CN108791706B - 一种载人潜水器舱口盖锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载人潜水器舱口盖锁紧装置，涉及机械技术领域，该锁紧装置包括设置在舱口盖上的转轴、外手轮、内手轮、轴密封机构和齿轮传动锁紧机构，以及焊接在舱口围壁内侧的楔形条，齿轮传动锁紧机构包括齿圈、小齿轮、合成轮和连杆系统，小齿轮设置在转轴上并通过合成轮与齿圈啮合，小齿轮跟着转轴转动时会带动齿圈转动，从而带动连杆系统转动接触或分离楔形条，实现上锁和解锁动作，该锁紧装置通过合理的设计齿轮传动和各个齿轮的齿数，使得上锁和解锁更省力，可操作性较高。

Description

一种载人潜水器舱口盖锁紧装置

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其是一种载人潜水器舱口盖锁紧装置。

背景技术

载人潜水器的舱口盖作为潜水器驾驶员进、出载人舱的通道，是载人潜水器的关键部件。驾驶员通过出入舱口盖进入载人舱后，借助舱口盖锁紧机构将舱口盖锁紧以防止海水进入。舱口盖锁紧机构设计的基本要求为可靠性、可操性，即在水下必须有很好的水密性，不允许出现渗漏现象；同时在载人舱内、外均可操作，以确保应急情况下可采取救援措施。

申请号为CN103895817B的中国专利公开了一种深海载人潜水器舱口盖锁紧装置，该装置利用杠杆原理，可实现锁紧装置的基本功能，但考虑载人舱内空间较小，使用这种结构的锁紧装置时，驾驶员进入载人舱后必须使用较大的力才可转动手轮实现舱口盖锁紧，可操作性较差，同时，该机构由众多杆件组成，一旦某一传动杆件出现问题，即使舱外也无法操作手轮实现应急救援，可靠性也较低。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种载人潜水器舱口盖锁紧装置通过合理设置齿轮传动锁紧机构的结构以及齿数，使得解锁和上锁更省力，同时采用两套传动方式实现解锁，可以避免紧急情况的发生。

本发明的技术方案如下：

一种载人潜水器舱口盖锁紧装置，该锁紧装置用于将舱口盖与舱口围壁锁紧，舱口盖铰接在舱口围壁的外侧，该装置包括：贯穿舱口盖的转轴、外手轮、内手轮、轴密封机构、齿轮传动锁紧机构以及设置在舱口围壁内侧的N个楔形条，N个楔形条均布在舱口围壁内侧，每个楔形条沿着舱口围壁中心顺时针方向或逆时针方向由薄至厚设置，N≥2且N为正整数；

转轴自上而下依次为第一螺纹段、外手轮键槽段、密封段、穿齿圈段、小齿轮键槽段、内手轮键槽段以及第二螺纹段，第一螺纹段和外手轮键槽段位于舱口盖外侧，穿齿圈段、小齿轮键槽段、内手轮键槽段以及第二螺纹段位于舱口盖内侧，轴密封机构设置在转轴的密封段与舱口盖之间；外手轮和内手轮的中心孔分别设置有键槽，外手轮通过键槽安装在转轴的外手轮键槽段处并通过设置在第一螺纹段的盖形螺母锁紧，内手轮通过键槽安装在转轴的内手轮键槽段处并通过设置在螺纹段的盖形螺母锁紧；

