一种深海用气压补偿磁式旋转编码器制造技术

本发明专利技术公开了一种深海用气压补偿磁式旋转编码器，涉及旋转编码器领域，该编码器的高压空气罐与壳体之间水密连接，输出轴设置在壳体上，电路板设置在壳体的密封空腔内，水密接插件设置在壳体上并且与电路板上的线缆连接，第一电磁溢流阀连通高压空气罐和壳体的密封空腔，第二电磁溢流阀连通壳体的密封空腔和壳体的外部环境，第一压力传感器安装在壳体的外部、第二压力传感器安装在壳体的密封空腔内并且连接电路板，该编码器通过压力传感器和电磁溢流阀实现气压补偿，在满足深海使用需要的基础上避免了油液补偿会存在的液压油泄漏的问题；同时静密封和气动密封的协同设计也可以有效防止海水和泥沙进入编码器内部，提高编码器的使用可靠性。

A magnetic rotary encoder with air pressure compensation for deep sea

【技术实现步骤摘要】
一种深海用气压补偿磁式旋转编码器
本专利技术涉及旋转编码器领域，尤其是一种深海用气压补偿磁式旋转编码器。
技术介绍
旋转编码器分为光电旋转编码器和磁式旋转编码器，光电旋转编码器容易受到油污和尘埃的影响，不适合深海水下应用；磁式旋转编码器结构相对简单，能够适应比较恶劣的环境，因此磁式旋转编码器适合深海水下应用。现如今陆上使用的磁式旋转编码器虽然有防水型磁式旋转编码器，但只适合在浅水区域使用，且尺寸和重量都比较大。然而在深海中，由于深海水压压强大，且环境复杂，因此陆上使用的磁式旋转编码器显然不适合应用于深海。如果采用油液补偿的方式，虽然可以在深海中使用，但在使用过成中容易造成液压油的泄露，最终造成水环境的污染。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种深海用气压补偿磁式旋转编码器，该编码器可以实现在深海中测量位移和位置的功能，且针对深海高压强设计了气压补偿机构，该编码器小型紧凑化设计，采用旋转组合气动密封和静密封设计，解决了编码器在深海中的密封问题，本专利技术的技术方案如下：一种深海用气压补偿磁式旋转编码器，包括：壳体、电路板、多极磁鼓、输出轴、高压空气罐、气压快换接头、水密接插件、第一电磁溢流阀、第二电磁溢流阀、第一压力传感器和第二压力传感器；输出轴设置在壳体上并与壳体之间密封从而在壳体内部形成密封空腔，输出轴的一端位于密封空腔内并连接多极磁鼓、另一端伸出至密封空腔外，电路板设置在壳体的密封空腔内，电路板上集成有与多极磁鼓配合的电路结构并与多极磁鼓相对安装；高压空气罐与壳体水密连接，高压空气罐连通壳体的密封空腔，气压快换接头安装在高压空气罐上；水密接插件设置在壳体上，并且水密接插件的线缆和电路板上的线缆连接；第一电磁溢流阀安装在高压空气罐和壳体的密封空腔之间的气体通路上，第一电磁溢流阀的溢流进口连通高压空气罐、溢流出口连通壳体的密封空腔；第二电磁溢流阀的溢流进口连通壳体的密封空腔，溢流出口连通壳体的外部环境，第一压力传感器安装在壳体的外部，第二压力传感器安装在壳体的密封空腔内，第一压力传感器和第二压力传感器连接电路板，电路板连接并控制第一电磁溢流阀和第二电磁溢流阀的开断。其进一步的技术方案为，编码器还包括输出轴支撑、气动组合密封、防尘圈盖、水润滑轴承和固定装置；输出轴支撑的一端开口与壳体水密连接，输出轴支撑的内部腔体与壳体的密封空腔连通，防尘圈盖设置在输出轴支撑的另一端开口处；输出轴设置在输出轴支撑内，输出轴的一端伸入至壳体的密封空腔内、另一端穿过防尘圈盖伸出至输出轴支撑外，防尘圈盖的内周设置有与输出轴接触的防尘密封；气动组合密封、水润滑轴承和固定装置均设置在输出轴支撑的内部腔体中并套设在输出轴上，气动组合密封套设在输出轴的靠近壳体的密封空腔的一端处并与输出轴支撑的内壁接触，固定装置套设在气动组合密封与防尘圈盖之间的输出轴上，固定装置分别位于水润滑轴承的两侧并将水润滑轴承夹紧固定。其进一步的技术方案为，固定装置包括卡环和挡圈，挡圈设置在气动组合密封和水润滑轴承之间，卡环设置在水润滑轴承和防尘圈盖之间；挡圈套设在输出轴上并与输出轴支撑的内壁接触，挡圈用于将气动组合密封与水润滑轴承分隔阻挡；卡环套设在输出轴上且与输出轴支撑的内壁之间留有间隙，卡环用于将水润滑轴承与防尘圈盖分隔阻挡。其进一步的技术方案为，编码器还包括具有伸缩功能的电路板支撑柱，电路板支撑柱的一端固定在壳体的密封空腔的内壁、另一端固定在电路板上，电路板支撑柱用于调节电路板和多极磁鼓之间的距离。其进一步的技术方案为，壳体上还开设有连通密封空腔和外部环境的放气口，放气口处安装有放气堵头。其进一步的技术方案为，高压空气罐的体积和壁厚与编码器的使用深度相匹配。