CN110450928A - 一种电机内置式水下吸盘 - Google Patents
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Abstract
一种电机内置式水下吸盘，涉及一种水下机器人辅助装置，内置电机固定于设置在叶片套孔内；然后整体装设于吸盘中；所述一种电机内置式水下吸盘包括叶轮挡板、叶轮、电机定子、电机定子线包、电机轴、固定套；叶片、内置电机、电机外转子、外壳；内置电机固定于设置在叶片套孔内；然后整体装设于吸盘中；内置电机固定于设置在叶片套孔内；然后整体装设于吸盘中；电机定子同时做为固定机座。本发明电机定子同时做为固定机座，电机座高出吸盘轮廓，电机定子线圈采用注塑或注胶工艺以达成整体防水；电机转子采用注塑或注胶工艺以达成整体防水；整体结构比较薄，结构简单、省空间、便于安装。
Description
技术领域
本发明涉及一种水下机器人辅助装置，特别是一种电机内置式水下吸盘。
背景技术
水下机器人作为海洋（水下）工程领域的重要装备，在水下作业、消防等方面的应用越来越普遍，因而，国内外许多学者对其进行了持续不断的探索与研究。水下吸盘作为一种特殊用途的机器人部件工作辅助机器(工具或器具)，在特殊工作环境下的自动化机械装置,能代替人们执行对生命安全构成威胁的任务,因而越来越受到人们的重视。
通常的吸盘为永磁吸盘或电磁式吸盘，只能用于吸附在铁磁性材料表面或距离铁磁性材料距离较近的区域，对于在水中或其它液体介质中非铁磁性材料的表面吸附如混凝土、玻璃、陶瓷、岩石等材料表面，永磁吸盘或电磁吸盘不再适用，因此，非磁性（永磁或电磁）吸盘就显得非常重要，这种变磁力脚吸盘为动力吸盘的辅助装置，能保证机器人在各种材料的壁面上安全有效的吸附。
另外，对于某些水面或水下舰艇，通常表面为铁磁性材料构成，但对于表面及整体的剩磁有较为严格的要求，因此，对其水中结构的检查及表面清理等工作也不可以采用可能产生剩磁的永磁吸盘或电磁吸盘做为吸附工具。
通常的水工结构及其它水下环境需要对其结构表面进行吸附，做探查检测工作，对于水下的钢结构件，可以采用磁吸附的方式进行，但对于非铁磁材料的表面，如混凝土、玻璃、岩石，陶瓷等，磁吸附的方式无法保证其吸附及其后的工作。
中国专利：201710083719.X ，公开了一种离心叶轮式水下吸盘。吸盘外壳底端开有中空腔，中空腔内安装离心叶轮；吸盘外壳顶部安装有电机支座和轴承座，轴承座位于电机支座内，电机支座上安装有防水直流电机，防水直流电机的输出轴穿过电机支座顶部后与连接轴上端同轴连接，连接轴下端穿过吸盘外壳中心孔后与离心叶轮同轴连接，并在连接轴下端套接有用于将离心叶轮轴向限位固定的轴端挡圈；防水直流电机运行带动连接轴进而驱动离心叶轮旋转，水流在离心叶轮高速旋转下离心流出中空腔，使得中空腔形成真空负压。能够实现非接触吸附，且可以吸附粗糙壁面。
分析上述结构可见，其结构比较复杂，电机体积较大，并导致整个吸盘体积及所占用的空间较大，也较为笨重，是对于用于水下作业工具来说，通常希望其能小巧紧凑。
还有，中国专利公开了一种水下吸附式机械手载体，201520154388.0，该载体包括用于装载机械手的基座和设置在基座上用于沿工件表面吸附行走的吸附行走机构，吸附行走机构包括行走轮和行走用吸附组件，行走用吸附组件包括吸盘、吸液发生装置和吸液回路，行走轮上沿行走周向设置多个所述吸盘，吸液回路的吸液端以始至终作用于行走轮上正对工作表面的吸盘的方式设置；通过吸液回路对沿行走轮行走周向布置的多个吸盘进行依次吸液，与行走轮的旋转共同达到固定于水下工作目标上的目的。
分析上述结构可见，该水下吸附式机械手载体，其用于装载机械手和吸附行走的吸附行走机构，属于专用的一种机械操作结构，其结构为专业用的设计形式。
中国专利还公开了一种水下作业用机械手载体，201510119643.2；用于水下作业用机械手载体的基座和设置在基座上用于沿工件表面吸附行走的吸附水下作业用机械手载体，吸附行走机构包括行走轮和行走用吸附组件，行走用吸附组件包括吸盘、吸液发生装置和吸液回路，行走轮上沿行走周向设置多个所述吸盘，吸液回路的吸液端以始终作用于行走轮上正对工作表面的吸盘的方式设置；通过吸液回路对沿行走轮行走周向布置的多个吸盘进行依次吸液，与行走轮的旋转共同达到固定于水下工作目标上的目的。水下作业用机械手载体固定于工作表面，用机械手载和吸附组件组成；完成水下作业，其特点是多个吸盘进行依次吸液，结构非常复杂，为专一性使用方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电机内置式水下吸盘，该水下吸盘电机为外转子电机，叶轮与电机转子固定，电机转子与叶轮平齐或内凹，使电机转子不会凸出转子轮廓，由于电机的转子与吸盘直接连接，定子与机座固定，电机直接驱动吸盘的直接传动，没有任何的多余传动环节、传动效率最高，结构特别简单。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种电机内置式水下吸盘，所述一种电机内置式水下吸盘包括叶轮挡板、叶轮、电机定子、电机定子线包、电机轴、固定套；叶片、内置电机、电机外转子、外壳；内置电机固定于设置在叶片套孔内；然后整体装设于吸盘中；内置电机固定于设置在叶片套孔内；然后整体装设于吸盘中；电机定子同时作为固定机座，电机座高出吸盘轮廓，电机定子线圈采用注塑或注胶工艺以达成整体防水；电机的出线从机座上引出，因此出线下机座结合，将引线直接引入水密的结构腔体，或采用非水密引线；电机转子采用注塑或注胶工艺以达成整体防水；电机轴的一端设有轴台，电机轴插装在电机定子线包中，电机定子的外圆与叶轮的内孔固定配合；电机轴的另一端扣有密封端盖，该密封端盖经螺钉紧固在电机轴轴头的一端；装设好后，整体装设在框型吸盘机体内。
