CN108317337A - 一种水下机器人驱动滚筒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下机器人驱动滚筒，包括内筒和转动套设置在内筒外部的外筒，内筒中固定设置有电机；沿电机输出轴方向延伸依次同轴设置有第一法兰、电机盖、第一连接件和第二连接件，电机盖包括圆盘体和设置在圆盘体中央，且与圆盘体一体成型的第一柱状体，第一柱状体的中心沿轴向开设有第一通孔，第二柱状体旋转自如地插入第一通孔中；第一连接件沿轴向开设有第二通孔和第三通孔，电机输出轴插入第二通孔中，电机输出轴通过键与第一连接件固连。通过将电机输出轴通过键与第一连接件直接连接，第一连接件的外周面与外筒固连，电机与内筒固连，则电机驱动第一连接件转动，带动外筒转动，动力传递效率高，能量损耗小，保证外筒能够正常转动。

Description

一种水下机器人驱动滚筒
技术领域
本发明涉及一种水下机器人驱动滚筒。
背景技术
市政管道环境非常恶劣，长期使用后容易发生腐蚀、疲劳破坏或者使管道内部潜在缺陷发展成破损而引起泄漏事故等，特别是水类管道，还容易堵塞等事故。因此管道的管内探测、清淤是一项十分重要的实用工程，目前管内探测、清污大多还采用人工进行操作，受管道尺寸、环境恶劣等因素限制，导致工作强度大、工作效率低，基于该问题，目前出现了管道机器人。
管道机器人的关键技术之一在于必须具有良好的防水性能，现有的专利公开了一种驱动滚筒，申请号201710896483.1，采用永磁电机和永磁联轴器进行动力传递，永磁联轴器通过永磁体的磁力将电机与第一转动件联接起来的一种新型联轴器，它无需直接的机械联接，密封效果良好，但是动力传递效率太低，导致滚筒不能正常转动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水下机器人驱动滚筒，解决现有技术中驱动滚筒采用永磁电机和永磁联轴器进行动力传递，动力传递效率太低，导致滚筒不能正常转动的技术问题。
本发明为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种水下机器人驱动滚筒，包括内筒和转动套设置在内筒外部的外筒，内筒中固定设置有电机；
所述电机的输出轴伸出内筒，且位于外筒中，沿电机输出轴方向延伸依次同轴设置有第一法兰、电机盖、第一连接件和第二连接件，第一法兰、电机盖、第一连接件和第二连接件均为旋转体，第一法兰通过螺钉与内筒的第一端面连接，第一法兰的内壁与电机输出轴之间存在间隙，第一法兰的外周面与外筒内壁之间存在间隙；所述电机盖包括圆盘体和设置在圆盘体中央，且与圆盘体一体成型的第一柱状体，第一柱状体朝向远离电机的方向，第一柱状体的中心沿轴向开设有第一通孔，圆盘体与第一法兰通过螺钉固连，圆盘体的外周面与外筒的内壁之间存在间隙；
所述第一连接件通过第一推力轴承安装在电机盖上，第一连接件的外周面与外筒的内壁固连，且第一连接件的外周面与外筒的内壁之间设置有密封圈；第一连接件靠近电机一侧的端面中央沿轴线向外凸起延伸形成第二柱状体，第二柱状体旋转自如地插入第一通孔中，且第二柱状体与第一通孔之间设置有第一密封环；第一连接件沿轴向开设有第二通孔和第三通孔，电机输出轴插入第二通孔中，电机输出轴通过键与第一连接件固连；第二连接件位于第三通孔中，且与第一连接件转动连接；第三通孔中设置有密封垫将第二连接件与电机输出轴密封间隔开。第二通孔和第三通孔连通为了安装键。
所述内筒远离电机输出轴的一端连接有第一端盖，第一端盖与内筒的端面密封固连，第一端盖的外端面中心部向外凸起并延伸形成空心轴，电机的电线从空心轴中穿出，电线与空心轴通过密封胶密封连接，空心轴上转动套设有第三连接件，第三连接件为旋转体，第三连接件的外周面与外筒的内壁密封固连。
基于申请号：201710896483.1，名称：一种驱动滚筒的专利申请，申请人进行了改进，通过将电机输出轴通过键与第一连接件直接连接，第一连接件的外周面与外筒固连，电机与内筒固连，则电机驱动第一连接件转动，带动外筒转动，动力传递效率高，能量损耗小，保证外筒能够正常转动。
