[发明专利]一种水液压单叶片式摆动缸

说明书

本发明公开了一种水液压单叶片式摆动缸，属于水下机器人关节的关键零部件，主要由前端盖、前密封盖、轴承、转动轴、转动叶片、固定叶片、壳体、封装编码器、后密封盖和后端盖等零部件组成，并由此构成两个工作水腔。其中，转动叶片和固定叶片上都安装特制的矩形密封圈并设有压紧和缓冲装置，轴承采用水润滑轴承。该水液压单叶片式摆动缸采用全水润滑，与编码器集成一体，结构简单紧凑，可以精确控制转动轴的输出位置和速度，广泛应用于水上、水下机器人关节的驱动和控制。

技术领域

本发明属于水液压技术领域，属于水下机器人关节的关键零部件，涉及水下机器人关节的回转执行元件，尤其涉及一种水液压单叶片式摆动缸。

技术背景

水下机器人的开发是一项各个国家争相发展的技术领域，无论是水下救捞、水下资源勘探还是水下训练等，都需要高效的水下作业工具即水下机器人。而摆动液压缸作为水下机器人关节的回转执行元件，更是决定水下机器人运动的速度、平稳性等多项指标的关键性元件。

摆动液压缸又称摆动液压马达，它的突出优点是无需任何机构就能是负载获得往复摆动运动，可以说摆动液压缸是把压力能转变为转矩最合理和最紧凑的装置。叶片式摆动液压缸是一种高精度的液压执行机构，一般由壳体、转动轴、定子和转子等组成，以其结构简单、加工制造相对容易、工作可靠等获得了非常广泛的应用。然而，由于其内部高低压腔之间存在压差以及定子与转子之间有相对运动，从而存在液压介质的泄漏问题。

传统的叶片式摆动缸是以矿物型液压油作为工作介质，因而存在泄漏污染，系统必须为配置油源的闭式循环系统等一些难以克服的弊端。而水液压叶片式摆动缸无需附加沉重的油源，系统在水下工作，可直接以纯水作为传动介质，也无需配置压力补偿装置，系统为开式水液压系统，工作后的水直接排入水中，无需考虑冷却问题。水液压叶片式摆动缸降低了系统复杂性，提高了系统可靠性，对环境无污染，极大降低系统重量和成本，因此尤为适合在水下工程中应用，在水下机器人等领域更是有着不可替代的优势。

发明内容

本发明提供一种可用于水液压系统的单叶片式摆动缸，用于解决油压单叶片式摆动缸存在的上述问题，避免摆动缸的泄漏和污染等问题。为此本发明采用以下技术方案：

一种水液压单叶片式摆动缸，主要由前密封盖1、内六角圆柱螺钉a2、内六角圆柱螺钉b8、内六角圆柱螺钉c11、内六角圆柱螺钉d13、内六角圆柱螺钉e14、内六角圆柱螺钉f18、轴承a3、轴承b15、键a4、键b17、转动轴5、前端盖6、O型密封圈a7、O型密封圈b9、O型密封圈c20、O型密封圈d23、O型密封圈e25、固定叶片10、壳体12、封装编码器16、通水口19、后密封盖21、后端盖22、转动叶片24组成，并由此构成两个工作水腔。

水液压单叶片式摆动缸由耐蚀合金加工制造，采用端面固定结构，前端盖6用内六角圆柱螺钉a2固定在前密封盖1上，前密封盖1用内六角圆柱螺钉b8固定在壳体12上，后密封盖21用内六角圆柱螺钉e14固定在后端盖22上，后端盖22用内六角圆柱螺钉d13固定在壳体12上，封装编码器16用内六角圆柱螺钉f18固定在后端盖22上，并通过键b17与转动轴5相连，用三个内六角圆柱螺钉h30把转动叶片24和固定在转动轴5上，通过三个内六角圆柱螺钉c11将固定叶片10固定在壳体12上，上述为水液压单叶片式摆动缸的固定结构。在密封方面，前密封盖1用O型密封圈a7、O型密封圈b9分别与转动轴5进行密封，用O型密封圈e25与壳体12进行密封；后密封盖21用O型密封圈c20与转动轴5进行密封，用O型密封圈d23与壳体12进行密封；转动叶片24和固定叶片10分别通过矩形密封圈a26和矩形密封圈b32与前密封盖1、转动轴5、壳体12和后密封盖21四者之间的密封。轴承方面，轴承a3、轴承b15用于支承和平衡转动轴5的径向力，轴承a3由前端盖6和前密封盖1压紧，轴承b15由后端盖22和后密封盖21压紧，由于前端盖6和转动轴5存在间隙，并且在后端盖22上设有通水口19，因此轴承a3、轴承b15能直接浸没在水中；所述轴承a3、轴承b15为水润滑轴承，此时水充当轴承的润滑介质，实现全水润滑。