一種水下航行器的電池自動更換裝置制造方法

一種水下航行器的電池自動更換裝置制造方法
【專利摘要】一種水下航行器的電池自動更換裝置，涉及一種水下航行器，特別是涉及一種水下航行器的電池自動更換裝置。本實用新型能夠在水下航行器在無需上浮的情況下自動更換蓄電池，提高了水下航行器的續航能力及隱蔽性。本實用新型包括電池艙和水密艙；電池艙由殼體和設置在殼體內的底座、X軸方向運動機構、Y軸方向運動機構及電池載換機構組成；X軸方向運動機構由第一電機、第一導軌軸及第一絲杠組成，Y軸方向運動機構由第二電機、第三電機、第二導軌軸、滑塊、第二絲杠及鉤具組成，電池載換機構由電池夾和具有通孔的滑臺組成；水密艙由艙體和設置在艙體內的排水板組成。
【專利說明】—種水下航行器的電池自動更換裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水下航行器，特別是涉及一種水下航行器的電池自動更換裝置。

【背景技術】
[0002]隨著人類文明的進步，可開采和利用的陸地資源正日益減少甚至枯竭。海洋面積占地球面積的71%，海洋中蘊藏著豐富的生物資源和礦產資源。21世紀是海洋的世紀，人類開發海洋和利用海洋的腳步，隨著科技的發展逐漸加快。具有海洋勘測、海底探查、海洋救撈、海底管道檢測以及水下偵查和跟蹤功能的水下機器人，已成為探索海洋、開發海洋和海洋防衛的重要工具。隨著機電一體化技術、計算機技術的進步，流體力學和仿生學等相關學科的發展，研究人員模仿魚類的游動推進模式，研制出高效低噪、靈活機動的仿生機器魚，用以進行水下復雜環境作業。但是，現有的仿生機器魚還難以滿足實用性的要求，尤其是電池續航能力有待提聞。
實用新型內容
[0003]針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種水下航行器的電池自動更換裝置，該裝置能夠在水下航行器在無需上浮的情況下自動更換蓄電池，提高了水下航行器的續航能力及隱蔽性。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種水下航行器的電池自動更換裝置，包括電池艙和水密艙；電池艙由殼體和設置在殼體內的底座、X軸方向運動機構、Y軸方向運動機構及電池載換機構組成；χ軸方向運動機構由第一電機、第一導軌軸及第一絲杠組成，第一導軌軸的兩端固定在底座上，第一絲杠的一端設置在底座上，另一端與第一電機軸相連接，第一電機固定在底座上，第一絲杠與第一導軌軸平行設置，軸方向運動機構設置在X軸方向運動機構的上方，由第二電機、第三電機、第二導軌軸、滑塊、第二絲杠及鉤具組成，第二導軌軸的兩端固定在底座上，第二導軌軸與第一導軌軸垂直設置，第二絲杠的一端設置在底座上，另一端與第二電機軸相連接，第二電機固定在底座上，第二絲杠與第二導軌軸平行設置，在第二絲杠上設置具有通孔的滑塊，滑塊與第二絲杠之間通過螺紋連接，滑塊通過通孔套裝在第二導軌軸上，在滑塊上固定有第三電機，第三電機軸與鉤具相連接；所述電池載換機構由電池夾和具有通孔的滑臺組成；滑臺通過螺紋與第一絲杠相連接，滑臺通過通孔套裝在第一導軌軸上，電池夾固定在滑臺的頂部、位于Y軸方向運動機構的下方，電池夾由若干個與第一導軌軸垂直設置的U形槽組成；水密艙由艙體和設置在艙體內的排水板組成，在艙體前部設置有外艙門，在電池艙和水密艙之間設置有內艙門，在水密艙的艙體上設置有通氣管。
[0005]在所述底座的左、右兩端分別設置具有通孔的左、右第一絲杠支座，第一導軌軸的兩端分別固定在左、右第一絲杠支座上，第一絲杠的左端設置在左第一絲杠支座的通孔中，第一絲杠的右端穿過右第一絲杠支座的通孔與第一電機軸相連接。
[0006]所述第一導軌軸的數目為兩個，且兩個第一導軌軸平行設置在第一絲杠的兩側。
[0007]在所述第一導軌軸的兩端設置有安全墊。
[0008]在所述底座的前、后兩端分別設置具有通孔的前、后第二絲杠支座，第二導軌軸的兩端分別固定在前、后第二絲杠支座上，第二絲杠的后端設置在后第二絲杠支座的通孔中，第二絲杠的前端穿過前第二絲杠支座的通孔與第二電機軸相連接。
[0009]所述第二導軌軸的數目為兩個，且兩個第二導軌軸平行設置在第二絲杠的兩側。
[0010]所述第三電機軸與鉤具之間通過勾取軸相連接。
[0011]在所述水密艙的內、外艙門處均設置有密封條。
[0012]在所述排水板下方的水密艙的艙體上設置有排水孔。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]本實用新型實現了水下航行器的電池自主更換，提高了水下航行器的續航能力及隱蔽性，同時減少了人工干預。本實用新型運行可靠、工作頻率高、體積小、且結構簡單，造價低廉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的水下航行器的電池自動更換裝置在使用狀態下的結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的電池艙拆除殼體后的結構示意圖；
