一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器制造技术

本发明专利技术提供一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器，包括设置在密封箱中的驱动模块和传动模块，以及一端穿出所述密封箱的输出轴；所述驱动模块包括密封的驱动器壳体，所述驱动器壳体内安装有加热片和密封的石蜡单元，所述驱动器壳体外具有柔性波纹管，所述柔性波纹管和所述驱动器壳体内充满导热介质；所述加热片通过所述导热介质加热所述石蜡单元，使所述石蜡单元中的石蜡相变，体积增大，驱动所述柔性波纹管直线伸长，所述柔性波纹管通过所述传动模块的传动使所述输出轴转动。本发明专利技术的石蜡相变驱动原理简单，液态石蜡在高压环境中可压缩性较小，可在小体积驱动器内产生较大驱动力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器


[0001]本专利技术涉及深海机械关节驱动
，具体而言是一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器。

技术介绍

[0002]深海探索装备与技术逐渐深入发展，深海作业装备中机械关节是不可缺少的重要组成部分，可以实现机构的旋转动作，以满足深海作业的不同需求。目前机械关节的驱动形式主要为传统的电机驱动，在深海高压的驱动环境下需要对电机内部充油并进行密封才能实现正常作业。其体积和质量通常较大，难以实现有效降低，同时密封问题导致的海水泄露也使得电机存在一定失效风险。

