專利名稱：水下航行體的模塊化舵機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供的是一種應(yīng)用于水下航行體的舵機(jī)。
背景技術(shù)：
舵屬于薄的流線型物體，非常適合于控制高速運(yùn)動(dòng)的流線式水下機(jī)器人等水下航行體的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)舵葉改變其位置時(shí)，水壓力通過(guò)舵葉對(duì)航行體產(chǎn)生力矩，這種力矩使航行體回轉(zhuǎn)達(dá)到操縱其航向的目的。但是，由于水下航行體外形、重量、密封條件以及舵機(jī)在水下航行體內(nèi)部安裝位置等因素的限制，使舵機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成為水下航行體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。
隨著水下航行體技術(shù)的高速發(fā)展，水下航行體及其內(nèi)部組件的模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為水下航行體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種趨勢(shì)。所謂模塊化是指在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同產(chǎn)品進(jìn)行功能分析和分解的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出一系列通用模塊或標(biāo)準(zhǔn)模塊，然后，從這些模塊中選取相應(yīng)的模塊并補(bǔ)充新設(shè)計(jì)的專用模塊和零部件一起進(jìn)行相應(yīng)的組合，以構(gòu)成滿足各種不同需要的產(chǎn)品的一種標(biāo)準(zhǔn)化形式。模塊可以是由一個(gè)零件組成的，也可能是一個(gè)組件或者部件。一個(gè)產(chǎn)品應(yīng)分成幾個(gè)模塊。模塊化結(jié)構(gòu)的各模塊之間應(yīng)是可以互換的，這便于各模塊之間的組合，以得到不同功能的要求。并且，各模塊是一組有不同用途的，不同結(jié)構(gòu)的基本單元，可以有選擇地經(jīng)不同的組合后達(dá)到不同的功能要求，以適應(yīng)不同的需要。舵機(jī)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)能夠提高舵機(jī)結(jié)構(gòu)的可重組性和互換性，增加舵機(jī)功能的靈活性和多樣性，并使得舵機(jī)系統(tǒng)可集成化制造、安裝，進(jìn)而降低其制造成本。
專利申請(qǐng)?zhí)枮?00520098347.0、名稱為《集成式小型舵機(jī)》的專利，采用油泵推動(dòng)液壓油缸實(shí)現(xiàn)舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)，主要應(yīng)用于船舶等水面航行體上。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、浪費(fèi)能源，成本高。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種體小質(zhì)輕，可模塊化制造、安裝，并直接應(yīng)用于中性或偏酸性的液體環(huán)境中，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和升沉運(yùn)動(dòng)控制的水下航行體的模塊化舵機(jī)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括轉(zhuǎn)向舵模塊、升沉舵模塊和密封箱體三部分；密封箱體由箱體、箱體兩端的O型密封圈組成；轉(zhuǎn)向舵模塊的組成包括箱體端蓋、轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)、轉(zhuǎn)向舵，轉(zhuǎn)向舵模塊位于密封箱體的前端轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)設(shè)置于密封箱體內(nèi)，轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)是兩端同步輸出電機(jī)，轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)兩端的輸出軸伸出箱體端蓋外、并且與箱體端蓋之間設(shè)置有密封支承機(jī)構(gòu)，兩個(gè)轉(zhuǎn)向舵通過(guò)轉(zhuǎn)向舵連接軸安裝在轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)輸出軸上，箱體端蓋安裝于箱體兩端并由O型密封圈密封；升沉舵模塊的組成包括升沉步進(jìn)電機(jī)、升沉舵，升沉舵模塊位于密封箱體的后端，升沉步進(jìn)電機(jī)設(shè)置于密封箱體內(nèi)，升沉步進(jìn)電機(jī)的輸出軸伸出密封箱體的一側(cè)，并且與箱體之間設(shè)置有密封支承機(jī)構(gòu)，升沉步進(jìn)電機(jī)輸出的動(dòng)力通過(guò)圓錐齒輪副轉(zhuǎn)向后，經(jīng)升沉舵連接軸傳遞給兩個(gè)升沉舵。
