專利名稱：一種水下機器人壓力自適應(yīng)水密接線箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水密接線箱，尤其涉及一種水下機器人壓力自適應(yīng)水密接線箱。
背景技術(shù)：
水下機器人對海洋資源的開發(fā)有著十分重要的作用。水密接線箱是水下機器人上重要、關(guān)鍵部件，一般都采用外接壓力補償器的結(jié)構(gòu)。充油的水密接線箱通過油路與外接的壓力補償器相通。當(dāng)受壓力時，水密接線箱和壓力補償器所受的外壓大于內(nèi)壓，水密接線箱的金屬箱體不會發(fā)生形變，外接壓力補償器由于受外壓而發(fā)生形變，壓力補償器內(nèi)的油進(jìn)入水密接線箱充油箱體內(nèi)，充油箱體內(nèi)的油總量增加，彌補了充油箱體內(nèi)油液因受壓縮而減少的體積損失，使得水密接線箱和外接壓力補償器內(nèi)外壓力平衡。外接壓力補償器形式的水密接線箱需要進(jìn)行壓力補償器的安裝和油路的鋪設(shè)，存在油路堵塞、腐蝕泄露和外接補償器破損等故障隱患，如皮囊壓力補償器在海水中容易產(chǎn)生裂紋造成壓力補償器的失效。采用壓力補償器內(nèi)置的形式可以避免以上問題。中國專利CN101804856 A公開一種深潛器用補償膜式充油接線箱，該專利采用塑料薄膜作為補償薄膜的補償方式，補償薄膜與充油箱體組成內(nèi)置壓力補償器，通過補償薄膜的形變補償充油金屬箱體內(nèi)由于壓力變化引起的油液體積變化，該專利采用的塑料材質(zhì)補償薄膜容易破損，造成壓力補償器的失效，而且未采用冗余補償方法，單單采用補償薄膜的補償方式，補償薄膜一旦出現(xiàn)問題就會造成整個水密接線箱的失效。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種水下機器人壓力自適應(yīng)水密接線箱。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實用新型包括金屬箱體、法蘭盤、密封條、補償薄膜、壓板、防護(hù)罩、螺栓、水密接插件、堵頭、快換接頭、活塞式壓力補償器、進(jìn)油孔和出油孔。金屬箱體的壁面安裝有水密接插件、快換接頭、堵頭以及活塞式壓力補償器，金屬箱體底面有進(jìn)油孔和出油孔，金屬箱體的頂面端口安裝有法蘭盤，補償薄膜置于法蘭盤上，補償薄膜與法蘭盤之間安裝有密封條， 補償薄膜上安裝有壓板，壓板上再安裝防護(hù)罩，所述補償薄膜、壓板、防護(hù)罩與法蘭盤通過螺栓緊固密封連接，所述防護(hù)罩開有通孔。金屬箱體頂面的補償薄膜為鈦金屬薄膜，在水密接線箱內(nèi)充以足量的補償油，補償油與補償薄膜組成內(nèi)置的金屬薄膜式壓力補償器，與活塞式壓力補償器同時工作。本實用新型的有益效果是本實用新型在金屬箱體壁上安裝有活塞式壓力補償器，活塞的一端與內(nèi)部油腔接通，另外一端與外界水環(huán)境相通，內(nèi)外存在壓差時會推動活塞運動，從而改變內(nèi)部油腔體積，水密接線箱內(nèi)的油液壓力隨油腔體積的變化而變化，使得內(nèi)壓與外壓保持平衡。活塞式壓力補償器使得水密接線箱內(nèi)壓略高于外壓，有效避免海水滲透到水密接線箱內(nèi)。金屬箱體頂部的補償薄膜為鈦金屬薄膜，在水密接線箱內(nèi)充以足量的補償油，補償油與補償薄膜組成內(nèi)置的金屬薄膜式壓力補償器，補償薄膜會隨著內(nèi)外壓差產(chǎn)生形變，水密接線箱內(nèi)的油液壓力隨油腔體積的變化而變化，自動平衡接線箱內(nèi)外壓力。 鈦金屬薄膜延展性好，形變范圍大，不易破損。本實用新型無需外接壓力補償器和油路，采用冗余補償方法，兩個壓力補償器同時工作，水密接線箱工作可靠。

