一种电动推拉杆的水下密封结构的制作方法

本发明涉及一种电动推拉杆的水下密封结构，属于水下密封结构领域。

背景技术：

电动推拉杆作为一种直线驱动动力装置，被广泛应用于机器人、机械臂等运动机构之中。

但现有的电动推拉杆，因其结构限制，在水下使用时，会出现电路短路、丝杠腐蚀导致精度下降或卡死等故障；即使是专门设计的防水电动推拉杆，对伺服电缸、线缆接口等部位做好了防水密封，在出力杆与缸体之间使用专用的防水密封圈组合，但由于出力杆和缸体之间在使用过程中始终存在相对滑动，防水密封圈也无法将出力杆表面的水刮除干净，长时间于水下工作时，水也会随着出力杆的运动慢慢积累，渗透到电动推拉杆缸体内部，从而导致电动推拉杆的丝杠腐蚀，进而导致设备故障或寿命下降。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有电动推拉杆防水密封技术的不足，提供一种用于电动推拉杆的水下密封结构，使普通的不具备防水功能的电动推拉杆，能够在水下、潮湿等环境中正常长时间工作，拓展普通电动推拉杆的适用范围。

本发明的技术解决方案是：一种电动推拉杆的水下密封结构，该结构包括设备腔组件、硬质护套组件、柔性护套组件；其中：

设备腔组件，密封包裹在电动推拉杆的缸外表面，主要用于保护电动推拉杆的伺服电机及为电气线缆留出走线空间；硬质护套组件包括不同内径的硬质护套，两个硬质护套在一起，大硬质护套内表面与小硬质护套外表面间隙配合，形成钓鱼竿式可伸缩结构，硬质护套组件上端与设备腔组件的下端面固定连接，下端与电动推拉杆出力杆端部密封固定连接；

柔性护套组件上端与设备腔组件的下端面密封固定连接，另一端与与电动推拉杆出力杆端部密封固定连接；

在电动推拉杆来回运动时，由硬质护套组件及其支撑的柔性护套组件跟随改变长度，在确保密封性的同时，减小对电动推拉杆性能的影响。

所述设备腔组件包括薄壁筒、上端盖和下端盖；其中：

所述上端盖和下端盖分别与薄壁筒的两端密封固定连接；上端盖内表面与电动推拉杆的上端面密封固定连接；下端盖作为设备腔组件的下端面，与硬质护套组件的大硬质护套上端面密封固定连接。

所述硬质护套组件还包括转接板及紧固螺母；其中：

小硬质护套下端面与转接板密封固定连接，转接板与电动推拉杆出力杆端部通过紧固螺母密封固定连接；

所述柔性护套组件包括柔性护套及多个圆环骨架、第一法兰盘和第二法兰盘，所述柔性护套采用柔性材料制成，圆环骨架在柔性护套内部用于支撑柔性护套，柔性护套组件的上端面与设备腔组件的下端面通过第一法兰盘密封压接，柔性护套组件的下端面与硬质护套组件的转接板通过第二法兰盘密封压接；

所述柔性护套外表面覆盖有防水涂层，能够有效防止液体向密封腔体内部渗透。

所述圆环骨架沿柔性护套轴线等距平行镶嵌在柔性护套内部。

圆环骨架与柔性护套之间使用黏合剂粘贴在一起，防止两者之间产生相对滑动。

柔性护套组件的过中心轴线剖面的外轮廓为波纹状结构，圆环骨架位于波纹状结构的最大直径位置。

需要密封装配的部位，包括：柔性护套组件上端与设备腔组件的下端面、柔性护套组件下端与转接板、硬质护套下端与转接板、转接板与电动推拉杆出力杆端部、上端盖与薄壁筒、下端盖与薄壁筒、上端盖与电动推拉杆的上端面，均使用橡胶圈及密封胶辅助密封处理。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)、本发明由于采用所有密封橡胶圈+密封胶形式，所有密封结构均为静态密封，相对于橡胶密封圈的动态密封结构形式，本发明静态密封的可靠性更高，可长时间于水下保持密封效果，据现有实施例，本密封结构在水下1m左右深度，连续浸泡使用1个月左右，除暴力破损外，未发现渗漏水现象；