本發(fā)明還可以包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征1、所述的轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與端蓋之間的密封支承機(jī)構(gòu)包括安裝在箱體端蓋上的密封端蓋、密封端蓋與端蓋之間的O型圈、設(shè)置于密封端蓋與轉(zhuǎn)向舵連接軸之間的骨架油封和不銹鋼軸承。
2、轉(zhuǎn)向舵通過(guò)聯(lián)軸節(jié)安裝在轉(zhuǎn)向舵連接軸上，在聯(lián)軸節(jié)與不銹鋼軸承之間設(shè)置有緩沖元件。
3、所述的轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)輸出軸與箱體端蓋之間的密封支承機(jī)構(gòu)包括安裝在箱體端蓋上的骨架油封。
4、在一個(gè)箱體端蓋內(nèi)側(cè)帶有兩個(gè)平行凸臺(tái)。
5、所述的升沉步進(jìn)電機(jī)輸出軸與箱體側(cè)壁之間的密封支承機(jī)構(gòu)包括安裝在箱體側(cè)壁上的密封端蓋、密封端蓋與箱體側(cè)壁之間有O型密封圈、密封端蓋與電機(jī)連接軸之間有骨架油封和不銹鋼軸承。
6、所述的升沉步進(jìn)電機(jī)輸出軸與箱體側(cè)壁之間的密封支承機(jī)構(gòu)包括安裝在箱體側(cè)壁上的骨架油封。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、同時(shí)實(shí)現(xiàn)升沉舵和轉(zhuǎn)向舵轉(zhuǎn)動(dòng)。
很多舵機(jī)的設(shè)計(jì)只針對(duì)單獨(dú)的升沉舵或轉(zhuǎn)向舵，本舵機(jī)系統(tǒng)能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)升沉舵和轉(zhuǎn)向舵運(yùn)轉(zhuǎn)，既可耦合協(xié)作又可單獨(dú)工作，提高了舵機(jī)工作性能。
2、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本舵機(jī)系統(tǒng)由三個(gè)模塊組成，可集成制造、集成安裝，成本便宜，并且易于更換功能模塊，實(shí)現(xiàn)舵機(jī)結(jié)構(gòu)的重組，這也使舵機(jī)系統(tǒng)能夠適應(yīng)多種工作要求，豐富了舵機(jī)的功能。
3、雙舵葉的大轉(zhuǎn)向力矩由舵力計(jì)算公式可知，舵葉產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力矩與它的迎流面積成正比，本發(fā)明在不增加整個(gè)舵機(jī)體積的情況下，每個(gè)方向均對(duì)稱安裝雙轉(zhuǎn)向舵葉，既使舵機(jī)受力更加平衡穩(wěn)定，又增大力矩?cái)?shù)值，提高了舵機(jī)效率。
4、升沉舵和轉(zhuǎn)向舵可實(shí)現(xiàn)功能互換。
本舵機(jī)系統(tǒng)采用的是轉(zhuǎn)向舵在前升沉舵在后的設(shè)計(jì)方案，但當(dāng)工作環(huán)境需要時(shí)，也可以將轉(zhuǎn)向舵和升沉舵互換，使升沉舵在前，轉(zhuǎn)向舵在后，提高了舵機(jī)系統(tǒng)的適應(yīng)性。并且，由于本系統(tǒng)的升沉舵葉和轉(zhuǎn)向舵葉是相互垂直、對(duì)稱分布的，如果航行體運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)橫滾或傾覆，升沉舵葉和轉(zhuǎn)向舵葉可立即進(jìn)行角色互換，保證航行體繼續(xù)前進(jìn)，完成回航任務(wù)，防止事故的發(fā)生。
5、既適用于低速、小型的水下航行體，又適用于高速、大型的水下航行體。
根據(jù)水動(dòng)力學(xué)知識(shí)，當(dāng)水下航行體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大(與質(zhì)量及慣性半徑的平方成正比)時(shí)，其所需的偏轉(zhuǎn)力矩就大；而且，由舵力計(jì)算公式可知，舵葉產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力矩與水下航行體的航行速度的平方成正比。因此，低速、小型的水下航行體的舵葉所受力矩??；高速、大型的水下航行體的舵葉所受力矩大。本發(fā)明提供了適用于上述兩種情況的不同實(shí)施方案附圖3所示的舵機(jī)結(jié)構(gòu)中可見(jiàn)，每個(gè)不銹鋼軸承與聯(lián)軸節(jié)(或錐齒輪軸)之間均裝有緩沖元件，以抵消舵葉所受軸向力，而不銹鋼軸承和骨架油封又可吸收、抵消舵葉所受徑向力，使得整個(gè)舵機(jī)系統(tǒng)承受外部載荷變動(dòng)能力的范圍較大，此實(shí)施方式適用于舵葉受力大的工況環(huán)境；附圖6、7所示的舵機(jī)結(jié)構(gòu)中可見(jiàn)，步進(jìn)電機(jī)輸出軸直接與連接軸相連，簡(jiǎn)化掉了不銹鋼軸承及緩沖元件，此實(shí)施方式適用于舵葉受力小的工況環(huán)境。