齿轮传动锁紧机构包括齿圈、小齿轮、合成轮和N组连杆系统，齿圈套设在转轴的穿齿圈段，齿圈的截面呈L型，齿圈包括平行于转轴的轴向的第一直角边和平行于转轴的径向的第二直角边，齿圈的第一直角边开设有内齿，内齿与转轴的小齿轮键槽段处于同一平面；小齿轮的中心孔设置有键槽，小齿轮通过键槽安装在转轴的小齿轮键槽段，小齿轮的分度圆直径小于齿圈的分度圆直径；合成轮包括相背设置的第一扇形轮和第二扇形轮，合成轮固定在舱口盖的内侧且合成轮与齿圈的内齿以及小齿轮处于同一平面，合成轮中的第一扇形轮与小齿轮啮合，合成轮中的第二扇形轮与齿圈的内齿啮合；齿圈、小齿轮、合成轮中的第一扇形轮以及合成轮中的第二扇形轮的齿圈模数均相同，齿圈的内齿齿数大于合成轮中的第二扇形轮的齿数，合成轮中的第一扇形轮的齿数大于小齿轮的齿数；齿圈上均布有N个支柱，每组连杆系统包括一个连杆和一个锁紧把手，每个连杆的一端与一个支柱铰接、另一端与锁紧把手铰接，N个锁紧把手的把手杆分别铰接均布于舱口盖内侧与舱口围壁内侧的N个楔形条对应的位置，每个所述锁紧把手在对应的连杆的作用下绕着所述把手杆转动；在内手轮或外手轮带动转轴转动的过程中，每个锁紧把手在齿轮传动锁紧机构的传动作用下在锁紧状态和松开状态之间切换，每个锁紧把手在处于锁紧状态时把手柄与对应的楔形条接触、在处于松开状态时把手柄与对应的楔形条分离。

其进一步的技术方案为，轴密封机构包括轴套、两个导向环和一个活塞杆密封圈，轴套套设在转轴的密封段外部，且轴套焊接在舱口盖上；轴套的内壁沿着转轴的轴向开设有两个导向环槽和一个活塞杆密封槽，两个导向环槽分别开设在活塞杆密封槽的两侧，导向环槽的尺寸与导向环的尺寸匹配，活塞杆密封槽的尺寸与活塞杆密封圈的尺寸匹配，两个导向环分别设置在两个导向环槽中，活塞杆密封圈设置在活塞杆密封槽中，两个导向环和一个活塞杆密封圈分别与转轴接触。

其进一步的技术方案为，转轴在外手轮键槽段和密封段之间还包括定位孔段，定位孔段位于舱口盖外侧，且转轴的定位孔段的侧壁沿着轴向开设有第一定位孔和第二定位孔，第一定位孔靠近外手轮键槽段，第二定位孔靠近密封段；轴套还套设在转轴的定位孔段外部，轴套包裹在定位孔段外部的部分沿着转轴的径向开设有螺纹孔，螺纹孔中设置有弹簧，弹簧靠近转轴的一端固定有定位钢球，定位钢球固定在第一定位孔或第二定位孔中，弹簧远离转轴的一端通过固定塞进行固定，转轴在轴向运动过程中在第一定位状态和第二定位状态之间切换，第一定位状态是转轴在定位钢球固定于第一定位孔中时的状态，第二定位状态是转轴在定位钢球固定于第二定位孔中时的状态；

转轴还包括扇形轮键槽段，扇形轮键槽段位于舱口盖内侧；齿轮传动锁紧机构中还包括扇形齿轮，扇形齿轮与齿圈、小齿轮、合成轮中的第一扇形轮以及合成轮中的第二扇形轮的齿圈模数均相同，扇形齿轮的齿数小于齿圈的内齿齿数且大于合成轮中的第二扇形轮的齿数；扇形齿轮的中心孔设置有键槽，扇形齿轮通过键槽安装在转轴的扇形轮键槽段；转轴处于第一定位状态和第二定位状态中的任意一个定位状态时，扇形齿轮与小齿轮中有且仅有一个齿轮与齿圈啮合。

