CN110481739B - 深海全回转推进装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种深海全回转推进装置，包括法兰底座，在法兰底座内部均布多个旋转滚轮，旋转壳体伸入所述法兰底座内并与各旋转滚轮接触；第一电机及第二电机均布置于法兰底座内，第一电机的输出端通过一级传动装置将旋转副传递至旋转壳体用于实现旋转壳体的旋转；推力器旋转轴安装于旋转壳体上，第二电机的输出端通过二级传动装置将旋转副传递至推力器旋转轴，推力器旋转轴外露旋转壳体的一部分通过连接件与推进机构连接，推力器旋转轴接收旋转副并带动推进机构作摆动。本发明通过设置一级传动机构可以实现旋转壳体的旋转动作，二级传动机构的设置可以实现推进机构的摇摆动作，由此实现整体机构在三维半球空间连续的高精度回转。

Description

深海全回转推进装置
技术领域
本发明涉及深海推进器领域，尤其涉及深海全回转推进装置。
背景技术
一般用于深潜器或机器人等深水工作设备所用的推进器多为固定方位或有限角度范围内摆动，无法实现三维立体连续回转。采用现有的推进器方式，则深海工作设备需要配备更多的推进器组合来实现各方向的推进，生产成本高且设备结构复杂。
发明内容
本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种深海全回转推进装置，可以实现三维半球空间连续高精度回转，通过设置旋转变压器提供精确角度定位，且深海密封性能好。
本发明所采用的技术方案如下：
一种深海全回转推进装置，包括法兰底座，在法兰底座内部均布多个旋转滚轮，旋转壳体伸入所述法兰底座内并与各旋转滚轮接触；第一电机及第二电机均布置于法兰底座内，所述第一电机的输出端通过一级传动装置将旋转副传递至旋转壳体用于实现旋转壳体的旋转动作；推力器旋转轴安装于旋转壳体上，第二电机的输出端通过二级传动装置将旋转副传递至推力器旋转轴，所述推力器旋转轴外露旋转壳体的一部分通过连接件与推进机构连接，所述推力器旋转轴接收旋转副并带动推进机构作摆动动作。
其进一步技术方案在于：
所述旋转壳体包括互相固接的第一旋转壳体及第二旋转壳体，所述旋转壳体的外圈与法兰底座的内圈相适配，在所述第一旋转壳体及第二旋转壳体的内圈均开设与一级传动装置传递动能的齿；在第一旋转壳体与第二旋转壳体之间还设置用于防止高压水进入壳体内部的第一静密封；
所述一级传动装置包括第一电机、第一蜗杆及第一蜗轮，所述第一电机的输出端与第一蜗杆的一端连接，所述第一蜗杆与第一蜗轮啮合；
在所述第一蜗杆的另一端还连接第一旋转变压器；
所述二级传动机构包括第二电机、第二蜗轮及第二蜗杆，所述第二蜗轮与推力器旋转轴过盈配合，所述第二蜗轮的齿端与第二蜗杆啮合，所述第二蜗杆的一端与第二电机的输出端连接；
在所述第二蜗杆的另一端连接第二旋转变压器；
所述推力器旋转轴与旋转壳体之间通过角接触球轴承装配，所述推力器旋转轴还与旋转壳体之间安装用于防止高压水进入的组合密封，在靠近组合密封处，于旋转壳体上还设置用于将组合密封压紧防止海水进入的密封盖板；
于旋转壳体上还设置用于检测推进机构摇摆最大限制角度的接近开关及用于连接电缆的水密插座；
于所述法兰底座内还固接用于平衡内外压力的液压补偿器、用于检测海水是否进入法兰底座内部的漏水警报器及用于检测温度的温度传感器。
本发明的有益效果如下：
本发明结构简单，使用方便，通过设置一级传动机构可以实现旋转壳体的旋转动作，二级传动机构的设置可以实现推进机构的摇摆动作，由此实现整体机构在三维半球空间连续的高精度回转，利用旋转变压器提供精确的角度定位，且密封性能好，有效解决了深海中的密封问题。
附图说明
图1为本发明的轴测图。
图2为本发明的内部结构示意图。
图3为本发明的剖视示意图Ⅰ。
图4为本发明的剖视示意图Ⅱ。
