一种水下机器人推进器的制作方法

本实用新型涉及水下检测观察设备领域，尤其涉及一种水下机器人推进器。

背景技术：

随着人们对海洋了解的不断深入，如何有效的开发利用海洋生物能源、水资源、金属资源等，成为摆在人们面前的一个重要问题。20世纪70年代以前，海产品养殖、水下目标物体观察、水下打捞作业等活动一般使用潜水员进行操作，但受到潜水员身体条件以及水深的限制，作业时间、作业效率有限。水下机器人的出现，作为人类开发、探索、利用海洋的助手，在水产养殖、水下观察、海底作业等方面发挥着越来越重要的作用。目前水下设施结构检查、鱼类行为观察、海水养殖网箱检查、水产养殖、渔业、海水石油平台、核电站、潮汐电站、海上风力发电厂、商业潜水水下作业支援、有毒液体检查、潜水场地检查、犯罪现场搜索、水下搜救科研教育、科学研究等领域都能看到水下机器人的影子。

水下推进器是水下机器人的动力机构，作为水下机器人的重要模块，其技术的进步也促进了水下机器人的发展。目前水下推进器主要使用o型圈或者机械密封，在轴向上对运动轴实现动密封。o型圈进行动密封磨损较快，在短时间内需要定时更换，同时o型圈用作动密封时，能承受的压力较小，不能满足水下机器人下到较深水域进行勘察的要求。而机械密封只适用于轴径较大的电机，且结构复杂，不适用于小型推进器的封装。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种水下机器人推进器，选用轴用旋转格莱圈来实现动密封，能承受较大的水压，保证推进器能在较深水域长时间平稳工作，且该结构紧凑，体积小，适用于各种大小功率推进器的封装。

本实用新型提供一种水下机器人推进器，包括子弹头(1)、螺旋桨(2)、桨叉(3)、前盖(6)、轴承(7)、传动轴(8)、导流器(9)、壳体(12)、电机(13)、后盖(16)，其中：

所述前盖(6)安装在所述壳体(12)的前端，所述电机(13)安装在所述壳体(12)的内部，所述后盖(16)安装在所述壳体(12)的后端；所述子弹头(1)、所述螺旋桨(2)、以及所述浆叉(3)依次安装在所述传动轴(8)的前端；所述传动轴(8)的后端穿过所述前盖(6)固定在所述电机(13)的轴上；所述传动轴(8)与所述前盖(6)之间利用轴用旋转格莱圈(4)进行动密封；所述传动轴(8)与所述前盖(6)之间设有所述轴承(7)，所述轴承(7)装配在所述前盖(6)上；所述前盖(6)上装配有导流器(9)。

进一步地，还包括前安装板(10)和后安装板(15)，所述前安装板(10)与所述导流器(9)相连接，所述后安装板(15)固定在所述后盖(16)上，所述前安装板(10)与所述后安装板(15)保持在同一水平面上，用于将推进器安装到水下机器人上。

进一步地，还包括缆线固定头(18)和缆线(19)，所述缆线固定头(18)安装在所述后盖(16)的螺纹孔内；所述缆线(19)的一端与所述电机(13)相连，所述缆线(19)的另一端穿过所述缆线固定头(18)，在所述后盖(16)的内侧与所述缆线固定头(18)的连接处进行灌胶密封处理。

进一步地，所述前盖(6)与所述壳体(12)之间利用前o型圈(11)进行轴向静密封，所述后盖(16)与所述壳体(12)之间利用后o型圈(14)进行径向静密封。

进一步地，所述螺旋桨(2)为四叶螺旋桨。

进一步地，所述传动轴(8)的前端的直径小于后端的直径，其中所述传动轴(8)的前端与所述浆叉(3)以及所述螺旋桨(2)相配合，所述传动轴(8)的前端设有与所述子弹头(1)配合连接的螺纹；所述传动轴(8)的前端与后端的连接部分与所述轴承(7)接触。

进一步地，所述前盖(6)设计成弧线型，且上面加工有与所述壳体(12)进行连接的沉头螺栓孔；所述壳体(12)的前部用来安装所述电机(13)的螺栓孔为沉头孔。

进一步地，所述传动轴(8)与所述壳体(12)之间留有间隙，用于防止所述传动轴(8)与所述壳体(12)可以之间产生间隙摩擦。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用轴用旋转格莱圈进行旋转动密封，轴用旋转格莱圈耐磨损、密封性好、能承受较大压力，解决了原有的o型圈动密封磨损快、需要经常更换、机械密封体积大的缺点，保证了本实用新型的水下推进器体积小、能长时间在较深水域平稳工作；

