水下装置及水下行程开关的制作方法

1.本发明涉及水下装置技术领域，特别涉及一种水下装置及水下行程开关。


背景技术：

2.对于海洋深水设备和装置，往往需要行程开关来反馈设备和装置的动作是否运动到位，但普通的接近开关、磁吸开关、机械式行程开关等很难满足防水要求，特别是当水深超过20米时。平常的接近开关由于海水导电性较强，无法正常工作，并且接近开关和磁吸开关等触发距离存在限制，水下装置精度有时很难满足；普通机械式行程开关，采用动密封形式，运动件和密封结构存在相对运动，时间长就会存在磨损，造成泄露，进而影响开关正常功能。另外由于所采用的电气开关都是机械接触式微动，时间长也会造成磨损，影响性能。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种性能较好且使用寿命较长的水下行程开关以及采用该行程开关的水下装置，以解决现有技术中的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明提供一种水下行程开关，包括：
5.壳体，其内部中空而具有容置空间；
6.两密封件，位于所述容置空间内并分列于所述壳体的轴向两端而形成一密封空间；各所述密封件均具有柔性；
7.接近开关，安装于所述壳体上，且所述接近开关沿所述壳体的径向延伸并与所述密封空间相通；
8.驱动轴，沿所述壳体的轴向延伸且部分位于所述容置空间内，所述驱动轴的两端分别为远离所述接近开关的远端以及靠近所述接近开关的近端，所述近端与其中一所述密封件密封连接并固定，所述远端穿过另一所述密封件并与该密封件密封连接并固定，且所述远端伸出所述壳体外，以用于与外部接触而使所述驱动轴沿所述远端向所述近端的方向移动而靠近所述接近开关，进而触发所述接近开关。
9.在其中一实施方式中，所述密封件为橡胶膜片，且所述密封件呈筒状。
10.在其中一实施方式中，所述密封件的口径沿远端至近端的方向逐渐增大。
11.在其中一实施方式中，所述壳体包括筒体以及分列于所述筒体轴向两端的端盖；
12.所述密封件与所述端盖一一对应，且所述密封件设置于所述筒体与对应的所述端盖之间，并通过紧固件实现密封连接；
13.两所述端盖均开设有开孔，以使所述密封件暴露于水中。
14.在其中一实施方式中，沿所述壳体的轴向，所述驱动轴的远端与所述接近开关之间具有轴肩；
15.沿所述壳体的径向，所述接近开关与所述驱动轴之间具有间隔。
16.在其中一实施方式中，所述驱动轴的远端端部设有滚轮，以用于与外部进行接触而推动所述驱动轴移动；
17.所述滚轮位于所述壳体外，且所述滚轮绕垂直于所述驱动轴的轴线方向转动。
18.在其中一实施方式中，所述驱动轴的外周套设有回弹件，所述回弹件位于所述密封空间内，并靠近所述远端，以提供所述驱动轴沿所述近端向所述远端的方向回复的动力。
19.在其中一实施方式中，所述驱动轴的外周设有一开口朝向所述壳体内壁的限位槽，所述限位槽沿轴向延伸；
20.所述水下行程开关还包括一与所述壳体连接固定的限位件；所述限位件插设于所述限位槽内，以限制所述驱动轴沿周向转动，且所述限位件与所述接近开关沿所述壳体的周向间隔设置。
21.在其中一实施方式中，所述驱动轴的外周还设有压力平衡槽，使所述驱动轴的外周在该压力平衡槽处与所述壳体的内壁之间具有间隔。
22.在其中一实施方式中，所述壳体的顶部开设有一开口，所述开口处设置有用于安装所述接近开关的开关安装座，所述开关安装座与所述壳体之间采用密封圈实现密封，所述开关安装座与所述接近开关之间采用密封胶实现密封，所述密封胶能够耐高压。
23.在其中一实施方式中，所述壳体的材质为塑料，并能够耐海水腐蚀；
24.所述驱动轴的材质为不锈钢。
25.本发明还提供一种水下装置，包括装置本体、设置于所述装置本体上的如上所述的水下行程开关以及控制系统，所述水下行程开关与所述控制系统电性连接；
