CN119812622B - 水下密封式电池及水下机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种水下密封式电池，包括电池盖体和电池本体。电池盖体可拆卸地设于电池本体的顶部，以对电池本体密封。电池盖体包括密封部和密封部固定件。密封部包括电池密封盖座、电池密封盖座拆件封边和密封圈。电池密封盖座拆件封边的上表面与电池密封盖座的底部通过超声焊接固定连接，且电池密封盖座拆件封边的外周与电池密封盖座的底部的外周之间形成环状槽。密封圈套设于环状槽。电池本体包括电池壳体。电池壳体的顶部设有凹槽。凹槽容置密封部的底部且与密封圈贴合。本申请提供的密封式电池便于拆卸，密封零件相互锁紧不易丢失。采用了超声焊接形成环状槽以使环状槽的内表面无分型线，提高了密封圈与环状槽的贴合度从而且提高了密封效果。

Description

水下密封式电池及水下机器人

技术领域

本申请涉及电池应用的技术领域，具体而言，涉及一种水下密封式电池及水下机器人。

背景技术

对于水下作业的设备，例如水下清洁机器人、水下助推器等，需要长时间在水下作业。这些设备的供电电池往往采用可充电电池进行循环使用。为了保证水下作业的安全和稳定性，对供电电池的密封性有很高的要求。现有的水下密封式电池一般采用灌胶的方式密封，或者是利用密封壳体封闭供电电池。

本申请的发明人发现，采用灌胶方式的密封电池，如果外壳损坏，密封层容易受破坏而导致密封失效。利用密封壳体密封的供电电池，电池本身是不密封的，拆卸更换内部电池时可能丢失密封部件，更换电池时电池若不慎遇水还可能短路损坏。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

本申请的技术方案旨在解决上述提到的采用灌胶方式的密封电池和利用密封壳体密封的供电电池中存在的密封效果差、密封部件易丢失等技术问题。

根据本申请的一方面，本申请提供了一种水下密封式电池。该密封式电池包括电池盖体和电池本体。电池盖体可拆卸地设置于电池本体的顶部，以对电池本体密封。电池盖体包括密封部和密封部固定件。

密封部包括电池密封盖座、电池密封盖座拆件封边和密封圈。电池密封盖座拆件封边的上表面与电池密封盖座的底部通过超声焊接固定连接，且电池密封盖座拆件封边的外周与电池密封盖座的底部外周之间形成环状槽。密封圈套设于环状槽。密封部固定件与电池密封盖座可拆卸连接且与电池本体可拆卸连接，在密封部固定件与电池本体连接的情况下，密封部容置于密封部固定件与电池本体之间。电池本体包括电池壳体，电池壳体的顶部设有凹槽。凹槽容置密封部的底部，且与密封圈贴合。

可选地，电池盖体还包括电池盖体盖板和润滑垫片。该电池盖体盖板卡接于密封部固定件的上方，该润滑垫片套设于电池密封盖座与密封部固定件之间。

可选地，密封部固定件设有第一限位部件。电池密封盖座设有第二限位部件以及第三限位部件。第一限位部件和第二限位部件扣合，以使电池密封盖座与密封部固定件沿Z轴方向锁紧。第三限位部件限定密封部固定件相对于电池密封盖座的水平旋转角度。

可选地，密封部固定件还设有第四限位部件和第五限位部件。电池壳体的端部设置有第六限位部件和第七限位部件。第四限位部件和第六限位部件扣合，以限制密封部固定件和电池壳体相对运动。第五限位部件和第七限位部件扣合的情况下，限制所述密封部固定件和所述电池壳体沿Z轴负方向相对运动，且所述第四限位部件和所述第六限位部件卡紧。

可选地，电池壳体的端部设置有开口。电池本体还包含电池电路板。电池电路板的正极弹片与负极弹片从电池壳体的端部的开口伸出。电池本体还包含品字形密封圈。该品字形密封圈设置于电池壳体的内部且紧密套设于电池电路板的下方，以对电池电路板密封。

可选地，电池密封盖座的上端设有第一空腔。第一空腔内固定有电池盖体电路板。在第一空腔的内部的电池盖体电路板的上方设置有第一灌封层，以对电池盖体电路板密封。电池壳体的内部设置第二空腔。第二空腔内设置有第二灌封层，以对电池本体的内部密封。

