本实用新型属于潜水器技术领域，涉及潜水器用海水柱塞泵，具体涉及一种浮力调节海水柱塞泵用的驱动系统。
背景技术：
随着人们对海洋的探索越来越深入，大深度潜水器的需求越来越广泛。就目前而言，大深度潜水器特别是大深度无缆载人潜水器和无人潜水器都需要浮力调节系统来调节潜水器在水下运动过程中的浮力情况，以调节潜水器的上浮或者下潜，补偿因外界环境变化引起的浮力变化。利用海水来调节潜水器的浮力状态是一种非常简单实用的方式，但是全海深潜水器的浮力调节却面临着泵体受到外部巨大的工作环境海水压力的影响。
世界上海洋最深的地方超过一万米，其外部海水压力的作用将达到115MPa以上，由于通常的大深度载人潜水器的能源总供给是受限的，一般是通过电池进行能源供给。为此就需要一种高效的、能在全海深环境下可靠工作的、能用于驱动全海深潜水器浮力调节海水柱塞泵的驱动系统。
现有技术中主要存在以下问题：(1)同类设备的工作水深均不深，基本上在70MPa以内的环境下工作，无法到达全海深115MPa的工作环境；(2)通过液压方式驱动的系统需要将电能转换为液压能最后再转换为海水泵的驱动功率，这种方式效率比较低，对于全海深潜水器的浮力调节泵不太适用；(3)目前还未见到有适合全海深潜水器浮力调节海水柱塞泵所适用的驱动系统。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种浮力调节海水柱塞泵用的驱动系统，该驱动系统能够工作于全海深环境下，克服了全海深115MPa高压环境的影响，并可以同时驱动多个海水柱塞泵并联或者串联工作，效率大大提高。
为此，本实用新型采用了以下技术方案：
一种浮力调节海水柱塞泵用的驱动系统，包括运动变换机构、海水柱塞泵、行星减速器、全海深水下电机、运动变换机构补偿器、电机及行星减速器补偿器和补偿油管；所述运动变换机构补偿器通过补偿油管连接到运动变换机构上；所述电机及行星减速器补偿器通过补偿油管连接到全海深水下电机上；所述全海深水下电机的输出侧通过螺栓连接到行星减速器的输入侧上；所述行星减速器的输出侧端盖通过螺栓连接到运动变换机构的输入侧端盖上；所述全海深水下电机的腔体与行星减速器的腔体内部是连通的；所述行星减速器的腔体和运动变换机构的腔体通过油封隔离；所述海水柱塞泵连接在运动变换机构的侧面上。
优选地，所述全海深水下电机的输出轴与行星减速器的输入轴通过键配合连接；所述行星减速器的输出轴与运动变换机构的曲柄轴通过键连接。
优选地，所述运动变换机构包括运动变换机构缸体、柱塞泵驱动活塞、柱塞泵驱动活塞拉力环、承力环、轴瓦、轴用挡圈、曲柄轴、调心滚子轴承、孔用挡圈、螺栓和、末端盖、O型圈、输入端盖、连接支撑座、油封；所述运动变换机构缸体是椭圆形的柱状体，内部设有椭圆形柱状孔，沿椭圆形外形的椭圆长轴两端的垂直方向上设有沿柱状体的轴向对称分布的两个端面，端面上加工有内孔、沿内孔均匀分布的四个螺纹孔及O型圈槽，分别用于安装潜水器浮力调节海水柱塞泵的四个螺栓和O型圈；所述运动变换机构缸体沿柱状体轴向两端设有输入端盖和末端盖，输入端盖和末端盖通过螺栓固定到运动变换机