一種水下航行器的電池自動更換裝置制造方法
【專利摘要】一種水下航行器的電池自動更換裝置，涉及一種水下航行器，特別是涉及一種水下航行器的電池自動更換裝置。本實用新型能夠在水下航行器在無需上浮的情況下自動更換蓄電池，提高了水下航行器的續(xù)航能力及隱蔽性。本實用新型包括電池艙和水密艙；電池艙由殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的底座、X軸方向運動機(jī)構(gòu)、Y軸方向運動機(jī)構(gòu)及電池載換機(jī)構(gòu)組成；X軸方向運動機(jī)構(gòu)由第一電機(jī)、第一導(dǎo)軌軸及第一絲杠組成，Y軸方向運動機(jī)構(gòu)由第二電機(jī)、第三電機(jī)、第二導(dǎo)軌軸、滑塊、第二絲杠及鉤具組成，電池載換機(jī)構(gòu)由電池夾和具有通孔的滑臺組成；水密艙由艙體和設(shè)置在艙體內(nèi)的排水板組成。
【專利說明】—種水下航行器的電池自動更換裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種水下航行器，特別是涉及一種水下航行器的電池自動更換裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類文明的進(jìn)步，可開采和利用的陸地資源正日益減少甚至枯竭。海洋面積占地球面積的71%，海洋中蘊藏著豐富的生物資源和礦產(chǎn)資源。21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，人類開發(fā)海洋和利用海洋的腳步，隨著科技的發(fā)展逐漸加快。具有海洋勘測、海底探查、海洋救撈、海底管道檢測以及水下偵查和跟蹤功能的水下機(jī)器人，已成為探索海洋、開發(fā)海洋和海洋防衛(wèi)的重要工具。隨著機(jī)電一體化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，流體力學(xué)和仿生學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，研究人員模仿魚類的游動推進(jìn)模式，研制出高效低噪、靈活機(jī)動的仿生機(jī)器魚，用以進(jìn)行水下復(fù)雜環(huán)境作業(yè)。但是，現(xiàn)有的仿生機(jī)器魚還難以滿足實用性的要求，尤其是電池續(xù)航能力有待提聞。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種水下航行器的電池自動更換裝置，該裝置能夠在水下航行器在無需上浮的情況下自動更換蓄電池，提高了水下航行器的續(xù)航能力及隱蔽性。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種水下航行器的電池自動更換裝置，包括電池艙和水密艙；電池艙由殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的底座、X軸方向運動機(jī)構(gòu)、Y軸方向運動機(jī)構(gòu)及電池載換機(jī)構(gòu)組成；χ軸方向運動機(jī)構(gòu)由第一電機(jī)、第一導(dǎo)軌軸及第一絲杠組成，第一導(dǎo)軌軸的兩端固定在底座上，第一絲杠的一端設(shè)置在底座上，另一端與第一電機(jī)軸相連接，第一電機(jī)固定在底座上，第一絲杠與第一導(dǎo)軌軸平行設(shè)置，軸方向運動機(jī)構(gòu)設(shè)置在X軸方向運動機(jī)構(gòu)的上方，由第二電機(jī)、第三電機(jī)、第二導(dǎo)軌軸、滑塊、第二絲杠及鉤具組成，第二導(dǎo)軌軸的兩端固定在底座上，第二導(dǎo)軌軸與第一導(dǎo)軌軸垂直設(shè)置，第二絲杠的一端設(shè)置在底座上，另一端與第二電機(jī)軸相連接，第二電機(jī)固定在底座上，第二絲杠與第二導(dǎo)軌軸平行設(shè)置，在第二絲杠上設(shè)置具有通孔的滑塊，滑塊與第二絲杠之間通過螺紋連接，滑塊通過通孔套裝在第二導(dǎo)軌軸上，在滑塊上固定有第三電機(jī)，第三電機(jī)軸與鉤具相連接；所述電池載換機(jī)構(gòu)由電池夾和具有通孔的滑臺組成；滑臺通過螺紋與第一絲杠相連接，滑臺通過通孔套裝在第一導(dǎo)軌軸上，電池夾固定在滑臺的頂部、位于Y軸方向運動機(jī)構(gòu)的下方，電池夾由若干個與第一導(dǎo)軌軸垂直設(shè)置的U形槽組成；水密艙由艙體和設(shè)置在艙體內(nèi)的排水板組成，在艙體前部設(shè)置有外艙門，在電池艙和水密艙之間設(shè)置有內(nèi)艙門，在水密艙的艙體上設(shè)置有通氣管。