其中：1、法兰底座；2、第一旋转壳体；3、接近开关；4、推力器旋转轴；5、推进电机抱箍；6、推进机构；7、水密插座；8、第二旋转壳体；9、密封盖板；10、温度传感器；11、旋转滚轮；12、第一组合密封；13、液压补偿器；14、第一静密封；15、漏水警报器；16、第一蜗轮；17、第一角接触球轴承；18、第二角接触球轴承；19、第二静密封；20、第二蜗轮；21、第二组合密封；22、第二蜗杆；23、第二轴承座；24、第二电机；25、第一电机；26、第一蜗杆；27、第一旋转变压器；28、第二旋转变压器；29、第一轴承座。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，深海全回转推进装置包括法兰底座1，法兰底座1为圆形带腔室的底座，沿法兰底座1的内圈沿周向均布多个旋转滚轮11，旋转壳体伸入法兰底座1内并与各旋转滚轮11接触，利用旋转滚轮11导向使旋转壳体可相对于旋转滚轮11滑动。
如图1、图3及图4所示，旋转壳体包括互相固接的第一旋转壳体2及第二旋转壳体8，第一旋转壳体2及第二旋转壳体8均呈半圆形，第一旋转壳体2与第二旋转壳体8的外圈均与法兰底座1的内圈相适配，在第一旋转壳体2及第二旋转壳体8的内圈均开设与一级传动装置传递动能的齿；在第一旋转壳体2与第二旋转壳体8之间还设置用于防止高压水进入壳体内部的第一静密封14。在第一旋转壳体2、第二旋转壳体8与法兰底座1的接触处还设置第一组合密封12，避免高压水进入。
第一电机24及第二电机25均布置于法兰底座1内，第一电机24的输出端通过一级传动装置将旋转副传递至旋转壳体用于实现旋转壳体的旋转动作；推力器旋转轴4安装于旋转壳体上，第二电机25的输出端通过二级传动装置将旋转副传递至推力器旋转轴4，推力器旋转轴4外露旋转壳体的一部分通过推进电机抱箍5与推进机构6连接，本发明中推进机构6为推力器与推进电机，推力器旋转轴4接收旋转副并带动推进机构6作摆动动作。
如图2、图3所示，一级传动装置包括第一电机25、第一蜗杆26及第一蜗轮16，第一电机25的输出端通过联轴器与第一蜗杆26的一端连接，第一蜗杆26与第一蜗轮16啮合。在第一蜗杆26的另一端还连接第一旋转变压器27。上述第一蜗杆26架设在第一轴承座29上，各第一轴承座29与法兰底座1固接。上述第一蜗轮16通过第一角接触球轴承17安装在法兰底座1内。
二级传动机构包括第二电机24、第二蜗轮20及第二蜗杆22，第二蜗轮20与推力器旋转轴4过盈配合，第二蜗轮20的齿端与第二蜗杆22啮合，第二蜗杆22的一端与第二电机24的输出端连接。在第二蜗杆22的另一端连接第二旋转变压器28。其中上述第二蜗杆22安装在一对第二轴承座23之间，各第二轴承座23均通过螺栓固接于第二旋转壳体8内。使得当第一旋转壳体2、第二旋转壳体8旋转时，第二蜗杆22、第二蜗轮20可与第一旋转壳体2、第二旋转壳体8同步转动。
如图4所示，推力器旋转轴4与第一旋转壳体2、第二旋转壳体8之间通过第二角接触球轴承18装配，推力器旋转轴4还与第一旋转壳体2、第二旋转壳体8之间安装用于防止高压水进入的第二组合密封21，在靠近第二组合密封21处，于第一旋转壳体2、第二旋转壳体8上还设置用于将第二组合密封21压紧防止海水进入的密封盖板板9，密封盖板9与第一旋转壳体2、第二旋转壳体8的接触处还设置第二静密封19。于旋转壳体上还设置用于检测推力器和推进电机摇摆最大限制角度的接近开关3及用于连接电缆的水密插座7。于法兰底座1内还固接用于平衡内外压力的液压补偿器13、用于检测海水是否进入法兰底座1内部的漏水警报器15及用于检测温度的温度传感器10。
如图1至图4所示，本发明的具体工作过程如下：
下达旋转指令后，如图2所示，第一电机25启动带动第一蜗杆26旋转，第一蜗杆26转动带动第一旋转变压器27转动，使第一旋转变压器27计数并反馈，由于第一蜗轮16与第一蜗杆26啮合，且第一蜗轮16还与第一旋转壳体2的内圈啮合，因此第一旋转壳体2、第二旋转壳体8相对于旋转滚轮11旋转，由此带动推进机构6一起旋转。第一旋转壳体2、第二旋转壳体8的旋转角度通过第一旋转变压器27来测量，当旋转角度达到要求后，第一电机25自动停止转动。
