CN110285935A - 一种水下机器人气压抽取装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下机器人气压抽取装置及其方法,该装置包含:穿舱气口单元,其一端连接机器人耐压舱,所述穿舱气口单元包含一密封件,用于密封机器人耐压舱;密封组件,其与所述穿舱气口单元的另一端连接;工具,通过装、卸所述穿舱气口单元的密封件用以控制机器人耐压舱的开与关;真空泵,用于抽取机器人耐压舱真空;负压表,用于反馈机器人耐压舱压力;密封组件分别与穿舱气口单元、工具、负压表和真空泵连接,用以保持整个水下机器人气压抽取装置的气密性。其优点是:本发明构造了一种便于操作的气压抽取与监测装置,该装置可简便地完成负压的抽取、保持及测量,并保证了气压抽取装置的结构紧凑性,提高了水下机器人的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及水下机器人领域,具体涉及一种水下机器人气压抽取装置及其方法。
背景技术
随着海洋渔业、探测、科考、监控等需求的快速增长,对水下装备与水下机器人的应用越来越多。水下机器人需要有良好的密封性能以保证机体的浮力与内部电子器件的安全,气密性测试是水下机器人下水前的必要准备工作,通过观察一段时间的耐压舱内负压保持情况判断密封是否合格。不仅如此,水下机器人工作时保持舱内一定的负压有助于机体与密封结构的紧密结合,特别的,对于水下滑翔机类的水下机器人,内部负压有助于浮力系统的节能回油工作。
综上所述,水下机器人负压抽取装置不仅可以在机器人下水前完成测试,而且还应具有负压保持功能,负压伴随机器人的水下工作。因此,装置与舱体连接部分作为机器人附体应该满足水下机器人工作的耐压与密封要求,并且应该结构紧凑,不妨碍机器人的空间布置。
目前机器人密封舱的密封性检测方法通常是:通过真空泵将待测密封舱内部抽成负压,通过压力传感器自动判断抽取负压的停止条件,然而该方法需要置于舱内的压力传感器检测压力的变化,不便于实施应用。
因此,针对水下机器人的抽负压问题,如何完成负压的抽取、保持、测量并保证附体装置的结构紧凑性成为要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水下机器人气压抽取装置,将穿舱气口单元、专用工具、真空泵与负压表等相结合,构造了一种可靠的、便于操作的气压抽取与监测装置,该装置为水下机器人的气密性测试与耐压舱负压要求提供了便利的实施手段,提高水下机器人的可靠性。
为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案实现:一种水下机器人气压抽取装置,该装置包含:
穿舱气口单元,其一端连接机器人耐压舱,所述穿舱气口单元包含一密封件,用于密封机器人耐压舱;
密封组件,其与所述穿舱气口单元的另一端连接;
工具,通过装、卸所述穿舱气口单元的密封件用以控制机器人耐压舱的开与关;
真空泵,所述真空泵通过一开关装置与所述密封组件连接,所述真空泵用于抽取机器人耐压舱真空,所述开关装置用于控制所述真空泵与密封组件之间气路的开关;
负压表,用于反馈机器人耐压舱压力;
密封组件分别与穿舱气口单元、工具、负压表和开关装置连接,用以保持整个水下机器人气压抽取装置的气密性。
优选地,所述密封组件包含:气口连接硬管和连接座组件;
气口连接硬管一端与所述穿舱气口单元连接,另一端连接所述连接座组件;
所述连接座组件分别连接所述真空泵、所述负压表和所述气口连接硬管,以及密封连接所述工具。
优选地,所述连接座组件包含:四通结构件、X型动密封圈和压盘;
四通结构件一端与所述气口连接硬管连接,另一端通过所述X型动密封圈与所述工具密封连接,剩余两端分别连接所述真空泵和所述负压表;
四通结构件与压盘连接,且压盘位于所述X型动密封圈上方,用于压紧所述X型动密封圈。
优选地,所述穿舱气口单元包含:底座、密封件和封盖;
底座,其内部贯通,一端与机器人耐压舱连接,另一端在机器人耐压舱抽气时与所述密封组件连接;
密封件,置于所述底座的一径向密封槽内;
封盖,水下机器人气压抽取装置完成抽气,拆卸所述密封组件后,所述封盖与所述底座密封连接,用于增强密封性能。
