[发明专利]一种连杆式液压舵机

说明书

技术领域

本发明涉及操舵装置，具体地说是一种连杆式液压舵机，可适用于水下机器人以及其他一些需要大扭矩但是空间狭小的海洋运载器。

背景技术

水下机器人作为一种水下观测、作业平台，已经在海洋科学研究、海洋工程、海洋资源勘探、水库堤坝检修等众多水下领域得到广泛应用。

水下机器人具有非常好的灵活性，可以实现水下空间六自由度运动。传统的水下无人潜航器包括AUV(自主水下机器人)和ROV(遥控水下机器人)两类。ROV主要依靠多部螺旋桨矢量布置来实现水下空间六自由度运动，而AUV主要依靠操舵来实现水下空间六自由度运动。

传统的水下机器人体积比较小，航行速度比较慢，空间机动性不强，因此其实现空间六自由度运动所需要的操纵力矩较小，所以传统的AUV可以主要依靠小型电动舵机这种扭矩较小的舵机产生扭矩来实现操舵。

随着水下机器人技术的发展，各种大型、中型水下机器人的研制相继提上议事议程。这种大中型水下机器人相比传统的AUV需要更大的操纵力矩，此时继续使用传统的小型电动舵机已经无法满足大中型水下机器人的需要。

传统的小型电动舵机应用到大中型水下机器人中的弊端主要是两个方面：

第一、扭矩比较小，无法满足大中型水下机器人对操舵扭矩的需求。

第二、继续使用纯电动方式则能源消耗高，蓄电池携带能源无法满足频繁的大扭矩操舵需求。

发明内容

为了解决水下机器人传统的电动舵机扭矩小、能源消耗高等弊端，本发明的目的在于提供一种连杆式液压舵机。该舵机采用液压驱动，液压源可由内燃机驱动液压站提供，摆脱了传统的水下机器人依靠蓄电池驱动电动舵机的能源消耗紧张现状，同时由于是液压驱动因此可以达到大扭矩输出。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括伺服油缸、耳环、舵柄、舵杆、铜套及舵叶，其中伺服油缸位于水下机器人载体内部，伺服油缸内可伸缩的活塞杆的输出端设有耳环；所述铜套安装在水下机器人载体上，舵杆由铜套穿过，舵杆的一端位于水下机器人载体内、与舵柄的一端相连，舵柄的另一端与所述耳环铰接，舵杆的另一端位于水下机器人载体外部、安装有舵叶，所述舵杆通过活塞杆的伸缩相对铜套旋转，舵叶与舵杆连动。

其中：所述铜套上螺纹连接有对其轴向限位的防松螺母；所述防松螺母与耳环之间设有套在舵杆上的挡圈；所述铜套内部开有供舵杆穿过的阶梯孔，铜套的一端为与水下机器人载体固接的法兰，另一端设有螺纹，铜套上的法兰处设有保证水密的O形密封圈；所述舵杆的一端为方形柱、与舵柄固接，另一端开有凹槽，所述舵叶夹持在该凹槽内，通过螺栓固接；所述舵杆位于铜套内的部分沿周向开有密封槽，在密封槽内容置有实现舵机与外界水环境水密的O形密封圈；所述舵柄的一端开有与舵杆固接的方形孔，另一端通过圆柱销与耳环铰接，所述耳环为“U”形；在水下机器人载体内部设有安装底座，该安装底座上安装有支撑耳环，所述伺服油缸固定在支撑耳环上；所述支撑耳环为“凸”形，凸出的部分设有通孔，所述伺服油缸上设有固定销，该固定销置于通孔内实现伺服油缸的固定；所述安装底座上固接有两个相对布置的支撑耳环，每个支撑耳环上均设有通孔，所述伺服油缸位于两个支撑耳环之间，通过固定销通孔内实现铰接限位。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明采用液压伺服油缸作为舵机的动力来源，可以提供大中型水下机器人操舵需要的大扭矩输出。

2.本发明在铜套上螺纹连接了防松螺母，并配以挡圈，对舵杆轴向限位，还防止了铜套滑出水下机器人载体。

3.本发明体积小，适宜水下机器人这种对设备体积要求严格的装备使用。

4.本发明的舵杆末端采用凹槽的夹紧舵叶的形式，供连接舵叶，做到了既不影响结构强度又不影响流线形外形。

5.本发明安装底座的高度可以根据需要进行调整，使舵机具有了更广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明的结构主视图；

图3为本发明的俯视装配图；

图4为图1中舵杆的结构示意图；

图5为图4中的A-A剖视图；

图6为图4的左视图；

图7为图1中安装底座的结构示意图；

图8为图7的俯视图；

图9为图7的左视图；

图10为图1中铜套的结构示意图；

图11为图10的俯视图；