6、結(jié)構(gòu)緊湊、體小質(zhì)輕。
本發(fā)明充分考慮結(jié)構(gòu)的小型化問(wèn)題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，其密封箱體尺寸僅略微大于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外形尺寸，舵葉具體的位置也可以通過(guò)改變舵軸的長(zhǎng)度來(lái)保證。
7、步進(jìn)電機(jī)的精確轉(zhuǎn)角控制和自鎖。
很多舵機(jī)采用復(fù)雜的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)舵葉的精確角度控制，本舵機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)作為核心驅(qū)動(dòng)部件，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的角度控制和必要的自鎖功能，在提高舵機(jī)控制效率的同時(shí)，也省去了復(fù)雜的控制系統(tǒng)。
8、為其它需要實(shí)現(xiàn)垂直輸出軸同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)提供了新的解決方案。
在潮濕、粉塵等惡劣且狹小的工礦環(huán)境下，也經(jīng)常需要能夠?qū)崿F(xiàn)互相垂直的輸出軸同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的其它機(jī)構(gòu)，本發(fā)明為其提供了一種新的解決方案。
鑒于目前大多數(shù)水下航行體轉(zhuǎn)向、升沉舵分離，舵機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量較大且產(chǎn)生力矩較小的缺點(diǎn)，我們采用模塊化技術(shù)，研發(fā)了本模塊化舵機(jī)系統(tǒng)，使其集轉(zhuǎn)向、升沉舵控制于一身，簡(jiǎn)化了航行體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使舵機(jī)功能更加靈活、多樣，并且每個(gè)方向的雙舵葉控制使得航行體獲得更加強(qiáng)勁的偏轉(zhuǎn)力矩，模塊化的設(shè)計(jì)大大提高了舵機(jī)系統(tǒng)的可靠性和互換性，并使得舵機(jī)系統(tǒng)的集成化制造、安裝成為可能，降低了舵機(jī)系統(tǒng)的制造成本。本舵機(jī)系統(tǒng)的研制，開(kāi)拓了水下航行體舵機(jī)的設(shè)計(jì)思路，在水下航行體的小型化、模塊化方面做出了進(jìn)一步嘗試，這在降低能耗、提高推進(jìn)效率等方面有著重要的探索價(jià)值。
本發(fā)明應(yīng)用于水下航行體，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向舵和升沉舵的同時(shí)控制；采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其傳動(dòng)精確。并且，本發(fā)明具有體積小、質(zhì)量輕、密封安全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能靈活、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的外形的主視圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發(fā)明的轉(zhuǎn)向舵模塊結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式1結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是升沉舵模塊結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式2結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式3結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述本發(fā)明的水下航行體的模塊化舵機(jī)由轉(zhuǎn)向舵模塊、升沉舵模塊和密封箱體三部分組成。三個(gè)部分在功能上相互獨(dú)立，互不干涉，既保證了舵機(jī)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定可靠，調(diào)節(jié)自如；必要時(shí)又可進(jìn)行拆分工作，進(jìn)一步簡(jiǎn)化航行體結(jié)構(gòu)。