26.在所述接近开关被触发而开启时，所述控制系统接收该信号，并依据该信号判断所述装置本体的状态。
27.在其中一实施方式中，所述装置本体包括：
28.上框架；
29.下框架，设置于所述上框架的下方；
30.触发板，设置于所述上框架的底部并向下凸伸；
31.所述水下行程开关设置于所述下框架的顶部，并对应所述触发板设置；
32.所述下框架和所述上框架能够相互靠近或远离，而使所述触发板接触所述水下行程开关而触发或解除触发所述接近开关。
33.在其中一实施方式中，沿所述驱动轴的远端至近端方向，所述触发板的底部朝向所述水下行程开关的侧部具有一倾斜向上的倾斜面。
34.由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
35.本发明中的水下行程开关，将驱动轴与两密封件连接固定，且密封件具有柔性，进而使驱动轴在移动时带密封件一起移动，即驱动轴与密封件相对静止，形成静密封，不仅保证了有效密封，还减少了驱动轴与密封件之间的磨损，增加了该水下行程开关的使用寿命。
36.水下行程开关的接近开关为非接触式，避免了由于磨损而造成的接触不良。且驱动轴与接近开关垂直，保证了触发间距和触发有效行程。即，水下行程开关的性能较好。
附图说明
37.图1是本发明中水下行程开关其中一实施例的结构示意图。
38.图2是本发明中图1另一方向的结构示意图。
39.图3是本发明中图1的其中一方向的剖视图。
40.图4本发明中图1的另一方向的剖视图。
41.图5是本发明中驱动轴、密封件以及限位件的结构示意图。
42.图6是本发明中水下装置的结构示意图。
43.图7是本发明中水下装置夹住养殖箱笼的结构示意图。
44.附图标记说明如下：
45.100、水下装置；
46.1、水下行程开关；11、壳体；111、底座；112、筒体；1121、限位环；113、左端盖；114、右端盖；118、开孔；12、密封件；13、接近开关；14、开关安装座；141、安装筒；142、顶盖；143、橡胶护套；146、密封圈；147、密封胶；15、驱动轴；151、滚轮；152、轴肩；153、限位槽；154、压力平衡槽；16、限位件；17、回弹件；18、固定座；
47.21、上框架；22、下框架；23、夹臂；231、上夹臂；232、下夹臂；233、卡爪；24、触发板；25、启闭器；251、板钩；252、摆杆；26、接线盒；
48.800、养殖箱笼。
具体实施方式
49.体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
50.为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
51.本发明提供一种水下行程开关，适用于水下使用，特别适用于水深大于20米的深水使用。
52.参阅图1和图2，该水下行程开关1包括壳体11、密封件12、接近开关13以及驱动轴15。其中，接近开关13为非接触式，避免了由于磨损而造成的接触不良；驱动轴15沿壳体11的轴向延伸，接近开关13沿壳体11的径向延伸，即驱动轴15与接近开关13垂直，保证了触发间距和触发有效行程。且驱动轴15与密封件12连接而使密封件12与驱动轴15之间相对静止，即静密封的形式。采用该静密封的形式既不影响驱动轴15的移动，又保证了有效密封，还避免了驱动轴15与密封件12之间的磨损，增加了该水下行程开关1的使用寿命。
53.因此，该水下行程开关1的性能较好且寿命较长。以下具体介绍该水下行程开关1。
54.壳体11的内部中空而具有容置空间，具体地，壳体11包括底座111、设置于底座111上的筒体112以及设置于筒体112相对两端的端盖。
55.底座111的底部呈平板状，以便于安装。底座111上开设有螺栓孔，以用于将水下行程开关1与其他结构连接。