[0005]在所述底座的左、右兩端分別設(shè)置具有通孔的左、右第一絲杠支座，第一導(dǎo)軌軸的兩端分別固定在左、右第一絲杠支座上，第一絲杠的左端設(shè)置在左第一絲杠支座的通孔中，第一絲杠的右端穿過右第一絲杠支座的通孔與第一電機(jī)軸相連接。
[0006]所述第一導(dǎo)軌軸的數(shù)目為兩個，且兩個第一導(dǎo)軌軸平行設(shè)置在第一絲杠的兩側(cè)。
[0007]在所述第一導(dǎo)軌軸的兩端設(shè)置有安全墊。
[0008]在所述底座的前、后兩端分別設(shè)置具有通孔的前、后第二絲杠支座，第二導(dǎo)軌軸的兩端分別固定在前、后第二絲杠支座上，第二絲杠的后端設(shè)置在后第二絲杠支座的通孔中，第二絲杠的前端穿過前第二絲杠支座的通孔與第二電機(jī)軸相連接。
[0009]所述第二導(dǎo)軌軸的數(shù)目為兩個，且兩個第二導(dǎo)軌軸平行設(shè)置在第二絲杠的兩側(cè)。
[0010]所述第三電機(jī)軸與鉤具之間通過勾取軸相連接。
[0011]在所述水密艙的內(nèi)、外艙門處均設(shè)置有密封條。
[0012]在所述排水板下方的水密艙的艙體上設(shè)置有排水孔。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]本實用新型實現(xiàn)了水下航行器的電池自主更換，提高了水下航行器的續(xù)航能力及隱蔽性，同時減少了人工干預(yù)。本實用新型運行可靠、工作頻率高、體積小、且結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的水下航行器的電池自動更換裝置在使用狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的電池艙拆除殼體后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為圖2的A-A剖視圖；
[0018]圖4為本實用新型的X軸方向運動機(jī)構(gòu)和絲母、滑臺安裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本實用新型的Y軸方向運動機(jī)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖中，I—通氣管，2—電池艙，3—水密艙，4一外艙門，5—水下航行器，6—內(nèi)艙11，7 —排水板，8 —底座，9一第一電機(jī)，10—第二電機(jī)，11 —電池夾，12—第一導(dǎo)軌軸，13—第一絲杠，14—第二導(dǎo)軌軸，15—滑塊，16—第二絲杠支座，17—第三電機(jī)，18—支撐板，19—直線軸承，20—安全墊，21—勾取軸，22—第二絲杠，23—絲母，24—滑臺，25—第一絲杠支座，26—殼體，27—艙體，28—排水孔，29—鉤具。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]如圖1?圖5所示，一種水下航行器的電池自動更換裝置，包括電池艙2和水密艙3 ;
[0023]電池艙2由殼體26和設(shè)置在殼體26內(nèi)的底座8、X軸方向運動機(jī)構(gòu)、Y軸方向運動機(jī)構(gòu)及電池載換機(jī)構(gòu)組成；X軸方向運動機(jī)構(gòu)由第一電機(jī)9、第一導(dǎo)軌軸12及第一絲杠13組成，第一導(dǎo)軌軸12的兩端固定在底座8上，第一絲杠13的左端設(shè)置在底座8上，右端與第一電機(jī)9軸相連接，第一電機(jī)9固定在底座8的右側(cè)，第一絲杠13與第一導(dǎo)軌軸12平行設(shè)置，X軸方向運動機(jī)構(gòu)可控制電池載換機(jī)構(gòu)在X軸方向上的運動，實現(xiàn)電池夾11的進(jìn)給；
[0024]Y軸方向運動機(jī)構(gòu)設(shè)置在X軸方向運動機(jī)構(gòu)的上方，由第二電機(jī)10、第三電機(jī)17、第二導(dǎo)軌軸14、滑塊15、鉤取軸21、第二絲杠22及鉤具29組成，第二導(dǎo)軌軸14的兩端固定在底座8上，第二導(dǎo)軌軸14與第一導(dǎo)軌軸12垂直設(shè)置，第二絲杠22的前端設(shè)置在底座8上，后端與第二電機(jī)10軸相連接，第二電機(jī)10固定在底座8的后部，第二絲杠22與第二導(dǎo)軌軸14平行設(shè)置，在第二絲杠22上設(shè)置具有通孔的滑塊15，滑塊15與第二絲杠22之間通過螺紋連接，滑塊15通過通孔套裝在第二導(dǎo)軌軸14上，滑塊15能夠沿著第二導(dǎo)軌軸14軸向移動，在滑塊15上固定有第三電機(jī)17，第三電機(jī)17軸與鉤取軸21相連接，在鉤取軸21上設(shè)置有鉤具29，Y軸方向運動機(jī)構(gòu)可控制鉤具29在Y軸方向上的運動及鉤具29的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)勾換電池過程中的拖動和勾住電池動作。