結(jié)合圖1、2、3和4，轉(zhuǎn)向舵模塊基本上是上下對(duì)稱結(jié)構(gòu)，現(xiàn)取其下邊結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，下邊結(jié)構(gòu)由O型圈1，密封端蓋2、轉(zhuǎn)向舵連接軸3、轉(zhuǎn)向舵葉4、聯(lián)軸節(jié)5、緩沖元件6、不銹鋼軸承7、骨架油封8、箱體端蓋I 9和步進(jìn)電機(jī)10等組成。密封端蓋2固連在箱體端蓋I 9上，并通過(guò)O型圈1實(shí)現(xiàn)舵機(jī)內(nèi)外的靜密封。聯(lián)軸節(jié)5連接轉(zhuǎn)向舵連接軸3和轉(zhuǎn)向舵葉4，而轉(zhuǎn)向舵連接軸3則安裝在步進(jìn)電機(jī)10的輸出軸上，這樣步進(jìn)電機(jī)10的動(dòng)力便通過(guò)轉(zhuǎn)向舵連接軸3和聯(lián)軸節(jié)5最終傳遞給了轉(zhuǎn)向舵葉4，從而實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向舵的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向舵連接軸3通過(guò)安裝在密封端蓋2上的不銹鋼軸承7實(shí)現(xiàn)定位，并通過(guò)骨架油封8實(shí)現(xiàn)舵機(jī)內(nèi)外的動(dòng)密封，不銹鋼軸承7和骨架油封8均嵌套在密封端蓋2內(nèi)。緩沖元件6夾在聯(lián)軸節(jié)5與不銹鋼軸承7之間，并套在轉(zhuǎn)向舵連接軸3上，以傳遞轉(zhuǎn)向舵葉4所受徑向力。轉(zhuǎn)向舵模塊的上邊結(jié)構(gòu)與上基本相同，只是其中的箱體端蓋II 13與箱體端蓋I 9有所區(qū)別，參見(jiàn)附圖3、4。為了給步進(jìn)電機(jī)10提供安裝界面，箱體端蓋I 9內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)了兩個(gè)平行凸臺(tái)，使步進(jìn)電機(jī)10與之能夠精確固定，安裝在舵機(jī)內(nèi)部。另外，步進(jìn)電機(jī)10是兩端同步輸出電機(jī)，上端輸出軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向舵模塊上邊機(jī)構(gòu)，下端輸出軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向舵下邊機(jī)構(gòu)，因此上下兩片轉(zhuǎn)向舵葉將同步運(yùn)轉(zhuǎn)工作，提高航行體轉(zhuǎn)向效率，穩(wěn)定航行體運(yùn)行。
結(jié)合圖4和圖5，升沉舵模塊由步進(jìn)電機(jī)14、密封端蓋15、O型密封圈16、骨架油封17、不銹鋼軸承18、錐齒輪軸19、電機(jī)連接軸20、升沉舵連接軸I 21、圓錐齒輪副22、23、緩沖件24、升沉舵葉25、聯(lián)軸節(jié)26、緩沖元件27、升沉舵軸承28、軸承支架29、聯(lián)軸器30、升沉舵連接軸II 31等組成。步進(jìn)電機(jī)14固定在舵機(jī)內(nèi)部，其輸出軸通過(guò)與之相連的電機(jī)連接軸20和錐齒輪軸19，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給了圓錐齒輪副22、23。電機(jī)連接軸20通過(guò)骨架油封17實(shí)現(xiàn)舵機(jī)內(nèi)外的動(dòng)密封，通過(guò)不銹鋼軸承18實(shí)現(xiàn)與密封端蓋15的定位安裝，而不銹鋼軸承18和骨架油封17均嵌套在密封端蓋15內(nèi)。密封端蓋15固定在舵機(jī)的密封箱體11上，并通過(guò)O形密封圈16實(shí)現(xiàn)舵機(jī)內(nèi)外的靜密封。緩沖件24套在電機(jī)連接軸20上，夾在不銹鋼軸承18和錐齒輪軸19之間。因?yàn)閳A錐齒輪副22、23中的齒輪一個(gè)安裝在錐齒輪軸19的末端，一個(gè)安裝在升沉舵連接軸I 21的中部，則旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)圓錐齒輪副22、23換向后，帶動(dòng)升沉舵連接軸I 21運(yùn)動(dòng)。升沉舵連接軸I 21、升沉舵連接軸II 31，通過(guò)連軸器30實(shí)現(xiàn)同軸連接，二者分別套在兩個(gè)升沉舵軸承28內(nèi)，實(shí)現(xiàn)其定位安裝，而兩端則外套兩個(gè)聯(lián)軸節(jié)26實(shí)現(xiàn)與兩片升沉舵葉25相連，另外，每個(gè)聯(lián)軸節(jié)26和升沉舵軸承28之間均裝有緩沖元件27，傳遞升沉舵葉25所受的軸向力。兩個(gè)升沉舵軸承嵌套在安裝在箱體11上的軸承支架29內(nèi)，實(shí)現(xiàn)與整個(gè)舵機(jī)的完整連接。這樣步進(jìn)電機(jī)14的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)便最終傳遞到了升沉舵葉25上，驅(qū)動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)升沉舵的運(yùn)轉(zhuǎn)。同樣，雙片升沉舵葉的設(shè)計(jì)既兼顧了受力平衡原則又提高了航行體轉(zhuǎn)向效率。
