目前，國內外潛水員所使用的水下作業工具，主要是氣動和液壓動力工具，已經是商品化、系列化的產品。由于氣壓或液壓工具需要單獨的動力源，同時帶有供氣管或液壓供回油管路，使攜帶和作業不十分方便。而電動工具使用靈活、攜帶方便，因此在陸上作業中得到了廣泛應用。近年來，出現了便攜式電動工具產品，采用可充電的新型高能電池作為動力源，以直流安全電壓供電。基于電動工具的特點，本文提出了便攜式低壓電動工具新概念機型的研究方案。

水下電動工具總體方案的確定水下作業工具大都以陸用同類工具為基礎，經特殊設計以適合水下環境使用。因此，本文選用以低壓交直流兩用串激電動機驅動的陸用手電鉆為母型，在該陸上母型的基礎上進行水下電動工具的設計。

本文對所研制的水下電動工具總體方案的確定原則如下。動力源采用普通鉛酸蓄電池36V直流供電，由潛水員攜帶入水，相同電壓的直流電比交流電安全性能好，而且直流電更便于由蓄電池來提供工具殼體設計成密封結構，內腔全充油并設置壓力補償器。充油對電機起到冷卻與絕緣作用，降低碳刷火花并改善繼電器性能。補償器可使工具內外壓力相等或內壓略大于外部水壓力，確保水下工具的密封性能。設計一種非接觸式水下手動開關，采用基于磁感應原理的磁鋼干簧管繼電器非接觸式觸點開關，實現非接觸條件下的開關控制。考慮到水介質對旋轉型水下作業工具的影響，在驅動功率選擇方面，比陸用工具的相應功率要大些，其它設計要求基本相同。

由此，確定的水下電動工具總體方案如所示。樣機結構及關鍵件設計本文設計的水下手電鉆樣機有兩種結構方案，一種為機殼采用機械密封的結構，另一種為采用O型圈聚四氟乙烯滑環組合式密封結構，樣機結構如，所示。其中重點對工具殼體、輸出軸動密封、壓力補償器、非接觸式觸點開關作了詳細設計。

合密封的水下電鉆樣機前端結構。1殼體設計水下手電鉆殼體由前殼體、后殼體、中間盤、減速箱、前后端蓋等組成，前后端蓋間各部件連通形成密封內腔，充油后腔內壓力均衡，殼體硬度按常規標準設計。

為減輕重量，殼體選用鋁合金材料，壁厚以滿足結構設計與裝配要求為原則；工具外表面陽極化處理，外形美觀、抗腐蝕性良好。非接觸式手動開關本文采用磁鋼干簧管繼電器非接觸式觸點開關，干簧管繼電器在磁性體構件靠近時，2個簧片閉合，當磁性體構件遠離時，簧片自動彈開，實現對水下電動工具的控制，其開關電路原壓力補償器設計為了消除隨深度變化的水壓力對水下作業工具的影響，采用補償器對水壓力進行補償。其補償器不僅要用來平衡外部水的壓力，而且還要對工具內部油液的體積變化及泄漏損失進行體積補償。

本文設計的壓力補償器結構，采用式補償器。外加一補償彈簧，產生一定的預壓力，使工具腔內充油壓力始終略大于環境水壓力，其原理可用下式表示為Pn=Pw+Pu式中，Pn為工具腔內充油壓力；型圈聚四氟乙烯滑環組合密封結構示意圖旋轉軸機械密封的結構及原理如所示。