一种适用于深水环境的电动推杆的制作方法

1.本发明涉及推杆技术领域，更具体地说，它涉及一种适用于深水环境的电动推杆。


背景技术：

2.电机驱动具有体积重量小、功耗低、控制精度高，通过不同的传动结构，能够实现多种运动结构的动作。直线推杆驱动机构是常用的电动驱动结构的一种，通过螺杆与螺母的适配，能够将旋转动作转化为轴向的滑动运动，从而实现直线驱动。
3.在水下环境下，水下推杆需要具有较高的耐压、防水和防腐要求，对于推杆的性能要求较高。为了达到防水防腐的要求，在外管、内管之间需要通过防水密封件进行密封，从而维持外管内腔的密封，以实现丝杆、螺纹结构之间的密封性；但是由于水下环境，尤其是深海环境，存在较大的水压，一旦将外管密封，推杆在推动过程中内外将产生较大的压差，增加推杆的受力载荷。而若将外管与内管之间与外界联通，虽然水压能够进入到外管当中，维持内外压力的平衡，但是外界的海水又将对推杆内部产生腐蚀，尤其是丝杆和螺母之间的螺纹，由于螺纹结构对于精度的要求较高，海水的腐蚀下将导致螺纹结构产生较大的损耗影响，影响推杆的使用寿命。
4.因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决上述问题而提供一种适用于深水环境的电动推杆，能够适应高压的水下环境，保持推杆工作的稳定性。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种适用于深水环境的电动推杆，包括驱动装置、外管和内管，所述外管安装于驱动装置的外壳，所述内管可伸缩地安装在外管内，所述驱动装置包括电机、减速器和转轴，所述转轴的一端通过轴承组件旋转支撑，所述转轴的另一端伸入内管；所述内管内设平衡腔二，所述平衡腔二朝外一端封闭，朝内一端通过环形的密封件二与转轴外周实现密封；所述平衡腔二的内周壁上设置内螺纹，并螺纹连接有螺纹块，所述螺纹块固定连接与转轴的端部。
7.本发明进一步设置为，还包括压力平衡装置，所述压力平衡装置包括与平衡腔二连通的弹性储油囊，所述弹性储油囊和平衡腔二内填充稳压油。
8.本发明进一步设置为，所述转轴通过密封件一与驱动装置的外壳和外管的连接处实现密封，所述外管内对应于密封件一和内管之间形成环形的平衡腔一，所述外管上开设有连通平衡腔一和外界的进水孔。
9.本发明进一步设置为，所述外管内靠近驱动装置的一端安装有密封件一，所述密封件一的外周与外管内壁密封，内周开设环形槽，所述环形槽的两侧分别与转轴外周密封；所述外管对应密封件一处设置连接头，所述连接头的一端伸入环形槽内，另一端连接有连接管，连接管用于连通弹性储油囊；所述转轴中心开设连通平衡腔二的导油孔，所述导油孔的末端延伸至密封件一，并形成连通环形槽的l形末端。
10.本发明进一步设置为，所述弹性储油囊通过连接管与平衡腔二连通，所述连接管上接有缓冲装置，所述缓冲装置内设缓冲腔，缓冲腔中间呈柱型，朝向两端逐渐扩大；所述缓冲腔的中间活塞连接有缓冲塞，缓冲塞的两端通过缓冲弹簧弹性支撑；所述缓冲腔的两端均开设有用于接入连接管的缓冲孔；缓冲塞在受到两端的压力时，缓冲塞向扩大的端部移动，使缓冲腔两端导通。
11.本发明进一步设置为，所述弹性储油囊为可弹性伸缩的波纹管状。
12.本发明进一步设置为，所述压力平衡装置包括固定安装于所述外壳一侧的支撑筒，所述弹性储油囊一端固定安装于支撑筒的端部，另一端依次活塞连接有活塞块一、活塞块二；所述活塞块一和亏赛块二之间形成平衡腔三，所述支撑筒的侧壁上开设有连通平衡腔三与外界的通孔。
13.本发明进一步设置为，所述内管的外周两端通过密封导滑件一、密封导滑件二与外管的内周滑动连接。
