CN103620159B - 海底电致动器和用于海底电致动器的锁闩 - Google Patents

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Abstract

一种海底电致动器,其包括电动马达和从马达连接到一驱动单元(10,11,12)的可伸缩驱动连接件(8),所述驱动单元(10,11,12)可往复移动,并将连接件的旋转运动转换成一致动杆(5)的线性运动。一复位弹簧(14)在驱动单元上起作用而朝着一基准状态推动致动杆。一电磁锁闩(15)在设定成将驱动单元保持在一预定位置时起作用,以便消除复位弹簧的作用,由此所述杆可以相对于不受复位弹簧的作用的驱动单元前进和缩回。锁闩断电,允许复位弹簧在驱动单元上起作用而使致动杆回复至基准状态。还公开了电磁锁闩的各种形式。

Description

海底电致动器和用于海底电致动器的锁闩
技术领域
本专利申请中描述的技术开发主要涉及基本上设计使用于诸如工艺控制系统的海底设施的电致动器。
这样的致动器用来控制各种各样的装置,特别但不限于打开和关闭控制诸如流体烃的流体的流动的阀。
背景技术
EP-0984133公开了一种致动模块,其中,一马达驱动一可旋转的套管(socket),所述套管旋转,从而使一驱动螺杆前进和缩回。马达设置有内装的辅助电源。
WO2002/039203和US2006/0048602公开了一种致动器,其中一驱动轴连接于一旋转套筒,所述旋转套筒连接于一固定球状螺母,所述固定球状螺母使旋转心轴轴向位移,所述旋转心轴通过心轴头部耦合于一致动杆。
NO2000/02528和US6595487公开了一种致动器,其中,带有各自蓄电池的两个马达中的任一个都可以借助于减速齿轮箱驱动一轴向固定螺母,所述轴向固定螺母驱动一阀心轴。
WO2007/027097公开了一种致动器,其中,马达的心轴直接驱动一螺母,所述螺母通过一辅助框架连接于一阀心轴,所述辅助框架可用于在螺母从阀心轴断开时使阀心轴缩回。
设计成用于海底设施的电致动器的两个重要要求是:使运行所需的电力最小,以及在驱动致动器的马达的电源出现局部或完全失效时允许致动器进入一预定状态(典型地为关闭相应阀的一种状态)。这两个要求有可能是矛盾的。更特别地,当前人们认为,希望提供一种复位弹簧,其设置成起作用而使致动器回复至一基准状态。一驱动系统不得不克服复位弹簧的作用力工作,因此消耗了不必要的电力,电致动器的一个目的是包括复位(或‘失效安全’)弹簧的安全特征,并允许用于不受复位弹簧的作用的致动器的马达正常工作。
发明内容
在本技术开发的一个方面,一种海底电致动器,包括:电动马达;从马达连接到一驱动单元的可伸缩驱动连接件,所述驱动单元可往复移动,并将连接件的旋转运动转换成一操作构件的线性运动;复位弹簧,其在驱动单元上起作用而朝着一基准状态推动操作构件;和锁闩,其在设定成将驱动单元保持在一预定位置时起作用,以便消除复位弹簧对操作构件的作用,由此,一杆可以相对于不受复位弹簧的作用的驱动单元前进和缩回,并在释放时起作用,允许复位弹簧在驱动单元上起作用而使操作构件回复至基准状态。
无论是否采用复位弹簧,人们希望提供一种构造,此种构造允许通过一马达、或两个马达中的任一个、或多于两个的马达中的任一个以允许致动器在不用断开驱动系统的情况下通过例如一弹簧或通远程操作车辆(ROV)干预而运动至一基准状态的方式而使致动器工作。
在本技术开发的另一个方面,一种海底电致动器,包括:电动马达;位于马达和驱动单元之间的可伸缩驱动连接件,所述驱动单元可往复移动,并包括将驱动连接件的旋转运动耦合至一螺杆的驱动螺母,所述螺杆设置成进行轴向运动而不旋转,并连接于一操作构件。
从这里进一步的解释显而易见,电致动器的实际实施例包括一锁闩,其可起作用以消除复位弹簧对致动器的作用,并在没有电源供给至锁闩时起作用而释放复位弹簧的作用。在此还描述了这样的锁闩的各种实施例。但是,这些锁闩中的至少一些具有独立于闩锁复位弹簧的特定用途的应用。
本技术开发进一步提供了各种各样的锁闩,用于将一单元(例如前述的驱动单元)保持在一预定位置,以便防止该单元沿一给定方向远离该位置运动,但在释放锁闩时允许这种运动。这些锁闩限定在相应的独立权利要求中。
接下来通过举例子的方式描述电致动器的特定实施例以及可用于这种致动器或其它致动器的锁闩的实施例。
附图说明
图1是电致动器及其相联部件的示意图。
图2是包括电源和控制系统以及图1所示的致动器的系统的示意图。
图3是带有致动器的相邻部分的电磁锁闩的一个实施例的视图。
图4和5示出了图3所示的锁闩的不同操作阶段。
图6是带有致动器的相邻部分的电磁锁闩的另一个实施例的示意图。
图7和8示出了图6所示的锁闩的各个操作阶段。
图9是图6所示的锁闩的另一个图示。
