本發(fā)明屬于無(wú)人海洋機(jī)器人領(lǐng)域，具體地說是一種無(wú)人海洋機(jī)器人操舵裝置。

背景技術(shù)：

無(wú)人海洋機(jī)器人是一種大型水下機(jī)器人，它在水下主要是依靠操舵裝置實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。操舵裝置在海洋機(jī)器人中占據(jù)著至關(guān)重要的位置，既要保證強(qiáng)度要求，又要保證密封可靠、回轉(zhuǎn)阻力小。在無(wú)人海洋機(jī)器人載體上的操舵裝置需要有很高的可靠性，但安裝空間十分有限，這就對(duì)操舵裝置提出了嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求。

為解決此問題，必須設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、可靠性高、安裝和維護(hù)方便的操舵裝置。目前，傳統(tǒng)水下機(jī)器人主要依靠電動(dòng)舵機(jī)來實(shí)現(xiàn)操縱，這種電動(dòng)舵機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，但輸出扭矩?。淮枚鏅C(jī)多采用液壓舵機(jī)來實(shí)現(xiàn)操縱，這種舵機(jī)輸出扭矩大，但結(jié)構(gòu)龐大。這兩種操舵裝置都無(wú)法應(yīng)用在無(wú)人海洋機(jī)器人上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決傳統(tǒng)水下機(jī)器人電動(dòng)舵機(jī)、船用舵機(jī)存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)人海洋機(jī)器人操舵裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括舵承組件、舵葉及分別位于機(jī)器人載體內(nèi)部的液壓缸支座、后轉(zhuǎn)軸、液壓缸、前轉(zhuǎn)軸、舵柄，其中液壓缸支座安裝在所述機(jī)器人載體內(nèi)部，所述液壓缸通過后轉(zhuǎn)軸與液壓缸支座連接；所述舵承組件穿過機(jī)器人載體上開設(shè)的舵承孔，并安裝在機(jī)器人載體上；所述舵柄的一端通過前轉(zhuǎn)軸與液壓缸的活塞桿連接，另一端與所述舵承組件中的舵軸位于機(jī)器人載體內(nèi)部的一端相連，所述舵葉安裝在舵軸位于機(jī)器人載體外部的另一端連接。

其中：所述舵承組件包括舵軸、舵承座、壓蓋及密封銅套，該舵承座安裝在所述機(jī)器人載體上，所述舵軸由舵承座內(nèi)部穿過，所述舵承座的一端通過軸承與舵軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接、并在端部安裝有壓蓋，所述舵承座的另一端與舵軸之間設(shè)有安裝在舵承座上、用于密封的密封銅套；所述軸承為兩個(gè)圓錐滾子軸承，面對(duì)面安裝在所述舵軸上，在所述兩個(gè)圓錐滾子軸承的外側(cè)設(shè)有安裝在舵軸上的軸承定位螺母，所述 兩個(gè)圓錐滾子軸承通過舵軸的軸肩、軸承定位螺母和壓蓋進(jìn)行軸向定位；所述兩個(gè)圓錐滾子軸承內(nèi)側(cè)的舵軸與舵承座之間分別設(shè)有J型橡膠油封、分油環(huán)及壓緊套；所述舵承座呈圓柱形，內(nèi)部為階梯狀結(jié)構(gòu)、外部設(shè)有用于將舵承組件固定在機(jī)器人載體上的法蘭；所述舵承座的圓周上開有便于軸承維護(hù)的潤(rùn)滑油的注油口，該注油口內(nèi)安裝有密封螺釘；

所述舵軸的一端設(shè)有對(duì)其與舵柄另一端連接后軸向定位的鎖緊螺母，所述舵葉通過平鍵安裝在舵軸另一端的錐形部分、并通過舵葉固定螺母進(jìn)行軸向定位；所述舵柄的一端呈“U”型，該“U”型開口端的兩側(cè)均開有軸孔，與所述液壓缸的活塞桿前段耳環(huán)連接，所述舵柄的另一端為方形孔，與所述舵承組件中的舵軸的一端連接；所述液壓缸支座、液壓缸、前轉(zhuǎn)軸、后轉(zhuǎn)軸、舵柄及舵承組件構(gòu)成平面二級(jí)桿組，通過所述液壓缸的驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)所述舵柄繞舵承組件的中心運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述舵葉做圓周運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

1.本發(fā)明應(yīng)用平面二級(jí)桿組運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊簡(jiǎn)單、可靠性高。

2.本發(fā)明可承受雙向軸向載荷，擴(kuò)大了無(wú)人海洋機(jī)器人的工作深度。

3.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、可整體安裝與拆卸、便于維護(hù)、適用于無(wú)人海洋機(jī)器人及其他大中型水下機(jī)器人。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明總裝示意圖；

圖3為本發(fā)明舵承組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明舵柄的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的俯視圖；