14.本发明进一步设置为，所述轴承组件包括两个轴承件，所述外管的内周设置有用于固定两个轴承件外圈的轴承座，所述转轴对应于两轴承件之间设置支撑凸环，所述支撑凸环与两个轴承件的内圈相抵，实现轴向支撑；所述外圈与内圈之间通过旋转体转动支撑。
15.本发明进一步设置为，所述外壳部分延伸至支撑筒的端部，所述外壳内还设置有联动机构，所述联动机构包括与活塞块二螺纹连接的调节轴，用于在内管伸缩时带动活塞块二同向运动。
16.本发明进一步设置为，所述调节轴穿过外壳并支撑筒内，并固定有调节螺头；所述活塞块二背离活塞块一的一侧固定连接有调节管，所述调节螺头连接于调节管内周的调节螺纹；所述调节管与支撑筒的端面之间弹性抵压有弹簧二。
17.本发明进一步设置为，所述电机为双头电机，一端通过减速器与转轴连接，另一端设置联动轴；所述联动轴同轴连接有支撑轴，所述支撑轴上固定连接有输入齿轮，所述调节轴伸入壳体的一端固定连接有输出齿轮，所述壳体内还设置有用于联动输入齿轮和输出齿轮的减速齿轮组。
18.本发明进一步设置为，所述联动轴与支撑轴之间套设螺纹套，所述螺纹套外周通过旋转架转动连接于外壳，所述螺纹套一端与联动轴螺纹连接，另一端开设轴孔，所述支撑轴伸入轴孔，并与螺纹套形成轴向旋转限位地滑动连接，另一端通过支撑座旋转支撑于外壳；所述螺纹套端面与输入齿轮的端面之间弹性抵压有弹簧一。
19.本发明进一步设置为，所述壳体对应于支撑套的外端连接有导滑管，所述导滑管一端连通外壳内腔，另一端连接有末端封闭的弹性压力管；所述壳体内腔密封，并充满绝缘油液；所述导滑管的中部活塞连接有平衡活塞，所述支撑轴的端部与平衡活塞相抵，并实现旋转支撑。
20.综上所述，本发明具有以下有益效果：
21.通过在内管的平衡腔二的内周壁以及伸入内管的端部的位置设置螺纹传动结构，并采用密封件将内管当中密封，形成相对封闭的平衡腔二，从而能够阻隔外界的海水渗入到螺纹结构之间，对驱动的螺纹结构部分进行保护，从而避免海水对螺纹传动结构的影响，保持推杆结构的稳定性。
22.通过采用压力平衡装置，其中的弹性储油囊通过连接管与环形连接结构连通平衡
腔二，并在弹性储油囊和平衡腔二内填充稳压油，使得平衡腔二能够始终充满稳压油，通过油压与外界的水压保持一定的平衡稳定，而且也能够通过螺纹件的稳压油保持始终润滑性能。
附图说明
23.图1为本发明一种适用于深水环境的电动推杆的结构示意图一；
24.图2为本发明的密封件一的结构示意图；
25.图3为本发明的轴承组件的结构示意图；
26.图4为本发明的缓冲装置的结构示意图；
27.图5为本发明的联动轴与调节轴侧结构示意图；
28.图6为本发明一种适用于深水环境的电动推杆的结构示意图二；
29.图7为本发明的弹性压力管的安装结构示意图。
30.附图标记：1、外壳；2、外管；3、内管；4、转轴；5、轴承组件；501、轴承件；502、轴承座；503、内圈；504、外圈；505、旋转体；506、支撑凸环；6、密封件一；601、环形槽；151、末端；161、连接头；7、平衡腔一；8、进水孔；9、螺纹块；10、平衡腔二；11、内螺纹；12、密封件二；13、密封导滑件一；14、密封导滑件二；15、导油孔；16、连接管；17、弹性储油囊；18、支撑筒；19、活塞块一；20、活塞块二；21、平衡腔三；22、通孔；23、缓冲装置；231、缓冲腔；232、缓冲塞；233、缓冲孔；234、缓冲弹簧；24、电机；25、减速器；26、联动轴；27、螺纹套；28、旋转架；29、轴孔；30、支撑轴；31、支撑座；32、输入齿轮；33、弹簧一；34、减速齿轮组；35、输出齿轮；36、调节轴；37、密封件三；38、调节螺头；39、调节管；40、弹簧二；41、调节孔；42、调节螺纹；43、导滑管；44、弹性压力管；45、导滑腔；46、平衡活塞；47、限位凸环。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例一
