CN101797972A - 平动式通海舱舱口盖启闭机构 - Google Patents

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Abstract

平动式通海舱舱口盖启闭机构，包括左右两扇舱盖，舱盖带有起支撑作用的支架，摇臂的第一端通过第一铰接机构与支架铰接，第二端与摆动式液压马达的输出转轴连接；拉杆的一端通过第二铰接机构与支架铰接，另一端通过第三铰接机构与支座连接；所述摆动式液压马达以及支座安装在通海仓的内壁上。所述第一铰接机构至第三铰接机构的铰接点以及摇臂的第二端与液压马达出轴的连接点的顺序连接线构成平行四边形。本发明通过所述平行四边形启闭机构的组合运动，使通海舱舱盖的开启或关闭的过程为平移运动。本发明占用舱外空间小，迎水面积小，如此启闭阻力小，能耗少，同时不需要在通海舱外部设置滑行轨道，有利于保持整个深海空间站外表面的流线型。

Description

平动式通海舱舱口盖启闭机构
技术领域
本发明涉及深海空间站装置，尤其涉及深海空间站的通海舱。
背景技术
通海舱是水下微型ROV(遥控机器人)进出深海空间站的一个安全工作通道，而通海舱舱口盖启闭机构则是微型ROV进行布放与回收的关键部件。现有的通海舱采用翻转式或滑移式舱口盖启闭机构：翻转式舱口盖启闭机构采用二个对开的舱口盖分别向外翻转的工作方式来打开(关闭)舱口，其主要缺点是舱口盖启闭机构在向外翻转过程中占用舱外空间大，给微型ROV在水下进行布放和回收过程中遥控光纤细缆的收放带来潜在的危险，容易缠绕缆绳。而且舱口盖在向外翻转过程中，迎水面积大，这样产生的阻力大，能源消耗大；滑移式舱口盖启闭机构是利用在深海空间站外表面上设置滑行轨道进行滑移运动的工作方式来打开(关闭)舱口盖，其缺点是要在通海舱外部设置滑行轨道，破坏了整个深海空间站外表面的线型。
发明内容
本发明针对现有通海舱舱口启闭机构存在的上述问题进行研究和改进，提供一种占用舱外空间小、能耗低且不影响深海空间站外表面线型的平动式通海舱舱口盖启闭机构。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
平动式通海舱舱口盖启闭机构，包括左右两扇舱口盖，两扇舱口盖分别连接有支架，摇臂的第一端通过第一铰接机构与所述支架连接，摇臂的第二端通过连接件与摆动式液压马达的输出轴连接；拉杆的一端通过第二铰接机构与所述支架连接，另一端通过第三铰接机构与一支座连接；所述摆动式液压马达以及支座安装在通海舱的内壁上，液压马达输出轴的另一端与通海仓的内壁连接；所述第一铰接机构的铰接点、第二铰接机构的铰接点、第三铰接机构的铰接点以及摇臂的第二端与液压马达出轴的连接点的顺序连接线构成一平行四边形。所述摇臂为直角摇臂，所述拉杆为直杆。
进一步，所述铰接机构的结构如下：包括与通海舱舱口盖连接的支架，支架上固定连接两块连接板，螺栓穿过所述两块连接板，且通过螺母与所述连接板固连，所述摇臂或拉杆的一端位于两块连接板之间，且与所述螺栓铰接连接。
与所述支架铰接连接的所述平行四边形启闭机构有两套。
所述拉杆的结构如下：包括一个两端带有相反内螺纹的套筒，套筒的两端借助螺纹连接带有铰接孔的螺杆。所述摇臂以及拉杆的铰接处分别加装有水润滑轴承。
本发明的技术效果在于：通过所述平行四边形启闭机构的组合运动，使通海舱舱盖的开启或关闭的整个过程都为平移运动。本发明占用舱外空间小，迎水面积小，如此产生的阻力小、能源消耗少；同时也不需要在通海舱外部设置滑行轨道，有利于保持整个深海空间站外表面的流线型。
附图说明
图1为通海舱舱口盖打开时的结构主视示意图，通海舱沿K线局部剖视；
图2为图1中通海舱舱口盖启闭机构的仰视图；
图3为通海舱舱口盖关闭时的结构示意图；
图4为图1中E处的放大图；
图5为图2中F处的放大图；
图6为直角摇臂的运动示意图(以左盖的关闭运动为例)；
图7为拉杆的运动示意图(以左盖的关闭运动为例)
图8为直角摇臂及拉杆的运动示意图(以左盖的关闭运动为例)，图中还示出左舱盖关闭时运动至中点的状态。
图9为拉杆的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
见图1、图2及图4，本发明包括左右两扇舱盖1，两扇舱盖1的内壁分别固定连接支架2。以图4所示舱口左部的舱盖1的结构为例，直角摇臂3的第一端通过铰接机构4-1与支架2第一处位置铰接，摇臂3为直角摇臂，直角部带有圆弧，便于加工。直角摇臂3的第二端与一夹具焊接连接，夹具紧固于摆动式液压马达7的输出转轴6上，液压马达输出轴的另一端与通海仓的内壁连接。见图2、图4以及图6、图7，为了避免运动的舱口盖与静止的结构相碰撞，利用拉杆5进行运动协调，可保证舱口盖在启闭运动过程中处于平移运动状态。拉杆5为直杆，拉杆5的一端通过铰接机构4-2与支架2的第二处铰接，拉杆5的另一端通过铰接机构4-3以及连接板9-3与支座(架)8连接，摆动式液压马达7以及支座(架)8分别固定连接在通海仓12的横向内侧壁上。摆动式液压马达7可选用市售双向摆动、定角度的螺旋摆动式液压马达，最大摆动角度为180°，其具有紧凑的机构尺寸、承载能力大、抗振能力强、大扭矩输出、安装灵活，以及零泄漏和无位置漂移等特点。
见图2、图4、图5，所述铰接机构的具体结构如下：以铰接机构4-1为例，支架2上固定连接两块连接板9-1，螺栓11穿过两块连接板9-1，螺栓11的端部通过螺母10与连接板9-1固连，直角摇臂3的端部位于两块连接板9-1之间，与螺栓11铰接连接；铰接机构4-2、铰接机构4-3的结构与铰接机构4-1相同，其中铰接机构4-2的连接板9-2与支架2连接，且连接板9-2设置在连接板9-1的斜上侧或斜下侧。铰接机构4-3的连接板9-3与支座(架)8固定连接。
见图2、图4、图8，以舱口左部的舱盖1的结构为例，所述铰接机构4-1的铰接点A、铰接机构4-2的铰接点C、铰接机构4-3的铰接点O4以及直角摇臂3的第二端与输出转轴6的连接点O2顺序连线，构成一平行四边形ACO4O2。
舱口右部的舱盖结构与左部舱盖的上述结构相同并对称。
本发明工作时，见图6、图7、，以左部舱盖1的关闭过程为例，摆动式液压马达7驱动左直角摇臂3转动，随之铰接点A沿着弧线轨迹12运动至B点位置，铰接点C沿着弧线轨迹13运动至D点位置，直角摇臂3(连线O2A)及拉杆O4C分别顺时针转动，实施例取连线O2A及拉杆O4C分别转动128度角度，最终带动左舱盖1平动及关闭。见图8，左舱盖1在关闭过程中，直角摇臂3(连线O2A)的转动与拉杆O4C的转动相互制约，通过直角摇臂3和拉杆5的组合运动，使左舱盖1关闭到终点，从图8可见，通海舱舱盖1的开启或关闭的整个过程都为近似的平移运动。图8中还包括左舱盖1关闭时运动至中点的状态，图8示出左舱盖由开启到关闭的整个过程，四边形ACO4O2相应的变化过程始终为平行四边形(平行四边形O2GHO4以及平行四边形BDO4O2)。左舱盖1的开启过程与上述相反，开启到终点时也为近似的平移运动。上述平行四边形的边长以及平行边间的距离按通海舱及其舱口盖的尺寸不同而不同，可以按已有技术进行设计。
右舱盖1的关闭或开启运动状态与左舱盖1相同。图1示出通海舱舱口盖打开时的结构状态，图3示出通海舱舱口盖关闭时的结构状态。图2为图1的仰视图，图中示出与支架2铰接连接的直角摇臂3以及拉杆5分别有两套；摆动式液压马达7的输出转轴6的另一端通过轴承支撑于通海仓12的内侧壁上，输出转轴6与上述两套直角摇臂3的第二端连接。
本发明的动力源为液压源，其中还包括液压换向阀，其也设置在通海舱的内侧壁上。液压换向阀控制着舱口盖启闭的运动方向，液压换向阀由液控操作，其控制键集成在控制盒内，所述液压源系统及液压换向阀采用已有技术。所述液压源系统按已有技术设有压力补偿装置，即在油箱上安装弹性薄膜或弹性囊能够传递海水压力，工作深度改变时始终保持内外压力平衡，适合在深海环境下工作。
见图9，为了消除本发明中所述各铰接机构铰接点的安装误差，拉杆5设计成长度可调节的结构形式，其结构如下：包括一个两端带有相反内螺纹的套筒5-1，套筒的两端借助所述相反内螺纹连接带有铰接孔的左螺杆5-3及右螺杆5-2。当旋转套筒时，由于套筒两端带有相反内螺纹，使得两端的螺杆同时向内缩进或同时向外伸展。螺杆5-2及5-3的铰接孔处安装有铜衬套5-4。
为了减小摩擦力，分别在直角摇臂3以及拉杆5的铰接点处分别加装水润滑轴承，其采用市售产品。