图10是带有致动器的相邻部分的电磁锁闩的另一个实施例的示意图。
图11和12示出了图10所示的锁闩的各个操作阶段。
图13是图10所示的锁闩的另一个图示。
图14是带有致动器的相邻部分的电磁锁闩的另一个实施例的示意图。
图15和16示出了图14所示的锁闩的各个操作阶段。
图17是图14中锁闩的各个细节的视图。
图18是图14中锁闩的优选形式的视图。
具体实施方式
图1是依照在此设想的发明构思的电致动器1的示意图。
该致动器设计用于由双冗余电动装置中的任一个带动操作,所述双冗余电动装置均包括一蓄电池、一电动马达及相联的电动部件。在图1中,该两个装置设置在相应机壳2和2a内,所述机壳2和2a设置在用于致动器的机壳3的一端。在该例子中,机壳3与一阀盖4一体形成。操作构件5贯穿机壳3,并从各端伸出,由于致动器的首要用途是操作阀,所以,为了方便起见,在下文操作构件称为阀杆。
阀杆5设计为轴向往复移动,以操作阀(未显示)或其它装置。其在右手端的形状能够接合(例如)一阀门。其左手端6利用合适的交接面,可由远程操作车辆(ROV)接合,由此,远程操作车辆可以通过阀杆5的运动操作阀。
第一驱动轴8从致动器机壳3伸出至马达机壳2内,以便由相应的马达驱动。第一驱动轴8通过轴承支撑在机壳3的端壁7和齿轮系壳体的端壁9上。在所述端壁9之外,第一驱动轴8驱动一齿轮系10(其可以包括一小齿轮和一太阳齿轮),用于减速驱动一辊螺母11,所述辊螺母11可在一壳体12内旋转(并由轴承支撑),所述壳体12可在致动器机壳3内轴向移动。辊螺母11具有内螺纹,该内螺纹与形成在阀杆5上或者以其它方式连接到杆5上的互补辊螺纹13相啮合。齿轮系10、辊螺母11和驱动壳体12构成一可动驱动单元,通过该可动驱动单元,将驱动轴的旋转运动转换成阀杆5的线性运动。可以采用更复杂的齿轮系(例如周转齿轮系),只要齿轮系、螺母和壳体可以作为一个单元移动即可。
以类似的方式,机壳2a内的马达借助于相应的第二驱动轴8a耦合以驱动辊螺母,所述第二驱动轴8a以与第一驱动轴8相同的方式耦合于驱动单元。因而,任一马达(或两者)都可以驱动所述阀杆5。
第一驱动轴8和第二驱动轴8a均是‘可伸缩的’,即,这些驱动轴均可轴向伸展和收缩,以在不损坏驱动连接件的情况下适应驱动单元和阀杆5相对于马达在机壳3中的往复运动。第一驱动轴8可以例如如其它附图所示包括在外套筒内的花键杆。在图1中,第一驱动轴8和第二驱动轴8a的可伸缩特性用双头箭头X示意表示。
该实施例包括一复位或‘故障安全’弹簧14,以便在发生电力故障时使致动器杆回复至基准位置(datum position)。在该例子中,复位弹簧14设置在致动器机壳3中,并支承抵接在用于齿轮系和辊螺母的壳体12上。该例子中的复位弹簧14由一组圆锥形盘簧构成,但是也可以采用其它形式的弹簧。
为了克服复位弹簧14的力而将驱动单元保持在一预定位置,从而消除复位弹簧对致动器杆的作用,致动器包括一ESD(紧急停机)锁闩机构15。这在图1中完全用图显示了。下面将描述适合的锁闩的各种实施例。
阀杆5具有限制该阀杆在各轴向方向上的轴向运动的端头止挡。在后面的附图中显示了这些止挡。
致动器的操作
图1所示的致动器的基本操作如下。辊螺母借助于齿轮系由第一驱动轴8或第二驱动轴8a驱动。阀杆保持(例如借助于花键)不旋转,因此,辊螺母11和驱动单元克服复位弹簧14的作用力前进。驱动单元到达被锁闩机构15锁定的位置而不再向后运动。此刻,辊螺母11反转,将向前驱动致动器杆,以便例如打开该阀。由于复位弹簧对杆的作用被有效消除,并且驱动单元保持在合适位置,所以,杆可以往复移动而关闭和打开该阀,不会由于克服弹簧14的作用而消耗电力。
但是,如果锁闩机构被释放,弹簧14将起作用迫使驱动单元和阀杆复位。各马达上的被断电的电力机械制动器25、25a(图2)可防止辊螺母11旋转。必须对机壳和杆的尺寸进行选择而使得由弹簧引起的驱动单元的向后运动足以使杆关闭该阀。
应当指出,由于设置有可伸缩驱动轴,弹簧14的操作不需要断开马达2、2a与阀杆5之间的驱动连接。
每个马达都可以借助于相应的‘湿式配合’接头16、16a接收电力。
供电和仪表系统
图2示意性示出了用于向模块2、2a和锁闩15供给电力并控制的配置。
参照图2,‘A’模块2在端子20从(例如)海底控制管缆或船用电缆的相应电线接收电力。该端子借助于充电器21连接于蓄电池组22,该蓄电池组向控制第一马达24(其具有电力制动器25)的马达控制器23供电。正如参照图1所述的,马达24的第一驱动轴8耦合于齿轮箱(即齿轮系10),如前面所述,该齿轮箱连接于一阀26。一故障安全机构(即弹簧14)示意性显示在齿轮箱10和阀26之间,紧急停机锁闩15示意性显示为控制该故障安全机构。锁闩15可以从‘A’模块2接收电力。‘A’模块2可以接收并经由(例如以太网连接)向‘CAN总线’I/O卡27传送数据。
