一種微小型水下機器人電池艙的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種微小型水下機器人電池艙，主要由承壓殼體組件、電池固定架、鋰電池組模塊三部分組成，承壓殼體安裝在水下機器人上，電池固定架安裝在承壓殼體組件內(nèi)部，鋰電池組模塊安裝在電池固定架上；承壓殼體與密封端蓋以及接插件密封端蓋之間采用O型圈端面密封；電池固定架與接插件密封端蓋連接為一體，使鋰電池組可以隨端蓋一起整體拉出承壓殼體外部；鋰電池組模塊采用圓柱體布局且在圓柱體中心安裝有鋁管，外部用絕緣膠帶固定。本發(fā)明空間利用率高，所裝載的電池體積和重量大，拆裝和檢修方便，部件軸向位置調(diào)整容易。
【專利說明】一種微小型水下機器人電池艙【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種水下機器人，具體地說是水下機器人的電池艙結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 微小型水下機器人作為海洋中的一個重要探測系統(tǒng)，具有體積小、重量輕、噪聲低、隱蔽性好的特點，在海洋權(quán)益維護和海洋開發(fā)中發(fā)揮了重要作用。水下機器人電池艙是水下機器人的重要組成部分，為推進系統(tǒng)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)提供能源?；诹黧w運動阻力、承壓能力以及電池比能量等因素，水下機器人電池艙通常由圓柱形承壓殼體內(nèi)部裝載鋰電池組構(gòu)成。由于微小型水下機器人的小型化要求，其電子艙的直徑一般較小，內(nèi)部空間有限，所裝載的鋰電池的體積和重量也有限，極大地限制了其連續(xù)工作時間。由于改進電池組的比能量與比功率成本高昂，所以減少其他結(jié)構(gòu)對空間的占用，盡量增大電池組的體積與重量，是延長微小型水下機器人連續(xù)工作時間的最簡單有效的方法。
[0003]“Journal of Power Sources，，期干丨j,2004年刊登的“High power and high energylithium-1on batteries for under-water applications” 文章中研制了一種用于魚雷的高能量鋰電池組模塊，其形狀近似為圓柱體，以提高魚雷圓柱形內(nèi)腔的空間利用率，但其需要額外的包裝殼體用來保證模塊的圓柱體形狀，對于電池艙內(nèi)部空間十分有限的微小型水下機器人并不適用；專利申請?zhí)枮?01210099456.9，名稱為《一種用于水下航行器電池組的固定器》的中國專利，發(fā)明的固定器能夠?qū)㈦姵亟M穩(wěn)定的固定于電池艙殼體內(nèi)部，且能夠減少額外結(jié)構(gòu)對殼體內(nèi)部空間的占用，增大電池組的體積,但殼體內(nèi)部的插頭與插座的連接與斷開以及電池組的檢修不是十分方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供適用于微小型水下機器人以及其他水下作業(yè)設(shè)備的一種微小型水下機器人電池艙。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明一種微小型水下機器人電池艙，其特征是:包括承壓殼體、中心桿、螺桿、鋰電池單元，承壓殼體的左端部固定密封端蓋，密封端蓋和承壓殼體之間通過第一 O型圈密封，承壓殼體的右端部固定接插件密封端蓋，接插件密封端蓋與承壓殼體之間通過第二 O型圈密封，接插件密封端蓋的中部設(shè)置圓柱形凸臺，圓柱形凸臺的周圍設(shè)置兩個圓弧形凸臺，圓柱形凸臺以及圓弧形凸臺上均設(shè)置有螺紋孔，中心桿的端部安裝在圓柱形凸臺的螺紋孔里，螺桿的端部安裝在圓弧形凸臺的螺紋孔里，螺桿有四個、圍繞中心桿均勻布置，中心桿和四個螺桿均穿過前端面板、間隔板和后端面板，前端面板、間隔板、后端面板通過螺母和彈簧墊片安裝在中心桿和四個螺桿上，前端面板位于密封端蓋一側(cè)，后端面板位于接插件密封端蓋一側(cè)，間隔板位于前端面板和后端面板之間，鋰電池單元與鋰電池單元之間通過雙面膠相連組成鋰電池組模塊，鋰電池組模塊的中心設(shè)置安裝孔，鋰電池組模塊通過安裝孔安裝在中心桿上，四個螺桿位于鋰電池組模塊的外部，鋰電池組模塊外層纏有絕緣膠帶，絕緣膠帶將鋰電池組模塊和四個螺桿包在其內(nèi)部，接插件密封端蓋上安裝水密插座，水密插座分別與鋰電池組模塊和承壓殼體外的水密插頭相連。
[0007]本發(fā)明還可以包括:
[0008]1、鋰電池組模塊的安裝孔內(nèi)設(shè)置鋁管，前端面板、間隔板和后端面板未在中心桿以及四個螺桿上固定前，鋰電池組模塊可通過鋁管在中心桿上滑動。
