[发明专利]适应于水下作业的双层离心环流吸盘

说明书

本发明公开了一种适应于水下作业的双层离心环流吸盘。防水直流电机固定连接在电机托架的上表面，电机托架和上层吸盘外壳之间通过密封盘连接，上层吸盘外壳位于下层吸盘外壳上方，上层吸盘外壳和下层吸盘外壳之间通过引流管道连通，伯努利底盘固定安装在下层吸盘外壳的下表面，离心叶轮设置在上层吸盘外壳的空腔中，叶轮板和环流叶轮固定连接后同轴安装在下层吸盘外壳内部的空腔中，联轴器顶部和底部分别与防水直流电机的输出轴和连接轴的顶部固定连接，连接轴的下部穿设过电机托架和密封盘后依次与离心叶轮、叶轮板和轴端挡圈固定连接。本发明的双层离心环流吸盘结构新颖、功率小、吸附能力强，能耗小，具有较高研究及应用价值。

技术领域

本发明属于机械创新设计领域的一种离心环流吸盘，尤其是涉及了一种适应于水下作业的双层离心环流吸盘。

背景技术

机器人技术一直都是学术和工业界的研究热点之一，近年来，伴随着机器人被广泛应用于各个领域之中，特种机器人技术也得到了飞速的发展。区别于工业和服务机器人，特种机器人面向于解决专业领域内的难点问题，因此需要在一些特殊的功能和需求上进行细化和加强。而水下爬壁机器人作为特种机器人的一个新的重要分支，在海洋装备清洗、水下结构物勘探以及水利设备维护中扮演着十分重要的角色。但是如何实现在不同类型的表面上的稳定吸附，一直都是水下爬壁机器人的研究难点之一。

传统水下机器人依赖于磁吸附、真空吸附或负压吸附实现在结构及装备物上的贴附，然后目前各种吸附技术均存在一定的缺陷，磁力吸附的适用场景局限于铁磁材料表面，无法在桥墩和坝体等非铁磁材料结构上发挥作用；真空吸附难以摆脱真空泵的限制，并且真空吸盘在水下环境中极易发生泄漏，大大增加了机构设计与实际操作的困难程度；旋流负压吸附依靠高压水泵或大功率电机在吸盘腔体内产生负压区，负压吸附技术属于接触式吸附，较依赖于密封性能，吸盘本体或连接管路较容易堵塞造成吸附失效。

针对负压吸附技术，目前所应用的吸盘主要可分为两类：一是依靠真空发生装置产生真空负压从而进行吸附。这种吸盘由于是依靠真空发生装置，所以吸盘可以液体介质环境中工作。不足之处是装置相对复杂，操作要求也相对较多，而且费用较高。另一种则是通过机械运动排除密闭空间内介质，形成负压环境从而形成吸附。这种吸盘结构简单、操作方便，但在一定体积和功率限制下吸附能力有限，无法满足一些重型作业领域，因此设计出一种体积小、功率小、吸附能力强的水下吸盘具有重要的应用价值。

现有的单层离心叶轮式吸盘或者加装伯努利底盘后的吸附能力有限，若要执行反作用力较大的水下钻凿、切割等重型作业需要配置多个吸盘，分布占用面积、体积大，且所要求的功率较大。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于设计一种适应于水下作业的双层离心环流吸盘。本发明的双层离心环流吸盘结构新颖、功率小、吸附能力强，具有较高研究及应用价值。

本发明技术方案如下：

包括防水直流电机、电机托架、联轴器、连接轴、伯努利底盘、轴端挡圈和离心模块；防水直流电机固定安装在电机托架上，电机托架和伯努利底盘分别同轴固定安装在离心模块的上、下两侧，联轴器设置在电机托架中，联轴器顶部和底部分别与防水直流电机的输出轴和连接轴的顶部固定连接，轴端挡圈位于离心模块的中部，连接轴的底端穿设过电机托架后依次与离心模块后和轴端挡圈固定连接；

离心模块中设置有可旋转的叶轮，防水直流电机的输出轴带动离心模块中的叶轮旋转同时扰动吸盘内部的水流，从而使得吸盘在流体内摩擦力和离心力的共同作用下在内部形成真空负压，进而实现吸盘的水下吸附。