‘B’模块2a以类似的方式布置,相应部分由后缀‘a’表示。图2还显示了各种仪表装置,它们提供或控制各种数量或信号,尤其是,各蓄电池的充电状态和温度、至控制器的打开和关闭指令、马达温度、马达电流、阀位置、阀状态、故障安全机构状态、紧急停机锁闩状态、齿轮箱状态,以及齿轮箱中产生的扭矩。仪表对实际致动器的操作当然是必要的,但是,其特殊布置对致动器和锁闩的构造来说不是必要的,所以这里不再进一步描述。
锁闩介绍
下文描述的每个锁闩设计为能够用作图1所述的致动器中的紧急停机锁闩15。每个锁闩都具有共同的特征,即它们需要持续的电力供给以保持锁定状态,在锁定状态,锁闩起作用而消除故障安全机构对电致动器的作用,并在供电完全故障或者足以释放锁闩时允许重新启用故障安全机构的作用。但是,如前面所指出的,各致动器具有新颖性构造,在其它地方也具有应用。
星形盘式锁闩
图3是可用于图1的致动器的锁闩的示意图。
这里的锁闩的目的是用来将图1的复位弹簧14保持在拉紧状态,但消除了复位弹簧对致动器杆5的作用,这样,例如致动器可以在不必克服弹簧的作用力的情况下打开和关闭阀。锁闩可以在供电故障时释放,或者由使锁闩断电的指令而释放。也可以在其它致动器或更常见的致动器中采用该锁闩,以在锁定状态时将可动部分保持在一预定位置,而在未锁定状态时允许该可动部分离开该位置运动。
在这个实施例中,锁闩设置在致动器的机壳3内。之前所述的驱动单元的端板31与机壳3一起限定一用于复位弹簧14的腔室32(在该图中未显示)。
由一马达(如前面所述的)驱动的可伸缩第一驱动轴8沿机壳的轴向延伸到驱动单元内,所述驱动单元包括之前所述的辊螺母11和辊螺杆。辊螺母11设置在一套筒内,所述套筒从驱动单元的端板31轴向延伸。
驱动单元包括一内套筒34。杆5贯穿该内套筒和机壳3的左手侧端板7延伸。端板7具有轴向延伸的套管36,杆5延伸到所述套管36内。杆还贯穿套管36的端壁37。杆在两个肩部38和39之间带有花键,肩部38和39构成端头止挡。花键40啮合套管36的内部,使得杆5(与一体的辊螺杆一起)能够轴向移动,但不能旋转。外端头止挡38能够抵接套管36的端部37,以限制杆5和辊螺杆在缩回方向上的运动。而内端头止挡39可以啮合套筒34的端部。
一压缩弹簧41设置在一中空锤部42内,所述中空锤部42远离端板35的那端具有一孔,所述孔套装在套筒34上,并由套筒34引导。锤部42在其靠近端板7的那端具有一凸缘43,所述凸缘43可以抵靠一电磁体44,所述电磁体包括由磁性材料制成的带槽环,所述带槽环包括正常情况下一直通电的线圈(未显示),从而克服弹簧41的作用力而将锤部42保持在端板7附近的合适位置上。从这里进一步的描述显而易见的是,中断或充分减小对电磁体的通电,则将释放锤部42,并导致释放锁闩。
驱动单元包括在其外圆柱形部分的圆周间隔开的履块45,履块45能够径向向内运动。各履块在其外部具有一组锯齿,所述锯齿通过接触表面47能够啮合机壳3内部的凹槽46,如图所示。
驱动单元借助于马达克服复位弹簧的作用力前进,当外端头止挡38抵接套管36的端部时,所述马达驱动所述第一驱动轴8而带动辊螺母旋转,使驱动单元产生轴向运动。当用于形状锁定的履块45到达凹槽46时,它们啮合凹槽,从而不能向后运动。
在驱动单元内部有一环48形式的内部构件,环48在杆5外轴向延伸,并安装在套筒34上。该环48在其周边支撑一杠杆联接器,所述杠杆联接器啮合履块45。在该例子中,联接器包括轴向间隔的两组圆周间隔开的杠杆49,所述杠杆49从所述环外部的支承缝隙延伸到履块内部。这些杠杆具有圆形端部,所述圆形端部接收在环48外和履块45内的局部圆形的凹槽50中。
多个重新加载弹簧(只显示了其中一个弹簧51)在环48的指向内的边沿52与驱动单元的壁之间延伸。这些弹簧将环48保持在一位置上,在该位置,连接杠杆49保持履块45与凹槽46的啮合。
当电磁体44断电时,锤部的弹簧41朝着环48推动锤部42。当锤部碰撞环48时,如图4所示,这样导致杠杆49‘卡合’在它们的死中心位置中,以从环形凹槽46收回履块45。由于履块45被释放,故障安全弹簧14可以(如图5所示)使驱动单元位移,从而使阀杆5位移,直到阀关闭,各马达上的电力机械制动器防止辊螺母旋转。
第一驱动轴8(和第二驱动轴8a)将轴向缩短,以收容该位移,同时保持相应驱动系的连续。
使电磁体44重新通电将会使锤部42保持在其通电‘备用’状态。齿轮系及其相联部件的前进最终导致履块45重新啮合凹槽46,以将组件保持在锁定状态。
辊锁定锁闩
图6-9示出了锁闩的构造和操作方式,该锁闩可以用于图1所述的致动器,并且在图1所述的致动器的内容中示出了该锁闩。锁闩起作用而克服弹簧的作用力将包括齿轮系10及其壳体12的驱动单元保持在合适位置,并允许辊螺母(之前所述的)使阀杆5前进和缩回,但在抵抗弹簧的作用力时不会消耗能量。