56.筒体112呈筒状，内部中空。筒体112的顶部开设有一开口，该开口与内部相通。其中，该开口靠近右端。为方便描述，定义靠近开口的端部为近端，远离开口的端部为远端。
57.筒体112的近端开口呈向外渐扩口径的喇叭状。
58.两端盖分别为左端盖113和右端盖114，左端盖113盖设于筒体112的远端，右端盖114盖设于筒体112的近端。
59.左端盖113呈筒状，其口径由远端至近端方向逐渐增大。左端盖113与筒体112的远
端对接，并通过平垫圈、螺栓和弹簧垫圈实现连接。
60.右端盖114呈筒状，其口径由远端至近端方向逐渐减小。右端盖114与筒体112的近端对接，并通过平垫圈、螺栓和弹簧垫圈实现连接。
61.左端盖113和右端盖114的中部均开设有开孔118，即两端盖开设有开孔118，而使密封件12暴露于水中。
62.壳体11的材质为塑料，并能够耐海水腐蚀，不仅重量较轻且强度较好，还保证了驱动轴15与壳体11之间的摩擦较小，同时还能避免金属可能对接近开关13造成影响。示例性的，壳体11的材质为聚四氟乙烯、尼龙、pom、及纤维树脂等材质。
63.结合图3和图4，两密封件12位于容置空间内并分列于壳体11的轴向两端，且两密封件12与筒体112共同围合而形成一密封空间。密封件12与端盖一一对应，即左端盖113和右端盖114处均设有密封件12。
64.密封件12设置于筒体112与对应的端盖之间，并通过紧固件实现密封连接。即一密封件12位于左端盖113和筒体112远端之间，另一密封件12位于右端盖114与筒体112近端之间。
65.本实施例中，筒体112的远端沿周向间隔设置有多个螺栓孔，左端盖113沿周向间隔设置有多个安装孔，密封件12沿周向间隔设置有多个连接孔，螺栓孔、安装孔以及连接孔一一对应。紧固件为螺栓，螺栓同时插入螺栓孔、连接孔以及安装孔内。螺栓与左端盖113之间还设有平垫圈和弹簧垫圈，且平垫圈和弹簧垫圈位于容置空间外。
66.位于近端的密封件12、右端盖114与筒体112近端的连接方式可参照位于远端的密封件12、左端盖113与筒体112远端的连接方式。在此不一一赘述。
67.各密封件12均具有柔性。本实例中，密封件12为橡胶膜片。
68.具体地，两密封件12均呈筒状，且两密封件12的口径均沿远端至近端的方向逐渐增大。该结构使得密封件12具有一朝向远端的凸伸部，位于远端的密封件12的凸伸部与右端盖114之间沿轴向具有间隔。
69.密封件12位于筒体112与对应的端盖之间，因此端盖可以保护密封件12，防止造成机械损伤。
70.接近开关13安装于壳体11的开口处。接近开关13沿壳体11的径向延伸并与密封空间相通。接近开关13的顶部具有线缆，线缆的另一端用于连接电气系统。
71.本实施例中，接近开关13为非接触式开关，在检测到具有物体靠近时而触发，避免了由于磨损而造成的接触不良。
72.接近开关13通过一开关安装座14安装于该开口处。具体地，开关安装座14包括呈筒状的安装筒141和盖设于安装筒141顶部的顶盖142。安装筒141的轴线沿壳体11的径向延伸。且安装筒141的内径大于接近开关13的外径。
73.开关安装座14的底部与筒体112顶部的外周适配，且开关安装座14与位于开口周侧的侧壁通过紧固件实现密封连接。本实施例中，开关安装座14沿其自身周向间隔设有多个装配孔，开口周侧的侧壁上设有多个固定孔，装配孔与固定孔一一对应设置，螺栓同时插设于装配孔和固定孔内。且螺栓与开关安装座14之间还设有平垫圈和弹簧垫圈。
74.开关安装座14与壳体11之间通过密封圈146实现密封。具体地，安装筒141底部开设有一开口朝向底部的凹槽，该凹槽呈环状，密封圈146卡置于该凹槽内。
75.顶盖142与安装筒141之间也通过紧固件实现连接。即顶盖142上开设有螺栓孔，安装筒141的顶部也开设有螺栓孔，紧固件同时插入顶盖142上的螺栓孔和安装筒141的螺栓孔。
