CN104828221A - 一种水下运载器用浮力球弹射装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种水下运载器用浮力球弹射装置，以弹簧提供原动力，它包括浮力球定位部分，杠杆转换部分，浮力球释放部分。机械本体提供水下运载器与该弹射装置之间的连接平台。当水下运载器正常作业时，该装置通过鹰头钩的约束能够安全的保持未释放状态；当水下运载器完成作业浮上水面时，控制系统通过施加信号使失电电磁铁通电失磁，从而使鹰头钩受力不平衡发生偏转，失去对浮力球的约束作用，进而浮力球就在弹簧的弹力作用下弹出距运载器一定距离的水面处，这样回收人员就能够在与运载器保持一定安全距离的前提下顺利回收运载器。本发明依靠机械方法定位和释放，具有结构紧凑、安全、可靠等优点。

Description

一种水下运载器用浮力球弹射装置

技术领域

本发明涉及的是一种水下运载器回收装置。

背景技术

自主式水下机器人等水下作业设备在复杂的海洋环境中完成作业后，需要浮出水面进行回收，以备下次使用，但是在回收过程中，回收人员乘坐的船只需要与运载器保持一定的安全距离，防止与运载器发生刮碰，因为一旦发生刮碰可能会对运载器产生很大影响，从而影响其下次的使用性能，造成不必要的损失。因此，为了方便进行回收，这就需要运载器本身携带有一种可供回收用的装置，且这种装置的安全性和可靠性对于回收作业的顺利完成有很重要的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供能够实现弹射浮力球与运载器本身分离的一种水下运载器用浮力球弹射装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种水下运载器用浮力球弹射装置，其特征是：包括底部支架、导向杆、立板支架、顶板、吸盘、电磁铁，导向杆、立板支架的底端均固定在底部支架上，立板支架包括成U型的左侧部分、中间部分、右侧部分，立板支架的左侧部分和立板支架的右侧部分分别位于导向杆的左右两侧，浮力球球体安装在球体支架上，球体支架中间设置通孔，球体支架通过其通孔套在导向杆上，沿导向杆放置弹簧，弹簧底端通过弹簧压板固定在底部支架上，立板支架的左侧部分上固定有第一鹰头钩支架和第二鹰头钩支架，第一鹰头钩安装在第一鹰头钩支架和第二鹰头钩支架之间，第一鹰头钩与第二鹰头钩支架之间设置第一扭簧，立板支架的右侧部分上固定有第三鹰头钩支架和第四鹰头钩支架，第二鹰头钩安装在第三鹰头钩支架和第四鹰头钩支架之间，第二鹰头钩与第四鹰头钩支架之间设置第一扭簧，顶板设置在第一鹰头钩和第二鹰头钩下方，吸盘与顶板装配，电磁铁安装在磁铁支架上并位于吸盘下方，磁铁支架固定在立板支架的中间部分上。

本发明还可以包括：

1、立板支架的左侧部分以及立板支架的右侧部分上分别安装第一摆动轴和第二摆动轴，顶板成U型，其两侧分别与第一摆动轴和第二摆动轴相连。

本发明的优势在于：

1、两个鹰头钩由一个顶板支撑，且靠一个电磁铁吸合吸盘，可以保证鹰头钩在释放浮力球时具有同时性。

2、鹰头钩与支撑顶板组成一个二级杠杆机构，对受力进行转换，以保证吸盘受力不超出失电电磁铁的吸合范围。

3、采用弹簧即压簧提供动力，而不用高压气体，可以降低对动力源的密封要求，并且在浮力球释放过程中弹簧直接弹射浮力球，中间无转换装置，可以提高能量的使用效率。另外，根据弹射距离的要求可以更换不同弹性系数的压簧。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明省略了球体、弹簧和摆动轴的俯视图；

