CN102963499A - 自调节式锚索收放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自调节式锚索收放装置，属于海洋监测装置技术领域；装置包含涡卷弹簧组件、杠杆机构、压紧机构、离合机构、绞盘组件和支撑座；装置是利用平面涡卷弹簧可以存储和释放一定转矩能量的特性，可完成系留式水中漂浮物锚链在一定长度范围内自动收放之功能；当漂浮在水中的漂浮物受到外界环境的影响，而使漂浮物所受水阻力发生变化时，系留锚链上所受到的拉力也将随之发生变化，当所受拉力大于一定值时，收放装置开始放出锚链，当锚链所受到的拉力小于某值时，机构自动收回系留锚链。

Description

自调节式锚索收放装置

技术领域

发明涉及一种锚索收放装置，具体涉及一种自调节式锚索收放装置，属于海洋监测装置技术领域。

背景技术

在海洋工程与海洋水文气象调查、监测应用中，海洋探测设备通过系留在海面上一定范围内，随波漂浮在海面，并对一定海域范围内的海洋水文气象进行适时监测，以便获取准确的水文气象情况。目前一般采用的系留方式：一是定长系留，即依据水面下的深度，放出一定长度的锚链，使装载监测仪的浮体漂浮在海面上，但遇到恶劣或涌浪较大的天气时，载有仪器的浮体有可能埋入水中，影响水文气象数据实时检测和与岸站中心通信中断；二是采用机电结合的方法收放系留锚链，确保浮体浮于水面，但系统配备复杂，需配置电源、电机及压力传感器等设备，工作可靠性低，且需定期进行维护保养。为此，有必要设计出一种既能保证上述系留后的载有仪器的浮体浮于水面，又无需配设供电系统，或其他驱动设备，就能达到自动收放锚链（索）的装置。

发明内容

有涡鉴于此，本发明提供了一种自调节式锚索收放装置，无需设置外界动力源，仅依靠水位的上升或下降，或涌浪大小的变化，达到自动收放锚链之目的。

自调节式锚索收放装置，包含涡卷弹簧组件、杠杆机构、压紧机构、离合机构、绞盘组件和支撑座；其中涡卷弹簧组件由涡卷簧外罩、卷簧、主轴和卷簧杠杆转销组成；杠杆机构由杠杆壁板、杠杆转销、杠杆座和作用球杆组成；压紧机构由预紧调节螺母、弹簧压片、压缩弹簧、弹簧导柱、压板、刹车片、压板转轴和压板支座组成；离合机构由离合器、轮毂及其相应连接的键组成；

其连接关系为：涡卷弹簧组件、杠杆机构、压紧机构和绞盘组件依次穿过涡卷弹簧组件中的主轴分别固定在支撑座上；

在涡卷弹簧组件和杠杆机构中，涡卷簧外罩固定安装在支撑座的相应位置上，卷簧位于涡卷簧外罩内部，卷簧的内圈簧片与主轴固定连接，卷簧的外圈簧片通过卷簧杠杆转销与杠杆机构上的杠杆壁板的一端活动连接，杠杆壁板的中段通过杠杆转销水平活动连接在与支持座固定连接的杠杆座上，杠杆壁板的另一端与作用球杆固定连接，作用球杆水平垂直于杠杆壁板；

在压紧机构和离合机构中，离合器由标准键固定安装在主轴的相应轴颈位置，轮毂同样由标准键固定安装在离合器外圈；刹车片固定在压板内侧表面，压板的一端通过压板转轴绞接在压板支座上，同时刹车片向下贴合在轮毂外圆周表面上，压板另一端搭接在作用球杆的上方；弹簧导柱垂直插入压板另一端的腰形孔内并与支撑座固定，弹簧导柱上端依次套装入弹簧、弹簧压片和及预紧调节螺母，改变压板与轮毂之间的受力状态，达到调整压板对刹车片间的位置状态，通过调整调节螺母，达到调整机构的预紧力的作用。