本专利技术的有益技术效果是：本申请的深海用气压补偿磁式旋转编码器体积小重量轻，通过压力传感器和电磁溢流阀实现气压补偿，在满足深海使用需要的基础上避免了油液补偿会存在的液压油泄漏的问题；同时静密封和气动密封的协同设计也可以有效防止海水和泥沙进入编码器内部，提高编码器的使用可靠性，采用具有伸缩功能的电路板支撑柱用于调节电路板和多极磁鼓之间的距离，提升了本申请的编码器在深海中测量位移和位置的效果，高压空气罐的体积和壁厚与本申请编码器的使用深度相匹配，防止深海压强过大时造成编码器的损坏，起到了保护编码器的作用。附图说明图1是本申请的深海用气压补偿磁式旋转编码器的剖视图。图2是本申请的深海用气压补偿磁式旋转编码器的另一视角的剖视图。图3是本申请的深海用气压补偿磁式旋转编码器的俯视图。图4是本申请的深海用气压补偿磁式旋转编码器的主视图。图5是本申请的深海用气压补偿磁式旋转编码器的侧视图。图中：1、壳体；2、电路板；3、多极磁鼓；4、电路板支撑柱；5、输出轴；6、输出轴支撑；7、高压空气罐；8、气压快换接头；9、水密接插件；10、第一电磁溢流阀；11、第二电磁溢流阀；12、第一压力传感器；13、第二压力传感器；14、防尘圈盖；15、放气堵头；16、防尘密封；17、高压气体通道；18、气动组合密封；19、水润滑轴承；20、卡环；21、挡圈；22、第一拧紧螺钉；23、第一静密封圈；24、第二拧紧螺钉；25、第三拧紧螺钉；26、第二静密封圈。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。请参考图1-图5所示的本申请的深海用气压补偿磁式旋转编码器，该编码器包括：壳体1、电路板2、多极磁鼓3、电路板支撑柱4、输出轴5、输出轴支撑6、高压空气罐7、气压快换接头8、水密接插件9、第一电磁溢流阀10、第二电磁溢流阀11、第一压力传感器12、第二压力传感器13、防尘圈盖14和放气堵头15。输出轴5设置在壳体1上并与壳体1之间密封从而在壳体1内部形成密封空腔，输出轴5的一端位于密封空腔内并连接多极磁鼓3、另一端伸出至密封空腔外。电路板2设置在壳体1的密封空腔内，电路板2上集成有与多极磁鼓3配合的电路结构并与多极磁鼓3相对安装，电路板支撑柱4的一端固定在壳体1的密封空腔的内壁、另一端固定在电路板2上，电路板支撑柱4用于调节电路板2和多极磁鼓3之间的距离，采用具有伸缩功能的电路板支撑柱4，提升了本申请的编码器在深海中测量位移和位置的效果。水密接插件9设置在壳体1上并探入壳体1的密封空腔内，并且水密接插件9的线缆和电路板2上的线缆连接，水密接插件9用于编码器的信号引出。高压空气罐7与壳体1通过第三拧紧螺钉25、第二静密封圈26水密连接，通过静密封圈的静态密封作用使得高压空气罐7与壳体1之间水密连接，防止海水进入。可选的，为了防止深海压强过大时造成编码器的损坏，高压空气罐7的体积和壁厚与编码器的使用深度相匹配，调整充入高压空气罐7气体的量和压力，起到了保护编码器的作用。高压空气罐7连通壳体1的密封空腔，比如，高压空气罐7通过高压气体通道17连通壳体1的密封空腔。气压快换接头8安装在高压空气罐7上，通过气压快换接头8将补偿气体充进高压空气罐7中备用。第一电磁溢流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深海用气压补偿磁式旋转编码器，其特征在于，所述编码器包括：壳体、电路板、多极磁鼓、输出轴、高压空气罐、气压快换接头、水密接插件、第一电磁溢流阀、第二电磁溢流阀、第一压力传感器和第二压力传感器；/n所述输出轴设置在所述壳体上并与所述壳体之间密封从而在所述壳体内部形成密封空腔，所述输出轴的一端位于所述密封空腔内并连接所述多极磁鼓、另一端伸出至所述密封空腔外，所述电路板设置在所述壳体的密封空腔内，所述电路板上集成有与所述多极磁鼓配合的电路结构并与所述多极磁鼓相对安装；所述高压空气罐与所述壳体水密连接，所述高压空气罐连通所述壳体的密封空腔，所述气压快换接头安装在所述高压空气罐上；所述水密接插件设置在所述壳体上，并且所述水密接插件的线缆和所述电路板上的线缆连接；所述第一电磁溢流阀安装在所述高压空气罐和所述壳体的密封空腔之间的气体通路上，所述第一电磁溢流阀的溢流进口连通所述高压空气罐、溢流出口连通所述壳体的密封空腔；所述第二电磁溢流阀的溢流进口连通所述壳体的密封空腔，溢流出口连通所述壳体的外部环境，所述第一压力传感器安装在所述壳体的外部，所述第二压力传感器安装在所述壳体的密封空腔内，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器连接所述电路板，所述电路板连接并控制所述第一电磁溢流阀和所述第二电磁溢流阀的开断。/n...