其进一步的技术方案为，转轴上的扇形轮键槽段位于穿齿圈段和小齿轮键槽段之间，齿圈的第一直角边上开设的内齿与第二直角边的距离大于扇形齿轮的齿厚；当转轴处于第二定位状态时，齿圈的内齿与转轴上的小齿轮键槽段处于同一平面且与转轴上的扇形轮键槽段处于不同平面，齿圈与合成轮的第二扇形轮啮合、合成轮的第一扇形轮与小齿轮啮合、齿圈不与扇形齿轮啮合；当转轴处于第一定位状态时，齿圈的内齿与转轴上的扇形轮键槽段处于同一平面且与转轴上的小齿轮键槽段处于不同平面，齿圈与扇形齿轮以及合成轮中的第二扇形轮啮合、合成轮中的第一扇形轮不与小齿轮啮合。

其进一步的技术方案为，转轴上的扇形轮键槽段位于小齿轮键槽段和内手轮键槽段之间，齿圈的第一直角边上开设的内齿与第二直角边的距离大于合成轮的第二扇形轮的齿厚；当转轴处于第一定位状态时，齿圈的内齿与转轴上的小齿轮键槽段处于同一平面且与转轴上的扇形轮键槽段处于不同平面，齿圈与合成轮的第二扇形轮啮合、合成轮的第一扇形轮与小齿轮啮合、齿圈不与扇形齿轮啮合；当转轴处于第二定位状态时，齿圈的内齿与转轴上的扇形轮键槽段处于同一平面且与转轴上的小齿轮键槽段处于不同平面，齿圈与扇形齿轮以及合成轮中的第二扇形轮啮合、合成轮中的第一扇形轮不与小齿轮啮合。

其进一步的技术方案为，舱口盖和舱口围壁均为圆形且N＝6，6个楔形条均布在舱口围壁内侧，每两个楔形条之间的夹角为60度；6个支柱均布于齿圈上，每两个支柱之间的夹角为60度；6个锁紧把手均布于舱口盖内侧，每两个锁紧把手之间的夹角为60度

本发明的有益技术效果是：

本申请公开了一种载人潜水器舱口盖锁紧装置，该锁紧装置采用两套传动结构来实现舱口盖的上锁和解锁，在正常情况下，采用省力模式的传动结构，通过合理的设计齿轮传动和各个齿轮的齿数，使得上锁和解锁更省力；在应急情况下，可以切换到省时模式的传动结构，快速解锁避免紧急情况发生，且两种传动结构的切换可以轻松实现，可操作性和安全性都较高。

附图说明

图1是本申请中的转轴的结构示意图。

图2是甚至有本申请公开的载人潜水器舱口盖锁紧装置的舱口盖的剖视图。

图3是本申请中的合成轮的结构图。

图4是本申请中的连杆系统的结构图。

图5是本申请公开的载人潜水器舱口盖锁紧装置的舱内方向的正视图。

图6是舱口盖与舱口围壁未锁紧时的状态示意图。

图7是利用本申请公开的锁紧装置将舱口盖和舱口围壁锁紧时的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种载人潜水器舱口盖锁紧装置，该锁紧装置用于将载人潜水器出入舱口的舱口盖与舱口围壁锁紧，舱口盖铰接在舱口围壁的外侧，舱口盖与舱口围壁的形状相匹配，本申请以较为常用的舱口盖和舱口围壁均为圆形的情况为例进行说明。该载人潜水器舱口盖锁紧装置包括：转轴、外手轮、内手轮、轴密封机构、齿轮传动锁紧机构以及N个楔形条，N≥2且N为正整数。其中，转轴、外手轮、内手轮、轴密封机构以及齿轮传动锁紧机构均设置在舱口盖上，N个楔形条均布在舱口围壁的内侧，较优的，在舱口盖和舱口围壁均为圆形的情况下，为了在获得较好的锁紧效果的同时降低成本，在实际实现时N＝6，6个楔形条均匀的焊接在舱口围壁内侧，每两个楔形条之间的夹角为60度，每个楔形条呈一定的角度设置，每个楔形条沿着舱口围壁顺时针方向或逆时针方向由薄至厚设置，本申请以楔形条沿着舱口围壁中心顺时针方向由薄至厚设置为例，则从舱内正视时，楔形条右侧比左侧厚。