所述的一种水下机器人推进器电机内置式吸盘，所述电机轴承为滑动轴承。
所述的一种水下机器人推进器电机内置式吸盘，所述吸盘的叶轮为抛物线形。
所述的一种水下机器人推进器电机内置式吸盘，所述电机定子，侧部引出电机引线、引线的密封采用凹槽和O形圈组成的静态密封结构。
所述的一种水下机器人推进器电机内置式吸盘，所述吸盘一端为叶轮挡板，垂直于电机轴，另一端为开放状。
本发明的优点与效果是：
本发明驱动方式简单，使用电机驱动吸盘；电机定子同时作为固定机座，电机座高出吸盘轮廓，电机定子线圈采用注塑或注胶工艺以达成整体防水；整体结构比较薄，结构简单、省空间、便于安装。吸附稳定性高，增加其运动灵活性，可吸附在金属或其它材料表面的吸盘。促进水下机器人吸附装置更新换代。
由于电机的转子与吸盘直接连接，定子与机座固定，电机直接驱动吸盘的直接传动，没有任何的多余传动环节、传动效率最高，是无法再简化的结构。
附图说明
图1为本发明叶轮组合示意图；
图2为本发明内置电机构件结构示意图。
图中部件：叶轮挡板1、叶轮2、电机定子3、电机定子线圈4、电机轴5、固定机座6。电机输入线7（固定机座上内凹槽61（电机轴密封用），固定机座上内凹槽62，电机出线孔63，电机安装孔64）。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
本发明一种电机内置式水下吸盘，包括叶轮挡板1、叶轮2、电机定子3、电机定子线包4、电机轴5、固定套6；叶片、内置电机、电机外转子、外壳；内置电机固定于设置在叶片套孔内；然后整体装设于吸盘中；电机轴承为滑动轴承，电机的出线从机座上引出，因此出线下机座结合，将引线直接引入水密的结构腔体，可以采用非水密引线而降低成本。电机定子同时作为固定机座，电机座高出吸盘轮廓，电机定子线圈采用注塑或注胶工艺以达成整体防水；电机转子采用注塑或注胶工艺以达成整体防水。
电机定子是安装装配的基础，电机的出线由定子轴向引出，出线的防水密封通过出线孔（内外两侧的凹槽和O形圈所组成的静态密封结构），（其中，内侧的凹槽和O形圈用于电机轴的轴端密封，外侧的凹槽和O形圈用与，内侧的凹槽和O形圈共同构成电机引线的密封）
电机引线的另一种密封方式在引线孔周围开设凹槽和O形圈，直接用于引线的密封。凹槽和O形圈组合的密封方法通常用于各类密封结构中。
吸盘的叶轮2为抛物线形，一端为叶轮挡板1，垂直于电机轴，另一端为开放式，以体现水流压力为一侧流动。
电机轴5的一端设有轴台，电机轴5插装在电机定子线包4中，电机定子3的外圆与叶轮2的内孔固定配合。电机轴5的另一端扣有密封端盖，该密封端盖经螺钉紧固在电机轴5轴头的一端。装设好后，整体装设在框型机体内。
工作时，该吸盘能吸附在金属或其它材料的表面，实现正常操作。在水下探测、检修的时候，这一吸盘将能够帮助水下机器人工作，使得水下机器人的应用范围进一步扩大。
Claims (5)
1.一种电机内置式水下吸盘，其特征在于，所述一种电机内置式水下吸盘包括叶轮挡板、叶轮、电机定子、电机定子线包、电机轴、固定套；叶片、内置电机、电机外转子、外壳；内置电机固定于设置在叶片套孔内；然后整体装设于吸盘中；内置电机固定于设置在叶片套孔内；然后整体装设于吸盘中；电机定子同时作为固定机座，电机座高出吸盘轮廓，电机定子线圈采用注塑或注胶工艺以达成整体防水；电机的出线从机座上引出，因此出线下机座结合，将引线直接引入水密的结构腔体，或采用非水密引线；电机转子采用注塑或注胶工艺以达成整体防水；电机轴的一端设有轴台，电机轴插装在电机定子线包中，电机定子的外圆与叶轮的内孔固定配合；电机轴的另一端扣有密封端盖，该密封端盖经螺钉紧固在电机轴轴头的一端；装设好后，整体装设在框型吸盘机体内。
2.根据权利要求1所述的一种水下机器人推进器电机内置式吸盘，其特征在于，所述电机轴承为滑动轴承。
3.根据权利要求1所述的一种水下机器人推进器电机内置式吸盘，其特征在于，所述吸盘的叶轮为抛物线形。
4.根据权利要求1所述的一种水下机器人推进器电机内置式吸盘，其特征在于，电机定子侧部引出电机引线、引线的密封采用凹槽和O形圈组成的静态密封结构。
5.根据权利要求3所述的一种水下机器人推进器电机内置式吸盘，其特征在于，所述吸盘一端为叶轮挡板，垂直于电机轴，另一端为开放状。
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