76.顶盖142的中部开设有一过线孔，以供接近开关13的线缆通过。且顶盖142上还设有橡胶护套143，以用于保护接近开关13的线缆，防止线缆的损伤。
77.开关安装座14与接近开关13之间采用密封胶147实现密封，且密封胶147能够耐高压。
78.具体地，在安装时，先将接近开关13由安装筒141的底部旋入，并调整接近开关13凸伸出安装筒141底部的长度，接着由安装筒141顶部倒入密封胶147，待密封胶147凝固后完成接近开关13与安装筒141之间的密封连接；再将顶盖142安装于安装筒141顶部。
79.驱动轴15能够沿轴向移动而靠近接近开关13进而触发接近开关13。驱动轴15与接近开关13相互垂直，保证了触发间距和触发有效行程。
80.结合图1、图2和图5，驱动轴15沿壳体11的轴向延伸。驱动轴15的两端分别为远端和近端，远端位于壳体11的远端，近端位于壳体11的近端。
81.驱动轴15的近端位于壳体11的容置空间内，远端伸出壳体11并位于壳体11外。
82.驱动轴15的材质为不锈钢，能够耐海水腐蚀，进而能够适用于海洋水下环境。示例性地，驱动轴15的材质为316l。
83.驱动轴15的近端与位于近端的密封件12连接。具体地，驱动轴15的近端穿过位于近端的密封件12，通过锁紧螺母实现驱动轴15与该密封件12的连接。且，锁紧螺母与密封件12之间还夹设有尼龙垫圈，进而实现密封连接。密封件12与驱动轴15之间采用尼龙垫圈密封，能够防止水通过该连接处进入密封空间内。
84.驱动轴15的近端位于接近开关13的近端，且驱动轴15的近端与右端盖114之间沿轴向具有间隔。
85.驱动轴15的远端穿过位于远端的密封件12以及左端盖113的开孔118而伸出壳体11。
86.驱动轴15的远端与位于远端的密封件12之间的连接可参考驱动轴15的近端与位于近端的密封件12之间的连接，在此不一一赘述。
87.本实施例中，驱动轴15与壳体11同轴。
88.驱动轴15的远端端部设有一滚轮151，以用于与外部进行接触而推动驱动轴15移动。
89.该滚轮151位于所述壳体11外，且滚轮151绕垂直于驱动轴15的轴线方向转动。通过滚轮151与外部结构接触，滚轮151与外部结构之间通过滚动接触，减少了摩擦力，降低了磨损。
90.具体地，驱动轴15的远端端部设有一转轴，滚轮151套设于转轴上并能够绕转轴转动。转轴垂直于驱动轴15，且转轴垂直于接近开关13。示例性地，接近开关13沿竖向延伸，驱动轴15沿纵向，转轴沿横向。
91.进一步地，转轴的外周还套设有两卡簧，两卡簧分列于滚轮151的两侧，以止挡转轴沿其自身的轴向移动。
92.沿轴向，驱动轴15上具有一轴肩152，该轴肩152位于驱动轴15的远端与接近开关
13之间。在驱动轴15沿轴向由远端至近端移动时，轴肩152逐渐靠近接近开关13直至触发接近开关13。
93.驱动轴15与接近开关13沿壳体11的径向之间具有间隔。具体地，驱动轴15的外径最大处即轴肩152处与接近开关13沿壳体11的径向之间具有间隔。因此，在驱动轴15的移动过程中，避免了驱动轴15与接近开关13之间的摩擦。
94.本实施例中，筒体112内还设有一向轴线凸伸的限位环1121，该限位环1121位于密封空间内并位于轴肩152的远端，以限制轴肩152继续向远端移动。
95.驱动轴15的外周设有一开口朝向壳体11内壁的限位槽153，该限位槽153沿轴向延伸。具体在本实施例中，限位槽153由轴肩152的近端延伸至驱动轴15的近端处。
96.水下行程开关1还包括一与壳体11连接固定的限位件16，该限位件16插设于限位槽153内，进而限制驱动轴15沿周向转动，不仅保证了驱动轴15的装配性，还能防止转动带动滚轮151倾斜而造成损坏。
