专利名称：一种水下机器人压力自适应水密接线箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水密接线箱，尤其涉及一种水下机器人压力自适应水密接线箱。
背景技术：
水下机器人对海洋资源的开发有着十分重要的作用。水密接线箱是水下机器人上重要、关键部件，一般都采用外接压力补偿器的结构。充油的水密接线箱通过油路与外接的压力补偿器相通。当受压力时，水密接线箱和压力补偿器所受的外压大于内压，水密接线箱的金属箱体不会发生形变，外接压力补偿器由于受外压而发生形变，压力补偿器内的油进入水密接线箱充油箱体内，充油箱体内的油总量增加，弥补了充油箱体内油液因受压缩而减少的体积损失，使得水密接线箱和外接压力补偿器内外压力平衡。外接压力补偿器形式的水密接线箱需要进行压力补偿器的安装和油路的铺设，存在油路堵塞、腐蚀泄露和外接补偿器破损等故障隐患，如皮囊压力补偿器在海水中容易产生裂纹造成压力补偿器的失效。采用压力补偿器内置的形式可以避免以上问题。中国专利CN101804856 A公开一种深潜器用补偿膜式充油接线箱，该专利采用塑料薄膜作为补偿薄膜的补偿方式，补偿薄膜与充油箱体组成内置压力补偿器，通过补偿薄膜的形变补偿充油金属箱体内由于压力变化引起的油液体积变化，该专利采用的塑料材质补偿薄膜容易破损，造成压力补偿器的失效，而且未采用冗余补偿方法，单单采用补偿薄膜的补偿方式，补偿薄膜一旦出现问题就会造成整个水密接线箱的失效。
发明内容本实用新型的目的是提供一种水下机器人压力自适应水密接线箱。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型包括金属箱体、法兰盘、密封条、补偿薄膜、压板、防护罩、螺栓、水密接插件、堵头、快换接头、活塞式压力补偿器、进油孔和出油孔。金属箱体的壁面安装有水密接插件、快换接头、堵头以及活塞式压力补偿器，金属箱体底面有进油孔和出油孔，金属箱体的顶面端口安装有法兰盘，补偿薄膜置于法兰盘上，补偿薄膜与法兰盘之间安装有密封条， 补偿薄膜上安装有压板，压板上再安装防护罩，所述补偿薄膜、压板、防护罩与法兰盘通过螺栓紧固密封连接，所述防护罩开有通孔。金属箱体顶面的补偿薄膜为钛金属薄膜，在水密接线箱内充以足量的补偿油，补偿油与补偿薄膜组成内置的金属薄膜式压力补偿器，与活塞式压力补偿器同时工作。本实用新型的有益效果是本实用新型在金属箱体壁上安装有活塞式压力补偿器，活塞的一端与内部油腔接通，另外一端与外界水环境相通，内外存在压差时会推动活塞运动，从而改变内部油腔体积，水密接线箱内的油液压力随油腔体积的变化而变化，使得内压与外压保持平衡。活塞式压力补偿器使得水密接线箱内压略高于外压，有效避免海水渗透到水密接线箱内。金属箱体顶部的补偿薄膜为钛金属薄膜，在水密接线箱内充以足量的补偿油，补偿油与补偿薄膜组成内置的金属薄膜式压力补偿器，补偿薄膜会随着内外压差产生形变，水密接线箱内的油液压力随油腔体积的变化而变化，自动平衡接线箱内外压力。 钛金属薄膜延展性好，形变范围大，不易破损。本实用新型无需外接压力补偿器和油路，采用冗余补偿方法，两个压力补偿器同时工作，水密接线箱工作可靠。
图1是本实用新型的主视图；图2是本实用新型的后视图；图3是本实用新型充油后在常压下的剖视示意图；图4是本实用新型充油后在高压下的剖视示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的说明。如图1、图2、图3所示，本实用新型的金属箱体(1)，其四个壁面和底面(16)采用金属板焊接而成。金属箱体(1)的壁面上安装有水密接插件共15个，其中第一水密接插件 (8)在金属箱体(1)的前、后壁面上各安装有6个，共12个，每个第一水密接插件(8)通过 4个螺栓(9)安装在前、后壁面上，为保证水密接插件安装的密封性，安装孔为盲孔。第二水密接插件(10)在金属箱体(1)的前、后壁面上各安装有1个，共2个，每个第二水密接插件(10)通过4个螺栓(11)安装在前、后壁面上，安装孔为盲孔。第三水密接插件(12)安装在金属箱体(1)的左壁面上，通过4个螺栓(13)安装在左壁面上，安装孔为盲孔。金属箱体(1)的左壁面还安装有堵头(14)。快换接头安装座(17)通过4个螺栓(19)安装在前壁面上，安装孔为盲孔，快换接头(18)安装在快换接头安装座(17)上。活塞式压力补偿器(33)通过螺帽(20)连接活塞式压力补偿器缸体(23)固定在金属箱体(1)右壁面上。 活塞式压力补偿器缸体(23)与金属箱体(1)右壁面安装有第一密封圈(21)。活塞式压力补偿器缸体密封端(27)将活塞(24)密封固定在活塞式压力补偿器缸体(23)上。活塞式压力补偿器缸体密封端(27)与活塞式压力补偿器缸体(23)之间安装有第二密封圈(26)。 