可选地，电池的电池盖体电路板的底部设置有霍尔磁件。电池电路板设置有霍尔元件。在密封部固定件与电池密封盖座旋紧扣合的情况下，霍尔磁件与霍尔元件位置相对且相对距离不大于霍尔感应的触发距离。

可选地，本申请还提供一种水下机器人，包含上述密封式电池。

可选地，该水下机器人为水下助推器。

本申请具有以下有益效果。

本申请提供的水下密封式电池，电池盖体和电池本体可分离式设计，便于拆卸电池。电池盖体的相邻部件可以相互锁紧，使电池盖体内的单独部件不易丢失。采用了超声焊接的方式形成环状槽，使得环状槽的表面无分型线，从而提高了密封圈和环状槽的贴合度，进而提高了密封效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例的密封式电池的拆解结构示意图；

图2示出了本申请实施例的密封式电池的结构示意图；

图3示出了本申请实施例的电池盖体的一个视角的结构示意图；

图4示出了本申请实施例的电池本体的一个视角的部分拆解示意图；

图5示出了本申请实施例的电池本体的一个视角的剖面示意图。

附图标记说明：

电池盖体10，密封部11，润滑垫片12，密封部固定件13，电池盖体电路板14，电池盖体盖板15，电池本体20，电池壳体21，电池密封盖座111，电池密封盖座拆件封边112，密封圈113，霍尔磁件141，第一限位部件131，第二限位部件1111，第四限位部件132，第五限位部件133，第一空腔1112，第六限位部件211，第七限位部件212，负极弹片2021，正极弹片2022，品字形密封圈201，电路板202，第二空腔213。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

根据示例实施例，如图1和图2所示，本申请提供了一种水下密封式电池。

该密封式电池包括电池盖体10和电池本体20。电池盖体10可拆卸地设置于电池本体20的顶部，以对电池本体20密封。电池盖体10包括密封部11和密封部固定件13。

密封部11包括电池密封盖座111、电池密封盖座拆件封边112和密封圈113。电池密封盖座拆件封边112的上表面与电池密封盖座111的底部通过超声焊接固定连接，且电池密封盖座拆件封边112的外周与电池密封盖座111的底部外周之间形成环状槽。

密封圈113套设于环状槽。密封部固定件13套设于电池密封盖座111上方，且与电池本体20可拆卸连接。电池本体20包括电池壳体21。电池壳体21的顶部设有凹槽。凹槽容置密封部11的底部，且与密封圈113贴合。

例如，电池盖体10和电池壳体21的材质可以为ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，简称ABS）。电池盖体10和电池本体20可以以螺纹连接的方式可拆卸连接。例如，在电池盖体10和电池本体20设置配套的紧固螺纹，‌通过螺纹的卡紧作用将电池盖体10和电池本体20可拆卸的连接在一起。

例如，电池盖体10和电池本体20可通过铆接方式可拆卸连接。例如，通过在电池盖体10和电池本体20设置可以相互嵌套的榫头和卯口，以使电池盖体10和电池本体20可拆卸的连接在一起。

例如，电池盖体10和电池本体20可拆卸连接方式还可以为扣合连接。例如，通过在电池盖体10和电池本体20设置可以互相扣合的扣合结构，以使电池盖体10和电池本体20可拆卸的连接。在电池盖体10和电池本体20旋拧固定在一起的情况下，电池盖体10将电池本体20裸露电极的电池端部遮盖密封。

例如，密封圈113可以为橡胶圈，且密封圈113与电池壳体21顶部凹槽的接触面与该凹槽可以成一定角度。电池密封盖座111在向下移动的过程中，电池壳体21顶部的凹槽对密封圈113的压缩量会变大，提高了密封圈113和该凹槽的贴合度，从而提高了密封性。

通过上述实施例，密封圈113和凹槽组合形成径向密封。电池密封盖座拆件封边112的上表面与电池密封盖座111的底部可以通过超声焊接固定连接，以形成一个完整的零件。通过超声焊接，电池密封盖座111的分型线在电池密封盖座111的根部或者拔模的尖端，进而使得环状槽处没有分型线，环状槽更加完整和平整。该实施例的方案提高了密封圈113和环状槽的贴合度，进而提高了密封效果。

根据示例实施例，如图1所示，电池盖体10还包括电池盖体盖板15和润滑垫片12。电池盖体盖板15卡接于密封部固定件13的上方。润滑垫片12套设于电池密封盖座111与密封部固定件13之间。