构缸体上；所述输入端盖和末端盖均与运动变换机构缸体具有相同的椭圆形柱状体，柱状体的轴向上均有轴承孔座，轴承孔座上均安装了调心滚子轴承，调心滚子轴承外轴承环的一侧端面均分别与输入端盖和末端盖的孔肩紧贴；所述曲柄轴的两轴端分别安装在输入端盖和末端盖上的两个轴承上，曲柄轴两轴端分别有轴肩，该轴肩分别与调心滚子轴承的内轴承环的另外一侧端面紧贴配合；所述曲柄轴具有沿轴向的通孔和偏心的曲柄凸起，曲柄凸起上有轴肩；曲柄轴的一侧末端上加工有键槽，键槽内放置键，用于与行星减速器的输出轴连接。
进一步地，所述曲柄轴的曲柄凸起外圆上套有圆柱形的轴瓦，轴瓦一端与曲柄轴的轴肩紧贴；轴瓦的另外一端与安装在曲柄上的孔用挡圈紧贴配合；所述轴瓦的外圆上套有承力环，承力环的一侧内孔上有孔肩，该孔肩与轴瓦一端面贴合；承力环内孔的另外一侧上加工有槽子，在槽子上安装了轴用挡圈，轴用挡圈的一侧内端面与轴瓦贴合。
进一步地，所述柱塞泵驱动活塞具有T型结构，活塞轴的末端具有腰子形状的垂直凸起端面；所述柱塞泵驱动活塞拉力环是椭圆形的柱状体外形，内部有椭圆形的柱状孔，柱状体外形的长轴和柱状内孔的长轴互相垂直；沿椭圆形外形的椭圆长轴两端的垂直方向上加工有沿柱状体轴向对称分布的两个端面；沿椭圆内孔的椭圆短轴两端的垂直方向上加工有沿柱状体轴向对称分布的两槽子，并且沿短轴方向加工通孔；所述柱塞泵驱动活塞拉力环椭圆短轴两端的通孔分别安装柱塞泵驱动活塞，活塞的T型末端一端与椭圆短轴两端的槽子紧贴，两个柱塞泵驱动活塞末端的另一端面分别与承力环相切，活塞分别安装到紧固在运动变换机构缸体上的海水柱塞泵缸体上。
进一步地，所述连接支撑座分别通过螺栓紧固到输入端盖上和行星减速器输出轴承上；连接支撑座内孔上加工有台阶孔，上面安装油封，用于隔离运动变换机构腔体和行星减速器腔体。
进一步地，所述曲柄轴的长度可以增加，长度增加后可以增加若干个曲柄凸起，在每个曲柄凸起上安装与前面相同的柱塞泵驱动活塞、柱塞泵驱动活塞拉力环、承力环、轴瓦、轴用挡圈、调心滚子轴承、孔用挡圈，用于驱动多个并联或者串联的海水柱塞泵。
优选地，所述行星减速器本体和全海深水下电机本体位于行星减速器和电机安装支撑座上；所述补偿油管通过油管接头与相应设备连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)可工作于全海深环境下驱动潜水器浮力调节海水柱塞泵，能克服全海深115MPa高压环境的影响。
(2)效率较高。电机直接驱动减速器，经驱动系统将旋转运动转换为往复运动后驱动柱塞泵，没有中间变换过程。
(3)可同时驱动多个柱塞泵同时并联或者串联工作。柱塞泵并联工作时可以提供更大的海水流量；柱塞泵串联工作时可提供更大的海水输出压力，可以实现灵活的配置。
(4)设备相对简单，可靠性高。
(5)结构紧凑，维护使用方便。
附图说明
图1是本实用新型所提供的一种浮力调节海水柱塞泵用的驱动系统的整体结构示意图。
图2是本实用新型所提供的一种浮力调节海水柱塞泵用的驱动系统的主视图。
图3是本实用新型所提供的一种浮力调节海水柱塞泵用的驱动系统的俯视图和局部A-A剖面图。
