用于大深度水下机器人的电子罐制造技术

本发明专利技术公开了一种用于大深度水下机器人的电子罐，属于水下机器人领域。包括筒体，支架组件；筒体的两端通过端盖密封，筒体与端盖围成一密封容纳空间，密封容纳空间内填充有航空液压油；支架组件用于支撑固定电子元器件，设于密封容纳空间内。本发明专利技术应用于大深度水下机器人方面，解决现有用于水下机器人的电子罐在大水深下使用时不能兼顾抗高压与轻量化、散热、以及水蒸气液化所造成的电路问题，具有抗高压、轻量化、散热性好、防电高压击穿、安全性高的特点。高的特点。高的特点。

【技术实现步骤摘要】
用于大深度水下机器人的电子罐


[0001]本专利技术属于水下机器人领域，尤其涉及一种用于大深度水下机器人的电子罐。

技术介绍

[0002]水下机器人目前正在被广泛地应用于经济建设与国防领域，而能够在大深度(深度超过2000米)作业的水下机器人需要更多的尖端技术来保障其在高水压环境下工作的稳定性。目前，大深度水下机器人所用的电子元器件大多数仍为普适性标准工业电子元器件，因此，这些电子元器件仅适合在一个标准大气压下的干燥且温度适宜的条件下才能稳定工作。为了抵抗大深度水下的高压与侵蚀，这些电子元器件会被封装在圆柱形的电子罐内。但是，由于罐体内空间狭小、呈筒型以及海上作业时会碰到的高温、高盐、高湿环境，这些电子元器件在罐内的排布、散热便会遇到很多问题。这些问题包括但不限于：
[0003]1.抗压罐体的轻量化与造价：
[0004]在大深度的环境下，水所产生的高压是最为棘手问题。适用于大深度的电子罐为了抵抗深海的高压会采用大厚度的钛合金来制作电子罐的筒体与端盖。虽然钛合金的密度相对于高强度钢而言已算轻质，但对于那些大型的电子罐而言筒体与端盖的重量仍不可小觑。另外钛合金价格昂贵，因此钛合金材料所制成的电子罐体造价也不菲。
[0005]2.电子元器件的固定与排布：
[0006]由于罐体需要抵抗水压，为了消除集中应力的影响，电子罐的筒壁内极少开槽、孔或者布置加强筋。另外由于加工工艺的限制，开槽、孔或者布置加强筋也不容实现。也正是因为如此，电子元器件无法与电子罐的筒壁实现有效的连接固定。另外由于罐体圆柱形的几何形状，通常呈四方的电子元器件无法顺着罐体内壁贴合排布，若没有科学的布局则容易浪费罐体内本就狭小的空间。但是，如果仅起散热、或支撑功能的部件在电子罐内占的空间过大则显得“喧宾夺主”，也会妨碍电子元器件的布置。
[0007]3.电子元器件的散热：
[0008]电子元器件被封装在防水的罐体内，但罐内无空气对流，并且部分电子元器件产热巨大，需要合适散热手段不然会影响电子元器件的工作效率和可靠性。
[0009]4.罐内的水蒸气液化所造成的电路问题：
[0010]水下机器人在下水之前会在岸边或者母船上先进行调试工作，在许多情况下电子罐也需要打开进行故障排查。在高温、高湿的环境下(例如我国夏天的海边、或热带区域的海面上)，水蒸气会不可避免地进入到电子罐内。但当电子罐封装好且跟随水下机器人来到深海后，深海低温环境(无论在全球任何水域，水下2000米的水温会稳定在0
‑
4℃之间)极易使电子罐内的水蒸气液化，特别是会附着在筒壁或其他散热快的金属结构上。而电子罐内的电子元器件多为集成电路，若有水的附着则可能会造成电路的短路或者电容的击穿问题，严重影响罐内电子元器件的安全性和可靠性。
[0011]为了解决电子元器件的散热问题，中国专利CN109168304 A公开了将舱内电子元器件的热量通过工质快速导入到与罐体内侧相切的翅板上，但由于翅板与罐体内侧的实际
接触面积较少，因此热量是否可以高效地通过金属固体进行传导值得商榷，另外，该项专利技术中散热装置已占电子罐内约1/4的体积，为了散热而牺牲大量的电子罐内空间显得有些得不偿失。中国专利CN114269112A采用了类似台式计算机的风扇+散热风道的设计来加速电子罐内空气的对流速度，但最终电子罐内的散热仍旧需要电子罐内的空气通过罐壁传导到罐外的低温水中，其本质而言主要还是通过自然对流散热，但加快了自然对流的速度和效率。为了解决罐内的水蒸气液化所造成的电路问题，目前国内常用的处理方式多为加热舱内空气或加入干燥剂。例如，中国专利CN102350186A采用一种由A物质和B物质所组成的混合物被用于工作在潮湿或水下环境中密封良好的仪表的防潮保压干燥剂。然而，该专利技术吸收量有限，且需要定期更换，而且其吸水后所产生的的氧气提高了舱内的氧气浓度，若舱内电子元器件发生燃烧，则较高浓度的氧气可能会助长火势的蔓延。中国专利CN111717352A公开了一种水下机器人自动烘干系统由上位机控制，通过螺旋桨转动循环电子罐内空气，并且在加热层和干燥层中对于高湿水蒸气进行加热与干燥。同时，被加热后的电子舱内空气气压增大，也能够一定程度上防止外界水分的浸入。但此项专利技术中的干燥剂仍需定期更换。另外，在水下每下降十米，其周围的水压会等效增大一个大气压，因此在大深度环境下电子舱内加热的空气膨胀以及多产生的氧气量所造成的舱内气压增加完全不能与舱外水压的增大相抵。再者，电子罐内的高温会影响其罐内电子元器件的散热从而影响其工作的稳定性。