在图6所示的构造中,可伸缩驱动轴8的内杆8'贯穿齿轮系壳体12。其驱动参照图1所述的齿轮系10,以便经由减速装置带动辊螺母11旋转,所述辊螺母使连接于阀杆的辊螺杆13前进和缩回。故障安全弹簧14支承在齿轮系壳体12上。
当阀杆5的左手侧端部上的肩部(未显示)啮合一端头止挡以防止阀杆向左运动时,通过所述驱动轴8的旋转,致动器进入到如图6所示的状态,由此,齿轮系壳体12克服弹簧14的作用力而前进。
一套筒61从齿轮系壳体向左延伸(按照视图所示的角度)。在该套筒上安装有一环形电磁铁62。用于该电磁体的电枢63通过一拉簧64连接于齿轮系外壳的壁,这样,如果充分减小电磁体62的通电,电枢63将在杆5的轴向方向上快速向右移动。
电枢63具有用于一径向杠杆65的枢轴,所述径向杠杆65可枢转地连接于一轴向延伸的杠杆66,所述轴向延伸的杠杆66绕与安装在壳体12中的辊67重合的轴线枢转。辊68承载在轴向杠杆66上。辊67和68滚动接触。杠杆66在图7和8中显示为直的,但是,如图9所示,辊68偏离连接承载杠杆66的枢转轴线的直线。
当杠杆65大体上设置在轴向方向时,辊68可以进入致动器机壳3内部的环形凹部70中。
在该机构的状态下,弹簧14的作用力传递给机壳3,条件是从辊67到辊68的力的作用线具有向外的分量。
图7示出了电磁体62已经断电时的致动器和锁闩。杠杆65和66已旋转,以便允许辊68滚出环形凹部70。然后齿轮系壳体12自由移动,故障安全弹簧14被释放,以向左移动齿轮系外壳12及其相联部件。
图8显示了弹簧14已使驱动单元移动直到套筒61抵接机壳3的端板时的机构。
在实际的实施例中,在机壳3周围间隔设有几个所述的机构,每个机构带有各自的辊67和68。这显示在图9中,图9示出了辊68中的几个。
动力转向控制(PSC)锁闩
图10示出了锁闩的另一个实施例,该锁闩主要设计用于参照图1所述的致动器,但是也可以具有其它用途。
可伸缩驱动轴8的内杆8'延伸到齿轮系壳体12内。它驱动齿轮系10,从而驱动辊螺母11,如前所述,所述辊螺母11啮合杆5上的辊螺杆13。故障安全弹簧14支承在齿轮系壳体12上。
图10是示意性的,为简单起见,仅显示了一个锁闩机构。如图13所指示,优选设有多个在致动器中心轴线周围间隔开的平行机构。
致动器机壳3的端板7承载一环形框架101,所述环形框架101内设有一轴向可动的环形板102。复位活塞103(在图10中仅显示了一个)向板102后延伸。活塞在板周围间隔开。每个活塞承载一复位弹簧104(参见图13)。
每个机构包括一‘径向’杠杆105,所述‘径向’杠杆枢转至板102,并在图10所示的位置径向向外延伸。一相应的枢转臂106枢转至径向杠杆105的远端,所述枢转臂106还枢转至相应的在框架101前面倾斜延伸的附着臂107。
枢转臂106的端部限定一肩部108,相应‘卡合’杆109的远端位于所述肩部108内,所述‘卡合’杆109延伸至齿轮系壳体的枢轴110。
借助于设置在端板7上的电磁体111克服复位弹簧的作用力而保持所述板102。
如图13所示,各复位弹簧104设置在相应活塞103的头部112与框架101内的基准表面(datum surface)之间。所述板102被复位弹簧推动远离端板7,当电磁体111断电时,所述板102则向视图的右边移动。
当齿轮系外壳被驱动足够远以致卡合杆109的端部位于肩部108中时,机构到达如图10所述的状态。此时,复位弹簧14的作用力由杆109支撑,从而由框架101上的臂107支撑。
通过中断对电磁体111的供电,则可释放所述锁闩。因此,板102被复位弹簧104快速拉开。此举使各径向杠杆105旋转,从而使枢转臂106旋转,以使卡合杆109的远端从肩部108位移,如图11所示。
此时,故障安全弹簧14被释放,向后推动齿轮系壳体和杆5,从而使锁闩机构坍缩至如图12所示的状态。在该状态下,各杆109与相应的臂106并行设置,因为齿轮系壳体已经啮合活塞103的头部,所以板102已经被推到电磁体111附近。
图13还更详细地显示了,各枢转臂106的端部具有位于一凸台114周围的弓形端部113,所述凸台114形成在相应的附着臂107上。
纯辊锁闩
图14示出了致动器和辊锁闩的相关部分,所述辊锁闩能够克服故障安全弹簧14的作用力而将齿轮系壳体12保持在合适位置,并允许齿轮系10向辊螺母11传递驱动,从而向辊螺杆13和杆5传递驱动,正如前面所述的。此种驱动可以通过可伸缩驱动轴8和8a中的任何一个传递。
一环形电磁体141位于致动器机壳3的远离故障安全弹簧14的端板7上。当电磁体充分通电时,它克服设置在端板7与环形锤部142的边沿之间的压缩弹簧143的作用力而保持环形锤部142。