图4是本实用新型所提供的一种浮力调节海水柱塞泵用的驱动系统的左视图。
图5是本实用新型所提供的一种浮力调节海水柱塞泵用的驱动系统的B-B剖视图。
附图标记说明：Ⅰ、运动变换机构补偿器；Ⅱ、补偿油管；Ⅲ、运动变换机构；Ⅳ、海水柱塞泵；Ⅴ、行星减速器；Ⅵ、全海深水下电机；Ⅶ、电机及行星减速器补偿器；1、柱塞泵本体；2、运动变换机构缸体；3、柱塞泵驱动活塞；4、柱塞泵驱动活塞拉力环；5、承力环；6、轴瓦；7、轴用挡圈；8、曲柄轴；9、调心滚子轴承；10、孔用挡圈；11、螺栓；12、末端盖；13、O型圈；14、O型圈；15、螺栓；16、输入端盖；17、O型圈；18、连接支撑座；19、油封；20、行星减速器本体；21、行星减速器和电机安装支撑座；22、全海深水下电机本体；23、键；24、行星减速器输出轴；25、油管接头。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，本实用新型公开了一种浮力调节海水柱塞泵用的驱动系统，包括运动变换机构Ⅲ、海水柱塞泵Ⅳ、行星减速器Ⅴ、全海深水下电机Ⅵ、运动变换机构补偿器Ⅰ、电机及行星减速器补偿器Ⅶ和补偿油管Ⅱ；所述运动变换机构补偿器Ⅰ通过补偿油管Ⅱ连接到运动变换机构Ⅲ上；所述电机及行星减速器补偿器Ⅶ通过补偿油管Ⅱ连接到全海深水下电机Ⅵ上；所述全海深水下电机Ⅵ的输出侧通过螺栓连接到行星减速器Ⅴ的输入侧上；所述行星减速器Ⅴ的输出侧端盖通过螺栓连接到运动变换机构Ⅲ的输入侧端盖上；所述全海深水下电机Ⅵ的腔体与行星减速器Ⅴ的腔体内部是连通的；所述行星减速器Ⅴ的腔体和运动变换机构Ⅲ的腔体通过油封隔离；所述海水柱塞泵Ⅳ连接在运动变换机构Ⅲ的侧面上。
具体地，所述全海深水下电机Ⅵ的输出轴与行星减速器Ⅴ的输入轴通过键配合连接；所述行星减速器Ⅴ的输出轴24与运动变换机构Ⅲ的曲柄轴8通过键23连接。
具体地，如图2-图5所示，所述运动变换机构Ⅲ包括运动变换机构缸体2、柱塞泵驱动活塞3、柱塞泵驱动活塞拉力环4、承力环5、轴瓦6、轴用挡圈7、曲柄轴8、调心滚子轴承9、孔用挡圈10、螺栓11和15、末端盖12、O型圈13、14和17、输入端盖16、连接支撑座18、油封19；所述运动变换机构缸体2是椭圆形的柱状体，内部设有椭圆形柱状孔，沿椭圆形外形的椭圆长轴两端的垂直方向上设有沿柱状体的轴向对称分布的两个端面，端面上加工有内孔、沿内孔均匀分布的四个螺纹孔及O型圈槽，分别用于安装潜水器浮力调节海水柱塞泵Ⅳ的四个螺栓和O型圈14；所述运动变换机构缸体2沿柱状体轴向两端设有输入端盖16和末端盖12，输入端盖16和末端盖12通过螺栓11固定到运动变换机构缸体2上；所述输入端盖16和末端盖12均与运动变换机构缸体2具有相同的椭圆形柱状体，柱状体的轴向上均有轴承孔座，轴承孔座上均安装了调心滚子轴承9，调心滚子轴承9外轴承环的一侧端面均分别与输入端盖16和末端盖12的孔肩紧贴；所述曲柄轴8的两轴端分别安装在输入端盖16和末端盖12上的两个轴承上，曲柄轴8两轴端分别有轴肩，该轴肩分别与调心滚子轴承9的内轴承环的另外一侧端面紧贴配合；所述曲柄轴8具有沿轴向的通孔和偏心的曲柄凸起，曲柄凸起上有轴肩；曲柄轴8的一侧末端上加工有键槽，键槽内放置键23，用于与行星减速器Ⅴ的输出轴24连接。