密封箱體由箱體11和特制的O型密封圈12等組成。箱體11為一兩端開(kāi)口的矩形箱體，它為步進(jìn)電機(jī)14、密封端蓋15和升沉舵軸承28提供安裝載體，并通過(guò)兩個(gè)O形密封圈12分別與箱體端蓋I 9和箱體端蓋II 13實(shí)現(xiàn)靜密封閉合，使得升沉舵模塊和轉(zhuǎn)向舵模塊完成了有機(jī)連接，組成完整的舵機(jī)系統(tǒng)。整個(gè)密封箱體為升沉舵模塊和轉(zhuǎn)向舵模塊提供安裝平臺(tái)，密封保護(hù)兩個(gè)模塊的核心驅(qū)動(dòng)單元，節(jié)省了舵機(jī)空間，同時(shí)，它們之間又互不干涉、工作獨(dú)立、重組容易，使得舵機(jī)功能靈活多樣。
上述只是本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，根據(jù)需要本發(fā)明還可以采用其他的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
是在第一種實(shí)施方式的基礎(chǔ)上加以簡(jiǎn)化。當(dāng)轉(zhuǎn)向舵葉受力較小時(shí)，在上述具體實(shí)施方式
的基礎(chǔ)上，結(jié)合模塊化的特點(diǎn)，將轉(zhuǎn)向舵模塊加以更換，便產(chǎn)生了第二種實(shí)施方式，詳見(jiàn)附圖6。轉(zhuǎn)向舵模塊由轉(zhuǎn)向舵葉4，聯(lián)軸節(jié)5，骨架油封8，箱體端蓋I 9，長(zhǎng)輸出軸步進(jìn)電機(jī)10，箱體端蓋II 13等組成。兩端同步輸出步進(jìn)電機(jī)10的兩側(cè)輸出軸分別伸出裝有骨架油封8的箱體端蓋I 9和箱體端蓋II 13之外，聯(lián)軸節(jié)5直接安裝在步進(jìn)電機(jī)10的兩側(cè)輸出軸上，并與轉(zhuǎn)向舵葉4連接。這樣，步進(jìn)電機(jī)10的動(dòng)力通過(guò)聯(lián)軸節(jié)5直接傳遞給了轉(zhuǎn)向舵葉4，實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向舵的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。由此可見(jiàn)，從轉(zhuǎn)向舵葉4經(jīng)聯(lián)軸節(jié)5傳遞來(lái)的力直接施加在電機(jī)輸出軸上，但由于轉(zhuǎn)向舵受力較小，不會(huì)對(duì)電機(jī)性能造成影響。從圖3、4、6可以看出，轉(zhuǎn)向舵模塊的組成零件數(shù)由原來(lái)的11個(gè)減少到6個(gè)，去掉了原有的支承及靜密封部分，使結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化，更方便了制造和裝配。從圖4、6中可以看出，除轉(zhuǎn)向舵模塊加以更換外，其余未做更改。
當(dāng)轉(zhuǎn)向舵、升沉舵受力都很小時(shí)，可以采用第三種實(shí)施方式，詳見(jiàn)附圖7。在第二種實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，密封箱體與升沉舵模塊連接的一側(cè)改為直接與骨架油封17配合；升沉舵模塊中，將步進(jìn)電機(jī)14的輸出軸加長(zhǎng)，簡(jiǎn)化掉密封端蓋15、O型密封圈16、不銹鋼軸承18、電機(jī)連接軸20，保留骨架油封17、錐齒輪軸19、升沉舵連接軸I 21、圓錐齒輪副22、23、緩沖件24、升沉舵葉25、聯(lián)軸節(jié)26、緩沖元件27、升沉舵軸承28、軸承支架29、聯(lián)軸器30、升沉舵連接軸II 31。由于升沉舵受力很小，因此圓錐齒輪副22、23的嚙合力不必很大，經(jīng)錐齒輪軸19傳遞到步進(jìn)電機(jī)14的輸出軸上的力也不會(huì)影響電機(jī)性能。
由上面的描述可知，在具體實(shí)施時(shí)，根據(jù)工作環(huán)境的不同，只需更換本發(fā)明中部分模塊就可以實(shí)現(xiàn)方式轉(zhuǎn)換的目的了。
權(quán)利要求
1.一種水下航行體的模塊化舵機(jī)，它包括轉(zhuǎn)向舵模塊、升沉舵模塊和密封箱體三部分；其特征是密封箱體由箱體、箱體兩端的O型密封圈組成；轉(zhuǎn)向舵模塊的組成包括箱體端蓋、轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)、轉(zhuǎn)向舵，轉(zhuǎn)向舵模塊位于密封箱體的前端轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)設(shè)置于密封箱體內(nèi)，轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)是兩端同步輸出電機(jī)，轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)兩端的輸出軸伸出箱體端蓋外、并且與箱體端蓋之間設(shè)置有密封支承機(jī)構(gòu)，兩個(gè)轉(zhuǎn)向舵通過(guò)轉(zhuǎn)向舵連接軸安裝在轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)輸出軸上，箱體端蓋安裝于箱體兩端并由O型密封圈密封；升沉舵模塊的組成包括升沉步進(jìn)電機(jī)、升沉舵，升沉舵模塊位于密封箱體的后端，升沉步進(jìn)