同时，通过设置第一密封环、密封垫，以及在第一连接件的外周面设置密封件，设置多道防水组件，提高了良好的防水密封性能，保证电机能正常工作。
通过设置第一推力轴承，提高轴向载荷承载能力，增加整体结构稳定性，提高使用寿命。
所述第二连接件与空心轴的外侧端部用于连接支架。
进一步改进，所述第二连接件的外壁沿周向设置有第一间隔部，第一连接件通过第一球轴承和第二推力轴承与第二连接件转动连接，第一球轴承、第二推力轴承被第一间隔部隔开，其中第二推力轴承靠近密封垫；所述第一连接件的外端面密封固连设置有第二端盖，限位第一球轴承，第二端盖中央开设有通孔，第二连接件伸出通孔。
所述第二连接件用于连接外部支架，通过设置第一球轴承和第二推力轴承，既提高了轴向载荷承载能力，又保证第二连接件与第一连接件能够稳定的发生相对转动。通过设置第一间隔部为第一球轴承和第二推力轴承提供安装面，保证其安装结构稳定，运行平稳。通过设置第二端盖，对第一球轴承起到定位作用，防止在工作中脱落。
进一步改进，所述空心轴上沿空心轴轴向向外依次套设有第三推力轴承、第二密封环、第二球轴承和第三端盖；
所述第三连接件为筒状，其腔体包括大径部和小径部，小径部的内壁沿径向凸起，形成第二间隔部，第三推力轴承和第二密封环内嵌于第三连接件小径部，且位于第二间隔部的两侧，其中第三推力轴承的一端与第二端盖相抵靠，另一端与第二间隔部的一端面抵靠；所述第二球轴承内嵌于第三连接件大径部；第三端盖与第三连接件的端面密封固连，第三端盖中央设置有通孔，空心轴伸出第三端盖。
管道机器人在工作时，内筒与外筒发生相对转动，所以电机的电源线、控制信号线只能从与内筒保持相对静止的部件中穿出，同时考虑到密封防水，因此选择将电机的电线从空心轴中穿出，而对该结构进行密封，优选采用向空心轴的腔体中填充密封胶，为了保证密封效果，则空心轴的长度较长。设置第三推力轴承、第二球轴承，且通过第二间隔部隔开，有效的防止第三连接件沿轴向窜动，第三端盖通过螺钉与第三连接件的端面密封连接，球轴承载径向和轴向的压力，保证第三连接件与空心轴能发生相对转动，且不易沿轴向窜动；同时，通过设置第二密封环，密封好、具有良好的防水性能。
进一步改进，所述第一连接件、第三连接件的外周面上均开设有至少一个环形槽，环形槽中嵌有密封圈，防止漏水，提高密封性能。
进一步改进，所述第一间隔部和第二间隔部为环状，便于加工，且与推力轴承的接触面大、隔离效果好。
进一步改进，所述密封垫为2mm厚的铝片，铝片通过胶粘与第一连接件连接，方便安装，且不会松动脱落，密封效果好。
进一步改进，所述第一端盖与内筒的端面通过螺钉连接，第一连接件的外端面与第二端盖通过螺钉连接，第三端盖与第三连接件的端面通过螺钉连接，方便拆卸更换，且紧固效果好。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
过将电机输出轴通过键与第一连接件直接连接，第一连接件的外周面与外筒固连，电机与内筒固连，则电机驱动第一连接件转动，带动外筒转动，动力传递效率高，能量损耗小，保证外筒能够正常转动。
附图说明
图1为本发明所述驱动滚筒的结构图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为电机盖的结构图。
图4为图3的剖视图。
图5为第一连接件的结构图。
图6为图5的B-B剖视图。
图7为第二连接件的结构图。
图8为第一端盖、空心轴第的结构图。
图9为第三连接件的结构图。
图10为第三端盖的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-10所示，一种水下机器人驱动滚筒，包括内筒2和转动套设置在内筒外部的外筒1，内筒2中固定设置有电机1；
所述电机1的输出轴伸出内筒2，且位于外筒1中，沿电机输出轴方向延伸依次同轴设置有第一法兰4、电机盖5、第一连接件8和第二连接件12，第一法兰4、电机盖5、第一连接件8和第二连接件12均为旋转体，第一法兰4通过螺钉与内筒2的第一端面连接，第一法兰4中央孔的内壁与电机输出轴之间存在间隙，第一法兰4的外周面与外筒1内壁之间存在间隙；所述电机盖5包括圆盘体51和设置在圆盘体中央，且与圆盘体一体成型的第一柱状体52，第一柱状体52朝向远离电机3的方向，第一柱状体52的中心沿轴向开设有第一通孔53，圆盘体51与第一法兰4通过螺钉固连，圆盘体51的外周面与外筒1的内壁之间存在间隙。