优选地,所述底座上部设有若干个螺纹孔,所述封盖上开设有若干个对应的通孔,采用螺丝穿过所述封盖上的通孔与所述底座上的螺纹孔相结合,将所述底座与所述封盖固定连接。
优选地,所述开关装置为一微型阀,用于控制所述真空泵与密封组件之间气路的开关。
优选地,所述负压表和所述真空泵分别通过气动软管与所述密封组件和所述开关装置相连。
优选地,所述工具为外六角扳手,所述密封件为密封螺塞,所述密封螺塞的螺帽与所述外六角扳手相适配。
优选地,一种使用水下机器人气压抽取装置的方法,包含以下步骤:
S1、打开微型阀,开启真空泵开始抽真空产生负压;
S2、所述真空泵产生的负压经气压软管传输,并观察负压表的示数;
S3、当负压表的压力示数达到预定值时,关闭微型阀,关闭真空泵停止抽真空;
S4、采用工具旋紧密封螺塞,密封机器人耐压舱;
S5、达到设定时间后,采用工具旋松密封螺塞,负压表读取压力示数以判断机器人耐压舱的密封性;
S6、将密封组件从底座上取下,将封盖与底座连接,机器人便可以下水作业。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
(1)本发明的水下机器人气压抽取装置,通过将穿舱气口单元、专用工具、真空泵与负压表等相结合,构造了一种可靠的、便于操作的气压抽取与监测装置,该装置可简便地完成负压的抽取、保持及测量,并保证了气压抽取装置的结构紧凑性,提高了水下机器人的可靠性;
(2)本发明的水下机器人气压抽取装置,采用动力密封的形式密封外六角扳手,保证了操作过程中的密封性;
(3)本发明的水下机器人气压抽取装置,采用透明的有机玻璃作为气口连接硬管的材料,使对密封螺塞的操作具有可观性,并易于操作实施;
(4)本发明的水下机器人气压抽取装置,采用的穿舱气口单元包含有封盖,降低了穿舱气口单元对机器人机体的影响,提高机器人工作过程中的可靠程度。
附图说明
图1为本发明的水下机器人气压抽取装置总体图;
图2为本发明气压抽取装置的主要部分剖视图;
图3为本发明气压抽取装置的连接座组件结构图;
图4为本发明气压抽取装置的四通结构件端口示意;
图5为本发明气压抽取装置的穿舱气口单元结构图。
图中,1为底座、2为气口连接硬管、3为四通结构件、4为压盘、5为外六角扳手、6为负压表、7为气动软管、8为微型阀、9为真空泵、10为密封件、11为X型动密封圈、12为封盖。
具体实施方式
以下结合附图,通过详细说明一个较佳的具体实施例,对本发明做进一步阐述。
如图1及图2结合所示,为本发明的一种水下机器人气压抽取装置,该装置包含:穿舱气口单元,其一端连接机器人耐压舱(图中未示意出),所述穿舱气口单元包含一密封件10,所述密封件10用于密封机器人耐压舱;密封组件,其与所述穿舱气口单元的另一端连接;工具,与所述密封组件密封连接,所述工具通过装、卸所述穿舱气口单元的密封件10来控制机器人耐压舱的开与关;真空泵9,所述真空泵9通过一开关装置与所述密封组件的四通结构件3连接,所述真空泵9用于抽取机器人耐压舱真空,所述开关装置用于控制所述真空泵9与密封组件之间气路的开关;负压表6,用于反馈机器人耐压舱压力,密封组件分别与穿舱气口单元、工具、负压表6和真空泵9连接,用以保持整个水下机器人气压抽取装置的气密性。
在本实施例中,所述开关装置为一微型阀8,所述微型阀8用于控制所述真空泵9与密封组件之间气路的开关,即控制负压气流的通断。
在本实施例中,所述工具为一外六角扳手5,但本发明的工具不仅限于此,只要可实现控制穿舱气口单元的开与关的部件都可以作为本发明的工具。
所述密封组件包含气口连接硬管2和连接座组件。其中,气口连接硬管2呈圆柱状,内部中空,外六角扳手5穿过所述气口连接硬管2的中空部分并与所述穿舱气口单元的密封件10接触,所述气口连接硬管2由透明的有机玻璃制成,便于观测管内状态。所述气口连接硬管2一端开有倒角,所述倒角便于所述气口连接硬管2与所述穿舱气口单元连接,所述气口连接硬管2另一端开有密封螺纹,与所述连接座组件连接。
所述连接座组件,分别连接所述开关装置、负压表6、气口连接硬管2,另外,所述连接座组件还密封连接所述外六角扳手5。
如图3所示,为本发明的连接座组件。所述连接座组件包含:四通结构件3、X型动密封圈11和压盘4。