Claims (6)

1.平动式通海舱舱口盖启闭机构，包括左右两扇舱口盖，两扇舱口盖分别连接有支架，摇臂的第一端通过第一铰接机构与所述支架连接，摇臂的第二端通过连接件与摆动式液压马达的输出轴连接；拉杆的一端通过第二铰接机构与所述支架连接，另一端通过第三铰接机构与一支座连接；所述摆动式液压马达以及支座安装在通海舱的内壁上，液压马达输出轴的另一端与通海仓的内壁连接；所述第一铰接机构的铰接点、第二铰接机构的铰接点、第三铰接机构的铰接点以及摇臂的第二端与液压马达出轴的连接点的顺序连接线构成一平行四边形。
2.按权利要求1所述的平动式通海舱舱口盖启闭机构，其特征在于所述摇臂为直角摇臂，所述拉杆为直杆。
3.按权利要求1所述的平动式通海舱舱口盖启闭机构，其特征在于所述铰接机构的结构如下：包括与通海舱舱口盖连接的支架，支架上固定连接两块连接板，螺栓穿过所述两块连接板，且通过螺母与所述连接板固连，所述摇臂或拉杆的一端位于两块连接板之间，且与所述螺栓铰接连接。
4.按权利要求1所述的平动式通海舱舱口盖启闭机构，其特征在于与所述支架铰接连接的所述平行四边形启闭机构有两套。
5.按权利要求1、2或4所述的平动式通海舱舱口盖启闭机构，其特征在于所述拉杆的结构如下：包括一个两端带有相反内螺纹的套筒，套筒的两端借助螺纹连接带有铰接孔的螺杆。
6.按权利要求1或4所述的平动式通海舱舱口盖启闭机构，其特征在于所述摇臂以及拉杆的铰接处分别加装有水润滑轴承。
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