具体地，所述曲柄轴8的曲柄凸起外圆上套有圆柱形的轴瓦6，轴瓦6一端与曲柄轴8的轴肩紧贴；轴瓦6的另外一端与安装在曲柄上的孔用挡圈10紧贴配合；所述轴瓦6的外圆上套有承力环5，承力环5的一侧内孔上有孔肩，该孔肩与轴瓦6一端面贴合；承力环5内孔的另外一侧上加工有槽子，在槽子上安装了轴用挡圈7，轴用挡圈7的一侧内端面与轴瓦6贴合。
具体地，所述柱塞泵驱动活塞3具有T型结构，活塞轴的末端具有腰子形状的垂直凸起端面；所述柱塞泵驱动活塞拉力环4是椭圆形的柱状体外形，内部有椭圆形的柱状孔，柱状体外形的长轴和柱状内孔的长轴互相垂直；沿椭圆形外形的椭圆长轴两端的垂直方向上加工有沿柱状体轴向对称分布的两个端面；沿椭圆内孔的椭圆短轴两端的垂直方向上加工有沿柱状体轴向对称分布的两槽子，并且沿短轴方向加工通孔；所述柱塞泵驱动活塞拉力环4椭圆短轴两端的通孔分别安装柱塞泵驱动活塞3，活塞3的T型末端一端与椭圆短轴两端的槽子紧贴，两个柱塞泵驱动活塞3末端的另一端面分别与承力环5相切，活塞3分别安装到紧固在运动变换机构缸体2上的海水柱塞泵Ⅳ缸体上。
具体地，所述连接支撑座18分别通过螺栓紧固到输入端盖16上和行星减速器Ⅴ输出轴承上；连接支撑座18内孔上加工有台阶孔，上面安装油封19，用于隔离运动变换机构Ⅲ腔体和行星减速器Ⅴ腔体。
具体地，所述曲柄轴8的长度可以增加，长度增加后可以增加若干个曲柄凸起，在每个曲柄凸起上安装与前面相同的柱塞泵驱动活塞3、柱塞泵驱动活塞拉力环4、承力环5、轴瓦6、轴用挡圈7、调心滚子轴承9、孔用挡圈10，用于驱动多个并联或者串联的海水柱塞泵Ⅳ。
具体地，所述行星减速器本体20和全海深水下电机本体22位于行星减速器和电机安装支撑座21上；所述补偿油管Ⅱ通过油管接头25与相应设备连接。
实施例
一种浮力调节海水柱塞泵用的驱动系统，该驱动系统可驱动海水柱塞泵做往复运动。不同于常压环境下的柱塞泵驱动系统，全海深潜水器浮力调节海水泵用的驱动系统需要驱动的是柱塞的两端压差所产生的拉力。该系统主要包括运动变换机构补偿器及其补偿油管、运动变换机构、海水柱塞泵、行星减速器、全海深水下电机、行星减速器和电机补偿器等。由所述的全海深水下电机驱动行星减速器，放大电机输出扭矩后将运动传递给运动变换机构，通过运动变换机构将行星减速器输出的旋转运动变换成往复运动驱动潜水器浮力调节海水柱塞泵。所述的运动变换机构补偿器和行星减速器及电机补偿器用于补偿因海水深度变化、环境压力变化、渗漏等原因造成的变化机构里的补偿油容积变化，同时将海水压力引入运动变换机构、深海电机和行星减速器里，保证系统能够适应全海深的环境。本实用新型结构紧凑，维护简单，可同时驱动多个全海深潜水器浮力调节海水柱塞泵并联或者串联工作，以到达增大浮力调节系统排量或者提供系统压力的目的。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。