97.且驱动轴15在沿轴向移动时，由于限位槽153沿轴向延伸，使驱动轴15能够相对于限位件16沿轴向移动。
98.限位件16与壳体11之间采用设有铜垫圈，实现密封连接。
99.本实施例中，限位槽153与接近开关13沿壳体11的周向间隔设置，即限位件16与接近开关13沿壳体11的周向间隔设置。
100.驱动轴15的外周还设有压力平衡槽154，使驱动轴15的外周与壳体11的内壁之间沿壳体11的径向之间具有间隔。具体地，压力平衡槽154沿轴向延伸，开设于驱动轴15外周的其中一侧上，且压力平衡槽154位于轴肩152的远端，进而能够避免形成封闭区进而导致驱动轴15移动时的气压不一致，保证了驱动轴15移动时各处气压一致，进而保证了水下行程开关1的使用性能。
101.本实施例中，该压力平衡槽154延伸至轴肩152处后继续沿轴肩152的径向延伸，直至轴肩152的周缘。
102.进一步地，驱动轴15的外周套设有回弹件17。该回弹件17位于密封空间内，并靠近驱动轴15的远端，以提供驱动轴15沿近端向远端的方向移动的动力。即在接近开关13触发后，使驱动轴15向远端移动而复位，避免了水压挤压两密封件12而导致驱动轴15偏位的现象，保证了水下行程开关1的使用寿命。
103.本实施例中，回弹件17为弹簧。
104.具体地，驱动轴15的远端设置有一固定座18，弹簧沿轴向的两端分别与固定座18和限位环1121抵接。即，驱动轴15由远端向近端移动时，压缩弹簧，因此，弹簧能够提供驱动轴15由近端向远端移动的动力。其中，固定座18位于密封空间内。
105.水下行程开关1的端盖上开设开孔118，因此可使水通过并作用于密封件12上。密封件12在外部水压作用下，会向内变形，但密封件12的强度较高，一般可达到11mpa，由于筒体112两端都受水压，并且驱动轴15上开有压力平衡槽154以及回弹件17，水压不会造成水下行程开关1的误触发。
106.该水下行程开关1在使用时，通过外力使驱动轴15由远端向近端移动，使轴肩152靠近接近开关13，进而触发接近开关13。在触发后，撤除外力，驱动轴15在回弹件17的作用下由近端向远端移动。
107.本实施例中的水下行程开关1，将驱动轴15与两密封件12连接固定，且密封件12具有柔性，进而使驱动轴15在移动时带密封件12一起移动，即驱动轴15与密封件12相对静止，形成静密封，不仅保证了有效密封，还驱动轴15与密封件12之间的磨损，增加了该水下行程开关1的使用寿命。
108.水下行程开关1的接近开关13为非接触式，避免了由于磨损而造成的接触不良。且驱动轴15与接近开关13垂直，保证了触发间距和触发有效行程。即，水下行程开关1的性能较好。
109.参阅图6和图7，本发明还提供一种水下装置100，包括装置本体、水下行程开关1和控制系统。水下行程开关1设置于装置本体上，且水下行程开关1与控制系统电性连接。
110.在接近开关13被触发而开启时，控制系统接收该信号，并依据该信号判断装置本体的状态。
111.本实施例中，装置本体包括上框架21、下框架22、两夹臂23、触发板24以及启闭器25。该装置本体通过两夹臂23的合拢或张开而能够夹住物体，进而将物体下放至水下或由水下提升至水面。示例性地，装置本体能够夹住养殖箱笼800而将养殖箱笼800下放于海域中或将位于海域中的养殖箱笼800夹住而提升至水面。
112.具体地，上框架21和下框架22平行间隔设置。上框架21和下框架22的两端分别通过夹臂23进行连接，且上框架21和下框架22能够相互靠近或远离。
113.下框架22顶部设置有一基座，水下行程开关1与该基座通过螺栓螺母实现连接。
114.各夹臂23均包括相互铰接连接的上夹臂231和下夹臂232。上夹臂231的底部与下夹臂232的顶部铰接连接，上夹臂231的顶部与上框架21铰接连接，下夹臂232的底部与下框架22铰接连接。
