一种AUV用水下升降装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112407207 A(43)申请公布日 2021.02.26

(21)申请号 202011598443.7(22)申请日 2020.12.30

(71)申请人 天津瀚海蓝帆海洋科技有限公司

地址 300457 天津市滨海新区经济技术开

发区南海路156号25#B(72)发明人 王昌强　武建国　刘静　赵基伟　

李茂　王晓鸣　张敏革　(51)Int.Cl.

B63G 8/14(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

CN 112407207 A()发明名称

一种AUV用水下升降装置(57)摘要

本发明提供了一种AUV用水下升降装置，应用目标定位为水下机器人。主要功能为带动AUV表面工作组件进行升降运动，通过电机驱动丝杠螺母机构工作从而实现AUV表面附体的升降，防尘圈过滤了水中杂质，降低了O型密封圈磨损的风险，双密封圈保障了升降装置工作的可靠性，转接件下端外侧面直径小于上端外侧面直径的设计减小了升降装置的内外压力差，增加了升降装置的可靠性。本发明的有益效果为：升降装置使得工作组件可根据工作需要进行升降，极大地降低了AUV的航行阻力，提高了AUV的安全性与实用性，使得AUV升降装置的标准化和市场化成为可能。

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权　利　要　求　书

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1.一种AUV用水下升降装置，包括升降部分和驱动部分，其特征在于，还包括耐压壳体（1）、上密封盖（2）、下密封盖（3）、O型密封圈I（4）、O型密封圈II（5）、防尘圈（6）和工作组件（15），所述的耐压壳体（1）为空心圆柱形结构，耐压壳体（1）上端和下端分别设有圆柱形通孔，耐压壳体（1）上端和下端的圆柱形通孔分别与上密封盖（2）和下密封盖（3）的外侧面相配合，并通过连接法兰相连接，耐压壳体（1）上端和下端圆柱形通孔的内侧面与上密封盖（2）和下密封盖（3）的外侧面之间设有O型密封圈，耐压壳体（1）内部设有升降部分和驱动部分，所述的驱动部分包括电机（11）、电机轴（10）、齿轮I（9）、齿轮II（7）、丝杠（8）和安装板（12），所述的安装板（12）为倒立的“凹”字形结构，安装板（12）设于下密封盖（3）上端，安装板（12）内侧面与下密封盖（3）外侧面相配合，安装板（12）和下密封盖（3）之间自左向右依次设有齿轮II（7）、丝杠（8）、齿轮I（9）和电机轴（10），丝杠（8）和电机轴（10）分别穿过齿轮II（7）和齿轮I（9）的中心，齿轮II（7）和齿轮I（9）相啮合，电机轴（10）一端与轴承相接触，电机轴（10）另一端与电机（11）相配合，电机（11）设于安装板（12）上端面右侧，并通过连接法兰与安装板（12）相连接，丝杠（8）上端设有升降部分，所述的升降部分包括升降螺母（13）、转接件（14）、石墨铜套I（19）、石墨铜套II（20）、导杆I（18）、导杆II（21）、微动开关I（16）和微动开关II（17），沿丝杠（8）轴心方向自下而上分别设有升降螺母（13）、转接件（14）和工作组件（15），所述的升降螺母（13）为空心圆柱形结构，升降螺母（13）内侧面通过T形螺纹与丝杠（8）外侧面相接触，升降螺母（13）下端两侧法兰上对称设有圆柱形通孔，升降螺母（13）下端两侧的圆柱形通孔分别与石墨铜套I（19）和石墨铜套II（20）的外侧面相配合，石墨铜套I（19）和石墨铜套II（20）的内侧面分别与导杆I（18）和导杆II（21）的外侧面相配合，导杆I（18）和导杆II（21）的下端面与安装板（12）相接触，上端面与上密封盖（2）相接触，微动开关I（16）和微动开关II（17）分别设于安装板（12）上端面和上密封盖（2）下端面，所述的转接件（14）为倒立的“凸”字形结构，转接件（14）内侧面与升降螺母（13）的外侧面相配合，并通过尼龙丝与升降螺母（13）相连接，转接件（14）下端外侧面与上密封盖（2）内侧面相配合，转接件（14）下端外侧面与上密封盖（2）内侧面之间自下而上依次设有O型密封圈I（4）、O型密封圈II（5）和防尘圈（6）。

2.根据权利要求1所述的一种AUV用水下升降装置，其特征在于，所述的电机（11）、电机轴（10）和齿轮I（9）的轴心处于同一条直线上，齿轮II（7）、丝杠（8）、升降螺母（13）、转接件（14）和上密封盖（2）的轴心处于同一条直线上，升降螺母（13）上下移动的极限位置分别受到微动开关II（17）和微动开关I（16）的。

