CN106285282A - 一种深海保温保压舱的转向开关盖机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深海大洋海底取样转运设备，具体地说是一种深海保温保压舱的转向开关盖机构，动力源及转向杆固定架分别安装在保温保压舱体上，转向杆可相对移动，并插设在转向杆固定架中，一端通过旋转机构与动力源的输出端相连，另一端与顶端盖固定架连接，顶端盖固定架的另一端连接有顶端盖；转向杆上沿轴向设有运动轨迹槽，转向杆固定架上设有插设于该运动轨迹槽内的柱销，转向杆通过动力源的驱动沿轴向往复升降，柱销在升降过程中始终位于运动轨迹槽内，实现顶端盖与保温保压舱体之间的开关盖。本发明可在单油缸动力源供给的条件下完成不定向旋转的功能，降低了动力源多输入输出的控制数量，避免高精度协同作业，减少出错几率。

Description

一种深海保温保压舱的转向开关盖机构

技术领域

本发明涉及深海大洋海底取样转运设备，具体地说是一种深海保温保压舱的转向开关盖机构。

背景技术

目前，正在使用的为数不多的几种深海保温保压样品转运舱的开合盖运动方式一般有三种运动模式。第一种在有足够的高度空间的条件下，通过油缸进行单轴往复运动完成开合盖动作；这种往复运动机构的特点是运动空间较大，轴向单一。第二种在动力源输入输出单元充裕的条件下，可使用双油缸方式进行协同运动完成开合盖动作；其特点是必须预先设定两套油缸的运动顺序，其协同运动必须精确。第三种是利用转盘机构完成不同轴向上的运动，往往转盘机构是通过棘轮控制转盘使其在指定的方向上进行旋转完成开合盖动作，同时需要限制其正向旋转和反向旋转的角度；其特点是不能保证匀速运动,在传动过程中,一旦传动比在变化旋转角度就会出现偏移，还需考虑产生死点现象。以上三种情况其特性决定了在深海压力复杂变化环境下，其操作难度和稳定性都不能支撑保温保压舱正常运转，因此需要开发一种全新的转向开关盖机构以克服当前在空间不足的情况下，顶端盖开合的困难。

发明内容

针对上述转运舱开合盖模式所存在的不足，本发明的目的在于提供一种在深海压力复杂变化环境下使用的深海保温保压舱的转向开关盖机构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括动力源、旋转机构、转向杆、转向杆固定架、柱销及顶端盖固定架，其中动力源及转向杆固定架分别安装在保温保压舱体上，所述转向杆可相对移动地插设在转向杆固定架中，一端通过所述旋转机构与动力源的输出端相连，另一端与所述顶端盖固定架连接，该顶端盖固定架的另一端连接有顶端盖；所述转向杆上沿轴向设有运动轨迹槽，所述转向杆固定架上设有插设于该运动轨迹槽内的柱销，所述转向杆通过动力源的驱动沿轴向往复升降，所述柱销在升降过程中始终位于运动轨迹槽内，实现所述转向杆在升降的同时进行转动，带动所述顶端盖升降且转动，实现该顶端盖与所述保温保压舱体之间的开关盖；

其中：所述运动轨迹槽的两端为条形槽，两端条形槽之间为弧形槽过渡，所述顶端盖的运动轨迹在横截面呈90度圆周运动；所述两端条形槽的长度方向的中心线相互平行，且平行于所述转向杆的轴向中心线；所述旋转机构包括旋转座及轴承，该旋转座安装在所述动力源输出端，所述转向杆的一端通过轴承与旋转座转动连接；所述动力源为油缸，该油缸的缸套通过油缸固定架安装在所述保温保压舱体上，所述旋转座连接于油缸的活塞杆上，该活塞杆的运动方向与保温保压舱体的轴向相平行。

本发明的优点与积极效果为：

本发明结构简单，设计合理，可在单油缸动力源供给的条件下完成不定向旋转的功能，从而一方面有助于降低动力源多输入输出的控制数量，减少外力供给油缸的能耗，另一方面也有助于在高压环境下顺利平稳的运行，避免高精度协同作业，减少出错几率，避免因协同不佳无法完成合盖动作导致作业失败的风险。

附图说明

图1为本发明开盖状态的结构示意图；

图2为本发明开盖状态的结构俯视图；

图3为本发明关盖状态的结构示意图；

图4为本发明关盖状态的结构俯视图；

其中：1为油缸，2为缸套，3为油缸固定架，4为活塞杆，5为旋转座，6为转向杆固定架，7为运动轨迹槽，8为转向杆，9为顶端盖，10为泄压装置，11为顶端盖固定架，12为保温保压舱体，13为底端盖，14为剪切锁紧环，15为环形舱体螺栓通孔，16为顶端盖运动轨迹线，17为柱销，18为轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～4所示，本发明包括包括动力源、旋转机构、转向杆8、转向杆固定架6、柱销17及顶端盖固定架11，其中动力源及转向杆固定架6分别安装在保温保压舱体12上，转向杆固定架6位于动力源的上方；转向杆8可相对移动地插设在转向杆固定架6中，一端(下端)通过旋转机构与动力源的输出端相连，另一端(上端)与顶端盖固定架11连接，该顶端盖固定架11的另一端连接有顶端盖9。本发明的动力源为油缸1，该油缸1的缸套2通过油缸固定架3固接在保温保压舱体12上，旋转机构连接于油缸1的活塞杆4上，该活塞杆4的运动方向与保温保压舱体12的轴向相平行。