图3为电磁铁支架示意图；

图4为鹰头钩顶板示意图；

图5为吸盘示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～5，本发明主要由浮力球定位部分，杠杆转换部分，浮力球释放部分组成。浮力球球体11安装在球体支架13上，球体支架13中间有通孔，套在导向杆12上。导向杆下端开有螺纹，与底部支架1的螺纹孔配合安装。弹簧15沿导向杆12放置，其底端靠两个弹簧压板18固定在底部支架1上。立板支架19通过螺栓2、垫片3、螺母4安装在底部支架1上，其中间开有方孔，两侧分别通过螺母8、垫片9及螺栓10安装有两个鹰头钩支架24，且两个鹰头钩支架24中间留有一定的空间，鹰头钩14的一侧安装有扭簧25，二者一起通过螺栓23、螺母26安装在两个鹰头钩支架24中间。鹰头钩14下方安装有顶板22，顶板22呈U形，两侧通过摆动轴5、螺母6、弹簧垫片7分别与立板支架19固定，顶板中间部分开有通孔，吸盘20通过螺母21和顶板22进行装配，而吸盘下方安装有电磁铁16，电磁铁16通过螺钉连接与磁铁支架17装配在一起。

这种实施方式的工作原理为：

在水下运载器进行水下作业前，施加外力将浮力球沿着导向杆12下压，当球体支架13的下沿接触到鹰头钩14时继续下压，鹰头钩14会发生偏转，直到鹰头钩14在扭簧25的回转力作用下回转到原来状态时，撤去外力，浮力球由于受到下方弹簧15的回复力作用而向上移动直到鹰头钩14钩住球体支架13的下沿。此时由于鹰头钩14的一端受到顶板22的支承作用而无法继续发生偏转，从而达到稳定状态，在水下运载器进行水下作业的整个过程中，浮力球弹射装置将一直保持这种状态。

当水下运载器完成水下作业浮上水面后，通过控制系统对电磁铁16施加一个电信号，使电磁铁16通电失磁，从而使吸盘20不再受到电磁铁16的吸附力。进而在弹簧15的回复力作用下，顶板22会沿着摆动轴5发生摆动，从而使鹰头钩14失去支承而发生偏转。当鹰头钩14偏转到一定程度后，就会失去对球体支架13的约束作用，浮力球就会在弹簧15的作用下被弹射出去。

本发明一种水下运载器用浮力球弹射装置，包括底板、立板支架、球体、球体支架、拉绳、导向杆、压簧、鹰头钩、鹰头钩支架、扭簧、顶板、摆动轴、吸盘、失电电磁铁及磁铁支架；底板上安装立板支架，底板中心处安装导向杆；立板支架两侧安装鹰头钩支架和鹰头钩，中间处安装电磁铁支架和电磁铁，鹰头钩下方安装有顶板，顶板通过摆动轴安装在立板支架上；顶板中间安装有吸盘，吸盘靠电磁铁吸合；浮力球依靠外力沿中间导向杆向下压缩弹簧，当鹰头钩随球体支架发生偏转时，继续施加外力，直到鹰头钩由于扭簧的作用反转到原来状态时撤去外力，此时由于压簧的回复力作用，浮力球会向上移动，直到被鹰头钩钩到，而鹰头钩下端依靠顶板支承，从而达到力平衡状态；待需要释放浮力球时，依靠控制系统施加信号，使失电电磁铁通电失磁，失去对吸盘的吸合力，从而鹰头钩由于受力不平衡发生反转并对浮力球失去约束作用，浮力球在弹簧的回复力作用下被弹射出去；浮力球连接在拉绳的一端上，而拉绳另一端则连接在弹射装置本体上。

两个鹰头钩对称分布，使浮力球受力均匀，避免发生倾覆。中间导向杆起导向作用，可以防止浮力球的位置发生偏移。采用的电磁铁为失电电磁铁，在未通电状态下可以对吸盘保持吸合作用，其只在通电状态下失磁，由此可以避免长时间对电磁铁施加信号。浮力球由球体和球体支架组成，球体的材料为固体浮力材料，该材料密度小，强度高，吸水少，可以有效减小球的重量。拉绳采用质轻，强度高，耐腐蚀的芳纶绳，在满足抗拉强度的同时，可以减少释放过程中的能量损失。

