CN213341899U - 一种水空两用防水舵机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水空两用防水舵机，涉及潜射飞机控制技术领域，其技术方案要点是：包括电气设备密封仓和传动机械密封仓，电气设备密封仓内安装有驱动电机；传动机械密封仓内安装有传动机构；驱动电机的电机输出轴与传动机构连接；传动机械密封仓外侧壁设有轴密封防水组件；传动机构延伸出传动机械密封仓外的输出端连接有舵机负载机构；电气设备密封仓内填充有绝缘填充物；传动机械密封仓内填充有绝缘润滑填充物；电气设备密封仓内设有供连接电缆进出电气设备密封仓的电缆通道。该防水舵机能够保证舵机密封机构具备较强的防水压和防振动能力，简化了舵机防水机构的复杂度，降低舵机制作成本，利于水下智能体的推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及潜射飞机控制技术领域，更具体地说，它涉及一种水空两用防水舵机。
背景技术
目前，西方发达国家正在研发能够从水下发射的潜射无人机，部分潜射无人装备、潜射无人机需要在水中穿越，就需要使用能够在水中工作的舵机。
舵机是一种简单的伺服驱动系统，一般由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成。舵机工作需要电源，普通舵机无法直接在水中工作，因此必须设置防水结构以保障舵机水下安全作业。现代化的大型防水舵，防水密封承压能力强，防水效果好，但是一般结构复杂、成本高、制造技术难度大，不适合应用于像飞行器这种对质量要求极高的对象；中、小型的防水舵机，机械结构相对简单，但防水密封机构的水压承受能力不高，在振动条件防水密封效果也比较差。目前，潜射飞机的研制室未来海空一体化作战的主要载具，因此，本实用新型旨在设计一种小型化的且具备一定防水压和防振动能力的水下舵机，以解决现有技术中的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种水空两用防水舵机，该防水舵机能够保证舵机密封机构具备较强的防水压和防振动能力，简化了舵机防水机构的复杂度，降低舵机制作成本，利于水下智能体的推广使用。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水空两用防水舵机，包括机体，所述机体包括电气设备密封仓和与电气设备密封仓连接的传动机械密封仓，所述电气设备密封仓内安装有驱动电机；所述传动机械密封仓内安装有传动机构，所述传动机构的输出端延伸出传动机械密封仓外；所述驱动电机的电机输出轴与传动机构连接；所述传动机械密封仓外侧壁设有轴密封防水组件；所述传动机构延伸出传动机械密封仓外的输出端连接有舵机负载机构；所述电气设备密封仓内填充有绝缘填充物；所述传动机械密封仓内填充有绝缘润滑填充物；所述电气设备密封仓内设有供连接电缆进出电气设备密封仓的电缆通道，所述电缆通道一端部延伸出电气设备密封仓外。
通过采用上述技术方案，在使用该防水舵机过程中，将驱动电机及电气设备安装于电气设备密封仓，电气设备密封仓用于保护该舵机的驱动电机及电气设备；将传动机构安装于传动机械密封仓内，通过传动机械密封仓，便于对该舵机的传动机构进行密封保护；通过驱动电机，便于产生动力，并通过传动机构将动力传递至舵机负载机构，为舵机最终执行机构提供动力；通过轴密封防水组件，能够防止外部水向传动机构密封仓内渗漏；通过绝缘填充物，即使在外部水渗漏至电气设备密封仓内时，也能在一定程度上防止外部渗水对电气设备的不利影响；通过绝缘润滑填充物，能够为传动机构润滑，保证电气设备的安全运行，提高舵机整体的防水性和抗振动性；通过电缆通道，便于连接电缆通过电缆通道进出电气设备密封仓；通过连接电缆，便于为电气设备密封仓内的电气设备提供电源以及信号传输电路；通过电气设备密封仓和传动机械密封仓两个密封仓分开放置驱动电机和传动机构，对驱动电机和传动机构的转轴实现了两级密封，使外部水介质必须同时渗透两级密封圈才会对电机的正常运行产生不利影响，提高了舵机的防水性；该防水舵机能够保证舵机密封机构具备较强的防水压和防振动能力，简化了舵机防水机构的复杂度，降低舵机制作成本，利于水下智能体的推广使用。
