阅读说明：本技术 一种水空一体化控制系统密封舱 (Water-air integrated control system sealed cabin ) 是由 余晨晖 廖飞 张旭 杨强 吴文华 耿青凯 吴世崇 于 2020-06-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水空一体化控制系统密封舱,涉及水空两栖智能体控制技术领域,其技术方案要点是：包括舱体和舱顶盖板,舱体由左至右依次为第一过渡层密封舱、控制系统密封舱和第二过渡层密封舱；控制系统密封舱内设有控制设备；控制系统密封舱内填充有位于控制设备四周的绝缘填充体；第一过渡层密封舱设有第一防水接口；第二过渡层密封舱设有第二防水接口,第二防水接口用于控制设备与外部电机和舵机相连。该水空一体化控制系统密封舱采用三个密封舱的结构,使外部水介质必须同时渗透两级密封舱才能对设备的正常运行产生不利影响,从而提高了控制系统的整体防水性能,在不影响密封防水功能的条件下缩小了密封舱的体积,减轻了密封舱的质量。(The invention discloses a sealed cabin of a water-air integrated control system, which relates to the technical field of water-air amphibious intelligent agent control, and adopts the technical scheme that: the cabin body is sequentially provided with a first transition layer sealed cabin, a control system sealed cabin and a second transition layer sealed cabin from left to right; a control device is arranged in the control system sealed cabin; the control system sealed cabin is filled with insulation filling bodies positioned around the control equipment; the first transition layer sealed cabin is provided with a first waterproof interface; and the second transition layer sealed cabin is provided with a second waterproof interface, and the second waterproof interface is used for connecting the control equipment with an external motor and a steering engine. The sealed cabin of the water-air integrated control system adopts a structure of three sealed cabins, so that an external water medium must simultaneously permeate two sealed cabins to generate adverse effect on the normal operation of equipment, the overall waterproof performance of the control system is improved, the volume of the sealed cabin is reduced under the condition of not influencing the waterproof sealing function, and the quality of the sealed cabin is reduced.)

一种水空一体化控制系统密封舱

技术领域

本发明涉及水空两栖智能体控制技术领域，更具体地说，它涉及一种水空一体化控制系统密封舱。

背景技术

水空两栖智能体是在水下和空中都具有生存能力的智能体。水空两栖智能体在水和空气两种介质中活动，必然要满足在两种介质条件下控制系统都能正常工作的要求，而控制系统密封舱是承载控制器的主要组件。密封舱结构设计的目的是提供一个能够容纳控制设备的空间，这个空间不能进水，同时能通过电磁波和声波，因此，密封舱必须设计防水功能以保障控制设备在水下可以安全运行，且不影响智能体的正常飞行。

目前，现有技术中的轮船潜艇等的大型密封舵，防水密封承压能力强，防水效果好，但是通常结构复杂，成本高，对空间要求不高，不适合应用于类似智能体这种对质量和空间要求极高的对象；对于中、小型的密封舱，其机械结构相对简单，但防水密封器件的水压承受能力不高、连续密封时长较短，在运动条件下的防水效果也比较差。水空两栖智能航行体的研制是未来海空一体化作业的主要载具，因此，本发明旨在设计一种小型化的且能够承载控制设备、具备一定的防水承压能力的机载密封舱，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水空一体化控制系统密封舱，该水空一体化控制系统密封舱采用第一过渡层密封舱、第二过渡层密封舱和控制系统密封舱构成的三个密封舱的结构，使分别位于控制系统密封舱两侧的第一过渡层密封舱和第二过渡层密封舱对控制系统密封舱实现了两级密封，使外部水介质必须同时渗透两级密封舱才能对设备的正常运行产生不利影响，从而提高了控制系统的整体防水性能，在不影响密封防水功能的条件下缩小了密封舱的体积，减轻了密封舱的质量。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水空一体化控制系统密封舱，包括舱体和舱顶盖板，所述舱顶盖板位于舱体顶端且将舱体整体密封；所述舱体由左至右依次为第一过渡层密封舱、控制系统密封舱和第二过渡层密封舱；所述控制系统密封舱内设有控制设备；所述控制系统密封舱内填充有位于控制设备四周的绝缘填充体；