115.下夹臂232的底部设有卡爪233。两夹臂23的卡爪233相互靠近时能够夹住物体，相互远离时松开物体。
116.启闭器25与水下行程开关1沿上框架21的长度方向间隔设置。具体地，启闭器25包括板钩251、卡板(图未示)以及摆杆252。其中，板钩251设置于上框架21的底部，并与上框架21铰接连接。
117.具体地，板钩251的底部呈圆弧形。
118.卡板固定于下框架22的顶部，并与板钩251对应设置。其中，卡板与水下行程开关1沿下框架22的长度方向间隔设置。本实施例中，卡板设置于水下行程开关1的远端。
119.卡板通过一固定座实现与下框架22的连接。具体地，固定座固定于下框架顶部。
120.摆杆252对应卡板设置。摆杆252通过一销轴与固定座连接，进而实现可转动连接。
121.在自然状态下，摆杆252具有朝向卡板的卡槽。
122.板钩251下降至卡板和摆杆252处时，板钩251推动摆杆252转动，并卡置于卡板与摆杆252之间，实现卡接，进而实现启闭器25的锁住或分离。
123.触发板24设置于上框架21的底部并向下凸伸。触发板24与水下行程开关1对应设置，进而能够通过触发板24接触水下行程开关1而触发接近开关13。
124.下框架22和上框架21能够相互靠近或远离，而带动触发板24靠近或远离水下行程开关1，使触发板24接触水下行程开关1而触发或解除触发接近开关13。
125.进一步地，沿驱动轴15的远端至近端方向，触发板24的底部朝向水下行程开关1的
侧部具有一倾斜向上的倾斜面。该倾斜面用于与水下行程开关1远端的滚轮151接触，使滚轮151沿该倾斜面滚动。下框架22和上框架21靠近时，滚轮151沿倾斜面底部向上滚动，进而使驱动轴15由远端至近端移动。斜面的驱动方式使得即使驱动存在移动偏差，也能有效地触发接近开关13。
126.下框架22顶部还设有一接线盒26。水下行程开关1的接近开关13的线缆与接线盒26电性连接。
127.本实施例中，接线盒26设置于水下行程开关1的近端，且两者间隔设置。
128.控制系统与接近开关13电连接，因此，在接近开关13被触发而开启时，控制系统接收该信号，并依据该信号判断装置本体的状态。
129.继续参阅图7，说明该水下装置100的工作原理：
130.利用吊机将该水下装置100放置到养殖箱笼800上，并继续下放水下装置100，上框架21和下框架22逐渐靠近，直至触发板24接触水下行程开关1的滚轮151，继续靠近时，触发板24使驱动轴15由远端向近端移动，触发接近开关13，并将信号反馈至控制系统。在收到信号后，操作人员便会得知装置本体是否下放到位，进而以保证启闭器25的正确锁住或分离，进而实现装置本体的松放和夹紧，实现对养殖箱笼800的下方或提升。
131.其他实施例中，养殖工船和网箱等鱼类养殖设施，在进行收鱼时，需要赶鱼，将鱼类进行集中，便于捕捞。其中，装置本体还可为赶鱼装置，其具体包括行走机构和赶鱼板，行走机构从网箱一端移动至另一端，赶鱼板跟随行走机构移动而将鱼由一端赶至另一端。通过本实施例中的水下行程开关来指示赶鱼装置停止运行，防止操作失误造成赶鱼装置与水下结构碰撞。
132.由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
133.本发明中的水下行程开关，将驱动轴与两密封件连接固定，且密封件具有柔性，进而使驱动轴在移动时带密封件一起移动，即驱动轴与密封件相对静止，形成静密封，不仅保证了有效密封，还减少驱动轴与密封件之间的磨损，增加了该水下行程开关的使用寿命。
134.水下行程开关的接近开关为非接触式，避免了由于磨损而造成的接触不良。且驱动轴与接近开关垂直，保证了触发间距和触发有效行程。即，水下行程开关的性能较好。
135.虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。