[0009]2、前端面板、間隔板和后端面板的材料為電木板，間隔板和后端面板上設(shè)置用于布線的通孔。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0011]1、空間利用率高,所裝載的電池體積和重量大。
[0012]鋰電池組模塊為圓柱體布局，其外部用絕緣膠帶固定，既能夠有效利用承壓殼體內(nèi)部的圓柱形空間，又節(jié)省額外用于固定的包裝殼體所占用的空間。電池固定架與接插件密封端蓋連接為一體，減小了傳統(tǒng)方式中的電池固定機構(gòu)所占用的空間。最終提高了承壓殼體內(nèi)部空間的利用率，增大了所裝載的電池的體積和重量。
[0013]2、拆裝和檢修方便。
[0014]電池固定架與接插件密封端蓋為一體，在拆掉接插件密封端蓋的同時，可以將電池組整體拉出承壓殼體外部，與傳統(tǒng)將電池組固定于電池艙殼體內(nèi)部的安裝方式相比，省去了電池組固定機構(gòu)的拆裝以及電池組與接插件密封端蓋上水密插座之間電氣的連接與斷開等工作，便于電池的檢修與維護。
[0015]3、部件軸向位置調(diào)整容易。
[0016]螺桿上成對使用的螺母和彈簧墊片，能夠?qū)崿F(xiàn)電木板在螺桿軸向上任意位置的固定。電池組模塊中間安裝有鋁管，方便電池組模塊在電池固定架的中心桿上滑動。因此，部件的軸向位置調(diào)整容易且調(diào)整空間較大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)簡圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的主剖視圖；
[0019]圖3為承壓殼體組件結(jié)構(gòu)簡圖；
[0020]圖4為電池固定架結(jié)構(gòu)簡圖；
[0021]圖5為接插件密封端蓋結(jié)構(gòu)簡圖；
[0022]圖6為圖4中的局部放大圖1 ;
[0023]圖7為鋰電池組模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖8為圖2的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
[0026]結(jié)合圖1?8，本發(fā)明一種微小型水下機器人電池艙整體結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，其主要由承壓殼體組件、電池固定架、鋰電池組模塊三部分組成。電池固定架安裝在承壓殼體組件內(nèi)部，鋰電池組模塊安裝在電池固定架上。
[0027]承壓殼體組件如圖3所示，密封端蓋6與承壓殼體8通過內(nèi)六角螺栓組件7進行連接，通過O型圈5進行端面密封；承壓殼體8與接插件密封端蓋17通過內(nèi)六角螺栓組件16進行連接，通過O型圈19進行端面密封；水密插座組件18安裝在接插件密封端蓋上，其在承壓殼體8內(nèi)部與鋰電池組模塊相連，在外部與水密插頭相連。
[0028]電池固定架如圖4所示，不銹鋼螺桿13通過螺紋連接固定在接插件密封端蓋17上，螺母14將彈簧墊片15壓緊在接插件密封端蓋17上，對螺桿13進行預(yù)緊防松；前端面板2、間隔板11、后端面板12的材料均為電木板，安裝在螺桿13上，并通過螺母與彈簧墊片的組合進行固定；中心桿4通過螺紋連接固定在接插件密封端蓋17上；螺母3將前端面板壓緊在中心桿4的軸肩上。
[0029]接插件密封端蓋17的結(jié)構(gòu)簡圖如圖5所示，其上加工有突臺，用于安裝螺桿13以及中心桿4，其內(nèi)部通孔，用于安裝水密插座組件18。
[0030]電木板與螺桿13的固定形式如圖6所示，在電木板11的兩側(cè)分別安裝有彈簧墊片21、22以及螺母20、23，在螺桿13上調(diào)整好電木板11的位置后，同時擰緊螺母20和螺母23，壓緊彈簧墊片21和彈簧墊片22，即完成電木板在螺桿13上的固定。
[0031 ] 鋰電池組模塊結(jié)構(gòu)如圖7、圖8所示，鋰電池組模塊由多個鋰電池單元9組成，中心安裝有鋁管10 ;鋰電池單元之間用雙面膠進行連接，鋰電池組模塊整體用絕緣膠帶I進行固定。
[0032]本發(fā)明專利的目的是提供一種空間利用率高、電池固定可靠、便于檢修且內(nèi)部電氣連接方便的水下機器人電池艙。該電池艙能夠減小其它結(jié)構(gòu)對殼體內(nèi)部空間的占用，增大電池組的體積和重量，延長水下機器人的連續(xù)工作時間，特別適用于微小型水下機器人，也可應(yīng)用于其他水下作業(yè)設(shè)備。