圖6為本發(fā)明舵承座的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1為液壓缸支座，2為后轉(zhuǎn)軸，3為液壓缸，4為前轉(zhuǎn)軸，5為鎖緊螺母，6為舵柄，7為舵承組件，8為平鍵，9為舵葉固定螺母，10為舵葉，11為舵軸，12為舵承座，13為J型橡膠油封，14為分油環(huán)，15為壓緊套，16為圓錐滾子軸承，17為軸承定位螺母，18為壓蓋，19為密封螺釘，20為密封銅套，21為軸孔，22為方形孔，23為注油口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括液壓缸支座1、液壓缸3、后轉(zhuǎn)軸2、前轉(zhuǎn)軸4、舵柄6、鎖緊螺母5、舵承組件7、舵葉10、平鍵8及舵葉固定螺母9，其中液壓缸支座1、后轉(zhuǎn)軸2、液壓缸3、前轉(zhuǎn)軸4、鎖緊螺母5及舵柄6分別位于機(jī)器人載體內(nèi)部。

液壓缸支座1固定在機(jī)器人載體內(nèi)部，液壓缸3通過后轉(zhuǎn)軸2與液壓缸支座1連接。舵承組件7穿過機(jī)器人載體上的舵承孔，通過其外端法蘭固定在機(jī)器人載體上；舵柄6的一端通過前轉(zhuǎn)軸4與液壓缸3的活塞桿端部耳環(huán)連接，另一端與舵承組件7中的舵軸11位于機(jī)器人載體內(nèi)部的一端相連、并利用鎖緊螺母5軸向定位，舵葉10通過平鍵8安裝于舵軸11位于機(jī)器人載體外部另一端的錐形部分，并通過雙舵葉固定螺母9進(jìn)行軸向定位。

如圖3所示，舵承組件7包括舵軸11、舵承座12、壓蓋18、圓錐滾子軸承16、軸承定位螺母17、壓緊套15、J型橡膠油封13、分油環(huán)14、密封銅套20和密封螺釘19，舵承座12如圖6所示，呈圓柱形，內(nèi)部為階梯狀結(jié)構(gòu)、外部設(shè)有用于將舵承組件7固定在機(jī)器人載體上的法蘭；舵承座12的圓周上開有一潤(rùn)滑油的注油口23，便于軸承維護(hù)，注油口23內(nèi)安裝有密封螺釘19。舵軸11由舵承座12的內(nèi)孔穿過，舵承座12的一端通過軸承與舵軸11轉(zhuǎn)動(dòng)連接、并在端部固接有壓蓋18，舵承座12的另一端與舵軸11之間設(shè)有安裝在舵承座12上的密封銅套20；該密封銅套20通過法蘭安裝于舵承座12另一端的端部，采用O型密封圈密封。軸承為兩個(gè)圓錐滾子軸承16，面對(duì)面安裝在舵軸11上，在兩個(gè)圓錐滾子軸承16的外側(cè)設(shè)有安裝在舵軸11上的軸承定位螺母17，兩個(gè)圓錐滾子軸承16通過舵軸11的軸肩、軸承定位螺母17和壓蓋18進(jìn)行軸向定位，可用于較深(水下200米)的水下環(huán)境。兩個(gè)圓錐滾子軸承16內(nèi)側(cè)的舵軸11與舵承座12之間分別設(shè)有J型橡膠油封13、分油環(huán)14及壓緊套15，利用舵承座12內(nèi)孔的臺(tái)肩、舵軸11的軸肩將J型橡膠油封13、分油環(huán)14及壓緊套15壓緊安裝于舵承座12的孔內(nèi)。

如圖4、圖5所示，舵柄6的一端呈“U”型，該“U”型開口端的兩側(cè)均開有軸孔21，與液壓缸3的活塞桿端部耳環(huán)連接，舵柄6的另一端為方形孔22，與舵承組件7中的舵軸11的一端連接。

本發(fā)明的操舵裝置應(yīng)用平面二級(jí)桿組運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)，液壓缸支座1、液壓缸3、前轉(zhuǎn)軸4、后轉(zhuǎn)軸2、舵柄6及舵承組件7構(gòu)成平面二級(jí)桿組，因舵承組件7固定在機(jī)器人載體上無(wú)法移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，而液壓缸3又通過后轉(zhuǎn)軸2與液壓缸支座1相連，因此在液壓缸3的作用下，舵柄6繞舵承組件7的中心運(yùn)動(dòng)，再通過平鍵8帶動(dòng)舵葉10做圓周 運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的安裝過程是：

首先將密封銅套20、J型橡膠油封13、分油環(huán)14、壓緊套15安裝在舵承座12的孔內(nèi)，再將舵軸11穿入舵承座12內(nèi)，然后裝入圓錐滾子軸承16，并利用軸承定位螺母17定位圓錐滾子軸承16的內(nèi)圈，利用壓蓋18定位圓錐滾子軸承16的外圈。將組裝好的舵承組件7通過舵承座12外側(cè)的法蘭安裝在水下機(jī)器人載體上。通過后轉(zhuǎn)軸2將液壓缸3與液壓缸支座1連接，并將液壓缸支座1安裝在水下機(jī)器人載體內(nèi)部；通過舵柄6的方形孔22將舵柄6安裝在舵軸11上，并利用鎖緊螺母5進(jìn)行軸向定位；再通過前轉(zhuǎn)軸4將液壓缸3的活塞桿端部耳環(huán)和舵柄6連接。