(2)、本发明由于采用硬质护套组件及圆环骨架，为柔性护套组件提供支撑，可抵挡部分侧向水流(垂直于电动推拉杆轴线)冲击的作用，使本密封结构在动态水流环境中也可以使用，据现有实施例，本密封结构可在4～6节水流流速，1m～2m水深的环境下正常使用；

(3)、本发明中由于所有需要轴孔配合的零件均采用间隙配合的形式，且配合间隙较大，组件的机械加工精度和机械装配精度要求低，便于加工装配，且能有效降低成本，而现有的橡胶密封圈结构形式，对出力杆的表面精度和尺寸公差均有较高要求，加工及装配要求较高；

(4)、本发明的设备腔组件内部空间较充裕，且可调，可进一步加装漏水传感器、气路循环系统等附属系统，进一步增强本发明的可靠性和环境适应性。

附图说明

图1为本发明实施例的总体结构爆炸图；

图2(a)为本发明实施例的整体半剖视图；

图2(b)为图2(a)在c-c处的整体半剖视图；

图3为本发明实施例的柔性护套组件局部半剖剖视图；

上述所有示意图中，为了结构示意图的简化，螺钉、密封圈等零件均未画出，具体结构细节仅可作为示意，不等于实际结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步描述，其中所描述的实力仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动轻体下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种电动推拉杆的水下密封结构的具体实施例，具体地，本发明实施例中所述的电动推拉杆为直线串联式，即伺服电机与缸体位于同一轴线上；也可以是并联式结构，即伺服电机的轴线与缸体轴线平行不重合。

参见图1和图2(a)，该水下密封结构包括设备腔组件1、硬质护套组件2、柔性护套组件3。

1、设备腔组件

设备腔组件1密封包裹在电动推拉杆的外表面，主要用于保护电动推拉杆的伺服电机及为电气线缆留出走线空间；参见图1、图2(a)、图2(b)，本发明实施例中，电动推拉杆的电机部分主要位于设备腔组件1内部，电动推拉杆的伺服电机及各类传感器的各种线缆在设备腔组件1内部整理成束后，通过安装于上端盖1-2上的水密接头到达密封体外部；

所述设备腔组件1包括薄壁筒1-1、上端盖1-2和下端盖1-3；其中：所述上端盖1-2和下端盖1-3分别通过螺钉与薄壁筒1-1的两端密封固定连接；上端盖1-2内表面与电动推拉杆的上端面通过螺钉密封固定连接；下端盖1-3作为设备腔组件1的下端面，与硬质护套组件2的大硬质护套2-1上端面密封固定连接，薄壁筒1-1采用316不锈钢材料制作，以提高结构外露表面的抗腐蚀性能，上端盖1-2和下端盖1-3与薄壁筒1-1采用同种材料制作。

2、硬质护套组件

硬质护套组件2包括转接板2-3、紧固螺母2-4和不同内径的硬质护套，记为大硬质护套2-1、小硬质护套2-2，两个硬质护套在一起，大硬质护套2-1的上端与设备腔组件1的下端盖1-3固定连接，下端在小硬质护套2-2外表面外部，小硬质护套2-2上端位于大硬质护套2-1内部，下端面与转接板2-3密封固定连接，转接板2-3与电动推拉杆出力杆端部通过紧固螺母2-4密封固定连接；大硬质护套2-1内表面与小硬质护套2-2外表面间隙配合，间隙大小为0.2mm～0.5mm，形成钓鱼竿式可伸缩结构，硬质护套组件2上端与设备腔组件1的下端盖1-3固定连接，下端与电动推拉杆出力杆端部密封固定连接；所述硬质护套组件2，其大硬质护套2-1和小硬质护套2-2采用工程塑料制成，具有自润滑特性，较高的比强度和耐磨性，转接板2-3和紧固螺母2-4采用316不锈钢制作而成。