本发明的旋转机构位于转向杆8的下方，保证了转向杆8稳定顺利地转动；旋转机构包括旋转座5及轴承18，该旋转座5安装在动力源输出端(即活塞杆4上)，转向杆8的一端通过轴承18与旋转座5转动连接。转向杆8上沿轴向设有运动轨迹槽7，该运动轨迹槽7根据顶端盖9的开合运行情况加工而成，顶端盖9的转动位置和转动角度决定了转向杆8、运动轨迹槽7的位置布局和尺寸大小；本发明的运动轨迹槽7的两端为条形槽，两端条形槽之间为弧形槽过渡；两端条形槽的长度方向的中心线相互平行，且平行于转向杆8的轴向中心线。在转向杆固定架6上设有插设于运动轨迹槽7内的柱销17，转向杆8通过油缸1的驱动沿轴向往复升降，柱销17在升降过程中始终位于运动轨迹槽7内，实现转向杆8在升降的同时伴随着转动，带动顶端盖9升降且转动，实现该顶端盖9与保温保压舱体12之间的开关盖。本发明顶端盖9的运动轨迹在横截面呈90度圆周运动，即图2、图4中的顶端盖运动轨迹线16为四分之一圆。

顶端盖9上安装有泄压装置10，该泄压装置10为顶端盖9的一部分；本发明的泄压装置10为泄压阀。保温保压舱体12是保温保压舱的主体结构，是保存样品的部位，关盖时是由顶端盖9、保温保压舱体12、底端盖13共同形成一种密封结构，此时剪切锁紧环14与顶端盖9、保温保压舱体12互相接触，是保温保压舱的自锁机构，环形舱体螺栓通孔15是剪切锁紧环14的开启机构。

本发明的工作原理为：

油缸1、缸套2、油缸固定架3及活塞杆4是本发明转向开关盖机构的动力源部分，转动杆固定架6、运动轨迹槽7、转向杆8及顶端盖运动轨迹线16是本发明转向开关盖机构的传递转向部分，顶端盖9、泄压装置10、顶端盖固定架11、保温保压舱体12、底端盖13、剪切锁紧环14及环形舱体螺栓通孔15是本发明转向开关盖机构的受力方和承压方。

如图2所示，在开盖动作中，油缸1的活塞杆4向上运动，通过转向杆8上运动轨迹槽7向下位移传递，转化为顶端盖9的上升及转动运动，最终运动到完全开启状态，此时活塞杆4运动到最高端，运动轨迹槽7运动到最下端。在横截面上观测，顶端盖9会形成图2中的顶端盖运动轨迹线16。

如图4所示，在关盖动作中，油缸1的活塞杆4向下运动产生位移，通过转向杆8上运动轨迹槽7向上位移传递，转化为顶端盖9的下降及转动运动，最终运动到关盖位置，再通过剪切锁紧环14进行保压，此时活塞杆4运动到最低端，运动轨迹槽7运动到最上端。在横截面上观测，顶端盖9会形成图4中的顶端盖运动轨迹线16。

本发明结构小巧紧凑，耐腐蚀性能强，转动平稳运行误差小，并可适用于多种深度、温度及洋流环境下的复杂海底环境，可广泛应用于只能提供单油缸动力源，需要进行多自由度运动的深海设备，从而一方面有助于降低液压系统能耗，另一方面避免因液压系统输入输出控制单元不足而造成设备无法进行多轴向运行的限制。

Claims (5)

1.一种深海保温保压舱的转向开关盖机构，其特征在于：包括动力源、旋转机构、转向杆(8)、转向杆固定架(6)、柱销(17)及顶端盖固定架(11)，其中动力源及转向杆固定架(6)分别安装在保温保压舱体(12)上，所述转向杆(8)可相对移动地插设在转向杆固定架(6)中，一端通过所述旋转机构与动力源的输出端相连，另一端与所述顶端盖固定架(11)连接，该顶端盖固定架(11)的另一端连接有顶端盖(9)；所述转向杆(8)上沿轴向设有运动轨迹槽(7)，所述转向杆固定架(6)上设有插设于该运动轨迹槽(7)内的柱销(17)，所述转向杆(8)通过动力源的驱动沿轴向往复升降，所述柱销(17)在升降过程中始终位于运动轨迹槽(7)内，实现所述转向杆(8)在升降的同时进行转动，带动所述顶端盖(9)升降且转动，实现该顶端盖(9)与所述保温保压舱体(12)之间的开关盖。

2.按权利要求1所述深海保温保压舱的转向开关盖机构，其特征在于：所述运动轨迹槽(7)的两端为条形槽，两端条形槽之间为弧形槽过渡，所述顶端盖(9)的运动轨迹在横截面呈90度圆周运动。

3.按权利要求2所述深海保温保压舱的转向开关盖机构，其特征在于：所述两端条形槽的长度方向的中心线相互平行，且平行于所述转向杆(8)的轴向中心线。

4.按权利要求1所述深海保温保压舱的转向开关盖机构，其特征在于：所述旋转机构包括旋转座(5)及轴承(18)，该旋转座(5)安装在所述动力源输出端，所述转向杆(8)的一端通过轴承(18)与旋转座(5)转动连接。

5.按权利要求4所述深海保温保压舱的转向开关盖机构，其特征在于：所述动力源为油缸(1)，该油缸(1)的缸套(2)通过油缸固定架(3)安装在所述保温保压舱体(12)上，所述旋转座(5)连接于油缸(1)的活塞杆(4)上，该活塞杆(4)的运动方向与保温保压舱体(12)的轴向相平行。