当推进机构6的摇摆指令下达后，第二电机24启动，其输出端带动第二蜗杆22旋转，第二蜗杆22带动第二蜗轮20和第二旋转变压器28旋转，第二旋转变压器28开始计数反馈，如图2、图4所示，第二蜗轮20转动推力器旋转轴4旋转，通过推力器旋转轴4将旋转副通过推进电机抱箍5传递至推进机构6实现其摇摆，当达到摇摆角度的要求后，第二电机24停止旋转，在摆动过程中当推进电机抱箍5接触到接近开关3时，第二电机24停止旋转，起到保护作用，避免推进电机抱箍5将旋转壳体破坏，由此实现精确的全回转动作。
本发明结构简单，使用方便，通过设置一级传动机构可以实现旋转壳体的旋转动作，二级传动机构的设置可以实现推进机构的摇摆动作，由此实现整体机构在三维半球空间连续的高精度回转，利用旋转变压器提供精确的角度定位，且密封性能好，有效解决了深海中的密封问题。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (7)

1.深海全回转推进装置，其特征在于：包括法兰底座(1)，在法兰底座(1)内部均布多个旋转滚轮(11)，旋转壳体伸入所述法兰底座(1)内并与各旋转滚轮(11)接触；第一电机(25)及第二电机(24)均布置于法兰底座(1)内，所述第一电机(25)的输出端通过一级传动装置将旋转副传递至旋转壳体用于实现旋转壳体的旋转动作；推力器旋转轴(4)安装于旋转壳体上，第二电机(24)的输出端通过二级传动装置将旋转副传递至推力器旋转轴(4)，所述推力器旋转轴(4)外露旋转壳体的一部分通过连接件与推进机构(6)连接，所述推力器旋转轴(4)接收旋转副并带动推进机构(6)作摆动动作；
所述旋转壳体包括互相固接的第一旋转壳体(2)及第二旋转壳体(8)，所述旋转壳体的外圈与法兰底座(1)的内圈相适配，在所述第一旋转壳体(2)及第二旋转壳体(8)的内圈均开设与一级传动装置传递动能的齿；在第一旋转壳体(2)与第二旋转壳体(8)之间还设置用于防止高压水进入壳体内部的第一静密封(14)；所述一级传动装置包括第一电机(25)、第一蜗杆(26)及第一蜗轮(16)，所述第一电机(25)的输出端与第一蜗杆(26)的一端连接，所述第一蜗杆(26)与第一蜗轮(16)啮合。
2.如权利要求1所述的深海全回转推进装置，其特征在于：在所述第一蜗杆(26)的另一端还连接第一旋转变压器(27)。
3.如权利要求1所述的深海全回转推进装置，其特征在于：所述二级传动机构包括第二电机(24)、第二蜗轮(20)及第二蜗杆(22)，所述第二蜗轮(20)与推力器旋转轴(4)过盈配合，所述第二蜗轮(20)的齿端与第二蜗杆(22)啮合，所述第二蜗杆(22)的一端与第二电机(24)的输出端连接。
4.如权利要求3所述的深海全回转推进装置，其特征在于：在所述第二蜗杆(22)的另一端连接第二旋转变压器(28)。
5.如权利要求1所述的深海全回转推进装置，其特征在于：所述推力器旋转轴(4)与旋转壳体之间通过角接触球轴承(18)装配，所述推力器旋转轴(4)还与旋转壳体之间安装用于防止高压水进入的组合密封(21)，在靠近组合密封(21)处，于旋转壳体上还设置用于将组合密封(21)压紧防止海水进入的密封盖板(9)。
6.如权利要求1所述的深海全回转推进装置，其特征在于：于旋转壳体上还设置用于检测推进机构摇摆最大限制角度的接近开关(3)及用于连接电缆的水密插座(7)。
7.如权利要求1所述的深海全回转推进装置，其特征在于：于所述法兰底座(1)内还固接用于平衡内外压力的液压补偿器(13)、用于检测海水是否进入法兰底座(1)内部的漏水警报器(15)及用于检测温度的温度传感器(10)。
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