[0025]所述電池載換機(jī)構(gòu)由電池夾11、支撐板18和具有通孔的滑臺24組成；滑臺24通過絲母23與第一絲杠13相連接，滑臺24通過通孔通過直線軸承19與第一導(dǎo)軌軸12相連接，電池夾11通過支撐板18固定在滑臺24的頂部、位于Y軸方向運動機(jī)構(gòu)的下方，電池夾11由六個與第一導(dǎo)軌軸12垂直設(shè)置的U形槽組成，U形槽結(jié)構(gòu)相同，端面對齊；電池載換機(jī)構(gòu)用于裝載可供更換的新電池和完成更換的舊電池；
[0026]水密艙3由艙體27和設(shè)置在艙體27內(nèi)的排水板7組成，在艙體27前部設(shè)置有外艙門4，外艙門4上下開合，用于水下航行器5進(jìn)出，在電池艙2和水密艙3之間設(shè)置有內(nèi)艙門6,內(nèi)艙門6左右開合,與電池艙2內(nèi)的電池載換機(jī)構(gòu)相對應(yīng),實現(xiàn)電池的輸送；在艙體27的頂部設(shè)置有通氣管1，在艙體27內(nèi)的下部設(shè)置有排水板7，排水板7為具有通孔的平板，排水板7有利于水下航行器5的排水。
[0027]在所述底座8的左、右兩端分別設(shè)置具有通孔的左、右第一絲杠支座25，第一導(dǎo)軌軸12的兩端分別固定在左、右第一絲杠支座25上，第一絲杠13的左端設(shè)置在左第一絲杠支座25的通孔中，第一絲杠13的右端穿過右第一絲杠支座25的通孔與第一電機(jī)9軸相連接，第一絲杠13的兩端分別與左、右第一絲杠支座25的通孔通過軸承相連接。
[0028]所述第一電機(jī)9軸與第一絲杠13之間、第二絲杠22與第二電機(jī)10軸之間及第三電機(jī)17軸與鉤取軸21之間均通過絲杠聯(lián)軸器相連接。
[0029]所述第一導(dǎo)軌軸12的數(shù)目為兩個，且兩個第一導(dǎo)軌軸12平行設(shè)置在第一絲杠13的兩側(cè)。
[0030]在所述第一導(dǎo)軌軸12的兩端設(shè)置有由橡膠制成的安全墊20，防止滑臺24與左、右第一絲杠支座25之間碰撞。
[0031]在所述底座8的前、后兩端分別設(shè)置具有通孔的前、后第二絲杠支座16，第二導(dǎo)軌軸14的兩端分別固定在前、后第二絲杠支座16上，第二絲杠22的后端設(shè)置在后第二絲杠支座16的通孔中，第二絲杠22的前端穿過前第二絲杠支座16的通孔與第二電機(jī)10軸相連接，第二絲杠22的兩端分別與前、后第二絲杠支座的通孔通過軸承相連接。
[0032]所述第二導(dǎo)軌軸14的數(shù)目為兩個，且兩個第二導(dǎo)軌軸14平行設(shè)置在第二絲杠22的兩側(cè)。
[0033]在所述水密艙3的內(nèi)、外艙門處均設(shè)置有密封條，密封條用于內(nèi)、外艙門的密封。
[0034]在所述排水板8下方的水密艙3的艙體27上設(shè)置有排水孔28，抽水泵通過排水孔28對水密艙3內(nèi)進(jìn)行排水。
[0035]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本實施例的使用過程:
[0036]如圖1?圖5所示，水下航行器5通過外艙門4進(jìn)入水密艙3內(nèi)、排水板7上面，關(guān)閉外艙門4，密封通氣管1，通過抽水泵將水密艙3內(nèi)的水抽凈。內(nèi)艙門6打開，電池艙2內(nèi)的第二電機(jī)10軸開始正轉(zhuǎn)，同時帶動第二絲杠22正轉(zhuǎn)，使滑塊15向前運動，同時帶動鉤具29向前運動。當(dāng)鉤具29觸碰到水下航行器5的電池時，第三電機(jī)17軸順時針旋轉(zhuǎn)90°，帶動鉤具29勾住水下航行器5的電池；第二電機(jī)10軸反轉(zhuǎn)，第二絲杠22帶動鉤具29向后運動，并通過鉤具29將水下航行器5的電池勾取出來，第三電機(jī)17軸逆時針旋轉(zhuǎn)90°，使鉤具29松開水下航行器5的電池。然后第一電機(jī)9軸開始正轉(zhuǎn)，同時帶動第一絲杠13正轉(zhuǎn)；第一絲杠13帶動電池載換機(jī)構(gòu)沿第一絲杠13、第一導(dǎo)軌軸12向左運動,使電池夾11內(nèi)充滿電的新電池與鉤具29在y軸方向?qū)R，然后第三電機(jī)17軸順時針旋轉(zhuǎn)90°，帶動鉤具29勾住充滿電的新電池，第二電機(jī)10軸正轉(zhuǎn)，同時帶動第二絲杠22正轉(zhuǎn)，帶動鉤具29向前運動，鉤具29將充滿電的新電池推入水下航行器5的電池倉。最后第三電機(jī)17軸逆時針轉(zhuǎn)動90°，鉤具29松開充滿電的新電池，第二電機(jī)10軸反轉(zhuǎn)，帶動第三電機(jī)17回到原位置，完成一次電池自動更換過程。