例如，电池盖体盖板15的材质可以为ABS工程塑料。电池盖体盖板15可以遮挡保护电池密封盖座111内部的电池盖体电路板14。润滑垫片12可以为金属环形垫片。

通过上述实施例，在密封部固定件13与电池密封盖座111之间设置润滑垫片12。该实施例方案可以减少密封部固定件13与电池密封盖座111之间的摩擦力，降低了密封部固定件13旋转时受到的阻力，进而可以有助于密封部固定件13旋拧操作。

根据示例实施例，如图1所示，密封部固定件13设有第一限位部件131。电池密封盖座111设有第二限位部件1111以及第三限位部件（图中未示出）。第一限位部件131和第二限位部件1111扣合，以使电池密封盖座111与密封部固定件13沿Z轴方向锁紧。第三限位部件用于限定密封部固定件13相对于电池密封盖座111的水平旋转角度。

例如，第一限位部件131可以为间隔设置的第一凸块组。第二限位部件1111可以为间隔设置的第二凸块组。该第一凸块组和该第二凸块组逐一扣合。在第一凸块组和第二凸块组扣合之后，电池密封盖座111和密封部固定件13在Z轴方向上不能相互分离，在水平方向上可以相对旋转。

第三限位部件可以为设置在电池密封盖座111上的凸块。在密封部固定件13水平旋转的过程中，第一限位部件131和第二限位部件1111在水平方向上发生相对位移。在密封部固定件13旋转到最大水平旋转角度的情况下，第一限位部件131与第三限位部件相互接触，第三限位部件阻止第一限位部件131继续运动，以使第一限位部件131和第二限位部件1111互不脱离。

通过上述实施例，在密封部固定件13和电池密封盖座111设置限位部件。该实施例的方案有助于电池密封盖座111和密封部固定件13沿Z轴方向互不脱离，在水平方向上密封部固定件13和电池密封盖座111可以在固定角度内自由旋转。

根据示例实施例，如图 1和图3所示，密封部固定件13还设有第四限位部件132和第五限位部件133。电池壳体21的端部设置有第六限位部件211和第七限位部件212。第四限位部件132可以和第六限位部件211扣合，以限制密封部固定件13和电池壳体21相对运动。第五限位部件133可以和第七限位部件212扣合，以限制密封部固定件13和电池壳体21沿Z轴方向相对运动。在第四限位部件132和第六限位部件211卡紧之后，相应地，第五限位部件133和第七限位部件212卡紧。

例如，第四限位部件132可以为间隔设置的凹槽组。第六限位部件211可以为间隔设置的第三凸块组。该凹槽组和该第三凸块组逐一扣合。第五限位部件133可以为第四凸块组。第七限位部件212可以为第五凸块组。在该凹槽组和该第三凸块组逐一扣合之后，第四凸块组和第五凸块组卡紧。

通过在密封部固定件13和电池壳体21的端部设置限位部件，可以将电池盖体10和电池本体20锁紧固定。

根据示例实施例，如图1和图4所示，电池壳体21的端部设置有开口。电池本体20还包含电池电路板202和品字形密封圈201。电池电路板202固定于电池壳体21的内部的顶端。电池电路板202的正极弹片2022与负极弹片2021从该开口伸出。品字形密封圈201设置于电池壳体21的内部，且紧密套设于电池电路板202的下方，以对电池电路板202密封。

例如，品字形密封圈201形状和电池电路板202的电极分布形状匹配。该品字形密封圈201可以为橡胶圈，可以对电池电路板202的底端进行端面密封。

根据示例实施例，如图1所示，电池密封盖座111的上端设有第一空腔1112。第一空腔1112内固定有电池盖体电路板14和第一灌封层。第一灌封层设置于电池盖体电路板14上方，以对电池盖体电路板14密封。

例如，该第一灌封层可以由灌封树脂胶灌封制得。将电池盖体电路板14灌封在第一空腔1112内部，可以密封保护电池盖体电路板14。

根据示例实施例，如图5所示，电池壳体21的内部设置第二空腔213。第二空腔213内设置有第二灌封层，第二灌封层对电池本体20的内部密封。

例如，该第二灌封层可以由灌封树脂胶灌封制得。第二灌封层可以密封保护电池本体20。

根据示例实施例，如图1和图4所示，电池的电池盖体电路板14的底部设置有霍尔磁件141，电池电路板202设置有霍尔元件。在密封部固定件13与电池密封盖座111旋紧扣合之后，霍尔磁件141与霍尔元件位置相对且相对距离不大于霍尔感应的触发距离。在电池盖体10与电池本体20固定旋紧之后，霍尔感应触发，电池放电。在电池盖体10与电池本体20分离之后，霍尔感应不触发，电池不放电。