電機(jī)設(shè)置于密封箱體內(nèi)，升沉步進(jìn)電機(jī)的輸出軸伸出密封箱體的一側(cè)，并且與箱體之間設(shè)置有密封支承機(jī)構(gòu)，升沉步進(jìn)電機(jī)輸出的動(dòng)力通過(guò)圓錐齒輪副轉(zhuǎn)向后，經(jīng)升沉舵連接軸傳遞給兩個(gè)升沉舵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下航行體的模塊化舵機(jī)，其特征是所述的轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與端蓋之間的密封支承機(jī)構(gòu)包括安裝在箱體端蓋上的密封端蓋、密封端蓋與端蓋之間的O型圈、設(shè)置于密封端蓋與轉(zhuǎn)向舵連接軸之間的骨架油封和不銹鋼軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下航行體的模塊化舵機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)向舵通過(guò)聯(lián)軸節(jié)安裝在轉(zhuǎn)向舵連接軸上，在聯(lián)軸節(jié)與不銹鋼軸承之間設(shè)置有緩沖元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下航行體的模塊化舵機(jī)，其特征是所述的轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)輸出軸與箱體端蓋之間的密封支承機(jī)構(gòu)包括安裝在箱體端蓋上的骨架油封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述的水下航行體的模塊化舵機(jī)，其特征是在一個(gè)箱體端蓋內(nèi)側(cè)帶有兩個(gè)平行凸臺(tái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述的水下航行體的模塊化舵機(jī)，其特征是所述的升沉步進(jìn)電機(jī)輸出軸與箱體側(cè)壁之間的密封支承機(jī)構(gòu)包括安裝在箱體側(cè)壁上的密封端蓋、密封端蓋與箱體側(cè)壁之間有O型密封圈、密封端蓋與電機(jī)連接軸之間有骨架油封和不銹鋼軸承。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水下航行體的模塊化舵機(jī)，其特征是所述的升沉步進(jìn)電機(jī)輸出軸與箱體側(cè)壁之間的密封支承機(jī)構(gòu)包括安裝在箱體側(cè)壁上的密封端蓋、密封端蓋與箱體側(cè)壁之間有O型密封圈、密封端蓋與電機(jī)連接軸之間有骨架油封和不銹鋼軸承。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述的水下航行體的模塊化舵機(jī)，其特征是所述的升沉步進(jìn)電機(jī)輸出軸與箱體側(cè)壁之間的密封支承機(jī)構(gòu)包括安裝在箱體側(cè)壁上的骨架油封。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水下航行體的模塊化舵機(jī)，其特征是所述的升沉步進(jìn)電機(jī)輸出軸與箱體側(cè)壁之間的密封支承機(jī)構(gòu)包括安裝在箱體側(cè)壁上的骨架油封。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種水下航行體的模塊化舵機(jī)。它包括轉(zhuǎn)向舵模塊、升沉舵模塊和密封箱體三部分；轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)與升沉步進(jìn)電機(jī)設(shè)置于密封箱體內(nèi)；轉(zhuǎn)向舵模塊設(shè)置于密封箱體的前端，兩個(gè)轉(zhuǎn)向舵通過(guò)轉(zhuǎn)向舵連接軸安裝在轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)輸出軸上；升沉舵模塊位于密封箱體的后端，升沉步進(jìn)電機(jī)輸出的動(dòng)力通過(guò)圓錐齒輪副轉(zhuǎn)向后，經(jīng)升沉舵連接軸等傳遞給兩個(gè)升沉舵。本發(fā)明應(yīng)用于水下航行體，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向舵和升沉舵的同時(shí)控制；采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其傳動(dòng)精確。并且，本發(fā)明具有體積小、質(zhì)量輕、密封安全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能靈活、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B63H25/26GK101074050SQ20071007239
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者楊立平, 張銘鈞, 王玉甲, 季東軍 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)