请参考图1示出的本申请的转轴10的结构示意图，转轴自上而下依次为第一螺纹段11、外手轮键槽段12、密封段14、穿齿圈段15、小齿轮键槽段17、内手轮键槽段18以及第二螺纹段19。可选的，转轴10还包括定位孔段13，定位孔段13位于外手轮键槽段12和密封段14之间。可选的，转轴10还包括扇形轮键槽段16，扇形轮键槽段位于穿齿圈段15和小齿轮键槽段17之间，如图1所示；或者，扇形轮键槽段16位于小齿轮键槽段17和内手轮键槽段18之间，与图1类似，本申请不再附图说明。第一螺纹段11和第二螺纹段19均开设有外螺纹，外手轮键槽段12、扇形轮键槽段16、小齿轮键槽段17以及内手轮键槽段18分别开设有键槽，转轴10上各段的直径大小可以根据实际需要设计，图1仅为示意。为防止电化学腐蚀，转轴10采用与舱口盖相同材质的金属材料制成，并作防锈处理。

请参考图2，其示出的设置有本申请公开的载人潜水器舱口盖锁紧装置的舱口盖的结构剖视图。转轴10贯穿舱口盖20的中心孔且密封段14穿过舱口盖20，使得第一螺纹段11、外手轮键槽段12和定位孔段13位于舱口盖20的外侧，穿齿圈段15、扇形轮键槽段16、小齿轮键槽段17、内手轮键槽段18以及第二螺纹段19位于舱口盖20的内侧。轴密封机构设置在转轴10的密封段14与舱口盖20之间，具体的，轴密封机构包括轴套31、两个导向环32和一个活塞杆密封圈33，可实现转轴10的密封及导向。轴套31套设在转轴10的定位孔段13和密封段14的外部，且轴套31焊接在舱口盖20上。轴套31的内壁沿着转轴的轴向分别开设有两个导向环槽和一个活塞杆密封槽，两个导向环槽分别开设在活塞杆密封槽的两侧，导向环槽的尺寸与导向环32的尺寸匹配，活塞杆密封槽的尺寸与活塞杆密封圈33的尺寸匹配，两个导向环32分别设置在两个导向环槽中，活塞杆密封圈33设置在活塞杆密封槽中，两个导向环32和一个活塞杆密封圈33分别与转轴10接触。

转轴10的定位孔段13的侧壁沿着轴向开设有第一定位孔131和第二定位孔132，第一定位孔131靠近外手轮键槽段12，第二定位孔132靠近密封段14。包裹在转轴10的定位孔段13外部的轴套31沿着转轴的径向开设有螺纹孔311，螺纹孔311中设置有弹簧34，弹簧34靠近转轴10的一端固定有定位钢球35，弹簧34远离转轴10的一端通过固定塞36进行固定，在实际操作时，在螺纹孔311内用固定塞36旋入带弹簧34的定位钢球35。螺纹孔311朝向第一定位孔131和第二定位孔132所在的直线，使得定位钢球35恰好固定在第一定位孔131或第二定位孔132中，图2以定位钢球35固定在第二定位孔132中为例。转轴10在轴向运动过程中，会在第一定位状态和第二定位状态之间切换，第一定位状态是转轴10在定位钢球35固定于第一定位孔131中时的状态，第二定位状态是转轴10在定位钢球35固定于第二定位孔132中时的状态。比如如图2所示，转轴10当前处于第二定位状态，则当转轴10克服定位钢球35的定位力并沿着图2中的方向向下运动时，也即实际是向舱口盖20的内侧运动时，定位钢球35从第二定位孔132中脱离，当转轴10运动至第一定位孔131与定位钢球35在同一平面时，定位钢球35卡在第一定位孔131中，使得转轴10切换到第一定位状态。

