目前，国内外潜水员所使用的水下作业工具，主要是气动和液压动力工具，已经是商品化、系列化的产品。由于气压或液压工具需要单独的动力源，同时带有供气管或液压供回油管路，使携带和作业不十分方便。而电动工具使用灵活、携带方便，因此在陆上作业中得到了广泛应用。近年来，出现了便携式电动工具产品，采用可充电的新型高能电池作为动力源，以直流安全电压供电。基于电动工具的特点，本文提出了便携式低压电动工具新概念机型的研究方案。

水下电动工具总体方案的确定水下作业工具大都以陆用同类工具为基础，经特殊设计以适合水下环境使用。因此，本文选用以低压交直流两用串激电动机驱动的陆用手电钻为母型，在该陆上母型的基础上进行水下电动工具的设计。

本文对所研制的水下电动工具总体方案的确定原则如下。动力源采用普通铅酸蓄电池36V直流供电，由潜水员携带入水，相同电压的直流电比交流电安全性能好，而且直流电更便于由蓄电池来提供工具壳体设计成密封结构，内腔全充油并设置压力补偿器。充油对电机起到冷却与绝缘作用，降低碳刷火花并改善继电器性能。补偿器可使工具内外压力相等或内压略大于外部水压力，确保水下工具的密封性能。设计一种非接触式水下手动开关，采用基于磁感应原理的磁钢干簧管继电器非接触式触点开关，实现非接触条件下的开关控制。考虑到水介质对旋转型水下作业工具的影响，在驱动功率选择方面，比陆用工具的相应功率要大些，其它设计要求基本相同。

由此，确定的水下电动工具总体方案如所示。样机结构及关键件设计本文设计的水下手电钻样机有两种结构方案，一种为机壳采用机械密封的结构，另一种为采用O型圈聚四氟乙烯滑环组合式密封结构，样机结构如，所示。其中重点对工具壳体、输出轴动密封、压力补偿器、非接触式触点开关作了详细设计。

合密封的水下电钻样机前端结构。1壳体设计水下手电钻壳体由前壳体、后壳体、中间盘、减速箱、前后端盖等组成，前后端盖间各部件连通形成密封内腔，充油后腔内压力均衡，壳体硬度按常规标准设计。

为减轻重量，壳体选用铝合金材料，壁厚以满足结构设计与装配要求为原则；工具外表面阳极化处理，外形美观、抗腐蚀性良好。非接触式手动开关本文采用磁钢干簧管继电器非接触式触点开关，干簧管继电器在磁性体构件靠近时，2个簧片闭合，当磁性体构件远离时，簧片自动弹开，实现对水下电动工具的控制，其开关电路原压力补偿器设计为了消除随深度变化的水压力对水下作业工具的影响，采用补偿器对水压力进行补偿。其补偿器不仅要用来平衡外部水的压力，而且还要对工具内部油液的体积变化及泄漏损失进行体积补偿。

本文设计的压力补偿器结构，采用式补偿器。外加一补偿弹簧，产生一定的预压力，使工具腔内充油压力始终略大于环境水压力，其原理可用下式表示为Pn=Pw+Pu式中，Pn为工具腔内充油压力；型圈聚四氟乙烯滑环组合密封结构示意图旋转轴机械密封的结构及原理如所示。