根据权利要求1所述的密封结构,其特征在于,所述柔性密封件包括第一环形密封件和第二环形密封件,所述第一环形密封件的端面上设置有容纳槽,所述第二环形密封件位于所述容纳槽中。
3.根据权利要求1或2所述的密封结构,其特征在于,所述弹性调节件与所述柔性密封件之间设置有垫片,所述垫片空套于所述转轴上。
4.根据权利要求3所述的密封结构,其特征在于,所述垫片的外径等于所述密封腔的直径,所述垫片的内径大于所述转轴的直径。
5.根据权利要求1或2所述的密封结构,其特征在于,所述密封腔内设置有支撑筒,所述支撑筒的一端与壳体连接,所述支撑筒的内径大于所述转轴的直径,所述弹性调节件套装于所述支撑筒上。
6.根据权利要求5所述的密封结构,其特征在于,所述支撑筒与所述本体为一体结构。
7.根据权利要求2所述的密封结构,其特征在于,所述柔性密封件的数量为多个,且各所述柔性密封件中所述第一环形密封件的容纳槽的开口朝向相同。
8.根据权利要求2所述的密封结构,其特征在于,所述第一环形密封件为唇形密封圈,所述第二环形密封件为O型密封圈。
9.根据权利要求1所述的密封结构,其特征在于,所述弹性调节件为压缩弹簧。
10.一种涉水机器人,其特征在于,包括如权利要求1-9任意一项所述的密封结构,还包括密封桶和机身,所述密封结构的壳体与所述密封桶连接,所述机身通过连接件与所述密封桶连接。
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