转轴10的两端分别设置有两个手轮，设置在舱口盖20的外侧的手轮称为外手轮40，通常由舱外人员操作，设置在舱口盖20内侧的手轮称为内手轮50，通常由载人潜水器的驾驶舱内的潜水器驾驶员操作。具体的，外手轮40和内手轮50的中心孔分别设置有键槽，外手轮40通过键槽安装在转轴10的外手轮键槽段12处并通过设置在第一螺纹段11的盖形螺母锁紧，内手轮50通过键槽安装在转轴10的内手轮键槽段18处并通过设置在第二螺纹段19的盖形螺母锁紧。通过转动外手轮40或内手轮50可以带动转轴10旋转，通过推拉外手轮40或内手轮50可以带动转轴10轴向运动。

齿轮传动锁紧机构安装在舱口盖20内侧与内手轮50之间，齿轮传动锁紧机构包括齿圈61、小齿轮62、合成轮63和N组连杆系统，可选的，通常还包括扇形齿轮64。根据转轴10上扇形轮键槽段16的位置的不同，齿轮传动锁紧机构的结构略有差别，主要有以下两种结构：

第一种结构，扇形轮键槽段16位于穿齿圈段15和小齿轮键槽段17之间，请参考图2。齿圈61套设在转轴10的穿齿圈段15，齿圈61的截面呈L型，齿圈61包括平行于转轴的轴向的第一直角边和平行于转轴的径向的第二直角边，齿圈61的第一直角边开设有内齿，内齿与第二直角边的距离大于扇形齿轮64的齿厚。扇形齿轮64的中心孔设置有键槽，扇形齿轮64通过键槽安装在转轴10的扇形轮键槽段16。小齿轮62的中心孔设置有键槽，小齿轮62通过键槽安装在转轴10的小齿轮键槽段17，小齿轮62的分度圆直径小于齿圈61的分度圆直径，因此小齿轮62安装在转轴10上时不会直接与齿圈61啮合。合成轮63包括相背设置的第一扇形轮631和第二扇形轮632，合成轮63的结构请参考图3，合成轮63固定在舱口盖20的内侧且合成轮63与齿圈61的内齿处于同一平面，合成轮63的第二扇形轮632与齿圈61的内齿啮合。在这种情况中：

当转轴处于第二定位状态时，也即如图2所示的状态时，齿圈61的内齿与转轴10上的小齿轮键槽段17处于同一平面且与转轴10上的扇形轮键槽段16处于不同平面，齿圈61与合成轮63的第二扇形轮632啮合、合成轮63的第一扇形轮631与小齿轮62啮合，也即小齿轮62通过第二扇形轮63间接地与齿圈61啮合、齿圈61不与扇形齿轮64啮合。

当转轴处于第一定位状态时，也即转轴10向舱口盖20的内侧轴向运动时，固定在转轴10上的扇形齿轮64和小齿轮62也会跟着转轴10一起轴向运动，则转轴10运动至扇形轮键槽段16与齿圈61的内齿处于同一平面，而小齿轮键槽段17与齿圈61的内齿处于不同平面，则齿圈61的内齿与扇形齿轮64啮合，小齿轮62与合成轮63脱离啮合，使得齿圈61与合成轮63中的第二扇形轮632啮合，但合成轮63中的第一扇形轮631不与小齿轮62啮合，因此小齿轮62与齿圈61不啮合。

第二种结构，扇形轮键槽段16位于小齿轮键槽段17和内手轮键槽段18之间。齿圈61的结构与套设方式与第一种结构相同，但在这种情况中，齿圈61的第一直角边上开设的内齿与第二直角边的距离大于合成轮63的第二扇形轮632的齿厚。扇形齿轮64、小齿轮62和合成轮63的装配方式与第一种结构相同，只是在图2所示的结构中，扇形齿轮64位于小齿轮62下方，其余结构均类似，因此这种结构不再额外附图。但在这种情况中：