如图4所示,为本实施例的四通结构件3的结构示意图。所述四通结构件3内部中空,供所述外六角扳手5穿过中空部分与所述密封件10接触。
其中,端1与端4直通,端1外表面开设有密封螺纹,与所述气口连接硬管2密封螺纹连接,端4内部开设有螺纹,与所述压盘4螺纹连接,所述外六角扳手5依次穿过端4、端2与气口连接硬管2,进而接触所述密封件10。四通结构件3的端2与端3直通,其外表面呈圆柱形,端2通过一气动软管7连接所述开关装置进而与所述真空泵9连通,端3通过一气动软管7连接所述负压表6。
所述压盘4位于所述X型动密封圈11上方,所述压盘4外部开设有螺纹,与所述四通结构件3的端4螺纹连接,通过所述压盘4螺纹的旋紧,压紧所述X型动密封圈11。
另外,所述四通结构件3的端4采用了动力密封的方式将所述外六角扳手5与所述四通结构件3密封连接。具体地为,通过所述X型动密封圈11与所述外六角扳手5密封配合连接,所述外六角扳手5主体外表面呈圆柱形,与X型动密封圈11的内圆柱面接触,所述外六角扳手5的直径与所述X型密封圈相匹配。所述外六角扳手5穿过所述X型动密封圈11,所述X型动密封圈11的轴向上端面与所述压盘4下端面接触,所述X型动密封圈11轴向下端面与所述四通结构件3的端4内部的一平面接触,所述平面为所述四通结构件3的端4内部的一突出平面,用于支撑所述X型动密封圈11,其中,所述平面可为T形平面。
由于外六角扳手5轴向移动与绕轴转动时速度较慢,因此X型密封圈11具有良好的动、静密封效果。实际应用时,X型密封圈11处会涂抹硅脂以增加润滑与密封性能。
如图5所示,为本实施例的穿舱气口单元。所述穿舱气口单元连接机器人耐压舱的舱内与舱外,连接舱内与气口连接硬管2。
所述穿舱气口单元包含:底座1、密封件10和封盖12。
在本实施例中,所述密封件10为一密封螺塞。所述密封螺塞的螺帽与所述外六角扳手5相适配为内六角形式。在工作时,通过外六角扳手5旋松穿舱气口单元的密封螺塞,即可打开穿舱气口单元;通过外六角扳手5紧固密封螺塞10,即可关闭穿舱气口单元(外六角扳手5通过控制密封螺塞来控制舱内舱外的空气流通)。
所述底座1内部贯通,外部两端呈圆柱形,中间部位向外突出呈外六角形状,所述底座1一端的外部开设有螺纹,所述螺纹用于将底座1紧固于水下机器人耐压舱的密封壳体上;所述底座1另一端开有径向密封槽,用于放置密封螺塞,所述密封螺塞与所述底座1通过平垫密封的形式密封。
所述径向密封槽的外部开设有螺纹,当机器人耐压舱抽气时,所述径向密封槽与所述气口连接硬管2螺纹连接,当机器人抽气结束下水工作时,撤去气口连接硬管2,将所述封盖12与所述底座1的径向密封槽螺纹连接,用于增强密封性能,维持机器人耐压舱的气密性,达到密封效果。需要注意的是,在机器人耐压舱抽气过程中,封盖12是拆除状态,在抽气结束后,封盖12才与所述底座1密封连接,以增强密封性能。
在本实施例中,所述底座1的突出外六角形状部分与径向密封槽之间的表面上开设有若干个周向均匀分布的螺纹孔,所述封盖12上开设有若干个对应的通孔,采用螺丝穿过所述封盖12上的通孔与所述底座1上的螺纹孔相结合,以此将所述底座1与所述封盖12固定连接。
需要注意的是,在本实施例中,优选了外六角扳手5为本发明的工具,外六角扳手5既便于密封螺塞的锁紧操作,也便于标准扳手的应用。但本发明的工具不仅仅限于外六角扳手5,还可以是其他类的工具,只要可实现此部件功能的工具都可以为本发明的工具。
在抽气时,气口连接硬管2与穿舱气口单元密封连接,因此,负压表6与机器人耐压舱连通,可在抽取负压过程中实时测量负压。打开微型阀8,开启真空泵9开始抽真空,真空泵9产生负压,经过气压软管7将气流传输到机器人耐压舱,负压表6反馈机器人耐压舱内的压力;当负压表6的压力示数达到预定值时,关闭微型阀8,关闭真空泵9停止抽真空,通过外六角扳手5旋紧密封螺塞。
当执行下水前气密性检查时,保持上述状态一定时间,通过外六角扳手5旋开密封螺塞,观察负压表6读数变化情况,读取负压表6压力示数以观测机器人耐压舱的密封性,若读取的负压表6压力示数与最初预定值相差较大,则代表耐压舱密封性不好,需再次进行调试,直至测试时负压表6的压力示数与最初预定值相差较小时,表明耐压舱密封性较好,机器人可下水作业;当机器人下水时,内部腔体抽取到一定负压,通过外六角扳手5旋紧密封螺塞后,即可保持耐压舱内负压,之后将密封组件的气口连接硬管2从底座1上旋下,固定好封盖12,抽气动作完成,机器人便可下水作业。