圖1是本實用新型的主視圖；圖2是本實用新型的后視圖；圖3是本實用新型充油后在常壓下的剖視示意圖；圖4是本實用新型充油后在高壓下的剖視示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)一步的說明。如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型的金屬箱體(1)，其四個壁面和底面(16)采用金屬板焊接而成。金屬箱體(1)的壁面上安裝有水密接插件共15個，其中第一水密接插件 (8)在金屬箱體(1)的前、后壁面上各安裝有6個，共12個，每個第一水密接插件(8)通過 4個螺栓(9)安裝在前、后壁面上，為保證水密接插件安裝的密封性，安裝孔為盲孔。第二水密接插件(10)在金屬箱體(1)的前、后壁面上各安裝有1個，共2個，每個第二水密接插件(10)通過4個螺栓(11)安裝在前、后壁面上，安裝孔為盲孔。第三水密接插件(12)安裝在金屬箱體(1)的左壁面上，通過4個螺栓(13)安裝在左壁面上，安裝孔為盲孔。金屬箱體(1)的左壁面還安裝有堵頭(14)?？鞊Q接頭安裝座(17)通過4個螺栓(19)安裝在前壁面上，安裝孔為盲孔，快換接頭(18)安裝在快換接頭安裝座(17)上。活塞式壓力補償器(33)通過螺帽(20)連接活塞式壓力補償器缸體(23)固定在金屬箱體(1)右壁面上。 活塞式壓力補償器缸體(23)與金屬箱體(1)右壁面安裝有第一密封圈(21)。活塞式壓力補償器缸體密封端(27)將活塞(24)密封固定在活塞式壓力補償器缸體(23)上?；钊綁毫ρa償器缸體密封端(27)與活塞式壓力補償器缸體(23)之間安裝有第二密封圈(26)。 活塞(24)與活塞式壓力補償器缸體密封端(27)之間安裝有第三密封圈(25)和第四密封圈(28)。壓簧(29)套在活塞(24)上，通過螺母(31)限位，螺母(31)由鎖緊螺母(32)鎖緊。底面(16)上開有進(jìn)油孔(22)和出油孔(30)，金屬箱體(1)的端口焊接法蘭盤(2)，法蘭盤(2)上覆蓋厚度為0. Imm的鈦金屬補償薄膜(4)，補償薄膜(4)與法蘭盤(2)之間安裝有密封條(3)，補償薄膜(4)上安裝壓板(5)，壓板(5)上安裝防護(hù)罩(6)，防護(hù)罩(6)中部開有通孔。用16個螺栓(7)將法蘭盤(2)、補償薄膜(4)、壓板(5)和防護(hù)罩(6)密封緊固起來。如圖3所示，在常壓下，連接好水密接線箱內(nèi)部的電氣線路。放置好接線箱的位置，使得堵頭(14)位置向上，通過進(jìn)油孔(22)向水密接線箱內(nèi)部充油，同時利用出油孔 (30)排放水密接線箱內(nèi)空氣，直到水密接線箱內(nèi)充滿油并循環(huán)充油一段時間使得水密接線箱內(nèi)基本沒有空氣，堵上出油孔(30)，繼續(xù)往水密接線箱內(nèi)充油，直到水密接線箱內(nèi)油壓達(dá)到0. 05Mpa，此時補償薄膜(4)受內(nèi)壓作用向外鼓起，同時活塞式壓力補償器的活塞(24)受內(nèi)壓，壓簧(29)往外移動。如圖4所示，當(dāng)布放水下機器人時，水密接線箱受到的外壓逐漸增加，海水一方面推動活塞式壓力補償器(33)的活塞(24)往水密接線箱內(nèi)運動，使得水密接線箱內(nèi)部的油腔體積減少，油液體積受到壓縮使得油壓增大，水密接線箱內(nèi)部油壓克服壓簧(29)的壓力后平衡外部海水壓力，使得水密接線箱內(nèi)部油液始終比外部壓力多一個壓簧(29)的壓力， 有效防止海水滲透到水密接線箱內(nèi)部；另一方面，補償薄膜(4)與水密接線箱內(nèi)部的油液一起組成一個內(nèi)置的金屬薄膜式壓力補償器，海水?dāng)D壓補償薄膜(4)使其發(fā)生形變向下凹陷，水密接線箱的油液體積減少使得水密接線箱內(nèi)部壓力增大，平衡外部的壓力。