技术实现思路

[0012]本专利技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
[0013]本专利技术提出一种用于大深度水下机器人的电子罐，解决了现有用于水下机器人的电子罐在大水深下使用时不能兼顾抗高压与轻量化、散热、以及水蒸气液化所造成的电路问题，具有抗高压、轻量化、散热性好、防电高压击穿、安全性高的特点。
[0014]本专利技术公开了一种用于大深度水下机器人的电子罐，包括筒体，支架组件；所述筒体的两端通过端盖密封，所述筒体与所述端盖围成一密封容纳空间，所述密封容纳空间内填充有航空液压油；支架组件用于支撑固定电子元器件，设于所述密封容纳空间内；所述支架组件进一步包括固定盘，固定环，以及托架；所述固定盘沿所述筒体轴向延伸，上方用于固定在室温无附加散热的情况下运行时温度不超过40℃的电子元器件，下方与在室温无附加散热的情况下运行时温度超过40℃的电子元器件相连，所述在室温无附加散热的情况下运行时温度超过40℃的电子元器件与所述筒体之间设有散热块；所述固定环固定连接于所述固定盘的左端，左侧与位于所述筒体左侧的所述端盖的内侧固定连接；所述托架与所述固定盘的右端固定连接，外周尺寸与所述筒体的内周尺寸相适配以形成所述托架与所述筒体的抵接。
[0015]在其中一些实施例中，所述支架组件还包括设于所述固定盘下方的连接转化板，所述在室温无附加散热的情况下运行时温度超过40℃的电子元器件固定连接于所述连接转化板下方，所述固定盘与所述连接转化板之间设有伸缩组件，所述固定盘与所述连接转化板之间可伸缩移动。
[0016]在其中一些实施例中，所述伸缩组件包括螺柱，以及套设于所述螺柱上的弹簧。
[0017]在其中一些实施例中，所述筒体侧面开设有用于所述航空液压油注入的航空液压油注入口，以及用于所述航空液压油输出的航空液压油出口。
[0018]在其中一些实施例中，还包括固定于所述固定盘上的螺旋桨。
[0019]在其中一些实施例中，所述筒体为夹层结构，外层与内层之间围成环形容纳空间，所述环形容纳空间内填充有航空液压油，所述内层上开设有若干小孔，若干所述小孔连通所述环形容纳空间与所述密封容纳空间。
[0020]在其中一些实施例中，所述托架为C型托架，所述C型托架的两侧与所述固定盘固定连接。
[0021]在其中一些实施例中，所述C型托架的环形结构内侧设有对称的凸台，所述凸台的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大深度水下机器人的电子罐，其特征在于，包括筒体，所述筒体的两端通过端盖密封，所述筒体与所述端盖围成一密封容纳空间，所述密封容纳空间内填充有航空液压油；支架组件，用于支撑固定电子元器件，设于所述密封容纳空间内；所述支架组件进一步包括：固定盘，所述固定盘沿所述筒体轴向延伸，上方用于固定在室温无附加散热的情况下运行时温度不超过40℃的电子元器件，下方与在室温无附加散热的情况下运行时温度超过40℃的电子元器件相连，所述在室温无附加散热的情况下运行时温度超过40℃的电子元器件与所述筒体之间设有散热块；固定环，所述固定环固定连接于所述固定盘的左端，左侧与位于所述筒体左侧的所述端盖的内侧固定连接；托架，所述托架与所述固定盘的右端固定连接，外周尺寸与所述筒体的内周尺寸相适配以形成所述托架与所述筒体的抵接。2.根据权利要求1所述的用于大深度水下机器人的电子罐，其特征在于，所述支架组件还包括设于所述固定盘下方的连接转化板，所述在室温无附加散热的情况下运行时温度超过40℃的电子元器件固定连接于所述连接转化板下方，所述固定盘与所述连接转化板之间设有伸缩组件，所述固定盘与所述连接转化板之间可伸缩移动。3.根据权利要求2所述的用于大深度水下机器人的电子罐，其特征在于，所述伸缩组件包括螺柱，以及套设于所述螺柱上的弹簧。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洋，单宇翥，朱迪发，侯永明，王双，
申请(专利权)人：青岛太平洋水下科技工程有限公司，
类型：发明
国别省市：