机构工作原理多路流体关节机构各零部件的安装位置及相互关系如所示，该机构主要由壳体、弹簧垫圈、压紧圈、密封隔环、隔圈、调节垫、压紧片、压盖、大轴承小轴承、轴承套、丝堵、内转轴、支撑平板和支架组成。

　　该样机试做了三个流体导流通路，具体结构形式如所示，内转轴从底部端面均布地打三个深度不等的垂直孔，并在各个孔底处相对应的径向方向打横交孔，使之形成三个通孔。对应地，对旋转壳体而言，从顶部端面均布地打三个垂直孔，各孔的深度要求满足装配完成后内转轴和壳体各个垂直通孔相对应处的横交孔中心线在结构允许的误差范围内。其中内转轴固定在支撑板上，连同支架一起固定不动。在内转轴上采用了一组弹性密封隔环和密封隔圈依次交错叠加安装在内转轴外圆柱面上。如所示，密封隔环的端面开有两个环形V形槽，而隔圈的端面则相对应地设计成环锥形，这就造成了当叠加安装时多个件之间能够密切地贴合在一起。由于采用弹簧垫圈上下对称套于内转轴上的结构，通过调节压紧片的轴向位置，靠弹簧垫圈的弹性力可压紧和驱动密封隔环，使弹性密封隔环同时完成径向和轴向两个方向的密封，这样可使密封接触面的磨损得到及时补偿，也可极为方便地人工调节密封面的比压。因此，本结构很好地解决了密封问题，从而大幅度地延长了其密封装置的使用寿命。由于密封隔圈内外都开有环形槽，且周向有通孔，所以在内转轴上密封隔圈的每一个安放处，即流体流通处，旋转壳体和静内转轴通过密封隔圈把它们之间的环形间隙形成内外两个环形密封腔。在上下密封隔环的密封作用下，流体由内转轴底部的通孔导入，分别先后进入内、外环形密封腔，然后从外部旋转的壳体导出进入经纬仪环境控制腔室，*终再由外部壳体导入，流经外、内环形密封腔和内转轴通孔，实现一个循环过程。实际工程运用时，旋转壳体同经纬仪垂直轴是固接的，即壳体和垂直轴是同步旋转的。这样，从壳体上端引出的流体输送管路就不会因垂直轴的连续旋转而机构主要零件三维结构遭破坏，从而实现了传输介质由静到连续转动的传输，完成了一个流体循环过程。其中密封隔环同时完成径向和轴向两个方向的密封，套在轴上的弹簧垫片、密封隔环、密封隔圈、压紧片和压紧圈构成可调节自动磨损补偿系统。

　　密封件材料的选取由于弹性体种类繁多，性能各异，经过综合考虑，决定用添加青铜的聚四氟乙烯材料制造密封隔环。PTFE<526>是“聚四氟乙烯”塑料的简称，具有相当高的化学稳定性，几乎耐一切酸、碱等化学物质，摩擦系数低（0.02～0.04）。这里选用的填充型聚四氟乙烯在保持了纯聚四氟乙烯低摩擦系数等优越性能的基础上，提高了聚四氟乙烯的物理机械性能，具有更好的耐磨性能（可提高1000～1500倍）。同时考虑到实验的可对比性，这里也用聚氨酯加工了密封隔环，还包括用常见的丁腈橡胶O型圈作密封以验证其通用性。

　　摩擦阻力矩的计算由于此机构的密封原理是通过对密封隔环施以轴向压力以使之产生径向的抱紧力，这样当外面的旋转壳体运动时，就势必造成一个摩擦阻力矩。在本机构中，选用了添加青铜的聚四氟乙烯材料加工密封隔环，由于该材料静、动摩擦系数差别小，所以这里把*大静摩擦力和动摩擦力看成近似相等，下面涉及到的一些计算都是基于此假设的。而用聚氨酯加工密封隔环以及O型圈主要是为了验证聚四氟乙烯材料的合理性而进行的对比试验，所以关于它们的相关计算在此不做论述。

　　轴承产生的摩擦阻力矩如所示，该机构采用一对角接触球来支承传动。下面的大轴承起着主要的承载作用，现只计算下面的大轴承因轴向载荷引起的初始摩擦转矩。这里轴向载荷可以看成是旋转壳体和外面大齿轮的重力。

　　轴向压力产生的摩擦阻力矩轴向压紧力是通过弹簧垫圈对压紧圈产生轴向力依次向下传递的，这里主要需求得壳体内壁对密封隔环的径向正压力，从而由正压力求得摩擦阻力矩。所示为压紧圈的受力示意图，这里设压紧圈的倾角和密封隔环的唇部倾角一样同为α=35°。

　　可见忽略摩擦力对整个计算的影响不大，而在实际工作中，刚开始对上面的弹簧垫圈施压时，套在内轴上的一系列组件整体下移，由于摩擦力的存在，这时可能会出现上紧下松的情况，但运行一段时间后，由于上下弹簧垫圈的对称安装作用，套在内转轴上的密封隔环、隔圈会沿着轴向方向作整体窜动，*终使得上下弹簧垫圈的压紧力趋于一致。运行平稳后，上下对称安装的弹簧垫圈起着保持压紧力及对磨损进行补偿的作用。当密封隔环有磨损时，上下弹簧垫圈弹性压缩部分同时向轴线中间伸展，中间的组件也随之同时从两端向中间压缩，在此过程中，摩擦力是可以相互抵消的。分析表明，这里将摩擦力忽略不计简化计算是完全可行的。

　　此处的FN同压紧圈对配合处密封隔环的正压力大小相等，方向相反，经过上面的简化处理后，可以认为密封隔环内凹槽的正压力不递减地向下传递，所以密封唇口处受到的正压力也是相等的。

　　实验验证分析实验数据具体实验时，采用一单向自吸泵（扬程20～25m）从水箱里将水吸出，通过管路从内转轴底部的*上层入水管进入，经过旋转壳体中各通孔的流通，*后从内转轴底部*下层出水管流出进入到水箱中，完成整个的循环过程。在实验期间，将几种密封圈先后调换装配，分别测出各自的初始摩擦转矩，并通过轴向力的调整，给出各自初始摩擦转矩随轴向力的变化趋势。再者，通过节流阀的控制以调整出口压力来检验密封性能。机构整体结构如示。