本实用新型进一步设置为：所述电气设备密封仓内设有套设于电机输出轴外壁的电机轴密封组件，所述电机轴密封组件位于电机输出轴与传动机构的连接处。
通过采用上述技术方案，通过电机轴密封组件，便于防止传动机械密封仓内的绝缘润滑填充物向电气设备密封仓内渗漏。
本实用新型进一步设置为：所述轴密封防水组件与传动机械密封仓外壁固定连接，且所述轴密封防水组件用于传动机构延伸出传动机械密封仓外的输出端与传动机械密封仓内部之间的密封。
通过采用上述技术方案，轴密封防水组件与传动机械密封仓外壁固定连接，便于实现对传动机构输出轴(旋转轴)的密封，防止外部环境中的水体向传动机械密封仓内渗透。
本实用新型进一步设置为：所述绝缘填充物为高压空气、高压氮气和液态绝缘油脂中的一种；所述电气设备密封仓内设有漏水检测传感器。
通过采用上述技术方案，采用高压空气、高压氮气或液态绝缘油脂中的一种作为绝缘填充物，既能阻止水向电气设备密封仓内部渗透，又能较快的传导电气设备密封仓内的电气设备产生的热量，保证电气设备的安全运行；采用高压空气、高压氮气等气态填充物作为绝缘填充物时，通过设置的漏水检测传感器，便于检测电气设备密封仓内内部是否存在漏水情况；若采用液态绝缘油脂等液态绝缘物质作为绝缘填充物时，则电气设备密封仓内不设置漏水检测传感器。
本实用新型进一步设置为：所述绝缘润滑填充物为液态或固态的绝缘润滑油脂。
通过采用上述技术方案，采用液态或固态的绝缘润滑油脂作为绝缘润滑填充物，液态或固态的绝缘润滑油脂为绝缘润滑剂，便于实现绝缘润滑填充物既能为传导机构润滑，又具备绝缘能力的功能；同时，即使在舵机使用过程中，液态或固态的绝缘润滑油脂渗透到电气设备密封仓内，也不会影响电气设备的安全运行。
本实用新型进一步设置为：所述电缆通道为L型，且所述连接电缆与电缆通道内壁通过绝缘胶凝固密封。
通过采用上述技术方案，电缆通道设计为L型，能够降低外部水沿着电缆通道渗漏至电气设备密封仓内的可能性。
本实用新型进一步设置为：所述传动机构为主从齿轮组传动结构，所述主从齿轮组传动结构包括从动轴齿轮机构、与从动轴齿轮机构啮合的主动轴齿轮机构、从动轴轴承和主动轴轴承，所述主动轴齿轮机构与电机输出轴固定连接，所述主动轴轴承与传动机械密封仓内侧壁固定连接，且所述主动轴齿轮机构远离电机输出轴的端部与主动轴轴承转动连接，所述从动轴轴承固定安装于传动机械密封仓靠近电气设备密封仓的内侧壁，所述从动轴齿轮机构一端部与从动轴轴承转动连接，所述从动轴齿轮机构另一端部与传动轴固定连接。
通过采用上述技术方案，采用主从齿轮组传动形式的传动机构，且该主从齿轮组传动形式的传动机构由从动轴齿轮机构、主动轴齿轮机构、从动轴轴承和主动轴轴承构成，能够改变机械传动的减速比，并通过从动轴轴承和主动轴轴承以减少摩擦，增强传动环节的抗振性。
本实用新型进一步设置为：所述传动机构为减速机传动结构，所述减速机传动结构包括减速机构、减速机输入轴和减速机输出轴，所述减速机输入轴与电机驱动轴固定连接，所述减速机输入轴远离电机驱动轴的端部与减速机构固定连接，所述减速机输出轴与传动轴固定连接。
通过采用上述技术方案，采用减速机的传动形式的传动机构，且该减速机的传动形式的传动机构由减速机构、减速机输入轴和减速机输出轴构成，便于提高舵机整体的抗振性。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1)该防水舵机采用电气设备密封仓和传动机械密封仓构成的两个密封仓分别放置驱动电机和传动机构，对驱动电机和传动机构的转轴实现了两级密封，使得外部水介质必须同时渗透两级密封圈才会对驱动电机的正常运行产生不利影响，从而提高了舵机的防水性；
2)采用绝缘润滑填充物填充传动机构密封仓，便于提高舵机整体的防水性和抗振动性；采用绝缘填充物填充电气设备密封仓，即使在外部水渗漏至电气设备密封仓内时，也能在一定程度上防止外部渗水对电气设备的不利影响。