所述第一过渡层密封舱设有第一防水接口，所述防水接口用于控制设备与外部各类传感器信号源连接；

所述第二过渡层密封舱设有第二防水接口，所述第二防水接口用于控制设备与外部电机和舵机相连。

通过采用上述技术方案，使用时，控制设备等器件安装于控制系统密封舱中，通过第一过渡层密封舱和第二过渡层密封舱，能够使安装于控制系统密封舱中的控制设备不直接与外部环境接触；通过控制系统密封舱，便于容纳控制设备等器件；控制系统密封舱内部采用绝缘填充物体填充，能够防止外部液体向控制系统密封舱内渗漏；通过第一防水接口，便于控制设备与外部各类传感器信号源连接，且能够使外部液态物质无法进入第一过渡层密封舱；通过第二防水接口，便于控制设备与外部电机和舵机相连，且能够防止外部液态物质进入第二过渡层密封舱；该水空一体化控制系统密封舱采用第一过渡层密封舱、第二过渡层密封舱和控制系统密封舱构成的三个密封舱的结构，使分别位于控制系统密封舱两侧的第一过渡层密封舱和第二过渡层密封舱对控制系统密封舱实现了两级密封，使外部水介质必须同时渗透两级密封舱才能对设备的正常运行产生不利影响，从而提高了控制系统的整体防水性能，在不影响密封防水功能的条件下缩小了密封舱的体积，减轻了密封舱的质量。

本发明进一步设置为：所述第一防水接口包括第一防水插件和第一层间孔隙，所述第一防水插件设置于第一过渡层密封舱远离控制系统密封舱的侧壁，所述第一层间孔隙设置于第一过渡层密封舱靠近控制系统密封舱的侧壁。

通过采用上述技术方案，外部传感器信号通过第一防水插件进入第一过渡层密封舱，然后再通过第一层间孔隙孔隙间接与控制系统密封舱连接，第一防水插件能够使外部液态物质无法进入第一过渡层密封舱，即使有少量渗入也不会进入控制系统密封舱中，从而增强了控制系统密封舱的防水性能。

本发明进一步设置为：所述第二防水接口包括第二防水插件和第二层间孔隙，所述第二防水插件设置于第二过渡层密封舱远离控制系统密封舱的侧壁，所述第二层间孔隙设置于第二过渡层密封舱靠近控制系统密封舱的侧壁。

通过采用上述技术方案，外部传感器信号通过第二防水插件进入第二过渡层密封舱，然后再通过第二层间孔隙间接与控制系统密封舱连接，第二防水插件能够使外部液态物质无法进入第二过渡层密封舱，即使有少量渗入也不会进入控制系统密封舱中，从而增强了控制系统密封舱的防水性能。

本发明进一步设置为：所述第一过渡层密封舱、第二过渡层密封舱和控制系统密封舱内分别设有第一漏水检测传感器、第二漏水检测传感器和第三漏水检测传感器。

通过采用上述技术方案，通过第一漏水检测传感器，便于检测第一过渡层密封舱的密封情况；通过第二漏水检测传感器，便于检测第二过渡层密封舱的密封情况；通过第三漏水检测传感器，便于检测控制系统密封舱的密封情况。

本发明进一步设置为：所述控制系统密封舱侧壁设有第三层间孔隙和第四层间孔隙，所述第三层间孔隙靠近第一过渡层密封舱，所述第四层间孔隙靠近第二过渡层。

通过采用上述技术方案，外部信号线能够通过第一防水插件和第三层间孔隙与控制设备连接；控制设备的信号线能够通过第二防水插件和第四层间孔隙与外部相连接。

本发明进一步设置为：所述控制系统密封舱内部底端灌注有导热硅脂层。

通过采用上述技术方案，控制设备以及电池等器件会因为长时间工作而积聚热量导致温度上升，影响设备性能甚至造成器件损坏，通过导热硅脂层，能够增强密封舱的导热能力，从而保证控制设备的安全运行。

本发明进一步设置为：所述舱顶盖板与舱体顶端之间通过密封圈一、密封圈二和密封法兰整体密封，所述密封圈一和密封圈二为O型密封圈，且所述密封圈一和密封圈二采用PBS材料进行3D打印一体成型，所述舱顶盖板采用亚克力或铝合金材料。

通过采用上述技术方案，通过密封圈一、密封圈二和密封法兰三层密封技术将舱顶盖板与舱体顶端之间进行整体密封，能够保证舱体的整体密封性能；密封圈一和密封圈二采用PBS材料进行3D打印一体成型，能够保证密封的可靠性。