所述第一连接件8通过第一推力轴承6安装在电机盖5上，第一连接件8的外周面与外筒1的内壁固连，且第一连接件8的外周面与外筒的内壁之间设置有密封圈；第一连接件8靠近电机3一侧的端面中央沿轴线向外凸起延伸形成第二柱状体81，第二柱状体81旋转自如地插入第一通孔53中，且第二柱状体81与第一通孔53之间设置有第一密封环7；第一连接件8沿轴向开设有第二通孔82和第三通孔83，第二通孔82和第三通孔83连通，电机输出轴插入第二通孔82中，电机输出轴通过键与第二柱状体81固连；第二连接件12位于第三通孔83中，且与第一连接件8转动连接；第三通孔83中设置有密封垫9将第二连接件12与电机输出轴密封间隔开。在本实施例中，密封垫9为2mm厚的铝片，铝片通过胶粘与第一连接件8连接。
所述内筒2远离电机输出轴的一端连接有第一端盖14，第一端盖14与内筒2的另一端面密封固连，第一端盖14的外端面中心部向外凸起并延伸形成空心轴15，电机1的电线从空心轴中穿出，电线与空心轴通过密封胶密封连接，空心轴15上转动套设有第三连接件16，第三连接件16为旋转体，第三连接件16的外周面与外筒1的内壁密封固连。
在其他实施例中，可以采用其他部件替换空心轴，只要保证电机的电源线、控制信号线只能从与内筒保持相对静止的部件中穿出，且密封性好即可。
本申请中，电机输出轴通过键与第一连接件8直接连接，第一连接件8的外周面与外筒1固连，电机3与内筒2固连，则电机3驱动第一连接件8转动，带动外筒1转动，动力传递效率高，能量损耗小，保证外筒1能够正常转动。
同时，通过设置第一密封环、密封垫，以及在第一连接件的外周面设置密封件，设置多道防水组件，提高了良好的防水密封性能，保证电机能正常工作。
通过设置第一推力轴承，提高轴向载荷承载能力，增加整体结构稳定性，提高使用寿命。
所述第二连接件12与空心轴15的外侧端部用于连接外部支架。
在本实施例中，所述第二连接件12的外壁沿周向设置有第一间隔部121，第一连接件8通过第一球轴承11和第二推力轴承10与第二连接件12转动连接，第一球轴承11、第二推力轴承10被第一间隔部121隔开，其中第二推力轴承10靠近密封垫9；所述第一连接件8的外端面密封固连设置有第二端盖13，限位第一球轴承11，第二端盖12中央开设有通孔，第二连接件12伸出通孔。
所述第二连接件12用于连接外部支架，通过设置第一球轴承和第二推力轴承，既提高了轴向载荷承载能力，又保证第二连接件与第一连接件能够稳定的发生相对转动。通过设置第一间隔部为第一球轴承和第二推力轴承提供安装面，保证其安装结构稳定，运行平稳。通过设置第二端盖，对第一球轴承起到定位作用，防止在工作中脱落。
在本实施例中，所述空心轴15上沿空心轴轴向向外依次套设有第三推力轴承17、第二密封环18、第二球轴承19和第三端盖20。
所述第三连接件16为筒状，其腔体包括大径部和小径部，小径部的内壁沿径向凸起，形成第二间隔部161，第三推力轴承17和第二密封环18内嵌于第三连接件16小径部，且位于第二间隔部161的两侧，其中第三推力轴承17的一端与第二端盖14相抵靠，另一端与第二间隔部161的一端面抵靠；所述第二球轴承19内嵌于第三连接件大径部；第三端盖20与第三连接件16的端面密封固连，第三端盖20中央设置有通孔，空心轴15伸出第三端盖20。
管道机器人在工作时，内筒与外筒发生相对转动，所以电机的电源线、控制信号线只能从与内筒保持相对静止的部件中穿出，同时考虑到密封防水，因此选择将电机的电线从空心轴中穿出，而对该结构进行密封，优选采用向空心轴的腔体中填充密封胶，为了保证密封效果，则空心轴的长度较长。设置第三推力轴承、第二球轴承，且通过第二间隔部隔开，有效的防止第三连接件沿轴向窜动，第三端盖通过螺钉与第三连接件的端面密封连接，球轴承载径向和轴向的压力，保证第三连接件与空心轴能发生相对转动，且不易沿轴向窜动；同时，通过设置第二密封环，密封好、具有良好的防水性能。