3)该舵机的密封结构，降低了对密封组件的制作要求，即使采用O型密封环结构也能取得较好的密封效果，进而降低了防水舵机的制作成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例1中的结构示意图；
图2是本实用新型实施例1中的内部结构示意图；
图3是本实用新型实施例2中的内部结构示意图。
图中：1、电气设备密封仓；2、传动机械密封仓；3、轴密封防水组件；4、舵机负载机构；5、驱动电机；6、电机输出轴；7、绝缘填充物；8、绝缘润滑填充物；9、连接电缆；10、电缆通道；11、电机轴密封组件；12、漏水检测传感器；13、从动轴齿轮机构；14、主动轴齿轮机构；15、从动轴轴承；16、主动轴轴承；17、减速机构；18、减速机输入轴；19、减速机输出轴。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1：一种水空两用防水舵机，如图1和图2所示，包括机体，机体包括电气设备密封仓1和与电气设备密封仓1连接的传动机械密封仓2，电气设备密封仓1内安装有驱动电机5。传动机械密封仓2内安装有传动机构，传动机构的输出端延伸出传动机械密封仓2外。驱动电机5的电机输出轴6与传动机构连接。传动机械密封仓2外侧壁固定安装有轴密封防水组件3。传动机构延伸出传动机械密封仓2外的输出端连接有舵机负载机构4。电气设备密封仓1内填充有绝缘填充物7，增强电气设备密封仓1的防水性能。传动机械密封仓2内填充有绝缘润滑填充物8。电气设备密封仓1内安装有供连接电缆9进出电气设备密封仓1的电缆通道10，电缆通道10一端部延伸出电气设备密封仓外。
在本实施例中，连接电缆9选用具有防水能力的型号。在使用该防水舵机过程中，将驱动电机5及电气设备安装于电气设备密封仓1，电气设备密封仓1用于保护该舵机的驱动电机5及电气设备。将传动机构安装于传动机械密封仓2内，通过传动机械密封仓2，便于对该舵机的传动机构进行密封保护。通过驱动电机5，便于产生动力，并通过传动机构将动力传递至舵机负载机构4，为舵机最终执行机构提供动力。通过轴密封防水组件3，能够防止外部水向传动机构密封仓内渗漏。通过绝缘填充物7，即使在外部水渗漏至电气设备密封仓1内时，也能在一定程度上防止外部渗水对电气设备的不利影响，绝缘填充物7采用绝缘且热传导能力较强的气、液态物质，既能阻止水向电气设备渗透，又能较快的传导电气设备产生的热量，保证电气设备的安全运行。绝缘润滑填充物8采用绝缘润滑剂，既能为传导机构润滑，又具备绝缘能力，便于保证电气设备的安全运行，提高舵机整体的防水性和抗振动性。通过电缆通道10，便于连接电缆9通过电缆通道10进出电气设备密封仓1。通过连接电缆9，便于为电气设备密封仓1内的电气设备提供电源以及信号传输电路。通过电气设备密封仓1和传动机械密封仓2两个密封仓分别放置驱动电机5和传动机构，对驱动电机5和传动机构的转轴实现了两级密封，使外部水介质必须同时渗透两级密封圈才会对电机的正常运行产生不利影响，提高了舵机的防水性。该防水舵机能够保证舵机密封机构具备较强的防水压和防振动能力，简化了舵机防水机构的复杂度，降低舵机制作成本，利于水下智能体的推广使用。
电气设备密封仓1一侧内壁固定安装有电机轴密封组件11，电机轴密封组件11位于电机输出轴6与传动机构的连接处。
在本实施例中，通过电机轴密封组件11，便于防止传动机械密封仓2内的绝缘润滑填充物8向电气设备密封仓1内渗漏。
轴密封防水组件3与传动机械密封仓2外壁固定连接，且轴密封防水组件3用于传动机构延伸出传动机械密封仓2外的输出端与传动机械密封仓2内部之间的密封。
在本实施例中，轴密封防水组件3与传动机械密封仓2外壁固定连接，便于实现对传动机构输出轴(旋转轴)的密封，防止外部环境中的水体向传动机械密封仓2内渗透。
绝缘填充物7为高压空气、高压氮气和液态绝缘油脂中的一种。电气设备密封仓1内安装有漏水检测传感器12。