在这个实施例中,锁闩优选具有多组锁定辊(如图18所示),这些组锁定辊在套筒144周围间隔开,所述套筒144朝着端板7在齿轮系外壳的轴向延伸,并覆盖辊螺杆13的一部分。
在图14中显示了这些组辊中的两组,但是,为方便起见,仅详细描述一组。
参照图14和17,一托架145枢转至齿轮系外壳,所述托架145朝杆5向内延伸。托架在其端部由一压缩弹簧146接合,所述压缩弹簧146推动托架远离杆5的轴线。当锤部142被释放时,所述托架还形成用于锤部142的碰板。托架148可以在支撑件147的缝隙中旋转,所述支撑件147具有一与辊149滚动接触的弧形辊表面148,所述辊149安装成在托架145上旋转。辊149与承载在臂151上的辊150滚动接触,所述臂151可枢转地安装在一支座152内,所述支座152固定在致动器机壳3的侧壁153中。支座具有一边沿,辊149在该边沿上滚动接触。支座限制臂151的运动,尤其是借助于可以接收辊150的浅杯155而限制所述臂的运动。
托架包括一锁闩导向装置156,锁闩导向装置156可以在辊150的两半部之间延伸以接合臂151的端部,这样,在弹簧146的作用下,托架远离轴线旋转,使辊149和150进入稍微超过中心的位置,由此,将弹簧14的力通过支撑件147和辊149、150传递,以由支座152支持,从而由机壳3支持。
在电磁体141断电时,锤部142被释放,并由弹簧143驱动而撞击托架145。碰撞时,托架朝着杆5的轴线旋转。辊149绕辊150滚动通过一死中心位置,锁闩被释放(图15),从而使故障安全弹簧14自由,以使驱动单元和杆5位移。可以驱动该机构返回到如图16所示的状态,在该状态,锤部142已返回到电磁体141,而锤部的弹簧143被再次压缩。电磁体44的重新通电将使锤部保持在其‘充电’状态。给驱动马达中的一个或另一个的指令使齿轮系和辊螺杆组件能够给故障安全弹簧再次充电,导致致动器到达图14所示的状态。该实施例的优点在于,锁定和释放动作是纯滚动动作,减少了摩擦或受损风险。
如图18所示,设有绕穿过杆5的中心轴线周向间隔开的多组托架145、辊149、150和支座152。

Claims (59)

1.一种海底电致动器,包括:电动马达;从该电动马达连接到一驱动单元(10,11,12)的可伸缩驱动连接件(8),所述驱动单元能够往复移动,并将所述可伸缩驱动连接件的旋转运动转换成一操作构件(5)的线性运动;复位弹簧(14),其在所述驱动单元上起作用而朝着一基准状态推动所述操作构件;和锁闩(15),该锁闩在设定成将所述驱动单元保持在一预定位置时起作用,以便消除所述复位弹簧的作用,由此所述操作构件能够相对于不受所述复位弹簧的作用的所述驱动单元前进和缩回,并在释放时起作用,以允许所述复位弹簧在所述驱动单元上起作用而使所述操作构件回复至基准状态;
其中,所述驱动单元包括位于与所述操作构件(5)相连的辊螺杆(13)上的驱动螺母(11)。
2.如权利要求1所述的海底电致动器,其中,所述驱动单元包括减速齿轮装置(10)。
3.如权利要求1所述的海底电致动器,还包括用于防止所述辊螺杆(13)和所述操作构件(5)旋转的装置。
4.如权利要求1所述的海底电致动器,其中,该海底电致动器包括两个相联的电动马达,所述两个相联的电动马达由相应电能存储装置供电,各电动马达均具有连接于所述驱动单元(10,11,12)的可伸缩驱动连接件(8,8a),所述驱动单元构造成由所述两个相联的电动马达中的任一马达驱动。
5.如权利要求1所述的海底电致动器,其中,所述锁闩(15)为一电磁锁闩,其布置成在通电时处于一设定状态,在断电时释放。
6.如权利要求1-5任一所述的海底电致动器,其中,所述锁闩(15)适合于在所述驱动单元克服所述复位弹簧(14)的作用力运动至预定位置时进入锁定所述复位弹簧的设定状态。
7.如权利要求1-4任一所述的海底电致动器,其中,该锁闩包括:
至少一个锁定履块(45),其设置成与防止所述锁定履块运动的表面(46)接合,所述锁定履块(45)能够从所述表面向内位移,并安装在所述驱动单元内;
安装在所述驱动单元内的构件(48);
位于安装在所述驱动单元内的所述构件与所述锁定履块之间的杠杆联接器(49);
弹簧加载的锤部(42),所述锤部能够借助于一驱动弹簧操作而撞击安装在所述驱动单元内的所述构件(48),由此使所述杠杆联接器枢转,以允许所述锁定履块脱离所述表面;和
电磁体(44),用于克服所述锤部的弹簧载荷而保持所述锤部。
8.如权利要求7所述的海底电致动器,其中,在安装在所述驱动单元内的所述构件(48)周围设有多个间隔开的所述锁定履块(45)。
9.如权利要求8所述的海底电致动器,其中,所述杠杆联接器包括连接在安装在所述驱动单元内的所述构件(48)和所述锁定履块之间的至少一组杠杆。