综上所述,本发明的水下机器人气压抽取装置,将穿舱气口单元、工具、真空泵9与负压表6等相结合,构造了一种可靠的、便于操作的气压抽取与监测装置,该装置可简便地完成负压的抽取、保持及测量,并保证了气压抽取装置的结构紧凑性,提高了水下机器人的可靠性。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种水下机器人气压抽取装置,其特征在于,该装置包含:
穿舱气口单元,其一端连接机器人耐压舱,所述穿舱气口单元包含一密封件(10),用于密封机器人耐压舱;
密封组件,其与所述穿舱气口单元的另一端连接;
工具,通过装、卸所述穿舱气口单元的密封件(10)用以控制机器人耐压舱的开与关;
真空泵(9),所述真空泵(9)通过一开关装置与所述密封组件连接,所述真空泵(9)用于抽取机器人耐压舱真空,所述开关装置用于控制所述真空泵(9)与密封组件之间气路的开关;
负压表(6),用于反馈机器人耐压舱压力;
密封组件分别与穿舱气口单元、工具、负压表(6)和开关装置连接,用以保持整个水下机器人气压抽取装置的气密性。
2.如权利要求1所述的水下机器人气压抽取装置,其特征在于,所述密封组件包含:气口连接硬管(2)和连接座组件;
气口连接硬管(2)一端与所述穿舱气口单元连接,另一端连接所述连接座组件;
所述连接座组件分别连接所述真空泵(9)、所述负压表(6)和所述气口连接硬管(2),以及密封连接所述工具。
3.如权利要求2所述的水下机器人气压抽取装置,其特征在于,所述连接座组件包含:四通结构件(3)、X型动密封圈(11)和压盘(4);
四通结构件(3)一端与所述气口连接硬管(2)连接,另一端通过所述X型动密封圈(11)与所述工具密封连接,剩余两端分别连接所述真空泵(9)和所述负压表(6);
四通结构件(3)与压盘(4)连接,且压盘(4)位于所述X型动密封圈(11)上方,用于压紧所述X型动密封圈(11)。
4.如权利要求1或2所述的水下机器人气压抽取装置,其特征在于,所述穿舱气口单元包含:底座(1)、密封件(10)和封盖(12);
底座(1),其内部贯通,一端与机器人耐压舱连接,另一端在机器人耐压舱抽气时与所述密封组件连接;
密封件(10),置于所述底座(1)的一径向密封槽内;
封盖(12),水下机器人气压抽取装置完成抽气,拆卸所述密封组件后,所述封盖(12)与所述底座(1)密封连接,用于增强密封性能。
5.如权利要求4所述的水下机器人气压抽取装置,其特征在于,
所述底座(1)上部设有若干个螺纹孔,所述封盖(12)上开设有若干个对应的通孔,采用螺丝穿过所述封盖(12)上的通孔与所述底座(1)上的螺纹孔相结合,将所述底座(1)与所述封盖(12)固定连接。
6.如权利要求1所述的水下机器人气压抽取装置,其特征在于,
所述开关装置为一微型阀(8),用于控制所述真空泵(9)与密封组件之间气路的开关。
7.如权利要求1或6所述的水下机器人气压抽取装置,其特征在于,
所述负压表(6)和所述真空泵(9)分别通过气动软管与所述密封组件和所述开关装置相连。
8.如权利要求1或2或3所述的水下机器人气压抽取装置,其特征在于,
所述工具为外六角扳手(5),所述密封件(10)为密封螺塞,所述密封螺塞的螺帽与所述外六角扳手(5)相适配。
9.一种使用如权利要求1~8所述的水下机器人气压抽取装置的方法,其特征在于,包含以下步骤:
S1、打开微型阀(8),开启真空泵(9)开始抽真空产生负压;
S2、所述真空泵(9)产生的负压经气压软管(7)传输,并观察负压表(6)的示数;
S3、当负压表(6)的压力示数达到预定值时,关闭微型阀(8),关闭真空泵(9)停止抽真空;
S4、采用工具旋紧密封螺塞,密封机器人耐压舱;
S5、达到设定时间后,采用工具旋松密封螺塞,负压表(6)读取压力示数以判断机器人耐压舱的密封性;
S6、将密封组件从底座(1)上取下,将封盖(12)与底座(1)连接,机器人便可以下水作业。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190927 |