[0017]圖3為圖2的A-A剖視圖；
[0018]圖4為本實用新型的X軸方向運動機構和絲母、滑臺安裝后的結構示意圖；
[0019]圖5為本實用新型的Y軸方向運動機構的上部結構示意圖；
[0020]圖中，I—通氣管，2—電池艙，3—水密艙，4一外艙門，5—水下航行器，6—內艙11，7 —排水板，8 —底座，9一第一電機，10—第二電機，11 —電池夾，12—第一導軌軸，13—第一絲杠，14—第二導軌軸，15—滑塊，16—第二絲杠支座，17—第三電機，18—支撐板，19—直線軸承，20—安全墊，21—勾取軸，22—第二絲杠，23—絲母，24—滑臺，25—第一絲杠支座，26—殼體，27—艙體，28—排水孔，29—鉤具。

【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0022]如圖1?圖5所示，一種水下航行器的電池自動更換裝置，包括電池艙2和水密艙3 ;
[0023]電池艙2由殼體26和設置在殼體26內的底座8、X軸方向運動機構、Y軸方向運動機構及電池載換機構組成；X軸方向運動機構由第一電機9、第一導軌軸12及第一絲杠13組成，第一導軌軸12的兩端固定在底座8上，第一絲杠13的左端設置在底座8上，右端與第一電機9軸相連接，第一電機9固定在底座8的右側，第一絲杠13與第一導軌軸12平行設置，X軸方向運動機構可控制電池載換機構在X軸方向上的運動，實現電池夾11的進給；
[0024]Y軸方向運動機構設置在X軸方向運動機構的上方，由第二電機10、第三電機17、第二導軌軸14、滑塊15、鉤取軸21、第二絲杠22及鉤具29組成，第二導軌軸14的兩端固定在底座8上，第二導軌軸14與第一導軌軸12垂直設置，第二絲杠22的前端設置在底座8上，后端與第二電機10軸相連接，第二電機10固定在底座8的后部，第二絲杠22與第二導軌軸14平行設置，在第二絲杠22上設置具有通孔的滑塊15，滑塊15與第二絲杠22之間通過螺紋連接，滑塊15通過通孔套裝在第二導軌軸14上，滑塊15能夠沿著第二導軌軸14軸向移動，在滑塊15上固定有第三電機17，第三電機17軸與鉤取軸21相連接，在鉤取軸21上設置有鉤具29，Y軸方向運動機構可控制鉤具29在Y軸方向上的運動及鉤具29的轉動，實現勾換電池過程中的拖動和勾住電池動作。
[0025]所述電池載換機構由電池夾11、支撐板18和具有通孔的滑臺24組成；滑臺24通過絲母23與第一絲杠13相連接，滑臺24通過通孔通過直線軸承19與第一導軌軸12相連接，電池夾11通過支撐板18固定在滑臺24的頂部、位于Y軸方向運動機構的下方，電池夾11由六個與第一導軌軸12垂直設置的U形槽組成，U形槽結構相同，端面對齊；電池載換機構用于裝載可供更換的新電池和完成更換的舊電池；
[0026]水密艙3由艙體27和設置在艙體27內的排水板7組成，在艙體27前部設置有外艙門4，外艙門4上下開合，用于水下航行器5進出，在電池艙2和水密艙3之間設置有內艙門6,內艙門6左右開合,與電池艙2內的電池載換機構相對應,實現電池的輸送；在艙體27的頂部設置有通氣管1，在艙體27內的下部設置有排水板7，排水板7為具有通孔的平板，排水板7有利于水下航行器5的排水。
[0027]在所述底座8的左、右兩端分別設置具有通孔的左、右第一絲杠支座25，第一導軌軸12的兩端分別固定在左、右第一絲杠支座25上，第一絲杠13的左端設置在左第一絲杠支座25的通孔中，第一絲杠13的右端穿過右第一絲杠支座25的通孔與第一電機9軸相連接，第一絲杠13的兩端分別與左、右第一絲杠支座25的通孔通過軸承相連接。
[0028]所述第一電機9軸與第一絲杠13之間、第二絲杠22與第二電機10軸之間及第三電機17軸與鉤取軸21之間均通過絲杠聯軸器相連接。
[0029]所述第一導軌軸12的數目為兩個，且兩個第一導軌軸12平行設置在第一絲杠13的兩側。
[0030]在所述第一導軌軸12的兩端設置有由橡膠制成的安全墊20，防止滑臺24與左、右第一絲杠支座25之間碰撞。
[0031]在所述底座8的前、后兩端分別設置具有通孔的前、后第二絲杠支座16，第二導軌軸14的兩端分別固定在前、后第二絲杠支座16上，第二絲杠22的后端設置在后第二絲杠支座16的通孔中，第二絲杠22的前端穿過前第二絲杠支座16的通孔與第二電機10軸相連接，第二絲杠22的兩端分別與前、后第二絲杠支座的通孔通過軸承相連接。
[0032]所述第二導軌軸14的數目為兩個，且兩個第二導軌軸14平行設置在第二絲杠22的兩側。
[0033]在所述水密艙3的內、外艙門處均設置有密封條，密封條用于內、外艙門的密封。
[0034]在所述排水板8下方的水密艙3的艙體27上設置有排水孔28，抽水泵通過排水孔28對水密艙3內進行排水。
[0035]下面結合【專利附圖】