本发明进一步设置为：所述绝缘填充体为高压空气、高压氮气和液态绝缘油脂中的一种。

通过采用上述技术方案，采用高压空气、高压氮气和液态绝缘油脂中的一种作为控制系统密封舱内的绝缘填充体，既能阻止外部水向控制系统密封舱内的控制设备渗透，又能较快的传导控制设备产生的热量，保证控制设备的安全运行。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1)该水空一体化控制系统密封舱，采用由第一过渡层密封舱、控制系统密封舱和第二过渡层密封舱构成的三个密封舱结构，控制系统密封舱两侧的第一过渡层密封舱和第二过渡层密封舱能够对中间的控制系统密封舱实现两级密封，使外部水介质必须同时渗透两级密封舱才能对设备的正常运行产生不利影响，能够提高控制设备的防水性能。

2)通过导热硅脂层，能够提高控制系统密封舱的热传导能力，且采用了绝缘介质填充体填充控制系统密封舱，能够提高该密封舱的整体防水性和抗振性能。

3)该水空一体化控制系统密封舱，在不影响其防水功能的条件下，缩小了该密封舱的体积，减轻了密封舱的质量，便于载有控制系统的密封舱能够放置于智能体中。

附图说明

图1是本发明实施例中的结构示意图；

图2是本发明实施例中的具体结构示意图。

图中：1、第一过渡层密封舱；2、控制系统密封舱；3、第二过渡层密封舱；4、舱顶盖板；5、控制设备；6、绝缘填充体；7、第一防水插件；8、第一层间孔隙；9、第二防水插件；10、第二层间孔隙；11、第一漏水检测传感器；12、第二漏水检测传感器；13、第三漏水检测传感器；14、第三层间孔隙；15、第四层间孔隙；16、导热硅脂层；17、密封圈一；18、密封圈二；19、密封法兰。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种水空一体化控制系统密封舱，如图1和图2所示，包括舱体和舱顶盖板4，舱顶盖板4位于舱体顶端且将舱体整体密封。舱体由左至右依次为第一过渡层密封舱1、控制系统密封舱2和第二过渡层密封舱3。控制系统密封舱2内安装有控制设备5。控制系统密封舱2内填充有位于控制设备5四周的绝缘填充体6。

第一过渡层密封舱1设置有第一防水接口，防水接口用于控制设备5与外部各类传感器信号源连接。

第二过渡层密封舱3设置有第二防水接口，第二防水接口用于控制设备5与外部电机和舵机相连。

在本实施例中，第一过渡层密封舱1、第二过渡层密封舱3和控制系统密封舱2的材料采用导热良好的材料。使用时，控制设备5等器件安装于控制系统密封舱2中，通过第一过渡层密封舱1和第二过渡层密封舱3，能够使安装于控制系统密封舱2中的控制设备5不直接与外部环境接触。通过控制系统密封舱2，便于容纳控制设备5等器件。控制系统密封舱2内部采用绝缘填充物体填充，能够防止外部液体向控制系统密封舱2内渗漏。通过第一防水接口，便于控制设备5与外部各类传感器信号源连接，且能够使外部液态物质无法进入第一过渡层密封舱1。通过第二防水接口，便于控制设备5与外部电机和舵机相连，且能够防止外部液态物质进入第二过渡层密封舱3。该水空一体化控制系统密封舱采用第一过渡层密封舱1、第二过渡层密封舱3和控制系统密封舱2构成的三个密封舱的结构，使分别位于控制系统密封舱2两侧的第一过渡层密封舱1和第二过渡层密封舱3对控制系统密封舱2实现了两级密封，使外部水介质必须同时渗透两级密封舱才能对设备的正常运行产生不利影响，从而提高了控制系统的整体防水性能，在不影响密封防水功能的条件下缩小了密封舱的体积，减轻了密封舱的质量。

第一防水接口包括第一防水插件7和第一层间孔隙8，第一防水插件7设置于第一过渡层密封舱1远离控制系统密封舱2的侧壁，第一层间孔隙8设置于第一过渡层密封舱1靠近控制系统密封舱2的侧壁。

在本实施例中，外部传感器信号通过第一防水插件7进入第一过渡层密封舱1，然后再通过第一层间孔隙8孔隙间接与控制系统密封舱2连接，第一防水插件7能够使外部液态物质无法进入第一过渡层密封舱1，即使有少量渗入也不会进入控制系统密封舱2中，从而增强了控制系统密封舱2的防水性能。