[0033]本發(fā)明專利的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0034]一種微小型水下機器人電池艙。其主要由承壓殼體組件、電池固定架、鋰電池組模塊三部分組成。承壓殼體安裝在水下機器人上，電池固定架安裝在承壓殼體組件內(nèi)部，鋰電池組模塊安裝在電池固定架上。承壓殼體與密封端蓋以及接插件密封端蓋之間采用O型圈端面密封，密封性能可靠；電池固定架與接插件密封端蓋連接為一體，使鋰電池組可以整體拉出承壓殼體外部，便于檢修以及電氣連接；鋰電池組模塊采用圓柱體布局且在圓柱體中心安裝有鋁管，外部用絕緣膠帶固定，便于在電池固定架上的安裝固定，并提高了圓柱形承壓殼體內(nèi)部空間利用率。
[0035]本發(fā)明專利還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0036]1、承壓殼體組件中的接插件密封端蓋上加工有突臺，用于安裝電池固定架，內(nèi)部加工有通孔，用于安裝有水密插座，水密插座在承壓殼體內(nèi)部與鋰電池組相連，在外部與水密插頭相連，用于向鋰電池組充電或者由鋰電池組向水下機器人系統(tǒng)供電。
[0037]2、電池固定架的螺桿通過螺紋與接插件密封端蓋相連，然后用螺母和彈簧墊片進行預(yù)緊，實現(xiàn)螺桿和接插件密封端蓋之間的防松處理；中間桿通過螺紋與接插件密封端蓋相連。
[0038]3、電池固定架上安裝有材料為電木板的前端面板、間隔板、后端面板，螺桿和中心桿穿過各電木板，通過同時擰緊電木板兩側(cè)的螺母壓緊電木板兩側(cè)的彈簧墊片實現(xiàn)電木板在螺桿上的固定。
[0039]4、電池固定架的間隔板和后端面板上設(shè)有額外的通孔，以方便布線。[0040]5、鋰電池組模塊的鋰電池單元之間通過雙面膠進行連接。
[0041]6、鋰電池組模塊通過模塊中心的鋁管可以在電池固定架的中心桿上滑動，以調(diào)整軸向位置，并通過電池固定架上的電木板對其進行固定。
[0042]一種微小型水下機器人電池艙的裝配過程如下:將水密插座安裝到接插件密封端蓋上；將螺桿和中心桿安裝到接插件密封端蓋上，并通過螺母和彈簧墊片對其進行固定和防松；將后端面板和相應(yīng)的螺母和彈簧墊片安裝到螺桿和中心桿上；將第一個鋰電池組模塊安裝到電池固定架上；安裝間隔板相應(yīng)的螺母和彈簧墊片；安裝第二個鋰電池組模塊；安裝前端面板；將電池組模塊以及各電木板進行調(diào)整和固定；整理電池組電路，完成與水密插座的電氣連接；最后完成承壓殼體組件的組裝。
【權(quán)利要求】
1.一種微小型水下機器人電池艙，其特征是:包括承壓殼體、中心桿、螺桿、鋰電池單元，承壓殼體的左端部固定密封端蓋，密封端蓋和承壓殼體之間通過第一 O型圈密封，承壓殼體的右端部固定接插件密封端蓋，接插件密封端蓋與承壓殼體之間通過第二 O型圈密封，接插件密封端蓋的中部設(shè)置圓柱形凸臺，圓柱形凸臺的周圍設(shè)置兩個圓弧形凸臺，圓柱形凸臺以及圓弧形凸臺上均設(shè)置有螺紋孔，中心桿的端部安裝在圓柱形凸臺的螺紋孔里，螺桿的端部安裝在圓弧形凸臺的螺紋孔里，螺桿有四個、圍繞中心桿均勻布置，中心桿和四個螺桿均穿過前端面板、間隔板和后端面板，前端面板、間隔板、后端面板通過螺母和彈簧墊片安裝在中心桿和四個螺桿上，前端面板位于密封端蓋一側(cè)，后端面板位于接插件密封端蓋一側(cè)，間隔板位于前端面板和后端面板之間，鋰電池單元與鋰電池單元之間通過雙面膠相連組成鋰電池組模塊，鋰電池組模塊的中心設(shè)置安裝孔，鋰電池組模塊通過安裝孔安裝在中心桿上，四個螺桿位于鋰電池組模塊的外部，鋰電池組模塊外層纏有絕緣膠帶，絕緣膠帶將鋰電池組模塊和四個螺桿包在其內(nèi)部，接插件密封端蓋上安裝水密插座，水密插座分別與鋰電池組模塊和承壓殼體外的水密插頭相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微小型水下機器人電池艙，其特征是:鋰電池組模塊的安裝孔內(nèi)設(shè)置鋁管，前端面板、間隔板和后端面板未在中心桿以及四個螺桿上固定前，鋰電池組模塊可通過鋁管在中心桿上滑動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微小型水下機器人電池艙，其特征是:前端面板、間隔板和后端面板的材料為電木板，間隔板和后端面板上設(shè)置用于布線的通孔。
【文檔編號】H01M2/10GK103904263SQ201410131630
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】張銘鈞, 殷寶吉, 劉維新, 鄧柯, 王玉甲 申請人:哈爾濱工程大學