例如，电池电路板202还可以设置传动部件，霍尔磁件141固定至传动部件上。通过调节传动部件沿Z轴方向移动来调节霍尔磁件141相对于霍尔元件的距离，以控制霍尔感应的触发，进而控制电池的放电。在电池本体20脱落的情况下，霍尔磁件141和霍尔元件的相对距离大于霍尔感应的触发距离，电池本体20不放电，从而可以降低电池电极短路以及电化学腐蚀的风险。

本申请还涉及一种水下机器人，包括上述描述的密封式电池。例如，该水水下机器人可以为水下助推器。

示例性地，本申请实施例的密封式电池可以安装在泳池机器人、电动船外机等产品上，本申请对此不作限制。

‌最后应说明的是，以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水下密封式电池，其特征在于，包括电池盖体和电池本体，所述电池盖体可拆卸地设置于所述电池本体的顶部，以对所述电池本体密封；

所述电池盖体包括密封部，所述密封部包括:

电池密封盖座；

电池密封盖座拆件封边，所述电池密封盖座拆件封边的上表面与所述电池密封盖座的底部通过超声焊接固定连接，且所述电池密封盖座拆件封边的外周与所述电池密封盖座的底部外周之间形成环状槽；

密封圈，套设于所述环状槽；

所述电池盖体还包括：

密封部固定件，与所述电池密封盖座可拆卸连接且与所述电池本体可拆卸连接，在所述密封部固定件与所述电池本体连接的情况下，所述密封部容置于所述密封部固定件与所述电池本体之间；

所述电池本体包括：

电池壳体，所述电池壳体的顶部设有凹槽，所述凹槽容置所述密封部的底部，且与所述密封圈贴合。

2.根据权利要求1所述的密封式电池，其特征在于，所述电池盖体还包括：

电池盖体盖板，卡接于所述密封部固定件的上方；

润滑垫片，套设于所述电池密封盖座与所述密封部固定件之间。

3.根据权利要求1所述的密封式电池，其特征在于，所述密封部固定件设有第一限位部件；

所述电池密封盖座设有第二限位部件以及第三限位部件；

所述第一限位部件和所述第二限位部件扣合，以使所述电池密封盖座与所述密封部固定件沿Z轴方向锁紧；

所述第三限位部件限定所述密封部固定件相对于所述电池密封盖座的水平旋转角度。

4.根据权利要求3所述的密封式电池，其特征在于，所述密封部固定件还设有第四限位部件和第五限位部件；

所述电池壳体的端部设置有第六限位部件和第七限位部件；

所述第四限位部件和所述第六限位部件扣合，以限制所述密封部固定件和所述电池壳体相对运动；

所述第五限位部件和所述第七限位部件扣合的情况下，限制所述密封部固定件和所述电池壳体沿Z轴负方向相对运动，且所述第四限位部件和所述第六限位部件卡紧。

5.根据权利要求1所述的密封式电池，其特征在于，所述电池壳体的端部设置有开口，所述电池本体还包含：

电池电路板，固定于所述电池壳体的内部的顶端，所述电池电路板的正极弹片与负极弹片从所述开口伸出；

品字形密封圈，设置于所述电池壳体的内部且紧密套设于所述电池电路板下方，以对所述电池电路板密封。

6.根据权利要求5所述的密封式电池，其特征在于，所述电池密封盖座的上端设有第一空腔，所述第一空腔内固定有电池盖体电路板；

所述第一空腔内设置有第一灌封层，所述第一灌封层设置于所述电池盖体电路板上方，以对所述电池盖体电路板密封；

所述电池壳体的内部设置第二空腔；

所述第二空腔内设置有第二灌封层，以对所述电池本体的内部密封。

7.根据权利要求6所述的密封式电池，其特征在于，所述电池盖体电路板的底部设置有霍尔磁件，所述电池电路板设置有霍尔元件；

所述密封部固定件与所述电池本体旋紧固定时，所述霍尔磁件与所述霍尔元件位置相对且处于霍尔感应的触发距离内。

8.一种水下机器人，其特征在于，所述水下机器人包含权利要求1-7任一项所述的密封式电池。

9.根据权利要求8所述的水下机器人，其特征在于，所述水下机器人为水下助推器。