工作过程:在实际工程应用中，本发明的自调节式锚索收放装置通过锚索悬停在水下，当水面浮球所受水阻力增大到一定值时，即使锚链所受到的拉力大于刹车片对轮毂的摩擦阻力与卷簧对轴的扭矩的合力，绞盘组件放出锚链，同时主轴发生转动，卷簧随之收紧，储存一定能量，在此过程中，卷簧对主轴放出锚链方向的转动阻力扭矩增大，卷簧的外圈带动杠杆壁板作偏转运动，则相连的球杆向上移动推动压板绕压板转轴运动，此时固定在压板上的刹车片对轮毂的压力减小，即压紧机构对主轴放出锚链方向的摩擦阻力扭矩变小；此时决定锚链放出的阻力大小的力有：压紧机构对主轴放出锚链方向的摩擦阻力扭矩，卷簧反向回复力对主轴放出锚链方向的阻力扭矩；当锚链所受拉力降低到一定值时，储存在卷簧的能量释放，将系留锚链收回到绞盘组件上的绞盘上，此过程中，球杆在卷簧和弹簧的作用下向下移动，刹车片再次与轮毂贴合使主轴不再转动，即将绞盘组件锁定；故机构在复杂的海洋环境中能实现自动收放锚索的功能。

有益效果：

1、本发明采用杠杆转销将杠杆壁板连接到杠杆座上，杠杆壁板的另一端与作用球杆连接，装配完成后，杠杆壁板即可构成一体，这样设计的目的即增强了杠杆机构的整体强度和刚性；

2、本发明压紧机构采用的是压缩弹簧，因而可依据实际使用要求，调节压紧机构上的预紧调节螺母控制压缩弹簧的长短来达到施加到刹车片上所需的预紧力，获取绞盘组件启停的开关量；

3、本发明自调节式锚链收放装置能在一定水深范围内实现自动收放锚链，装置完全由机械结构实现，因此操控简单，可靠性高，并且不需要对其进行定期的维护和保养。

附图说明

图1是本发明装配完成后的三维结构示意图；

图2是本发明结构主视示意图；

图3是本发明结构俯视示意图

图4是本发明涡卷弹簧组件1结构剖视示意图；

图5是本发明压紧机构3结构剖视示意图。

其中，1-涡卷弹簧组件、2-杠杆机构、3-压紧机构、4-离合机构、5-绞盘组件、6-支撑座、7-涡卷簧外罩、8-卷簧、9-主轴、10-卷簧杠杆转销、11-杠杆壁板、12-杠杆转销、13-杠杆座、14-作用球杆、15-预紧调节螺母、16-弹簧压片、17-压缩弹簧、18-弹簧导柱、19-压板、20-刹车片、21-离合器、22-轮毂、23-压板转轴、24-压板支座。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图1、2和3所示，本发明提供了一种自调节式锚索收放装置，包含涡卷弹簧组件1、杠杆机构2、压紧机构3、离合机构4、绞盘组件5和支撑座6；其中涡卷弹簧组件1由涡卷簧外罩7、卷簧8、主轴9和卷簧杠杆转销10组成；杠杆机构2由杠杆壁板11、杠杆转销12、杠杆座13和作用球杆14组成；压紧机构3由预紧调节螺母15、弹簧压片16、压缩弹簧17、弹簧导柱18、压板19、刹车片20、压板转轴23和压板支座24组成；离合机构4由离合器21、轮毂22及其相应连接的键组成；

其连接关系为：涡卷弹簧组件1、杠杆机构2、压紧机构3和绞盘组件5依次穿过涡卷弹簧组件1中的主轴分别固定在支撑座6上；

如附图4所示，在涡卷弹簧组件1和杠杆机构2中，涡卷簧外罩7固定安装在支撑座6的相应位置上，卷簧8位于涡卷簧外罩7内部，卷簧8的内圈簧片采用标准的平面涡卷弹簧的连接方式与主轴9固定连接，卷簧8的外圈簧片通过卷簧杠杆转销10与杠杆机构2上的杠杆壁板11的一端活动连接，杠杆壁板11的中段通过杠杆转销12水平活动连接在与支持座6固定连接的杠杆座13上，杠杆壁板11的另一端与作用球杆14固定连接，作用球杆14水平垂直于杠杆壁板11；

如附图5所示，在压紧机构3和离合机构4中，离合器21由标准键固定安装在主轴9的相应轴颈位置，轮毂22同样由标准键固定安装在离合器21外圈；压板19和刹车片20按相应位置粘接或采用铆接工艺将两者固定，压板19的一端通过压板转轴23绞接在压板支座24上，同时刹车片20向下贴压在轮毂22外圆周表面上，压板19另一端搭接在作用球杆14的上方；弹簧导柱18垂直插入压板19另一端的腰形孔内并与支撑座6固定，弹簧导柱18上端依次套装入弹簧17、弹簧压片16和及预紧调节螺母15，改变压板19受力状态，达到调整压板19对刹车片20间的位置状态，通过调整调节螺母15，达到调整机构的预紧力的作用。