活塞(24)与活塞式压力补偿器缸体密封端(27)之间安装有第三密封圈(25)和第四密封圈(28)。压簧(29)套在活塞(24)上，通过螺母(31)限位，螺母(31)由锁紧螺母(32)锁紧。底面(16)上开有进油孔(22)和出油孔(30)，金属箱体(1)的端口焊接法兰盘(2)，法兰盘(2)上覆盖厚度为0. Imm的钛金属补偿薄膜(4)，补偿薄膜(4)与法兰盘(2)之间安装有密封条(3)，补偿薄膜(4)上安装压板(5)，压板(5)上安装防护罩(6)，防护罩(6)中部开有通孔。用16个螺栓(7)将法兰盘(2)、补偿薄膜(4)、压板(5)和防护罩(6)密封紧固起来。如图3所示，在常压下，连接好水密接线箱内部的电气线路。放置好接线箱的位置，使得堵头(14)位置向上，通过进油孔(22)向水密接线箱内部充油，同时利用出油孔 (30)排放水密接线箱内空气，直到水密接线箱内充满油并循环充油一段时间使得水密接线箱内基本没有空气，堵上出油孔(30)，继续往水密接线箱内充油，直到水密接线箱内油压达到0. 05Mpa，此时补偿薄膜(4)受内压作用向外鼓起，同时活塞式压力补偿器的活塞(24)受内压，压簧(29)往外移动。如图4所示，当布放水下机器人时，水密接线箱受到的外压逐渐增加，海水一方面推动活塞式压力补偿器(33)的活塞(24)往水密接线箱内运动，使得水密接线箱内部的油腔体积减少，油液体积受到压缩使得油压增大，水密接线箱内部油压克服压簧(29)的压力后平衡外部海水压力，使得水密接线箱内部油液始终比外部压力多一个压簧(29)的压力， 有效防止海水渗透到水密接线箱内部；另一方面，补偿薄膜(4)与水密接线箱内部的油液一起组成一个内置的金属薄膜式压力补偿器，海水挤压补偿薄膜(4)使其发生形变向下凹陷，水密接线箱的油液体积减少使得水密接线箱内部压力增大，平衡外部的压力。当回收水下机器人时，水密接线箱外部的压力逐渐减少，内部的油液就会同时挤压活塞式压力补偿器(33)和补偿薄膜(4)，水密接线箱内部油液一方面克服压簧(29)的压力把活塞(24)往外推，使得内部油液体积增大，油压减少，平衡外部压力；另一方面内部油压挤压补偿薄膜(4)使得凹陷逐渐恢复，接线箱内部油液体积增大，油压减少，起到平衡内外压力的作用。水密接线箱在活塞式压力补偿器(33)和金属薄膜式压力补偿器的同时作用下，很可靠地实现了内外压力的平衡。本实用新型已经经过100次高压舱测试验证，充分证明了本实用新型的可行性和可靠性，并已在水下机器人中得到了实际的应用。
权利要求1.一种水下机器人压力自适应水密接线箱，包括金属箱体(1)、法兰盘(2)、密封条(3)、补偿薄膜(4)、压板(5)、防护罩(6)、螺栓(7)、水密接插件(8、10、12)、堵头(14)、快换接头(18)、活塞式压力补偿器(33)、进油孔(22)和出油孔(30)，其特征在于所述的金属箱体(1)的壁面安装有水密接插件(8、10、12)、快换接头(18)、堵头(14)以及活塞式压力补偿器(33)，金属箱体(1)底面有进油孔(22)和出油孔(30)，金属箱体(1)的顶面端口安装有法兰盘(2)，补偿薄膜(4)置于法兰盘(2)上，补偿薄膜(4)与法兰盘(2)之间安装有密封条(3)，补偿薄膜(4)上安装有压板(5)，压板(5)上再安装防护罩(6)，所述补偿薄膜(4)、压板(5)、防护罩(6)与法兰盘(2)通过螺栓(7)紧固密封连接，所述防护罩(6)开有通孑L。
2.根据权利要求1所述的水下机器人压力自适应水密接线箱，其特征在于该水密接线箱采用冗余设计，同时安装两个压力补偿器，金属箱体(1)壁面上安装有活塞式压力补偿器(33)，金属箱体(1)顶面的补偿薄膜(4)为钛金属薄膜，在水密接线箱内充以足量的补偿油，补偿油与补偿薄膜(4)组成内置的金属薄膜式压力补偿器，与活塞式压力补偿器 (33)同时工作。
专利摘要本实用新型公开了一种水下机器人压力自适应水密接线箱。本实用新型的金属箱体底面设有进油孔和出油孔，金属箱体的顶面端口安装有法兰，补偿薄膜置于法兰上，补偿薄膜与法兰之间安装有密封条，补偿薄膜上安装有压板，压板上再安装防护罩，在水密接线箱内充以足量的补偿油，补偿油与补偿薄膜组成内置的金属薄膜式压力补偿器，与活塞式压力补偿器同时工作。本实用新型无需外接压力补偿器和油路，其中活塞式压力补偿器使得水密接线箱内部油压略高于外部水压，有效避免海水渗透到水密接线箱内，钛金属薄膜延展性好，形变范围大，不易破损，水密接线箱结构紧凑简单，工作可靠。
文档编号B63G8/22GK202295268SQ20112038595
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月12日 优先权日2011年10月12日
发明者冷建兴, 刘源, 叶延英, 袁卓立, 郝帅, 黄豪彩 申请人:浙江大学