技术实现思路

[0003]根据上述技术问题，而提供一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器。本专利技术主要利用石蜡的相变造成体积变大，实现变大的体积驱动输出轴转动。
[0004]本专利技术采用的技术手段如下：
[0005]一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器，包括设置在密封箱中的驱动模块和传动模块，以及一端穿出密封箱的输出轴；
[0006]驱动模块包括密封的驱动器壳体，驱动器壳体内安装有加热片和密封的石蜡单元，石蜡单元通过耐高温柔性硅胶管和密封胶将石蜡封装在内部制造而成。驱动器壳体外具有柔性波纹管，柔性波纹管的一端密封，另一端与驱动器壳体的内部空间连通，柔性波纹管和驱动器壳体内充满导热介质；
[0007]加热片通过导热介质加热石蜡单元，使石蜡单元中的石蜡相变，体积增大，驱动柔性波纹管直线运动，柔性波纹管通过传动模块的传动使输出轴转动。
[0008]优选地，传动模块包括齿条、大齿轮、小齿轮和连接齿轮；
[0009]连接齿轮和大齿轮均设置在中间传动轴上，且连接齿轮与齿条啮合，中间传动轴的前后两端分别通过轴承与密封箱的前后侧壁上的圆形凹槽转动连接；小齿轮与输出轴的后部连接，且小齿轮与大齿轮啮合，输出轴的前部穿出密封箱的前侧壁，并通过动密封圈密封，输出轴的后端与设置在密封箱的后侧壁的圆形凹槽通过轴承转动连接；
[0010]齿条的一端与柔性波纹管密封的一端接触连接，且其延伸方向与柔性波纹管的延伸方向相同。
[0011]优选地，输出轴的后部套有扭簧，扭簧的一端与密封箱的后侧壁连接，另一端与小齿轮连接。
[0012]优选地，密封箱内设置有定位模块；定位模块包括多个设置在齿条底部的定位轴；定位轴的后端与设置在密封箱的后侧壁的圆形凹槽通过胶水粘在一起，定位轴的前端设置有两个轴肩凸起，两个轴肩凸起之间的距离与齿条的宽度相适配，且齿条设置在两个轴肩凸起之间。
[0013]优选地，齿条靠近柔性波纹管一端具有圆头，齿条与圆头的中心连接；
[0014]定位模块还包括设置在圆头下方的第一定位板和设置在驱动器壳体下方的第二定位板，第一定位板和第二定位板的前后两端分别插入设置在密封箱的前后侧壁上的矩形凹槽内；
[0015]第一定位板和第二定位板分别用于承载在圆头和驱动器壳体，并使柔性波纹管与圆头同轴设置。
[0016]驱动器壳体的底部设置有承载驱动器壳体的第二定位板，第二定位板，第二定位板的前后两端分别插入设置在密封箱的前后侧壁上的矩形凹槽内；柔性波纹管与圆头同轴设置。
[0017]优选地，驱动器壳体内设置有安装加热片的凹槽，加热片嵌入凹槽内，且驱动器壳体的顶部和密封箱的顶部均具有沉台，且沉台内开设有导线过孔，加热片的导线由导线过孔穿出驱动器壳体和密封箱；导线过孔和沉台通过密封胶密封。
[0018]驱动器壳体的顶部还有具有第二个沉台，第二个沉台上加工有排气孔，排气孔为圆形孔，排完气后采用密封胶将排气孔和第二个沉台密封。
[0019]优选地，驱动器壳体的底部具有圆柱形凸台，且圆柱形凸台上加工有环形凹槽；
[0020]柔性波纹管靠近圆柱形凸台的一端夹在环形凹槽和两个半圆环之间，且半圆环外套有与其过盈配合的圆环，且半圆环与圆环之间粘结固定；两个半圆环组合为一个完整的圆，且半圆环的内壁具有与环形凹槽相适配的凸起。
[0021]优选地，密封箱的顶部加工有中空的圆柱螺纹凸台，圆柱螺纹凸台与密封箱内连通，圆柱螺纹凸台的顶端具有硅胶垫片和将硅胶垫片的四周压紧在圆柱螺纹凸台上的凸台盖，凸台盖的中心具有通孔，凸台盖与圆柱螺纹凸台螺纹配合。
[0022]优选地，所述密封箱内充满润滑油。
[0023]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0024]1、石蜡相变驱动原理简单，其通过石蜡相变产生的体积增量对外输出做功，其体积在高压环境中仍具有较小的压缩比，可在较小体积产生大驱动力。石蜡驱动器与传统驱动设备相比具有高压适应能力，也具有小体积与高紧凑性，适合应用于深海环境中为机械结构提供驱动力。
[0025]2、原材料易获得且成本较低；通过加热片加热即可获得驱动效果，驱动方式简单。
[0026]3、石蜡相变体积变化量能达到17％，且液体石蜡在深海环境中具有较小体积压缩比，本专利技术能在小体积内产生较大的力与扭矩，具有自动回复的功能，有望代替电机实现对小型机械关节的驱动，有利于深海机械的小型化、轻量化设计。
[0027]4、本专利技术具有较强的深海耐压能力，密封箱整体密封且内部充满润滑液体，同时具有硅胶垫片作为柔性的压力补偿膜，缓解了传统机构中存在空腔不适用于高压环境的情况。
[0028]基于上述理由本专利技术可在深海机械关节驱动等领域广泛推广。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术具体实施方式中一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器整体外形图。
[0031]图2为本专利技术具体实施方式中密封箱内结构示意图。
[0032]图3为本专利技术具体实施方式中传动模块结构示意图。
[0033]图4为本专利技术具体实施方式中驱动器壳体及其内部部件结构示意图。
[0034]图5为本专利技术具体实施方式中驱动器壳体与柔性波纹管连接示意图。
[0035]图6为本专利技术具体实施方式中定位模块结构示意图。
[0036]图7为本专利技术具体实施方式中密封箱结构示意图(去除前后侧壁)。
[0037]图中：
[0038]1、传动模块；1
‑
1、输出轴；1
‑
2、小齿轮；1
‑
3、大齿轮；1
‑
4、连接齿轮；1
‑
5、中间传动轴；1
‑
6、第三套筒；1
‑
7、第一套筒；1
‑
8、第二套筒；1
‑
9、扭簧；1
‑
10、轴承；1
‑
11、齿条；1
‑
12、圆头；1
‑
13、动密封圈；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器，其特征在于，包括设置在密封箱中的驱动模块和传动模块，以及一端穿出所述密封箱的输出轴；所述驱动模块包括密封的驱动器壳体，所述驱动器壳体内安装有加热片和密封的石蜡单元，所述驱动器壳体外具有柔性波纹管，所述柔性波纹管的一端密封，另一端与所述驱动器壳体的内部空间连通，所述柔性波纹管和所述驱动器壳体内充满导热介质；所述加热片通过所述导热介质加热所述石蜡单元，使所述石蜡单元中的石蜡相变，体积增大，驱动所述柔性波纹管直线运动，所述柔性波纹管通过所述传动模块的传动使所述输出轴转动。2.根据权利要求1所述的一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器，其特征在于，所述传动模块包括齿条、大齿轮、小齿轮和连接齿轮；所述连接齿轮和大齿轮均设置在中间传动轴上，且所述连接齿轮与所述齿条啮合，所述中间传动轴的前后两端分别通过轴承与所述密封箱的前后侧壁上的圆形凹槽转动连接；所述小齿轮与所述输出轴的后部连接，且所述小齿轮与所述大齿轮啮合，所述输出轴的前部穿出所述密封箱的前侧壁，并通过动密封圈密封，所述输出轴的后端与设置在所述密封箱的后侧壁的圆形凹槽通过轴承转动连接；所述齿条的一端与所述柔性波纹管密封的一端接触连接，且其延伸方向与所述柔性波纹管的延伸方向相同。3.根据权利要求2所述的一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器，其特征在于，所述输出轴的后部套有扭簧，所述扭簧的一端与所述密封箱的后侧壁连接，另一端与所述小齿轮连接。4.根据权利要求2所述的一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器，其特征在于，所述密封箱内设置有定位模块；所述定位模块包括多个设置在所述齿条底部的定位轴；所述定位轴的后端与设置在所述密封箱的后侧壁的圆形凹槽通过胶水粘在一起，所述定位轴的前端设置有两个轴肩凸起，两个所述轴肩凸起之间的距离与所述齿条的宽度相适配，且所述齿条设置在两个所述轴肩凸起之间。5.根据权利要求4所述的一种基于石蜡相变驱动的深海旋转式驱动器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁大勇，何小康，侯交义，梁港达，战文，弓永军，吴宪辉，张增猛，陈圣涛，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：