【技术特征摘要】
1.一种深海用气压补偿磁式旋转编码器，其特征在于，所述编码器包括：壳体、电路板、多极磁鼓、输出轴、高压空气罐、气压快换接头、水密接插件、第一电磁溢流阀、第二电磁溢流阀、第一压力传感器和第二压力传感器；
所述输出轴设置在所述壳体上并与所述壳体之间密封从而在所述壳体内部形成密封空腔，所述输出轴的一端位于所述密封空腔内并连接所述多极磁鼓、另一端伸出至所述密封空腔外，所述电路板设置在所述壳体的密封空腔内，所述电路板上集成有与所述多极磁鼓配合的电路结构并与所述多极磁鼓相对安装；所述高压空气罐与所述壳体水密连接，所述高压空气罐连通所述壳体的密封空腔，所述气压快换接头安装在所述高压空气罐上；所述水密接插件设置在所述壳体上，并且所述水密接插件的线缆和所述电路板上的线缆连接；所述第一电磁溢流阀安装在所述高压空气罐和所述壳体的密封空腔之间的气体通路上，所述第一电磁溢流阀的溢流进口连通所述高压空气罐、溢流出口连通所述壳体的密封空腔；所述第二电磁溢流阀的溢流进口连通所述壳体的密封空腔，溢流出口连通所述壳体的外部环境，所述第一压力传感器安装在所述壳体的外部，所述第二压力传感器安装在所述壳体的密封空腔内，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器连接所述电路板，所述电路板连接并控制所述第一电磁溢流阀和所述第二电磁溢流阀的开断。


2.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述编码器还包括输出轴支撑、气动组合密封、防尘圈盖、水润滑轴承和固定装置；所述输出轴支撑的一端开口与所述壳体水密连接，所述输出轴支撑的内部腔体与所述壳体的密封空腔连通，所述防尘圈盖设置在所述输出轴支撑的另一端开口处；所述输出轴设置在所述输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，许可，姚晨佼，赵国良，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32