在本实施例中，采用高压空气、高压氮气或液态绝缘油脂中的一种作为绝缘填充物7，既能阻止水向电气设备密封仓1内部渗透，又能较快的传导电气设备密封仓1内的电气设备产生的热量，保证电气设备的安全运行。采用高压空气、高压氮气等气态填充物作为绝缘填充物7时，通过设置的漏水检测传感器12，便于检测电气设备密封仓1内内部是否存在漏水情况。若采用液态绝缘油脂等液态绝缘物质作为绝缘填充物7时，则电气设备密封仓1内不设置漏水检测传感器12。实际使用时应根据防水舵机的应用场景，选用不同绝缘填充物7，相比较于气态填充物，选用液态填充物可获得更好的防水性能。
绝缘润滑填充物8为液态或固态的绝缘润滑油脂。
在本实施例中，采用液态或固态的绝缘润滑油脂作为绝缘润滑填充物8，液态或固态的绝缘润滑油脂为绝缘润滑剂，便于实现绝缘润滑填充物8既能为传导机构润滑，又具备绝缘能力的功能。同时，即使在舵机使用过程中，液态或固态的绝缘润滑油脂渗透到电气设备密封仓1内，也不会影响电气设备的安全运行。
电缆通道10为L型，且连接电缆9与电缆通道10内壁通过绝缘胶凝固密封。
在本实施例中，电缆通道10设计为L型，能够降低外部水沿着电缆通道10渗漏至电气设备密封仓1内的可能性。
传动机构为主从齿轮组传动结构，主从齿轮组传动结构包括从动轴齿轮机构13、与从动轴齿轮机构13啮合的主动轴齿轮机构14、从动轴轴承15和主动轴轴承16，主动轴齿轮机构14与电机输出轴6固定连接，主动轴轴承16与传动机械密封仓2内侧壁固定连接，且主动轴齿轮机构14远离电机输出轴6的端部与主动轴轴承16转动连接，从动轴轴承15固定安装于传动机械密封仓2靠近电气设备密封仓1的内侧壁，从动轴齿轮机构13一端部与从动轴轴承15转动连接，从动轴齿轮机构13另一端部与传动轴固定连接。
在本实施例中，采用主从齿轮组传动形式的传动机构，且该主从齿轮组传动形式的传动机构由从动轴齿轮机构13、主动轴齿轮机构14、从动轴轴承15和主动轴轴承16构成，能够改变机械传动的减速比，并通过从动轴轴承15和主动轴轴承16以减少摩擦，增强传动环节的抗振性。
实施例2：如图3所示，实施例2与实施例1不同之处在于：传动机构为减速机传动结构，减速机传动结构包括减速机构17、减速机输入轴18和减速机输出轴19，减速机输入轴18与电机驱动轴固定连接，减速机输入轴18远离电机驱动轴的端部与减速机构17固定连接，减速机输出轴19与传动轴固定连接。
在本实施例中，减速机构17采用具备抗振性的型号，以提高舵机整体的抗振性。采用减速机的传动形式的传动机构，且该减速机的传动形式的传动机构由减速机构17、减速机输入轴18和减速机输出轴19构成，便于提高舵机整体的抗振性。
工作原理：在使用该防水舵机过程中，将驱动电机5及电气设备安装于电气设备密封仓1，电气设备密封仓1用于保护该舵机的驱动电机5及电气设备。将传动机构安装于传动机械密封仓2内，通过传动机械密封仓2，便于对该舵机的传动机构进行密封保护。通过驱动电机5，便于产生动力，并通过传动机构将动力传递至舵机负载机构4，为舵机最终执行机构提供动力。通过轴密封防水组件3，能够防止外部水向传动机构密封仓内渗漏。通过绝缘填充物7，即使在外部水渗漏至电气设备密封仓1内时，也能在一定程度上防止外部渗水对电气设备的不利影响。通过绝缘润滑填充物8，能够为传动机构润滑，保证电气设备的安全运行，提高舵机整体的防水性和抗振动性。通过电缆通道10，便于连接电缆9通过电缆通道10进出电气设备密封仓1。通过连接电缆9，便于为电气设备密封仓1内的电气设备提供电源以及信号传输电路。通过电气设备密封仓1和传动机械密封仓2两个密封仓分别放置驱动电机5和传动机构，对驱动电机5和传动机构的转轴实现了两级密封，使外部水介质必须同时渗透两级密封圈才会对电机的正常运行产生不利影响，提高了舵机的防水性。该防水舵机能够保证舵机密封机构具备较强的防水压和防振动能力，简化了舵机防水机构的复杂度，降低舵机制作成本，利于水下智能体的推广使用。