CN116176822A - 一种适用于深海仿生鱼的水下舵机装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水下舵机领域,具体地说是一种适用于深海仿生鱼的水下舵机装置,包括舵盘、舵轴、密封壳体、舵机、压力补偿器及水密接插件,舵轴转动安装于密封壳体上,并与密封壳体动密封,舵机安装于密封壳体内部,舵机的输出端与舵轴的一端相连,舵轴的另一端位于密封壳体外,并密封连接有舵盘;密封壳体内充有液压油,密封壳体上设有水密接插件;密封壳体上向内部延伸形成延伸柱,延伸柱上开设有阶梯状的通孔A,通孔A内设有弹簧,弹簧的一端与通孔A的阶梯处连接,另一端连接有与延伸柱内壁动密封的补偿器堵头,密封壳体通过压力补偿器实现内外压力平衡。本发明采用动密封、静密封、内置压力补偿器和水密接插件出线的方式实现了在深水领域的应用。
Description
技术领域
本发明属于水下舵机领域,具体地说是一种适用于深海仿生鱼的水下舵机装置。
背景技术
舵机在水下机器人领域具有广泛的应用,特别是在水下机器鱼方向。目前现有的舵机大多数不能在水下或者深水领域使用,在水下仿生鱼领域所应用的舵机基本都是陆上不防水的舵机。为了防水,在使用舵机时需要在舵机外部包裹防水套,这种结构对于舵机的运动有一定的影响,这种方法只适用于深度在几米之内的仿生鱼,因为随着深度的增加压力也随之增大,这种结构也就失效了。舵机的耐压防水技术严重限制了仿生机器鱼在深海的应用。
发明内容
针对现有仿生鱼舵机存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种适用于深海仿生鱼的水下舵机装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明包括舵盘、舵轴、密封壳体、舵机、压力补偿器及水密接插件,其中舵轴转动安装于密封壳体上,并与所述密封壳体动密封,所述舵机安装于密封壳体内部,所述舵机的输出端与舵轴的一端相连,所述舵轴的另一端位于密封壳体外,并密封连接有舵盘;所述密封壳体内充有液压油,所述密封壳体上设有水密接插件;所述压力补偿器包括补偿器堵头及弹簧,所述密封壳体上向内部延伸形成延伸柱,所述延伸柱上开设有阶梯状的通孔A,所述通孔A内设有弹簧,所述弹簧的一端与通孔A的阶梯处连接,所述弹簧的另一端连接有与延伸柱内壁动密封的补偿器堵头,所述补偿器堵头一侧的延伸柱内部与密封壳体内部相连通,所述补偿器堵头另一侧的延伸柱内部与密封壳体外部相连通,所述密封壳体通过压力补偿器实现内外压力平衡。
其中:所述补偿器堵头的竖直方向截面呈“工”字型,“工”字型的中间部分套设有与所述延伸柱内壁实现动密封的2K型特康斯特封。
所述密封壳体包括壳体及分别与壳体的上下两端密封连接的上盖、底盖,所述上盖上开设通孔A,所述上盖内表面的通孔A的外边缘向内延伸形成延伸柱,所述上盖上开设的通孔A延伸至延伸柱位于壳体内的端部,所述通孔A在上盖的部分为阶梯状;所述壳体的上端面开设有供延伸柱穿过的通孔B。
所述上盖通过螺钉与壳体的上端相连,并通过O型密封圈B实现静密封;所述底盖通过螺钉与壳体的下端相连,并通过O型密封圈C实现静密封。
所述舵轴由上盖穿出,所述上盖与舵轴之间通过旋转格莱圈实现动密封。
所述密封壳体上设有密封堵头,取下所述密封堵头向密封壳体内部充液压油。
本发明的优点与积极效果为:
本发明的水下舵机装置内置了压力补偿器,可实现深水环境下的压力补偿;利用动密封、静密封和内置的压力补偿器可实现免维护全密封;采用动密封、静密封和水密接插件出线方式,实现了舵机在深水环境工作的能力。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的结构俯视图;
图3为图2中的A—A剖视图;
其中:1为舵盘,2为舵轴,3为上盖,4为补偿器堵头,5为弹簧,6为壳体,7为舵机,8为密封堵头,9为底盖,10为水密接插件,11为O型密封圈A,12为旋转格莱圈,13为O型密封圈B,14为O型密封圈C,15为2K型特康斯特封,16为延伸柱,17为通孔A,18为通孔B。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1~3所示,本发明包括舵盘1、舵轴2、密封壳体、舵机7、压力补偿器及水密接插件10,其中舵轴2转动安装于密封壳体上,并与密封壳体动密封,舵机7安装于密封壳体内部,舵机7的输出端与舵轴2的一端相连,舵轴2的另一端位于密封壳体外,并密封连接有舵盘1;密封壳体内充有液压油,密封壳体上设有水密接插件10;压力补偿器包括补偿器堵头4及弹簧5,密封壳体上向内部延伸形成延伸柱16,延伸柱16上开设有阶梯状的通孔A17,通孔A17内设有弹簧5,弹簧5的一端与通孔A17的阶梯处连接,弹簧5的另一端连接有与延伸柱16内壁动密封的补偿器堵头4,补偿器堵头4一侧的延伸柱16内部与密封壳体内部相连通,补偿器堵头4另一侧的延伸柱16内部与密封壳体外部相连通,密封壳体通过压力补偿器实现内外压力平衡。
