專利名稱：水下機(jī)器人壓力自適應(yīng)水密接線箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水密接線箱，用于進(jìn)行水下電氣線路的匯總和接駁，適用于水下高壓環(huán)境，尤其適用于在深海工作的各類水下機(jī)器人上。
背景技術(shù)：
水下機(jī)器人對(duì)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(jī)器人上重要、關(guān)鍵部件，一般都采用外接壓力補(bǔ)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(bǔ)償器相通。當(dāng)受壓力時(shí)，水密接線箱和壓力補(bǔ)償器所受的外壓大于內(nèi)壓，水密接線箱的金屬箱體不會(huì)發(fā)生形變，外接壓力補(bǔ)償器由于受外壓而發(fā)生形變，壓力補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償器內(nèi)外壓力平衡。外接壓力補(bǔ)償器形式的水密接線箱需要進(jìn)行壓力補(bǔ)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(bǔ)償器破損等故障隱患，如皮囊壓力補(bǔ)償器在海水中容易產(chǎn)生裂紋造成壓力補(bǔ)償器的失效。采用壓力補(bǔ)償器內(nèi)置的形式可以避免以上問題。中國(guó)專利CN101804856 A公開一種深潛器用補(bǔ)償膜式充油接線箱，該專利采用塑料薄膜作為補(bǔ)償薄膜的補(bǔ)償方式，補(bǔ)償薄膜與充油箱體組成內(nèi)置壓力補(bǔ)償器，通過補(bǔ)償薄膜的形變補(bǔ)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(bǔ)償薄膜容易破損，造成壓力補(bǔ)償器的失效，而且未采用冗余補(bǔ)償方法，單單采用補(bǔ)償薄膜的補(bǔ)償方式，補(bǔ)償薄膜一旦出現(xiàn)問題就會(huì)造成整個(gè)水密接線箱的失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水下機(jī)器人壓力自適應(yīng)水密接線箱，采用冗余補(bǔ)償方法，同時(shí)裝有活塞式和金屬薄膜式壓力補(bǔ)償器，無需外接壓力補(bǔ)償器和油路，其中活塞式壓力補(bǔ)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)， 而且金屬薄膜延展性好，形變范圍大，不易破損，兩個(gè)壓力補(bǔ)償器同時(shí)工作，水密接線箱工
作可靠。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
水下機(jī)器人壓力自適應(yīng)水密接線箱，包括金屬箱體、法蘭盤、密封條、補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償薄膜置于法蘭盤上，補(bǔ)償薄膜與法蘭盤之間安裝有密封條，補(bǔ)償薄膜上安裝有壓板，壓板上再安裝防護(hù)罩，所述補(bǔ)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(bǔ)償薄膜為鈦金屬薄膜，在水密接線箱內(nèi)充以足量的補(bǔ)償油，補(bǔ)償油與補(bǔ)償薄膜組成內(nèi)置的金屬薄膜式壓力補(bǔ)償器，與活塞式壓力補(bǔ)償器同時(shí)工作。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明在金屬箱體壁上安裝有活塞式壓力補(bǔ)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(shí)會(huì)推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，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?；钊綁毫ρa(bǔ)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(bǔ)償薄膜為鈦金屬薄膜，在水密接線箱內(nèi)充以足量的補(bǔ)償油，補(bǔ)償油與補(bǔ)償薄膜組成內(nèi)置的金屬薄膜式壓力補(bǔ)償器，補(bǔ)償薄膜會(huì)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(dòng)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。本發(fā)明無需外接壓力補(bǔ)償器和油路，采用冗余補(bǔ)償方法，兩個(gè)壓力補(bǔ)償器同時(shí)工作，水密接線箱工作可靠。


圖1是本發(fā)明的主視圖； 圖2是本發(fā)明的后視圖3是本發(fā)明充油后在常壓下的剖視示意圖； 圖4是本發(fā)明充油后在高壓下的剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說明。如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明的金屬箱體(1)，其四個(gè)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(gè)，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(gè)，共12個(gè)，每個(gè)第一水密接插件(8)通過4個(gè)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(gè)，共2個(gè)，每個(gè)第二水密接插件通過4個(gè)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(gè)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(gè)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(bǔ)償器 (33)通過螺帽00)連接活塞式壓力補(bǔ)償器缸體固定在金屬箱體(1)右壁面上。