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种水空两用防水舵机，其特征是：包括机体，所述机体包括电气设备密封仓(1)和与电气设备密封仓(1)连接的传动机械密封仓(2)，所述电气设备密封仓(1)内安装有驱动电机(5)；所述传动机械密封仓(2)内安装有传动机构，所述传动机构的输出端延伸出传动机械密封仓(2)外；所述驱动电机(5)的电机输出轴(6)与传动机构连接；所述传动机械密封仓(2)外侧壁设有轴密封防水组件(3)；所述传动机构延伸出传动机械密封仓(2)外的输出端连接有舵机负载机构(4)；所述电气设备密封仓(1)内填充有绝缘填充物(7)；所述传动机械密封仓(2)内填充有绝缘润滑填充物(8)；所述电气设备密封仓(1)内设有供连接电缆(9)进出电气设备密封仓(1)的电缆通道(10)，所述电缆通道(10)一端部延伸出电气设备密封仓(1)外。
2.根据权利要求1所述的一种水空两用防水舵机，其特征是：所述电气设备密封仓(1)内设有套设于电机输出轴(6)外壁的电机轴密封组件(11)，所述电机轴密封组件(11)位于电机输出轴(6)与传动机构的连接处。
3.根据权利要求1所述的一种水空两用防水舵机，其特征是：所述轴密封防水组件(3)与传动机械密封仓(2)外壁固定连接，且所述轴密封防水组件(3)用于传动机构延伸出传动机械密封仓(2)外的输出端与传动机械密封仓(2)内部之间的密封。
4.根据权利要求1所述的一种水空两用防水舵机，其特征是：所述绝缘填充物(7)为高压空气、高压氮气和液态绝缘油脂中的一种；所述电气设备密封仓(1)内设有漏水检测传感器(12)。
5.根据权利要求1所述的一种水空两用防水舵机，其特征是：所述绝缘润滑填充物(8)为液态或固态的绝缘润滑油脂。
6.根据权利要求1所述的一种水空两用防水舵机，其特征是：所述电缆通道(10)为L型，且所述连接电缆(9)与电缆通道(10)内壁通过绝缘胶凝固密封。
7.根据权利要求1所述的一种水空两用防水舵机，其特征是：所述传动机构为主从齿轮组传动结构，所述主从齿轮组传动结构包括从动轴齿轮机构(13)、与从动轴齿轮机构(13)啮合的主动轴齿轮机构(14)、从动轴轴承(15)和主动轴轴承(16)，所述主动轴齿轮机构(14)与电机输出轴(6)固定连接，所述主动轴轴承(16)与传动机械密封仓(2)内侧壁固定连接，且所述主动轴齿轮机构(14)远离电机输出轴(6)的端部与主动轴轴承(16)转动连接，所述从动轴轴承(15)固定安装于传动机械密封仓(2)靠近电气设备密封仓(1)的内侧壁，所述从动轴齿轮机构(13)一端部与从动轴轴承(15)转动连接，所述从动轴齿轮机构(13)另一端部与传动轴固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种水空两用防水舵机，其特征是：所述传动机构为减速机传动结构，所述减速机传动结构包括减速机构(17)、减速机输入轴(18)和减速机输出轴(19)，所述减速机输入轴(18)与电机驱动轴固定连接，所述减速机输入轴(18)远离电机驱动轴的端部与减速机构(17)固定连接，所述减速机输出轴(19)与传动轴固定连接。
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| CN111817500A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-23 | 中国空气动力研究与发展中心 | 一种水空两用防水舵机 |
| CN115837981A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-03-24 | 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 | 一种用于跨介质飞行器的防水密封舱 |
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