【權(quán)利要求】
1.一種水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于包括電池艙和水密艙；電池艙由殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的底座、X軸方向運動機(jī)構(gòu)、Y軸方向運動機(jī)構(gòu)及電池載換機(jī)構(gòu)組成；X軸方向運動機(jī)構(gòu)由第一電機(jī)、第一導(dǎo)軌軸及第一絲杠組成，第一導(dǎo)軌軸的兩端固定在底座上，第一絲杠的一端設(shè)置在底座上，另一端與第一電機(jī)軸相連接，第一電機(jī)固定在底座上，第一絲杠與第一導(dǎo)軌軸平行設(shè)置，軸方向運動機(jī)構(gòu)設(shè)置在X軸方向運動機(jī)構(gòu)的上方，由第二電機(jī)、第三電機(jī)、第二導(dǎo)軌軸、滑塊、第二絲杠及鉤具組成，第二導(dǎo)軌軸的兩端固定在底座上，第二導(dǎo)軌軸與第一導(dǎo)軌軸垂直設(shè)置，第二絲杠的一端設(shè)置在底座上，另一端與第二電機(jī)軸相連接，第二電機(jī)固定在底座上，第二絲杠與第二導(dǎo)軌軸平行設(shè)置，在第二絲杠上設(shè)置具有通孔的滑塊，滑塊與第二絲杠之間通過螺紋連接，滑塊通過通孔套裝在第二導(dǎo)軌軸上，在滑塊上固定有第三電機(jī)，第三電機(jī)軸與鉤具相連接；所述電池載換機(jī)構(gòu)由電池夾和具有通孔的滑臺組成；滑臺通過螺紋與第一絲杠相連接，滑臺通過通孔套裝在第一導(dǎo)軌軸上，電池夾固定在滑臺的頂部、位于Y軸方向運動機(jī)構(gòu)的下方，電池夾由若干個與第一導(dǎo)軌軸垂直設(shè)置的U形槽組成，水密艙由艙體和設(shè)置在艙體內(nèi)的排水板組成，在艙體前部設(shè)置有外艙門，在電池艙和水密艙之間設(shè)置有內(nèi)艙門，在水密艙的艙體上設(shè)置有通氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于在所述底座的左、右兩端分別設(shè)置具有通孔的左、右第一絲杠支座，第一導(dǎo)軌軸的兩端分別固定在左、右第一絲杠支座上，第一絲杠的左端設(shè)置在左第一絲杠支座的通孔中，第一絲杠的右端穿過右第一絲杠支座的通孔與第一電機(jī)軸相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于所述第一導(dǎo)軌軸的數(shù)目為兩個，且兩個第一導(dǎo)軌軸平行設(shè)置在第一絲杠的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于在所述第一導(dǎo)軌軸的兩端設(shè)置有安全墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于在所述底座的前、后兩端分別設(shè)置具有通孔的前、后第二絲杠支座，第二導(dǎo)軌軸的兩端分別固定在前、后第二絲杠支座上，第二絲杠的后端設(shè)置在后第二絲杠支座的通孔中，第二絲杠的前端穿過前第二絲杠支座的通孔與第二電機(jī)軸相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于所述第二導(dǎo)軌軸的數(shù)目為兩個，且兩個第二導(dǎo)軌軸平行設(shè)置在第二絲杠的兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于所述第三電機(jī)軸與鉤具之間通過勾取軸相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于在所述水密艙的內(nèi)、外艙門處均設(shè)置有密封條。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于在所述排水板下方的水密艙的艙體上設(shè)置有排水孔。
【文檔編號】B63C11/52GK203958576SQ201420288882
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】安雄, 盛爾立, 陳述平, 趙曼, 王淼 申請人:東北大學(xué)