活塞式壓力補(bǔ)償器缸體與金屬箱體(1)右壁面安裝有第一密封圈01)?；钊綁毫ρa(bǔ)償器缸體密封端(XT)將活塞04)密封固定在活塞式壓力補(bǔ)償器缸體上?；钊綁毫ρa(bǔ)償器缸體密封端(XT)與活塞式壓力補(bǔ)償器缸體之間安裝有第二密封圈06)?；钊?4)與活塞式壓力補(bǔ)償器缸體密封端(XT)之間安裝有第三密封圈0 和第四密封圈 08)。壓簧09)套在活塞04)上，通過螺母(31)限位，螺母(31)由鎖緊螺母(3 鎖緊。 底面(16)上開有進(jìn)油孔0 和出油孔(30)，金屬箱體(1)的端口焊接法蘭盤0)，法蘭盤 (2)上覆蓋厚度為0. Imm的鈦金屬補(bǔ)償薄膜，補(bǔ)償薄膜(4)與法蘭盤( 之間安裝有密封條(3)，補(bǔ)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(gè)螺栓(7)將法蘭盤O)、補(bǔ)償薄膜、壓板( 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0 向水密接線箱內(nèi)部充油，同時(shí)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(shí)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(shí)補(bǔ)償薄膜(4)受內(nèi)壓作用向外鼓起，同時(shí)活塞式壓力補(bǔ)償器的活塞04)受內(nèi)壓，壓簧09)往外移動(dòng)。如圖4所示，當(dāng)布放水下機(jī)器人時(shí)，水密接線箱受到的外壓逐漸增加，海水一方面推動(dòng)活塞式壓力補(bǔ)償器(3 的活塞04)往水密接線箱內(nèi)運(yùn)動(dòng)，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09)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(gè)壓簧09)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(bǔ)償薄膜(4)與水密接線箱內(nèi)部的油液一起組成一個(gè)內(nèi)置的金屬薄膜式壓力補(bǔ)償器，海水?dāng)D壓補(bǔ)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(jī)器人時(shí)，水密接線箱外部的壓力逐漸減少，內(nèi)部的油液就會(huì)同時(shí)擠壓活塞式壓力補(bǔ)償器(3 和補(bǔ)償薄膜，水密接線箱內(nèi)部油液一方面克服壓簧09)的壓力把活塞04)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(bǔ)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(bǔ)償器(33)和金屬薄膜式壓力補(bǔ)償器的同時(shí)作用下，很可靠地實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外壓力的平衡。本發(fā)明已經(jīng)經(jīng)過100次高壓艙測(cè)試驗(yàn)證，充分證明了本發(fā)明的可行性和可靠性， 并已在水下機(jī)器人中得到了實(shí)際的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.水下機(jī)器人壓力自適應(yīng)水密接線箱，包括金屬箱體(1)、法蘭盤O)、密封條(3)、補(bǔ)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(bǔ)償器(33)、進(jìn)油孔0 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(bǔ)償器 (33)，金屬箱體(1)底面有進(jìn)油孔0 和出油孔(30)，金屬箱體(1)的頂面端口安裝有法蘭盤O)，補(bǔ)償薄膜(4)置于法蘭盤( 上，補(bǔ)償薄膜(4)與法蘭盤( 之間安裝有密封條 (3)，補(bǔ)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(bǔ)償薄膜、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)開有通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機(jī)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(jì)，同時(shí)安裝兩個(gè)壓力補(bǔ)償器，金屬箱體(1)壁面上安裝有活塞式壓力補(bǔ)償器(33)，金屬箱體⑴頂面的補(bǔ)償薄膜⑷為鈦金屬薄膜，在水密接線箱內(nèi)充以足量的補(bǔ)償油，補(bǔ)償油與補(bǔ)償薄膜(4)組成內(nèi)置的金屬薄膜式壓力補(bǔ)償器，與活塞式壓力補(bǔ)償器 (33)同時(shí)工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水下機(jī)器人壓力自適應(yīng)水密接線箱。本發(fā)明的金屬箱體底面設(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(bǔ)償薄膜置于法蘭上，補(bǔ)償薄膜與法蘭之間安裝有密封條，補(bǔ)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(bǔ)償油，補(bǔ)償油與補(bǔ)償薄膜組成內(nèi)置的金屬薄膜式壓力補(bǔ)償器，與活塞式壓力補(bǔ)償器同時(shí)工作。本發(fā)明無需外接壓力補(bǔ)償器和油路，其中活塞式壓力補(bǔ)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(jiǎn)單，工作可靠。
文檔編號(hào)B63G8/22GK102407926SQ20111030739
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:浙江大學(xué)