10.如权利要求9所述的海底电致动器,其中,在安装在所述驱动单元内的所述构件(48)和所述锁定履块(45)之间设有两组轴向间隔开的杠杆。
11.如权利要求1-4任一所述的海底电致动器,其中,该锁闩包括:
电磁体(62),其设置在所述驱动单元上;
电枢(63),当所述电磁体被充分供电时,所述电枢由所述电磁体保持;
弹簧(64),用于在所述电磁体断电时使所述电枢远离所述电磁体运动;和
联动装置,其包括第一辊(68),所述第一辊位于一基准凹部(70)中,以克服复位弹簧的作用而支撑所述驱动单元,所述联动装置布置成响应于所述电枢远离所述电磁体的运动而从所述凹部收回所述第一辊。
12.如权利要求11所述的海底电致动器,其中,所述第一辊(68)与安装在驱动单元上的第二辊(67)接合。
13.如权利要求12所述的海底电致动器,其中,所述联动装置包括枢转至所述电枢(63)的杠杆(65)和承载所述第一辊(68)的载体(66),所述载体在所述杠杆(65)和所述驱动单元上的枢轴之间延伸。
14.如权利要求1-4任一所述的海底电致动器,其中,该锁闩包括:
杆(109),其枢转至所述驱动单元,并由此在远离预定位置的方向上延伸;
固定支座(101,107);
联动装置(105,106),其包括一臂(106),所述臂枢转至所述固定支座,并包括用于接收所述杆(109)的远端的肩部(108),由此防止驱动单元朝着所述固定支座运动;
可动操作构件(102),其连接于所述联动装置,并能够通过一操作弹簧(104)而移动以使所述联动装置坍缩,以从所述肩部(108)释放所述杆(109)的所述远端,从而允许所述驱动单元运动;和
电磁体(111),用于克服所述操作弹簧的作用而将所述可动操作构件(102)保持在适当位置,并防止所述联动装置坍缩。
15.如权利要求14所述的海底电致动器,其中,所述联动装置包括枢转至所述可动操作构件(102)和所述臂(106)的杠杆(105)。
16.如权利要求15所述的海底电致动器,其中,当所述驱动单元朝着所述固定支座移动时,所述杆(109)与所述臂(106)并行延伸。
17.如权利要求1-4任一所述的海底电致动器,其中,该锁闩包括:
托架(145),其枢转至所述驱动单元,所述托架承载第一辊(149);
臂(151),其枢转至一固定构件,并承载用于与所述第一辊接合的第二辊(150);
用于将所述托架偏压至一角位置的装置,在该角位置,当所述驱动单元在所述预定位置时,所述复位弹簧对所述驱动单元的作用力被传递给所述固定构件;和
锤部(142),其设置成克服一操作弹簧的作用力而由一电磁体(141)保持,在所述电磁体断电时,所述操作弹簧能够移动所述锤部,以撞击所述托架而使所述托架旋转,所述托架(145)的旋转引起所述第一辊(149)和第二辊(150)相对滚动,并脱开所述第一辊(149)和第二辊(150)。
18.如权利要求17所述的海底电致动器,其中,所述锤部(142)设置成响应于所述驱动单元朝着所述基准状态的运动而能够由所述电磁体再捕获。
19.如权利要求17所述的海底电致动器,其中,该海底电致动器包括用于限制所述臂(151)在与所述旋转相反的方向上运动的装置。
20.如权利要求18所述的海底电致动器,其中,该海底电致动器包括用于限制所述臂(151)在与所述旋转相反的方向上运动的装置。
21.如权利要求17所述的海底电致动器,其中,在操作构件(5)周围设有多组间隔开的所述第一辊(149)和第二辊(150)。
22.一种海底电致动器,包括:电动马达;位于所述电动马达和一驱动单元(10,11,12)之间的可伸缩驱动连接件(8),所述驱动单元能够往复移动,并将所述可伸缩驱动连接件的旋转运动耦合至一螺杆(13)上的驱动螺母(11),所述螺杆设置成能够轴向运动而不旋转,并连接于一操作构件(5);复位弹簧(14),该复位弹簧在所述驱动单元上起作用而朝着一基准状态推动所述操作构件。
23.如权利要求22所述的海底电致动器,其中,该海底电致动器包括两个相联的电动马达,所述两个相联的电动马达由相应电能存储装置供电,各电动马达均具有连接于所述驱动单元的可伸缩驱动连接件(8,8a),所述驱动单元构造成由所述两个相联的电动马达中的任一马达驱动。
24.如权利要求22或23所述的海底电致动器,还包括具有一用于将所述驱动单元保持在一预定位置的锁闩(15)的装置,在该预定位置,所述驱动单元能够前后驱动所述螺杆(13)。
25.如权利要求24所述的海底电致动器,其中,该锁闩包括:
至少一个锁定履块(45),其设置成与防止所述锁定履块运动的表面(46)接合,所述锁定履块(45)能够从所述表面向内位移,并安装在所述驱动单元内;
安装在所述驱动单元内的构件(48);
位于安装在所述驱动单元内的所述构件与所述锁定履块之间的杠杆联接器(49);