第二防水接口包括第二防水插件9和第二层间孔隙10，第二防水插件9设置于第二过渡层密封舱3远离控制系统密封舱2的侧壁，第二层间孔隙10设置于第二过渡层密封舱3靠近控制系统密封舱2的侧壁。

在本实施例中，外部传感器信号通过第二防水插件9进入第二过渡层密封舱3，然后再通过第二层间孔隙10间接与控制系统密封舱2连接，第二防水插件9能够使外部液态物质无法进入第二过渡层密封舱3，即使有少量渗入也不会进入控制系统密封舱2中，从而增强了控制系统密封舱2的防水性能。

第一过渡层密封舱1、第二过渡层密封舱3和控制系统密封舱2内分别安装有第一漏水检测传感器11、第二漏水检测传感器12和第三漏水检测传感器13。

在本实施例中，利用第一漏水检测传感器11，能够检测第一过渡层密封舱1的密封情况。利用第二漏水检测传感器12，能够检测第二过渡层密封舱3的密封情况。利用第三漏水检测传感器13，能够检测控制系统密封舱2的密封情况。

控制系统密封舱2侧壁设置有第三层间孔隙14和第四层间孔隙15，第三层间孔隙14靠近第一过渡层密封舱1，第四层间孔隙15靠近第二过渡层。控制设备5分别通过第三层间孔隙14和第四层间孔隙15与外部传感器和执行器相连接，中间穿过第一过渡层密封舱1或第二过渡层密封舱3，在第三层间孔隙14和第四层间孔隙15中通过绝缘防水胶体填充固定和密封。

在本实施例中，外部信号线能够通过第一防水插件7和第三层间孔隙14与控制设备5连接。控制设备5的信号线能够通过第二防水插件9和第四层间孔隙15与外部相连接。

控制系统密封舱2内部底端灌注有导热硅脂层16。

在本实施例中，控制设备5以及电池等器件会因为长时间工作而积聚热量导致温度上升，影响设备性能甚至造成器件损坏，通过导热硅脂层16，能够增强密封舱的导热能力，从而保证控制设备5的安全运行。

舱顶盖板4与舱体顶端之间通过密封圈一17、密封圈二18和密封法兰19整体密封，密封圈一17和密封圈二18为O型密封圈，且密封圈一17和密封圈二18采用PBS材料进行3D打印一体成型，舱顶盖板4采用亚克力或铝合金材料。

在本实施例中，通过密封圈一17、密封圈二18和密封法兰19三层密封技术将舱顶盖板4与舱体顶端之间进行整体密封，能够保证舱体的整体密封性能。密封圈一17和密封圈二18采用PBS材料进行3D打印一体成型，能够保证密封的可靠性。

绝缘填充体6为高压空气、高压氮气和液态绝缘油脂中的一种。

在本实施例中，采用高压空气、高压氮气和液态绝缘油脂中的一种作为控制系统密封舱2内的绝缘填充体6，既能阻止外部水向控制系统密封舱2内的控制设备5渗透，又能较快的传导控制设备5产生的热量，保证控制设备5的安全运行。当控制系统密封舱2内的绝缘填充其他采用气态填充物时，可在控制系统密封舱2内设置第三漏水检测传感器13。若采用液态绝缘物质，控制系统密封舱2内则不再设置第三漏水检测传感器13。

工作原理：使用时，控制设备5等器件安装于控制系统密封舱2中，通过第一过渡层密封舱1和第二过渡层密封舱3，能够使安装于控制系统密封舱2中的控制设备5不直接与外部环境接触。通过控制系统密封舱2，便于容纳控制设备5等器件。控制系统密封舱2内部采用绝缘填充物体填充，能够防止外部液体向控制系统密封舱2内渗漏。通过第一防水接口，便于控制设备5与外部各类传感器信号源连接，且能够使外部液态物质无法进入第一过渡层密封舱1。通过第二防水接口，便于控制设备5与外部电机和舵机相连，且能够防止外部液态物质进入第二过渡层密封舱3。该水空一体化控制系统密封舱采用第一过渡层密封舱1、第二过渡层密封舱3和控制系统密封舱2构成的三个密封舱的结构，使分别位于控制系统密封舱2两侧的第一过渡层密封舱1和第二过渡层密封舱3对控制系统密封舱2实现了两级密封，使外部水介质必须同时渗透两级密封舱才能对设备的正常运行产生不利影响，从而提高了控制系统的整体防水性能，在不影响密封防水功能的条件下缩小了密封舱的体积，减轻了密封舱的质量。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。