防止水下机器人的电机轴泄漏

每当建造水上机器人时，出于明显的原因，我们总是必须小心以防止泄漏。现在，可以轻松地将电线孔做成不透水的，但是电动机呢？我们可以轻松地将外壳密封就位（并填充外壳上的任何孔），但轴与外壳相接的部分仍未受到保护。

漏入电动机的水仍然很严重。我怀疑是否有任何方法可以正确地密封该区域，因为任何固体密封都不会使车轴移动，并且任何液体密封（或类似油脂的东西）最终都会擦掉。

我当时正在考虑在电动机周围放置第二个外壳，也许在轴上使用定制的橡胶孔。类似的东西（原谅不好的图片，不习惯GIMP）：

这可能会阻止泄漏，但会通过摩擦明显降低扭矩/ rpm。

那么，如何在不显着影响电机性能的情况下防止水泄漏到电机中呢？

（为澄清起见，我不想购买特殊的水下马达，我更喜欢一种使自己的马达水密的方法）

我不确定“水上机器人”是完全潜水式还是水面潜水器。

如果是水面载具，那么您只需看一下遥控船。他们已经很好地解决了这个问题。

防止水进入船的密封件称为填料函（图中的4）。它只是装满油脂的管子。润滑脂可防止任何水泄漏到管和螺旋桨轴之间的船上。通常，轴和管子内部之间大约有1mm左右的间隙，这样它就可以容纳大量的油脂。管的末端装有松动的衬套，几乎不会产生任何摩擦，但可以防止油脂逸出。

只要它们不深入，即使对于完全潜水的车辆，这也可能会很好地工作。当您深入时，压力将开始迫使水向上流，将油脂推出，并最终使水进入船内。

解决此问题的一种方法是简单地退后。增加填料函另一端的气压，以使物料保持平衡。一种方法是将电机和管的内端封闭在一个小的密封盒中。用一个微型泵给水箱加压以匹配水压。

或者，为什么不让水为您完成工作呢？将电动机密封在橡胶囊中，然后将其容纳在船外。水压会压缩膀胱，使内部的气压始终与外部的气压完全匹配。

我的最终建议与Mark Booth的相似。为什么不建造一个可以横穿车身的电动机呢？将电动机的磁铁放在外面，并将绕组保持在干燥的地方。您将在这里制造的基本上是无刷电机：

您也许可以将其构建为管道风扇之类的东西。

您可能需要考虑磁耦合驱动器。使用带有磁耦合器的标准电动机将扭矩传递到您的支柱。

这将使您的电动机完全密封在车内：

^{摘自上述Eric Stackpole的文章。图片未经许可使用，但带有署名。}

但是，根据您需要传递的扭矩，此解决方案可能适用，也可能不合适，但是对于开放水域使用，其明显的优势是受扭矩限制。换句话说，如果您的道具被卡住，并且您选择了合适的电动机和联轴器扭矩，则联轴器会在电动机烧毁之前打滑。

我特别喜欢Erics解决方案，因为它同时将扭矩传递到支柱，将支柱居中在轴上，并使支柱沿轴居中。优雅的设计，可以同时解决多个问题。

如果您正在寻找一种非常便宜的方法（例如，教育预算很便宜），请查看Sea Perch ROV制作手册。

完全公开之后，我曾经在负责该教育计划的MIT实验室工作。

在该PDF的第9页上，它开始讨论如何用薄膜罐和马桶蜡给防水马达防水。整个房屋仍被淹没，在某些情况下，我们将其深达20或30英尺。

实际上，构建非常简单。我们帮助了很多初中和高中生，使我不知所措，我不记得发生了一次印章不可靠的事件。

所有密封件泄漏。如果能够封闭电动机，使轴成为唯一的出口点，则用低粘度的非导电油（例如矿物油）填充电动机。这大大减小了整个密封件的压差。

物有所值，我就在Maker Faire的OpenROV展位旁边，他们的回答是“让它泄漏并稍后晾干”。他们说，令他们惊讶的是，水进入电机不会对他们造成问题。

'当然我自己没有尝试过，我可能听错了他们-也许对他们来说还没有失败:-)

也许值得从廉价的电动机开始，看看您的经验是否与他们的经验相符...

在我的一艘遥控船上，我使用了这种设计...

蓝盘是飞轮。它们连接到绿色杆，绿色杆钩在柔性防水膜的两侧。隔膜固定在外壳的两侧，因此可以传递运动，但不会让水通过。

我在其他帖子中遇到了所有建议。我不明白为什么人们会建议复杂且昂贵的解决方案，而这也是不可行的。

甲机械密封是用于密封马达或使其IP 68.我们可以使用该电动机来的20米的海水的深度最简单的回答。

建筑就像一个湿坑。

这种类型的电动机用于污水潜水泵中，该泵在水中的工作深度为20 m。

这种密封的成本也非常低。

我完全了解您在说什么。我正在开发自己的ROV，它将具有跟踪系统并在海底爬行。如果我建议您在齿轮驱动器靠近底部的情况下将电动机放在ROV的较高位置，则可以安装加压空气系统，当ROV越深时，该系统将允许空气进入腔室。可以将其想像一个抽水马桶，只是它会随着水位的上升而允许空气进入。我曾考虑过同样的问题，这就是我提出的。使用气枪的二氧化碳气瓶和自制的增压阀（抽水马桶的想法），它越深，压缩的空气就越多，从而允许水进入水箱。安装阀门后，它会引入更多的空气，从而使水远离电动机。

从一年开始，安装在我的水下机器人中的简单直流电动机仍在运行（噪音稍大），并且没有任何密封。

12V的电压不是很大，因此，即使将电源端子浸入水中，水也不会传导太多电流，除非它呈咸味。

当电流流经电阻最小的路径时，大部分电流仍将流经电动机绕组，但是水的存在会导致生锈，从而损坏电动机的电刷，从而产生更大的噪音和摩擦。

为了扩大履带式机器人/马桶的答案，如果电动机在腔室内足够高的位置放置，则无需复杂的气枪弹药筒就可以实现同样的效果：随着水的进入，压缩上面捕获的空气，具体取决于在腔室的高度，ROV的深度（以及流体的密度）方面，在某些点上压力将相等并防止进一步的流体进入。

我想创建一个潜水式水泵作为学校科学项目的一部分。我在制造普通的直流电动机及其轴以防水方面确实很困难。我惨败了。后来我想到了一个主意。我从电机上拆下了轴和磁铁。我卸下了线圈并在轴上装了磁铁。使用小的PVC管件并将其盘绕。将轴保持在PVC盘管内。现在，当您在线圈中通过交流电流时，轴将旋转。因此，现在您不必对旋转轴进行防水处理，而只需在墙壁上打孔即可。

现在线圈是防水的，轴上没有任何线圈和电路短路。只是在水之下的镁磁场。