工作过程:在实际工程应用中，本发明的自调节式锚索收放装置通过锚索连接浮体悬停在水下，当水面浮体所受水阻力增大到一定值时，即使锚链所受到的拉力大于刹车片20对轮毂22的摩擦阻力与卷簧8对轴9的扭矩的合力，绞盘组件5放出锚链，同时主轴9发生转动，卷簧8随之收紧，储存一定能量，在此过程中，卷簧8对主轴9放出锚链方向的转动阻力扭矩增大，卷簧8的外圈带动杠杆壁板11作偏转运动，则相连的球杆14向上移动推动压板19绕压板转轴23运动，此时固定在压板19上的刹车片20对轮毂22的压力减小，即压紧机构对主轴放出锚链方向的摩擦阻力扭矩变小；此时决定锚链放出的阻力大小的力有：压紧机构对主轴9放出锚链方向的摩擦阻力扭矩，卷簧反向回复力对主轴放出锚链方向的阻力扭矩；当锚链所受拉力降低到一定值时，储存在卷簧8的能量释放，将系留锚链收回到绞盘组件5上的绞盘上，此过程中，球杆14在卷簧和弹簧17的作用下向下移动，刹车片20再次与轮毂22贴合使主轴9不再转动，即将绞盘组件5锁定；故机构在复杂的海洋环境中能实现自动收放锚索的功能，使浮体在受到浮力变化的情况下始终保持漂浮在水面之上。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.自调节式锚索收放装置，其特征在于，包括涡卷弹簧组件（1）、杠杆机构（2）、压紧机构（3）、离合机构（4）、绞盘组件（5）和支撑座（6）；其中涡卷弹簧组件（1）由涡卷簧外罩（7）、卷簧（8）、主轴（9）和卷簧杠杆转销（10）组成；杠杆机构（2）由杠杆壁板（11）、杠杆转销（12）、杠杆座（13）和作用球杆（14）组成；压紧机构（3）由预紧调节螺母（15）、弹簧压片（16）、压缩弹簧（17）、弹簧导柱（18）、压板（19）、刹车片（20）、压板转轴（23）和压板支座（24）组成；离合机构（4）由离合器（21）、轮毂（22）及其相应连接的键组成；

其连接关系为：涡卷弹簧组件（1）、杠杆机构（2）、压紧机构（3）和绞盘组件（5）依次穿过涡卷弹簧组件（1）中的主轴（9）分别固定在支撑座（6）上；

在涡卷弹簧组件（1）和杠杆机构（2）中，涡卷簧外罩（7）固定安装在支撑座（6）的相应位置上，卷簧（8）位于涡卷簧外罩（7）内部，卷簧（8）的内圈簧片与主轴（9）固定连接，卷簧（8）的外圈簧片通过卷簧杠杆转销10与杠杆机构（2）上的杠杆壁板（11）的一端活动连接，杠杆壁板（11）的中段通过杠杆转销（12）水平活动连接在与支持座（6）固定连接的杠杆座（13）上，杠杆壁板（11）的另一端与作用球杆（14）固定连接，作用球杆（14）水平垂直于杠杆壁板（11）；

在压紧机构（3）和离合机构（4）中，离合器（21）由标准键固定安装在主轴（9）的相应轴颈位置，轮毂（22）由标准键固定安装在离合器（21）外圈；刹车片（20）固定连接在压板（19）的内侧表面，压板（19）的一端通过压板转轴（23）绞接在压板支座（24）上，同时刹车片（20）向下贴压在轮毂（22）外圆周表面上，压板（19）另一端搭接在作用球杆（14）的上方；弹簧导柱（18）垂直插入压板（19）另一端的腰形孔内并与支撑座（6）固定，弹簧导柱（18）上端依次套装入弹簧（17）、弹簧压片（16）和及预紧调节螺母（15）。

2.如权利要求1所述的自调节式锚索收放装置，其特征在于所述卷簧（8）的内圈簧片采用标准的平面涡卷弹簧的连接方式与主轴（9）固定连接。

3.如权利要求1所述的自调节式锚索收放装置，其特征在于所述压板（19）和刹车片（20）粘接或采用铆接工艺固定连接。

4.如权利要求1所述的自调节式锚索收放装置，其特征在于所述绞盘组件（5）启停的开关量通过调节压紧机构（3）上的预紧调节螺母（15）控制压缩弹簧（17）的长短来实现。

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