當(dāng)回收水下機器人時，水密接線箱外部的壓力逐漸減少，內(nèi)部的油液就會同時擠壓活塞式壓力補償器(33)和補償薄膜(4)，水密接線箱內(nèi)部油液一方面克服壓簧(29)的壓力把活塞(24)往外推，使得內(nèi)部油液體積增大，油壓減少，平衡外部壓力；另一方面內(nèi)部油壓擠壓補償薄膜(4)使得凹陷逐漸恢復(fù)，接線箱內(nèi)部油液體積增大，油壓減少，起到平衡內(nèi)外壓力的作用。水密接線箱在活塞式壓力補償器(33)和金屬薄膜式壓力補償器的同時作用下，很可靠地實現(xiàn)了內(nèi)外壓力的平衡。本實用新型已經(jīng)經(jīng)過100次高壓艙測試驗證，充分證明了本實用新型的可行性和可靠性，并已在水下機器人中得到了實際的應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種水下機器人壓力自適應(yīng)水密接線箱，包括金屬箱體(1)、法蘭盤(2)、密封條(3)、補償薄膜(4)、壓板(5)、防護(hù)罩(6)、螺栓(7)、水密接插件(8、10、12)、堵頭(14)、快換接頭(18)、活塞式壓力補償器(33)、進(jìn)油孔(22)和出油孔(30)，其特征在于所述的金屬箱體(1)的壁面安裝有水密接插件(8、10、12)、快換接頭(18)、堵頭(14)以及活塞式壓力補償器(33)，金屬箱體(1)底面有進(jìn)油孔(22)和出油孔(30)，金屬箱體(1)的頂面端口安裝有法蘭盤(2)，補償薄膜(4)置于法蘭盤(2)上，補償薄膜(4)與法蘭盤(2)之間安裝有密封條(3)，補償薄膜(4)上安裝有壓板(5)，壓板(5)上再安裝防護(hù)罩(6)，所述補償薄膜(4)、壓板(5)、防護(hù)罩(6)與法蘭盤(2)通過螺栓(7)緊固密封連接，所述防護(hù)罩(6)開有通孑L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人壓力自適應(yīng)水密接線箱，其特征在于該水密接線箱采用冗余設(shè)計，同時安裝兩個壓力補償器，金屬箱體(1)壁面上安裝有活塞式壓力補償器(33)，金屬箱體(1)頂面的補償薄膜(4)為鈦金屬薄膜，在水密接線箱內(nèi)充以足量的補償油，補償油與補償薄膜(4)組成內(nèi)置的金屬薄膜式壓力補償器，與活塞式壓力補償器 (33)同時工作。
專利摘要本實用新型公開了一種水下機器人壓力自適應(yīng)水密接線箱。本實用新型的金屬箱體底面設(shè)有進(jìn)油孔和出油孔，金屬箱體的頂面端口安裝有法蘭，補償薄膜置于法蘭上，補償薄膜與法蘭之間安裝有密封條，補償薄膜上安裝有壓板，壓板上再安裝防護(hù)罩，在水密接線箱內(nèi)充以足量的補償油，補償油與補償薄膜組成內(nèi)置的金屬薄膜式壓力補償器，與活塞式壓力補償器同時工作。本實用新型無需外接壓力補償器和油路，其中活塞式壓力補償器使得水密接線箱內(nèi)部油壓略高于外部水壓，有效避免海水滲透到水密接線箱內(nèi)，鈦金屬薄膜延展性好，形變范圍大，不易破損，水密接線箱結(jié)構(gòu)緊湊簡單，工作可靠。
文檔編號B63G8/22GK202295268SQ20112038595
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者冷建興, 劉源, 葉延英, 袁卓立, 郝帥, 黃豪彩 申請人:浙江大學(xué)