弹簧加载的锤部(42),所述锤部能够借助于一驱动弹簧操作而撞击安装在所述驱动单元内的所述构件(48),由此使所述杠杆联接器枢转,以允许所述锁定履块脱离所述表面;和
电磁体(44),用于克服所述锤部的弹簧载荷而保持所述锤部。
26.如权利要求25所述的海底电致动器,其中,在安装在所述驱动单元内的所述构件(48)周围设有多个间隔开的所述锁定履块(45)。
27.如权利要求26所述的海底电致动器,其中,所述杠杆联接器包括连接在安装在所述驱动单元内的所述构件(48)和所述锁定履块之间的至少一组杠杆。
28.如权利要求27所述的海底电致动器,其中,在安装在所述驱动单元内的所述构件(48)和所述锁定履块(45)之间设有两组轴向间隔开的杠杆。
29.如权利要求24所述的海底电致动器,其中,该锁闩包括:
电磁体(62),其设置在所述驱动单元上;
电枢(63),当所述电磁体被充分供电时,所述电枢由所述电磁体保持;
弹簧(64),用于在所述电磁体断电时使所述电枢远离所述电磁体运动;和
联动装置,其包括第一辊(68),所述第一辊位于一基准凹部(70)中,以克服复位弹簧的作用而支撑所述驱动单元,所述联动装置布置成响应于所述电枢远离所述电磁体的运动而从所述凹部收回所述第一辊。
30.如权利要求29所述的海底电致动器,其中,所述第一辊(68)与安装在驱动单元上的第二辊(67)接合。
31.如权利要求30所述的海底电致动器,其中,所述联动装置包括枢转至所述电枢(63)的杠杆(65)和承载所述第一辊(68)的载体(66),所述载体在所述杠杆(65)和所述驱动单元上的枢轴之间延伸。
32.如权利要求24所述的海底电致动器,其中,该锁闩包括:
杆(109),其枢转至所述驱动单元,并由此在远离预定位置的方向上延伸;
固定支座(101,107);
联动装置(105,106),其包括一臂(106),所述臂枢转至所述固定支座,并包括用于接收所述杆(109)的远端的肩部(108),由此防止驱动单元朝着所述固定支座运动;
可动操作构件(102),其连接于所述联动装置,并能够通过一操作弹簧(104)而移动以使所述联动装置坍缩,以从所述肩部(108)释放所述杆(109)的所述远端,从而允许所述驱动单元运动;和
电磁体(111),用于克服所述操作弹簧的作用而将所述可动操作构件(102)保持在适当位置,并防止所述联动装置坍缩。
33.如权利要求32所述的海底电致动器,其中,所述联动装置包括枢转至所述可动操作构件(102)和所述臂(106)的杠杆(105)。
34.如权利要求33所述的海底电致动器,其中,当所述驱动单元朝着所述固定支座移动时,所述杆(109)与所述臂(106)并行延伸。
35.如权利要求24所述的海底电致动器,其中,该锁闩包括:
托架(145),其枢转至所述驱动单元,所述托架承载第一辊(149);
臂(151),其枢转至一固定构件,并承载用于与所述第一辊接合的第二辊(150);
用于将所述托架偏压至一角位置的装置,在该角位置,当所述驱动单元在所述预定位置时,所述复位弹簧对所述驱动单元的作用力被传递给所述固定构件;和
锤部(142),其设置成克服一操作弹簧的作用力而由一电磁体(141)保持,在所述电磁体断电时,所述操作弹簧能够移动所述锤部,以撞击所述托架而使所述托架旋转,所述托架(145)的旋转引起所述第一辊(149)和第二辊(150)相对滚动,并脱开所述第一辊(149)和第二辊(150)。
36.如权利要求35所述的海底电致动器,其中,所述锤部(142)设置成响应于所述驱动单元朝着所述基准状态的运动而能够由所述电磁体再捕获。
37.如权利要求35所述的海底电致动器,其中,该海底电致动器包括用于限制所述臂(151)在与所述旋转相反的方向上运动的装置。
38.如权利要求36所述的海底电致动器,其中,该海底电致动器包括用于限制所述臂(151)在与所述旋转相反的方向上运动的装置。
39.如权利要求35所述的海底电致动器,其中,在操作构件(5)周围设有多组间隔开的所述第一辊(149)和第二辊(150)。
40.一种锁闩,用于将一单元(12)保持在一预定位置以便防止该单元(12)远离该预定位置运动、但允许在释放锁闩时进行这样的运动,其包括:
至少一个锁定履块(45),其设置成与防止所述锁定履块运动的表面(46)接合,所述锁定履块(45)能够从所述表面向内位移,并安装在所述单元(12)上;
安装成在所述单元(12)内运动的构件(48);
位于所述构件与所述锁定履块之间的杠杆联接器(49);
弹簧加载的锤部(42),所述锤部(42)借助于一驱动弹簧来操作而撞击所述构件(48),由此使杠杆联接器枢转,以允许所述锁定履块脱离所述表面;和
电磁体(44),用于克服所述锤部的弹簧载荷而保持所述锤部。