在本实施例中，所述第一连接件8、第三连接件16的外周面上均开设有两个环形槽，环形槽中嵌有密封圈，防止漏水，提高密封性能。
在其他实施例中，环形槽的数量可以为一、三、四或五个。
在本实施例中，所述第一间隔部121和第二间隔部161为环状，便于加工，且与推力轴承的接触面大、隔离效果好。
在其他实施例中，间隔部可以为多个不连续的块状凸起。
在本实施例中，述第一端盖14与内筒2的端面通过螺钉连接，第二连接件12的外端面与第二端盖13通过螺钉连接，第三端盖30与第三连接件16的端面通过螺钉连接，方便拆卸更换，且紧固效果好。
本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.一种水下机器人驱动滚筒，其特征在于，包括内筒和转动套设置在内筒外部的外筒，内筒中固定设置有电机；
所述电机的输出轴伸出内筒，且位于外筒中，沿电机输出轴方向延伸依次同轴设置有第一法兰、电机盖、第一连接件和第二连接件，第一法兰、电机盖、第一连接件和第二连接件均为旋转体，第一法兰通过螺钉与内筒的第一端面连接，第一法兰的内壁与电机输出轴之间存在间隙，第一法兰的外周面与外筒内壁之间存在间隙；所述电机盖包括圆盘体和设置在圆盘体中央，且与圆盘体一体成型的第一柱状体，第一柱状体朝向远离电机的方向，第一柱状体的中心沿轴向开设有第一通孔，圆盘体与第一法兰通过螺钉固连，圆盘体的外周面与外筒的内壁之间存在间隙；
所述第一连接件通过第一推力轴承安装在电机盖上，第一连接件的外周面与外筒的内壁固连，且第一连接件的外周面与外筒的内壁之间设置有密封圈；第一连接件靠近电机一侧的端面中央沿轴线向外凸起延伸形成第二柱状体，第二柱状体旋转自如地插入第一通孔中，且第二柱状体与第一通孔之间设置有第一密封环；第一连接件沿轴向开设有第二通孔和第三通孔，第二通孔和第三通孔连通，电机输出轴插入第二通孔中，电机输出轴通过键与第一连接件固连；第二连接件位于第三通孔中，且与第一连接件转动连接；第三通孔中设置有密封垫将第二连接件与电机输出轴密封间隔开；
所述内筒远离电机输出轴的一端连接有第一端盖，第一端盖与内筒的端面密封固连，第一端盖的外端面中心部向外凸起并延伸形成空心轴，电机的电线从空心轴中穿出，电线与空心轴通过密封胶密封连接，空心轴上转动套设有第三连接件，第三连接件为旋转体，第三连接件的外周面与外筒的内壁密封固连。
2.根据权利要求1所述的水下机器人驱动滚筒，其特征在于，所述第二连接件的外壁沿周向设置有第一间隔部，第一连接件通过第一球轴承和第二推力轴承与第二连接件转动连接，第一球轴承、第二推力轴承被第一间隔部隔开，其中第二推力轴承靠近密封垫；所述第一连接件的外端面密封固连设置有第二端盖，限位第一球轴承，第二端盖中央开设有通孔，第二连接件伸出通孔。
3.根据权利要求1或2所述的水下机器人驱动滚筒，其特征在于，所述空心轴上沿空心轴轴向向外依次套设有第三推力轴承、第二密封环、第二球轴承和第三端盖；
所述第三连接件为筒状，其腔体包括大径部和小径部，小径部的内壁沿径向凸起，形成第二间隔部，第三推力轴承和第二密封环内嵌于第三连接件小径部，且位于第二间隔部的两侧，其中第三推力轴承的一端与第二端盖相抵靠，另一端与第二间隔部的一端面抵靠；所述第二球轴承内嵌于第三连接件大径部；第三端盖与第三连接件的端面密封固连，第三端盖中央设置有通孔，空心轴伸出第三端盖。
4.根据权利要求3所述的水下机器人驱动滚筒，其特征在于，所述第一连接件、第三连接件的外周面上均开设有至少一个环形槽，环形槽中嵌有密封圈。
5.根据权利要求4所述的水下机器人驱动滚筒，其特征在于，所述第一间隔部和第二间隔部为环状。
6.根据权利要求5所述的水下机器人驱动滚筒，其特征在于，所述密封垫为2mm厚的铝片，铝片通过胶粘与第一连接件连接。
7.根据权利要求5所述的水下机器人驱动滚筒，其特征在于，所述第一端盖与内筒的端面通过螺钉连接，第一连接件的外端面与第二端盖通过螺钉连接，第三端盖与第三连接件的端面通过螺钉连接。
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