2、本实用新型安装了四叶螺旋桨，并配有导流器，通过外部控制器用pwm波直接调解水下推进器的正反转、加速、减速、停止和启动功能，使水下推进器能够在水下灵活运动，同时也不用在壳体内部封装pcb板，进一步减小了推进器的体积；

3、由于电机轴较短，所以本实用新型中设计了传动轴，为了保证传动轴的轴向固定，在传动轴的前端与后端的连接处形成台阶，若用台阶直接与前盖配合，会产生很大的摩擦力，因此在两者之间加装了轴承，实现了推进器各零件之间配合可靠紧凑，减小了配合之间的摩擦力。

附图说明

图1是本实用新型的实施例提供的水下机器人推进器的分解结构示意图；

图2是本实用新型的实施例提供的水下机器人推进器的组装结构示意图一；

图3是本实用新型的实施例提供的水下机器人推进器的组装结构示意图二。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种水下机器人推进器及其组装方法，其中所述水下机器人推进器包括子弹头1、螺旋桨2、桨叉3、轴用旋转格莱圈4、前立柱5、前盖6、轴承7、传动轴8、导流器9、前安装板10、前o型圈11、壳体12、电机13、后o型圈14、后安装板15、后盖16、后立柱17、缆线固定头18、缆线19。

请参阅图2和图3，为组装后的水下机器人推进器，其主体部分为电机13，电机13为内转子直流无刷电机，安装在壳体12的内部；后盖16安装在壳体12的后端，两者之间用后o型圈14进行径向静密封；缆线固定头18安装在后盖16的螺纹孔内；缆线19穿过缆线固定头18，与电机13相连；缆线固定头18起到固定缆线19的作用，并在后盖16的内侧与缆线固定头18的连接处加上灌封胶，使其密封可靠，从而保证了后盖16与壳体12之间的防水密封性，外部控制系统可以利用pwm信号通过缆线19调解电机13的正反转和转速。

电机13的轴与传动轴8相连，两者之间用紧定螺栓固定，电机13的轴为d字轴，可保证正常的传递转矩。传动轴8的前端直径较小，后端直径较大，前端与后端的连接处形成台阶，台阶与轴承7接触，可以在装配时保证传动轴8的轴向定位，不会发生窜动，同时可以减小摩擦力。轴承7装配在前盖6上，前盖6设计成弧形流线型，起到导流作用，前盖6安装在壳体12的前部，两者之间用前o型圈11进行轴向静密封。传动轴8的后端穿过前盖6，两者之间用轴用旋转格莱圈4进行旋转动密封，可以通过设计传动轴8和前盖6之间的间隙来保证动密封所需的耐压大小。利用轴用旋转格莱圈4进行动密封，可以承受较大压力，能保证推动器在较深的水域正常工作，且耐磨性较好，不用经常更换。

桨叉3和螺旋桨2装配在传动轴8的前端。其中桨叉3和传动轴8之间用紧定螺栓径向固定，在传动轴8与紧定螺栓接触的部位选取一个平面，保证桨叉3和传动轴8之间的转矩传递。螺旋桨2为四叶螺旋桨，桨叉3的前部有两个凸起，形成叉的形状，刚好与螺旋桨3凹下去的部分匹配，可以将转矩传递到螺旋桨2，保证螺旋桨2的正常旋转。传动轴8的前端设有与子弹头1配合连接的螺纹，子弹头1能够保证螺旋桨2装配时的轴向固定，同时起到导流的作用。

导流器9通过前立柱5和螺栓固定在前盖6上；前安装板10与导流器9相配合，后安装板15通过后立柱17安装在后盖16上，前安装板10和后安装板16保持在同一水平面上，用来将推进器安装在水下机器人上。前立柱5用来将导流器9固定在前盖6上。

作为优选地，前盖6、壳体12、以及后盖16均采用铝合金，散热快；

作为优选地，水下机器人推进器在封装完成后，在壳体12内部注入相应的油液，起到散热作用。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。