3.根据权利要求1所述的一种AUV用水下升降装置，其特征在于，所述的转接件（14）为倒立的“凸”字形结构，转接件（14）下端外侧面直径小于上端外侧面直径。

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技术领域

[0001]本发明涉及水下机器人领域，尤其涉及一种AUV用水下升降装置。

技术背景

[0002]随着海洋装备智能化的发展，对AUV的性能要求也在不断的提高，卫星通讯天线和水声通讯定位设备等工作组件虽然丰富了AUV的功能，但突出的表面附体不但增加AUV的航行阻力，而且增加了AUV受到撞击的风险，降低了AUV的载体安全性，因此工作组件可升降，需要时升上来工作，完成任务后收回去与AUV共形，功能增加的同时不改变或很小改变AUV载体的阻力与安全性能是今后AUV发展的趋势，研究一款AUV用水下升降装置是水下机器人领域的重要问题之一。

[0003]目前国内AUV的表面附体大多是与AUV载体固定连接，不能实现升降功能，因此一款实用的AUV用水下升降装置成为技术突破的主要问题之一。

发明内容

[0004]本发明提供了一种AUV用水下升降装置，通过电机驱动丝杠螺母机构工作从而实现AUV表面附体的升降，电机和丝杠螺母之间通过齿轮减速器传递动力，增加了扭矩的同时，降低了升降装置的轴向长度，石墨铜套降低了升降螺母沿导杆升降的阻力，两个微动开关了升降螺母带动工作组件升降的行程，防尘圈过滤了水中杂质，降低了O型密封圈磨损的风险，双密封圈保障了升降装置工作的可靠性，转接件下端外侧面直径小于上端外侧面直径的设计减小了升降装置的内外压力差，增加了升降装置的可靠性，升降装置使得工作组件可根据工作需要进行升降，极大地降低了AUV的航行阻力，提高了AUV的安全性与实用性，使得AUV升降装置的标准化和市场化成为可能。[0005]为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种AUV用水下升降装置，包括升降部分和驱动部分，其特征在于，还包括耐压壳体1、上密封盖、下密封盖、O型密封圈I、O型密封圈II、防尘圈和工作组件，所述的耐压壳体为空心圆柱形结构，耐压壳体上端和下端分别设有圆柱形通孔，耐压壳体上端和下端的圆柱形通孔分别与上密封盖和下密封盖的外侧面相配合，并通过连接法兰相连接，耐压壳体上端和下端圆柱形通孔的内侧面与上密封盖和下密封盖的外侧面之间设有O型密封圈，耐压壳体内部设有升降部分和驱动部分，所述的驱动部分包括电机、电机轴、齿轮I、齿轮II、丝杠和安装板，所述的安装板为倒立的“凹”字形结构，安装板设于下密封盖上端，安装板内侧面与下密封盖外侧面相配合，安装板和下密封盖之间自左向右依次设有齿轮II、丝杠、齿轮I和电机轴，丝杠和电机轴分别穿过齿轮II和齿轮I的中心，齿轮II和齿轮I相啮合，电机轴一端与轴承相接触，电机轴另一端与电机相配合，电机设于安装板上端面右侧，并通过连接法兰与安装板相连接，丝杠上端设有升降部分，所述的升降部分包括升降螺母、转接件、石墨铜套I、石墨铜套II、导杆I、导杆II、微动开关I和微动开关II，沿丝杠轴心方向自下而上分别设有升降螺母、转接件和工作组件。所述的升降螺母为空心圆柱形结构，升降螺母内侧面通过T形螺纹与丝杠外侧面相接触，升降螺

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母下端两侧法兰上对称设有圆柱形通孔，升降螺母下端两侧的圆柱形通孔分别与石墨铜套I和石墨铜套II的外侧面相配合，石墨铜套I和石墨铜套II的内侧面分别与导杆I和导杆II的外侧面相配合，导杆I和导杆II的下端面与安装板相接触，上端面与上密封盖相接触，微动开关I和微动开关II分别设于安装板上端面和上密封盖下端面，所述的转接件为倒立的“凸”字形结构，转接件内侧面与升降螺母的外侧面相配合，并通过尼龙丝与升降螺母相连接，转接件下端外侧面与上密封盖内侧面相配合，转接件下端外侧面与上密封盖内侧面之间自下而上依次设有O型密封圈I、O型密封圈II和防尘圈。[0006]作为本方案的优选实施例，所述的电机、电机轴和齿轮I的轴心处于同一条直线上，齿轮II、丝杠、升降螺母、转接件和上密封盖的轴心处于同一条直线上，升降螺母上下移动的极限位置分别受到微动开关II和微动开关I的。[0007]作为本方案的优选实施例，所述的转接件为倒立的“凸”字形结构，转接件下端外侧面直径小于上端外侧面直径。

[0008]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

采用电机驱动丝杠螺母机构工作从而实现AUV表面附体的升降，电机和丝杠螺母之间通过齿轮减速器传递动力，增加了扭矩的同时，降低了升降装置的轴向长度，石墨铜套降低了升降螺母沿导杆升降的阻力，两个微动开关了升降螺母带动工作组件升降的行程，防尘圈过滤了水中杂质，降低了O型密封圈磨损的风险，双密封圈保障了升降装置工作的可靠性，转接件下端外侧面直径小于上端外侧面直径的设计减小了升降装置的内外压力差，增加了升降装置的可靠性，升降装置使得工作组件可根据工作需要进行升降，极大地降低了AUV的航行阻力，提高了AUV的安全性与实用性，使得AUV升降装置的标准化和市场化成为可能。