一种水下运载器用浮力球弹射装置，其特征是：包括底板、立板支架、球体、球体支架、拉绳、导向杆、压簧、鹰头钩、鹰头钩支架、扭簧、顶板、摆动轴、吸盘、失电电磁铁及磁铁支架；底板上安装立板支架，底板中心处安装导向杆；立板支架两侧安装鹰头钩支架和鹰头钩，中间处安装电磁铁支架和电磁铁，鹰头钩下方安装有顶板，顶板通过摆动轴安装在立板支架上；顶板中间安装有吸盘，吸盘靠电磁铁吸合；浮力球依靠外力沿中间导向杆向下压缩弹簧，当鹰头钩随球体支架发生偏转时，继续施加外力，直到鹰头钩由于扭簧的作用反转到原来状态时撤去外力，此时由于压簧的回复力作用，浮力球会向上移动，直到被鹰头钩钩到，而鹰头钩下端依靠顶板支承，从而达到力平衡状态；待需要释放浮力球时，依靠控制系统施加信号，使失电电磁铁通电失磁，失去对吸盘的吸合力，从而鹰头钩由于受力不平衡发生反转并对浮力球失去约束作用，浮力球在弹簧的回复力作用下被弹射出去；浮力球连接在拉绳的一端上，而拉绳另一端则连接在弹射装置本体上。

两个鹰头钩对称分布，使浮力球受力均匀，且两个鹰头钩由一个顶板支撑，顶板受同一个电磁铁吸合作用，可以保证鹰头钩在释放浮力球时具有同时性。

鹰头钩依靠顶板支撑达到力平衡状态，是由鹰头钩与顶板组成一个二级杠杆机构，以保证吸盘受力不超出失电电磁铁的吸合范围。

导向杆起导向作用，防止浮力球的位置发生偏移。

弹簧为装置提供动力，可以降低对动力源的密封要求，且可以根据弹射距离要求对弹簧进行更换。

电磁铁为失电电磁铁，未通电状态下可以对吸盘保持吸合作用，只在通电状态下失磁，由此可以避免长时间对电磁铁施加信号。

浮力球由球体和球体支架组成，球体的材料为固体浮力材料，该材料密度小，强度高，吸水少，可以有效减小球的重量。

拉绳采用质轻，强度高，耐腐蚀的芳纶绳，在满足抗拉强度的同时，可以减少释放过程中的能量损失。

Claims (2)

1.一种水下运载器用浮力球弹射装置，其特征是：包括底部支架、导向杆、立板支架、顶板、吸盘、电磁铁，导向杆、立板支架的底端均固定在底部支架上，立板支架包括成U型的左侧部分、中间部分、右侧部分，立板支架的左侧部分和立板支架的右侧部分分别位于导向杆的左右两侧，浮力球球体安装在球体支架上，球体支架中间设置通孔，球体支架通过其通孔套在导向杆上，沿导向杆放置弹簧，弹簧底端通过弹簧压板固定在底部支架上，立板支架的左侧部分上固定有第一鹰头钩支架和第二鹰头钩支架，第一鹰头钩安装在第一鹰头钩支架和第二鹰头钩支架之间，第一鹰头钩与第二鹰头钩支架之间设置第一扭簧，立板支架的右侧部分上固定有第三鹰头钩支架和第四鹰头钩支架，第二鹰头钩安装在第三鹰头钩支架和第四鹰头钩支架之间，第二鹰头钩与第四鹰头钩支架之间设置第一扭簧，顶板设置在第一鹰头钩和第二鹰头钩下方，吸盘与顶板装配，电磁铁安装在磁铁支架上并位于吸盘下方，磁铁支架固定在立板支架的中间部分上。

2.根据权利要求1所述的一种水下运载器用浮力球弹射装置，其特征是：立板支架的左侧部分以及立板支架的右侧部分上分别安装第一摆动轴和第二摆动轴，顶板成U型，其两侧分别与第一摆动轴和第二摆动轴相连。