【附圖說明】本實施例的使用過程:
[0036]如圖1?圖5所示，水下航行器5通過外艙門4進入水密艙3內、排水板7上面，關閉外艙門4，密封通氣管1，通過抽水泵將水密艙3內的水抽凈。內艙門6打開，電池艙2內的第二電機10軸開始正轉，同時帶動第二絲杠22正轉，使滑塊15向前運動，同時帶動鉤具29向前運動。當鉤具29觸碰到水下航行器5的電池時，第三電機17軸順時針旋轉90°，帶動鉤具29勾住水下航行器5的電池；第二電機10軸反轉，第二絲杠22帶動鉤具29向后運動，并通過鉤具29將水下航行器5的電池勾取出來，第三電機17軸逆時針旋轉90°，使鉤具29松開水下航行器5的電池。然后第一電機9軸開始正轉，同時帶動第一絲杠13正轉；第一絲杠13帶動電池載換機構沿第一絲杠13、第一導軌軸12向左運動,使電池夾11內充滿電的新電池與鉤具29在y軸方向對齊，然后第三電機17軸順時針旋轉90°，帶動鉤具29勾住充滿電的新電池，第二電機10軸正轉，同時帶動第二絲杠22正轉，帶動鉤具29向前運動，鉤具29將充滿電的新電池推入水下航行器5的電池倉。最后第三電機17軸逆時針轉動90°，鉤具29松開充滿電的新電池，第二電機10軸反轉，帶動第三電機17回到原位置，完成一次電池自動更換過程。
【權利要求】
1.一種水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于包括電池艙和水密艙；電池艙由殼體和設置在殼體內的底座、X軸方向運動機構、Y軸方向運動機構及電池載換機構組成；X軸方向運動機構由第一電機、第一導軌軸及第一絲杠組成，第一導軌軸的兩端固定在底座上，第一絲杠的一端設置在底座上，另一端與第一電機軸相連接，第一電機固定在底座上，第一絲杠與第一導軌軸平行設置，軸方向運動機構設置在X軸方向運動機構的上方，由第二電機、第三電機、第二導軌軸、滑塊、第二絲杠及鉤具組成，第二導軌軸的兩端固定在底座上，第二導軌軸與第一導軌軸垂直設置，第二絲杠的一端設置在底座上，另一端與第二電機軸相連接，第二電機固定在底座上，第二絲杠與第二導軌軸平行設置，在第二絲杠上設置具有通孔的滑塊，滑塊與第二絲杠之間通過螺紋連接，滑塊通過通孔套裝在第二導軌軸上，在滑塊上固定有第三電機，第三電機軸與鉤具相連接；所述電池載換機構由電池夾和具有通孔的滑臺組成；滑臺通過螺紋與第一絲杠相連接，滑臺通過通孔套裝在第一導軌軸上，電池夾固定在滑臺的頂部、位于Y軸方向運動機構的下方，電池夾由若干個與第一導軌軸垂直設置的U形槽組成，水密艙由艙體和設置在艙體內的排水板組成，在艙體前部設置有外艙門，在電池艙和水密艙之間設置有內艙門，在水密艙的艙體上設置有通氣管。
2.根據權利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于在所述底座的左、右兩端分別設置具有通孔的左、右第一絲杠支座，第一導軌軸的兩端分別固定在左、右第一絲杠支座上，第一絲杠的左端設置在左第一絲杠支座的通孔中，第一絲杠的右端穿過右第一絲杠支座的通孔與第一電機軸相連接。
3.根據權利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于所述第一導軌軸的數目為兩個，且兩個第一導軌軸平行設置在第一絲杠的兩側。
4.根據權利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于在所述第一導軌軸的兩端設置有安全墊。
5.根據權利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于在所述底座的前、后兩端分別設置具有通孔的前、后第二絲杠支座，第二導軌軸的兩端分別固定在前、后第二絲杠支座上，第二絲杠的后端設置在后第二絲杠支座的通孔中，第二絲杠的前端穿過前第二絲杠支座的通孔與第二電機軸相連接。
6.根據權利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于所述第二導軌軸的數目為兩個，且兩個第二導軌軸平行設置在第二絲杠的兩側。
7.根據權利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于所述第三電機軸與鉤具之間通過勾取軸相連接。
8.根據權利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于在所述水密艙的內、外艙門處均設置有密封條。
9.根據權利要求1所述的水下航行器的電池自動更換裝置，其特征在于在所述排水板下方的水密艙的艙體上設置有排水孔。
【文檔編號】B63C11/52GK203958576SQ201420288882
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】安雄, 盛爾立, 陳述平, 趙曼, 王淼 申請人:東北大學