33.一种适用于深水环境的电动推杆，如图1所示，包括驱动装置、外管2和内管3，其中内管3可伸缩地安装在外管2内，而在外管2的端部则安装在驱动装置的外壳1上，通过驱动装置带动螺纹传动结构，从而能够带动内管3在外管2当中伸缩运动。
34.该驱动装置包括电机24、减速器25和转轴4，转轴4的一端通过轴承组件5旋转支撑，转轴4的另一端伸入外管2当中；内管3套接在外管2和转轴4之间，内管3内设平衡腔二10，平衡腔二10朝外一端封闭，朝向驱动装置的一端通过环形的密封件一6与转轴4外周实现密封，从而在内管3当中能够形成相对封闭的空间。在内管3与转轴4之间的密封件一6形成稳定的密封结构，可采用多组防水密封圈等结构保持密封，而且可保持内管3能够实现稳定的伸缩动作。
35.在内管3的平衡腔二10的内周壁上加工形成内螺纹11，并安装有螺纹适配的螺纹块9，螺纹块9的固定安装在转轴4的端部，并保持与转轴4的同轴位置，从而使得转轴4与内
管3之间形成螺纹连接结构。由于螺纹结构均位于密封的平衡腔二10当中，从而能够阻隔外界的海水渗入到螺纹结构之间，对驱动的螺纹结构部分进行保护，从而避免海水对于相对精密的螺纹传动结构的腐蚀，保持推杆结构的稳定性。
36.实施例二
37.一种适用于深水环境的电动推杆，在实施例一的基础上进行进一步优化，该推杆还包括压力平衡装置，该压力平衡装置包括弹性储油囊17，弹性储油囊17通过连接管16与环形连接结构连通平衡腔二10，并在弹性储油囊17和平衡腔二10内填充稳压油，使得平衡腔二10能够始终充满稳压油，通过油压与外界的水压保持一定的平衡稳定，而且也能够通过螺纹件的稳压油保持始终润滑性能。
38.压力平衡装置的弹性储油囊17则能够对平衡腔二10当中的油液进行补充和暂存，以适应推杆伸缩过程中平衡腔二10的伸缩变化，保持平衡腔二10当中压力的稳定性。
39.弹性储油囊17为可弹性伸缩的波纹管状，能够适用内部油液的量实现自适应的弹性伸缩变化。
40.参阅图1、2所示，为了实现内管3当中的平衡腔二10与弹性储油囊17的连通，可在外管2内靠近驱动装置的一端安装有环形的密封件一6，而密封件一6的外周与外管2内壁密封，内周则开设环形槽601；环形槽601的两侧分别与转轴4外周密封，从而能够保持环形槽601能够与外界环境形成密封的状态。而在外管2对应密封件一6处安装有连接头161，连接头161的一端从外管2的外壁伸入，穿过密封件一6的侧壁，伸入到环形槽601内，连接头161的另一端则连接有连接管16，连接管16与弹性储油囊17连通。
41.在转轴4的轴心位置开设连通平衡腔二10的导油孔15，导油孔15的末端151延伸至密封件一6，并形成连通环形槽601的l形末端151，从而使得平衡腔二10能够连通环形槽601，进而通过连接管16连通弹性储油，能够实现平衡腔二10当中油液的补充与暂存。
42.参阅图3所示，在轴承组件5对转轴4的载荷进行支撑，该轴承组件5包括两个轴承件501，而在外管2的内周形成用于固定两个轴承件501外圈504的轴承座502，而在转轴4对应于两轴承件501之间的位置形成固定的支撑凸环506。