附图说明

[0009]为了更清楚地说明本发明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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0010]图1是本申请实施例的结构示意图。[0011]图2是本申请实施例的局部剖视图。[0012]图中，1.耐压壳体、2.上密封盖、3.下密封盖、4. O型密封圈I、5. O型密封圈II、6.防尘圈、7.齿轮II、8.丝杠、9.齿轮I、10.电机轴、11.电机、12.安装板、13.升降螺母、14.转接件、15.工作组件、16.微动开关I、17.微动开关II、18.导杆I、19.石墨铜套I、20.石墨铜套II、21.导杆II。具体实施方式

[0013]本发明提供了一种AUV用水下升降装置，采用电机驱动丝杠螺母机构工作从而实现AUV表面附体的升降，电机和丝杠螺母之间通过齿轮减速器传递动力，增加了扭矩的同时，降低了升降装置的轴向长度，石墨铜套降低了升降螺母沿导杆升降的阻力，两个微动开关了升降螺母带动工作组件升降的行程，防尘圈过滤了水中杂质，降低了O型密封圈磨

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损的风险，双密封圈保障了升降装置工作的可靠性，转接件下端外侧面直径小于上端外侧面直径的设计减小了升降装置的内外压力差，增加了升降装置的可靠性，升降装置使得工作组件可根据工作需要进行升降，极大地降低了AUV的航行阻力，提高了AUV的安全性与实用性，使得AUV升降装置的标准化和市场化成为可能。[0014]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。[0015]如图所示，本实施例所述的一种AUV用水下升降装置，包括升降部分和驱动部分，其特征在于，还包括耐压壳体1、上密封盖2、下密封盖3、O型密封圈I4、O型密封圈II5、防尘圈6和工作组件15，所述的耐压壳体1为空心圆柱形结构，耐压壳体1上端和下端分别设有圆柱形通孔，耐压壳体1上端和下端的圆柱形通孔分别与上密封盖2和下密封盖3的外侧面相配合，并通过连接法兰相连接，耐压壳体1上端和下端圆柱形通孔的内侧面与上密封盖2和下密封盖3的外侧面之间设有O型密封圈，耐压壳体1内部设有升降部分和驱动部分，所述的驱动部分包括电机11、电机轴10、齿轮I9、齿轮II7、丝杠8和安装板12，所述的安装板12为倒立的“凹”字形结构，安装板12设于下密封盖3上端，安装板12内侧面与下密封盖3外侧面相配合，安装板12和下密封盖3之间自左向右依次设有齿轮II7、丝杠8、齿轮I9和电机轴10，丝杠8和电机轴10分别穿过齿轮II7和齿轮I9的中心，齿轮II7和齿轮I9相啮合，电机轴10一端与轴承相接触，电机轴10另一端与电机11相配合，电机11设于安装板12上端面右侧，并通过连接法兰与安装板12相连接，丝杠8上端设有升降部分，所述的升降部分包括升降螺母13、转接件14、石墨铜套I19、石墨铜套II20、导杆I18、导杆II21、微动开关I16和微动开关II17，沿丝杠8轴心方向自下而上分别设有升降螺母13、转接件14和工作组件15。所述的升降螺母13为空心圆柱形结构，升降螺母13内侧面通过T形螺纹与丝杠8外侧面相接触，升降螺母13下端两侧法兰上对称设有圆柱形通孔，升降螺母13下端两侧的圆柱形通孔分别与石墨铜套I19和石墨铜套II20的外侧面相配合，石墨铜套I19和石墨铜套II20的内侧面分别与导杆I18和导杆II21的外侧面相配合，导杆I18和导杆II21的下端面与安装板12相接触，上端面与上密封盖2相接触，微动开关I16和微动开关II17分别设于安装板12上端面和上密封盖2下端面，所述的转接件14为倒立的“凸”字形结构，转接件14内侧面与升降螺母13的外侧面相配合，并通过尼龙丝与升降螺母13相连接，转接件14下端外侧面与上密封盖2内侧面相配合，转接件14下端外侧面与上密封盖2内侧面之间自下而上依次设有O型密封圈I4、O型密封圈II5和防尘圈6。[0016]其中，在实际应用中，所述的电机11、电机轴10和齿轮I9的轴心处于同一条直线上，齿轮II7、丝杠8、升降螺母13、转接件14和上密封盖2的轴心处于同一条直线上，升降螺母13上下移动的极限位置分别受到微动开关II17和微动开关I16的，电机11和丝杠螺母之间通过齿轮减速器传递动力，增加了扭矩的同时，降低了升降装置的轴向长度，两个微动开关了升降螺母带动工作组件升降的行程。[0017]其中，在实际应用中，所述的转接件14为倒立的“凸”字形结构，转接件14下端外侧面直径小于上端外侧面直径，减小了AUV内外压力差面积，减小了升降装置的内外压力差，增加了升降装置的可靠性。[0018]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人

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员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

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图1

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图2

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