参见图1，本发明实施例中，电动推拉杆的缸体和出力杆主要位于硬质护套组件2内部，本发明实施例中，硬质护套的数量为2节，实际运用中，硬质护套的数量可以是3节或4节均可，本发明不做限定，但均在本发明的保护范围内。

3、柔性护套组件

参见图2(b),柔性护套组件3上端与设备腔组件1的下端面密封固定连接，另一端与转接板2-3密封固定连接；所述柔性护套组件3包括柔性护套3-1及多个圆环骨架3-2、第一法兰盘3-3a和第二法兰盘3-3b，所述柔性护套3-1采用柔性材料制成，圆环骨架在柔性护套内部用于支撑柔性护套3-1，柔性护套组件3的上端面与设备腔组件1的下端面通过第一法兰盘3-3a密封压接，柔性护套组件3的下端面与硬质护套组件2的转接板2-3通过第二法兰盘3-3b密封压接；

柔性护套3-1主体采用pvc夹网布类材料制作，厚度为0.5mm～2mm，材料本身具有弹性、良好的抗穿刺和抗撕裂性能；圆环骨架3-2采用不锈钢钢丝焊接制作，钢丝直径1mm～3mm，具有良好的韧性；第一法兰盘3-3a和第二法兰盘3-3b采用不锈钢材料制作，厚度为3mm～5mm。所述柔性护套3-1外表面覆盖有防水涂层，能够有效防止液体向密封腔体内部渗透。

在电动推拉杆来回运动时，由硬质护套组件2及其支撑的柔性护套组件3跟随改变长度，在确保密封性的同时，减小对电动推拉杆性能的影响。

参见图3，本发明实施例中柔性护套组件3中的柔性护套3-1为波纹状圆筒结构，柔性护套的厚度为0.5mm～3mm，采用纤维复合材料，本实施例中为表面增加防水涂层的pvc夹网布，柔性护套亦可使用其它具备一定弹性、柔韧性及抗穿刺能力的材料制作，本发明不做限定，但均在本发明的保护范围内。

参见图3，本发明实施例中柔性护套组件3的过中心轴线剖面的外轮廓为波纹状结构，柔性护套组件3中的圆环骨架3-2紧贴于柔性护套3-1的内表面，位于波纹状结构最高处位置，即圆环骨架3-2位于波纹状结构的最大直径位置。本实施例中，圆环骨架采用不锈钢制作，钢丝直径0.5mm～2mm，亦可采用其他具有较强韧性的材料制作。

本发明实施例中护套组件3中的柔性护套3-1采用高分子pvc夹网布材料，采用热缩工艺成型制作，在预置圆环骨架3-2后，将未收缩的柔性护套放置在圆环骨架3-2外围，加热柔性护套，使其直径尺寸产生收缩；

亦可采用高分子橡胶等具有较大冷缩效应的材料制作柔性护套，在将柔性护套加热后，使用扩张器柔性护套尺寸扩大后，放置在圆环骨架3-2外围，待柔性护套冷却后，其直径尺寸自动产生收缩；

由于圆环骨架3-2的存在，未放置圆环骨架3-2部位的柔性护套收缩程度更大，从而形成波纹状结构，使圆环骨架3-2沿柔性护套3-1轴线等距平行镶嵌在柔性护套3-1的内部；

所述圆环骨架3-2与柔性护套3-1之间使用弹性黏合剂粘贴，防止两者之间产生相对滑动。

本实施例中，需要密封装配的部位，包括：柔性护套组件3上端与设备腔组件1的下端面、柔性护套组件3下端与转接板2-3、硬质护套2-2下端与转接板2-3、转接板2-3与电动推拉杆出力杆端部、上端盖1-2与薄壁筒1-1、下端盖1-3与薄壁筒1-1、上端盖1-2与电动推拉杆的上端面，均使用橡胶圈及密封胶辅助密封处理。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。