43.安装时，将支撑凸环506与两个轴承件501的内圈503相抵，实现轴向支撑，外圈504与内圈503之间通过旋转体505转动支撑，而该轴承件501可保持稳定旋转支撑的同时还能够承载一定的稳定轴向载荷，从而提高转轴4的支撑稳定性。
44.在内管3的外周两端通过密封导滑件一13、密封导滑件二14与外管2的内周滑动连接，保持内管3能够稳定的轴向滑动。在转轴4通过密封件一6与驱动装置的外壳1和外管2的连接处实现密封，因此在外管2内对应于密封件一6和内管3之间则能够形成环形的平衡腔一7，可在外管2上靠近密封件一6的上侧位置开设连通平衡腔一7和外界的进水孔8，通过进水孔8能够使得外界的水能够进入到外管2当中，在内管3的末端151也能够受到水压的作用，基本保持内管3伸缩过程中压力的稳定。而且由于平衡腔一7当中结构简单，并不存在海水对螺纹传动结构的影响。
45.实施例三
46.一种适用于深水环境的电动推杆，在实施例二的基础上进行进一步优化，该弹性储油囊17通过连接管16与平衡腔二10连通，而在连接管16上接有缓冲装置23，通过缓冲装置23能够对弹性储油囊17与平衡腔二10之间的油液压力进行缓冲，即需要在两者之间具有
一定压差环境下，才能够将弹性储油囊17与平衡腔二10连通。
47.参阅图4所示，该缓冲装置23内设缓冲腔231，缓冲腔231中间呈柱型，朝向两端逐渐扩大，呈喇叭口状。在缓冲腔231的中间活塞连接有缓冲塞232，缓冲塞232的两端通过缓冲弹簧234弹性支撑，而缓冲腔231的两端均开设有用于接入连接管16的缓冲孔233，使得平衡腔二10和弹性储油囊17分别与两侧的缓冲腔231部分两通。
48.缓冲塞232在受到两侧微量的压力波动后，通过缓冲塞232在缓冲腔231中间的柱形部分形成活塞动作，从而实现微量压力的传动，无需油液的传递即可实现压力的传输。而在内管3伸缩过程中，缓冲塞232两端的压差不断增大，缓冲塞232向扩大的端部移动，使缓冲腔231两端导通，从而使得油液能够对平衡腔二10内部的稳压作用，保持内管3内外压力基本保持稳定的状态。
49.由于缓冲装置23对弹性储油囊17与平衡腔二10的压力传递具有一定的滞后性，从而能够避免弹性储油囊17与平衡腔二10当中油液排放过渡，能够使得两个腔室当中始终保持一定的油液压力，以对抗深海的高压环境。
50.实施例四
51.一种适用于深水环境的电动推杆，在实施例二的基础上进行进一步优化，该压力平衡装置包括支撑筒18，支撑筒18固定安装在外壳1的一侧位置，弹性储油囊17的一端固定安装于支撑筒18的端部，另一端依次活塞连接有活塞块一19、活塞块二20。
52.在支撑筒18内，对应于活塞块一19和亏赛块二之间形成平衡腔三21，支撑筒18的侧壁上开设有连通平衡腔三21与外界的通孔22，从而使得外界的高压水能够进入到平衡腔三21当中，水压能够对活塞块一19以及弹性储油囊17施加一定的压力，从而能够通过油液将压力传递至平衡腔二10当中，保持内管3内部的平衡腔二10的压力保持一定的稳定状态，在不同的深度情况下，能够产生自适应的变化，能够适用不同的深度；
53.或者，可将通过密封塞将该通孔22封闭，再将活塞块一19上开设连通的两侧的孔洞，使得平衡腔三21与放置弹性储油囊17的腔室能够联通。从而使得活塞块二20的活塞动作能够更加稳定地对弹性储油囊17进行加压。
54.实施例五
55.一种适用于深水环境的电动推杆，在实施例四的基础上进行进一步优化，如图1、5所示，外壳1远离外管2的部分延伸至支撑筒18的端部，形成l形结构，在外壳1内还设置有联动机构，该联动机构包括与活塞块二20螺纹连接的调节轴36，通过联动机构能够在内管3伸缩时带动活塞块二20同向运动，从而在平衡腔三21当中形成一定的压力补充。从而能够在活塞块一19自动调节下，通过活塞块二20产生进一步的推力，并且由于通孔22较小，活塞块二20的作用下对于平衡腔三21的内部压力影响更大，从而能够一定程度上起到补充压力的作用，而后在随着通孔22对外界海水的导通而实现压力的稳定。