本实施例的密封壳体包括壳体6及分别与壳体6的上下两端密封连接的上盖3、底盖9,上盖3通过螺钉与壳体6的上端相连,并通过O型密封圈B13实现静密封;底盖9通过螺钉与壳体6的下端相连,并通过O型密封圈C14实现静密封。舵机7通过螺钉固接于壳体6的内部。上盖3上开设通孔A17,上盖3内表面的通孔A17的外边缘向内延伸形成延伸柱16,上盖3上开设的通孔A17延伸至延伸柱16位于壳体6内的端部,通孔A17在上盖3的部分为阶梯状;壳体6的上端面开设有供延伸柱16穿过的通孔B18。上盖3与壳体6安装时,延伸柱16由上盖3上端面开设的通孔B18穿入,上盖3与壳体6上端之间实现静密封的O型密封圈B13位于通孔B18的外侧。
本实施例补偿器堵头4的竖直方向截面呈“工”字型,“工”字型的中间部分套设有与延伸柱16内壁实现动密封的2K型特康斯特封15。补偿器堵头4在外界海水压力及密封壳体内液压油油压的作用下,沿延伸柱16的轴向移动;工作时,弹簧5受力压缩实现压力补偿,进而实现密封壳体内外压力平衡。
本实施例的舵轴2由上盖3穿出,通过螺钉与舵盘1连接,并通过O型密封圈A11实现静密封。上盖3与舵轴2之间通过旋转格莱圈12实现动密封。
本实施例的壳体6上设有密封堵头8,取下密封堵头8向密封壳体内部充满液压油,通过压力补偿器进行压力补偿。
本实施例的底盖9上设有水密接插件10,水密接插件10与舵机7的电缆线连接,通过水密接插件10实现对舵机7的控制。
本发明的舵机7与舵轴2相连,舵轴2与舵盘1连接,舵机7转动时带动舵轴2转动,舵轴2的转动带动舵盘1转动,从而实现舵机7的旋转输出。
本发明将目前现有的舵机通过采用动密封、静密封、内置压力补偿器和水密接插件出线的方式实现了在深水领域的应用,工作深度可达水下1000米。
本发明的水下舵机装置具有水下旋转和角度调节的功能,可用于水下机械臂、机器鱼制动器等水下机器人上。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合。凡在本发明精神和原则之内,所做的任何修改、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种适用于深海仿生鱼的水下舵机装置,其特征在于:包括舵盘(1)、舵轴(2)、密封壳体、舵机(7)、压力补偿器及水密接插件(10),其中舵轴(2)转动安装于密封壳体上,并与所述密封壳体动密封,所述舵机(7)安装于密封壳体内部,所述舵机(7)的输出端与舵轴(2)的一端相连,所述舵轴(2)的另一端位于密封壳体外,并密封连接有舵盘(1);所述密封壳体内充有液压油,所述密封壳体上设有水密接插件(10);所述压力补偿器包括补偿器堵头(4)及弹簧(5),所述密封壳体上向内部延伸形成延伸柱(16),所述延伸柱(16)上开设有阶梯状的通孔A(17),所述通孔A(17)内设有弹簧(5),所述弹簧(5)的一端与通孔A(17)的阶梯处连接,所述弹簧(5)的另一端连接有与延伸柱(16)内壁动密封的补偿器堵头(4),所述补偿器堵头(4)一侧的延伸柱(16)内部与密封壳体内部相连通,所述补偿器堵头(4)另一侧的延伸柱(16)内部与密封壳体外部相连通,所述密封壳体通过压力补偿器实现内外压力平衡。
2.根据权利要求1所述适用于深海仿生鱼的水下舵机装置,其特征在于:所述补偿器堵头(4)的竖直方向截面呈“工”字型,“工”字型的中间部分套设有与所述延伸柱(16)内壁实现动密封的2K型特康斯特封(15)。
3.根据权利要求1所述适用于深海仿生鱼的水下舵机装置,其特征在于:所述密封壳体包括壳体(6)及分别与壳体(6)的上下两端密封连接的上盖(3)、底盖(9),所述上盖(3)上开设通孔A(17),所述上盖(3)内表面的通孔A(17)的外边缘向内延伸形成延伸柱(16),所述上盖(3)上开设的通孔A(17)延伸至延伸柱(16)位于壳体(6)内的端部,所述通孔A(17)在上盖(3)的部分为阶梯状;所述壳体(6)的上端面开设有供延伸柱(16)穿过的通孔B(18)。
4.根据权利要求3所述适用于深海仿生鱼的水下舵机装置,其特征在于:所述上盖(3)通过螺钉与壳体(6)的上端相连,并通过O型密封圈B(13)实现静密封;所述底盖(9)通过螺钉与壳体(6)的下端相连,并通过O型密封圈C(14)实现静密封。
5.根据权利要求3所述适用于深海仿生鱼的水下舵机装置,其特征在于:所述舵轴(2)由上盖(3)穿出,所述上盖(3)与舵轴(2)之间通过旋转格莱圈(12)实现动密封。
6.根据权利要求1所述适用于深海仿生鱼的水下舵机装置,其特征在于:所述密封壳体上设有密封堵头(8),取下所述密封堵头(8)向密封壳体内部充液压油。
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