41.如权利要求40所述的锁闩,其中,在所述构件(48)周围设有多个间隔开的所述锁定履块(45)。
42.如权利要求41所述的锁闩,其中,所述杠杆联接器包括连接在所述构件(48)和所述锁定履块之间的至少一组杠杆。
43.如权利要求42所述的锁闩,其中,在所述构件(48)和所述锁定履块(45)之间设有两组轴向间隔开的杠杆。
44.如权利要求40-43中任一所述的锁闩,其中,一复位弹簧(14)被设置成在锁闩被释放时使所述单元(12)远离所述预定位置移动。
45.一种锁闩,用于将一单元(12)在一机壳内保持在一预定位置以便防止该单元远离该预定位置运动、但允许在释放该锁闩时进行这样的运动,该锁闩包括:
电磁体(62),其设置在所述单元(12)上;
电枢(63),当所述电磁体充分被供电时,所述电枢由所述电磁体保持;
弹簧(64),用于在所述电磁体断电时使所述电枢远离所述电磁体运动;和
联动装置(65-68),其包括第一辊(68),所述第一辊位于一基准凹部(70)中,以克服复位弹簧的作用而支撑所述单元(12),所述联动装置布置成响应于所述电枢远离所述电磁体的运动而从所述基准凹部收回所述第一辊。
46.如权利要求45所述的锁闩,其中,所述第一辊(68)与安装在所述单元上的第二辊(67)接合。
47.如权利要求46所述的锁闩,其中,所述联动装置包括枢转至所述电枢(63)的杠杆(65)和承载所述第一辊(68)的载体(69),所述载体在所述杠杆(65)和所述单元(12)上的枢轴之间延伸。
48.如权利要求45-47中任一所述的锁闩,其中,一复位弹簧(14)被设置成在所述锁闩被释放时使所述单元(12)远离所述预定位置移动。
49.一种锁闩,用于反抗在远离一预定位置的特定方向上的运动而保持一可动单元(12),该锁闩包括:
杆(109),其枢转至所述可动单元(12),并由此在所述特定方向上延伸;
固定支座(101,107);
联动装置(105,106),该联动装置包括一臂(106),所述臂枢转至所述固定支座,并包括用于接收所述杆(109)的远端的肩部(108),由此防止所述可动单元(12)朝着所述固定支座运动;
可动操作构件(102),该可动操作构件连接于所述联动装置,并能够通过一操作弹簧(104)而移动以使所述联动装置坍缩,以从所述肩部(108)释放所述杆(109)的所述远端,从而允许所述可动单元(12)运动;和
电磁体(111),用于克服所述操作弹簧的作用而将所述可动操作构件(102)保持在适当位置,并防止所述联动装置坍缩。
50.如权利要求49所述的锁闩,其中,所述联动装置包括枢转至所述可动操作构件(102)和所述臂(106)的杠杆(105)。
51.如权利要求49所述的锁闩,其中,当所述可动单元(12)朝着所述固定支座移动时,所述杆与臂(106)并行延伸。
52.如权利要求49-51中任一所述的锁闩,其中,一复位弹簧(14)被设置成在所述锁闩被释放时使所述可动单元(12)远离所述预定位置移动。
53.一种锁闩,用于保持一可动单元(12)而反抗在远离一预定位置的特定方向上的运动,其包括:
托架(145),其枢转至所述可动单元(12),所述托架承载第一辊(149);
臂(151),其枢转至一固定位置,并承载用于与所述第一辊接合的第二辊(150);
用于将所述托架偏压至一角位置的装置,其中,当所述可动单元(12)处于所述预定位置时,所述可动单元(12)在所述特定方向上的力被传递给固定构件;和
锤部(142),其设置成克服一操作弹簧(143)的作用力而由一电磁体(141)保持,在所述电磁体断电时,所述操作弹簧能够移动所述锤部,以撞击所述托架从而使所述托架旋转,该旋转带动第一辊(149)和第二辊(150)相对滚动,并脱开所述第一辊(149)和第二辊(150)。
54.如权利要求53所述的锁闩,其中,所述锤部(142)设置成响应于所述可动单元(12)在所述特定方向上的运动而能够由所述电磁体(141)再捕获。
55.如权利要求53所述的锁闩,其中,该锁闩包括用于限制所述臂(151)在与所述旋转相反的方向上运动的装置。
56.如权利要求54所述的锁闩,其中,该锁闩包括用于限制所述臂(151)在与所述旋转相反的方向上运动的装置。
57.如权利要求53-56中任一所述的锁闩,其中,该锁闩设有多组周向间隔开的第一辊(149)和第二辊(150)。
58.如权利要求53-56中任一所述的锁闩,其中,一复位弹簧(14)被设置成在锁闩被释放时使所述可动单元(12)远离所述预定位置移动。
59.如权利要求57所述的锁闩,其中,一复位弹簧(14)被设置成在锁闩被释放时使所述可动单元(12)远离所述预定位置移动。
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