56.参阅图5所示，该调节轴36穿过外壳1并支撑筒18内，并固定有调节螺头38；在活塞块二20背离活塞块一19的一侧固定连接有调节管39，调节螺头38则连接于调节管39内周的调节螺纹42处，从而形成螺纹传动结构。而且可将该螺纹传动结构的形成设置较短，即活塞块二20只能在螺纹的作用下推动较小的距离，在达到末端151继续转动的过程中，螺纹间将产生空转，不对活塞块二20产生带动作用，使得活塞块二20在推杆开始启动的时间端进行压力的补充。而在调节管39与支撑筒18的端面之间弹性抵压有弹簧二40，使得活塞块二20
能够在平衡腔三21中的压力和弹簧二40的弹性作用力的情况下，能够保持活塞块二20的相对稳定，并保持该螺纹传动结构能够在达到末端151后，在翻转的过程中螺纹间能够顺畅配合，从而实现稳定的传动结构。
57.联动机构通过电机24实现驱动，该驱动装置的电机24为双头电机24，一端通过减速器25与转轴4连接，另一端设置联动轴26；而在联动轴26同轴连接有支撑轴30，支撑轴30上固定连接有输入齿轮32，调节轴36伸入壳体的一端固定连接有输出齿轮35，而在壳体内安装减速齿轮组34，通过减速齿轮组34对输入齿轮32和输出齿轮35之间的结构进行传动配合，从而能够实现电机24对调节轴36的驱动。
58.在联动轴26与支撑轴30之间可套状螺纹套27，螺纹套27外周通过旋转架28转动连接于外壳1，实现稳定的传动，并且可形成一定的轴向活动；在螺纹套27一端与联动轴26螺纹连接，另一端开设轴孔29。支撑轴30一端伸入轴孔29，并与螺纹套27形成轴向旋转限位地滑动连接，另一端通过支撑座31旋转支撑于外壳1，而在螺纹套27端面与输入齿轮32的端面之间弹性抵压有弹簧一33。
59.在联动轴26转动过程，将先与螺纹套27之间产生螺纹的传动，螺纹套27将产生一定的轴向的缓冲作用，塞达到弹簧和螺纹产生的推力平衡的情况下，将通过螺纹套27带动支撑轴30旋转；进而带动支撑轴30上的输出齿轮35的旋向，使得活塞块二20产生移动的升降动作。
60.通过采用一端螺纹，一端轴向活动的螺纹套27结构，能够在电机24的输出端和齿轮传动结构之间形成一定的缓冲空间，从而能够保持齿轮的顺畅联动，保持传动的稳定性。
61.实施例六
62.一种适用于深水环境的电动推杆，在实施例五的基础上进行进一步优化，如图6、7所示，可在壳体对应于支撑套的外端连位置接有导滑管43，导滑管43一端连通外壳1内腔，另一端则连接有末端151封闭的弹性压力管44。壳体内腔密封，并充满绝缘油液，在导滑管43的中部活塞连接有平衡活塞46。弹性压力管44能够伸入外界的海水当中，能够受到外界的水压作用，从而能够维持壳体内外两侧的压力的平衡，保持推杆能够适用水下的正常适用。
63.如图7所示，将支撑轴30的端部与平衡活塞46相抵，通过平衡活塞46对支撑轴30进行旋转支撑，在不同的深度的情况下，水压对于弹性压力管44的压力不同，平衡活塞46的高度也将产生一定的变化，进而调节支撑轴30的高度以及弹簧一33的压缩程度，调节弹簧一33与螺纹套27产生的轴向作用力之间的平衡位置，从而能够使得推杆能够在不同的水压环境下进行自适应的调节作用，提高推杆的水下适用性。
64.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。