当转轴处于第一定位状态时，齿圈61的内齿与转轴10上的小齿轮键槽段17处于同一平面且与转轴10上的扇形轮键槽段16处于不同平面，齿圈61与合成轮63的第二扇形轮632啮合、合成轮63的第一扇形轮631与小齿轮62啮合，使得小齿轮62通过合成轮63间接地与齿圈61啮合，齿圈61不与扇形齿轮64啮合。

当转轴处于第二定位状态时，也即转轴10向舱口盖20的外侧轴向运动时，固定在转轴10上的扇形齿轮64和小齿轮62也会跟着转轴10一起轴向运动，则转轴10运动至扇形轮键槽段16与齿圈61的内齿处于同一平面，而小齿轮键槽段17与齿圈61的内齿处于不同平面，则齿圈61的内齿与扇形齿轮64啮合，小齿轮62与合成轮63脱离啮合，使得齿圈61与合成轮63中的第二扇形轮632啮合，但合成轮63中的第一扇形轮631不与小齿轮62啮合，因此小齿轮62与齿圈61不啮合。

无论采用上述哪一种结构，本申请中的齿圈61、小齿轮62、合成轮63中的第一扇形轮631、合成轮63中的第二扇形轮632以及扇形齿轮64的齿圈模数均相同。齿圈61的内齿齿数大于扇形齿轮64的齿数，扇形齿轮64的齿数大于合成轮63中的第二扇形轮632的齿数，合成轮63中的第一扇形轮631的齿数大于小齿轮的齿数。可选的，本申请中的齿圈61可以无需开设整圈内齿，而是仅在对应扇形齿轮64的位置以及对应合成轮63中的第二扇形轮632的位置开设两处内齿，这两处内齿开设的齿数通常相等，则上面提及的齿圈61的内齿齿数，指的是每一处内齿的齿数。

无论使用上述哪一种结构，齿轮传动锁紧机构中的N组连杆系统的装配方式都是相同的，齿圈61上均布有N个支柱611，在本申请N＝6的例子中，6个支柱611均布于齿圈61上，每两个支柱611之间的夹角为60度。请参考图4示出的连杆系统的结构图，每组连杆系统包括一个连杆71和一个锁紧把手72，每个连杆71的一端与一个支柱611铰接、另一端与一个锁紧把手72铰接，锁紧把手72呈曲柄结构，曲柄中心即为该锁紧把手的把手杆，把手杆一侧用于铰接连杆71、另一侧作为该锁紧把手72的把手柄，N个锁紧把手72的把手杆分别通过螺母73铰接均布于舱口盖20内侧与舱口围壁内侧的N个楔形条对应的位置，在本申请N＝6的例子中，6个锁紧把手72的把手杆分别铰接均布于舱口盖内侧，每两个锁紧把手72之间的夹角为60度，每个锁紧把手可在对应的连杆的作用下绕自身的把手杆转动。

本申请公开的载人潜水器舱口盖锁紧装置从舱内方向的正视图请参考图5,舱口围壁80上均布有6个楔形条81，其工作原理如下：

一、在上述第一种情况中：

正常情况下，转轴处于第二定位状态，此时齿圈通过合成轮与小齿轮啮合、不与扇形齿轮啮合。舱口盖关上时，锁紧把手不与舱口围栏内侧对应的楔形条接触，也即锁紧把手处于松开状态，如图6所示。在上锁动作时，潜水器驾驶员顺时针转动内手轮，内手轮带动转轴顺时针转动，安装在转轴上的小齿轮也随之顺时针转动，与小齿轮啮合的合成轮绕舱口盖逆时针转动，从而带动齿圈绕舱口盖中心逆时针转动，齿圈上的支柱牵引铰接的连杆向逆时针方向平动，连杆牵引铰接的锁紧把手绕其把手杆顺时针转动，锁紧把手上的把手柄与楔形条接触，锁紧把手切换到锁紧状态，如图7所示，实现舱口盖的锁紧，同时舱口盖周围通常还包括密封条，密封条被锁紧装置压紧，从而保证舱口盖的水密，转轴与转轴之间的活塞杆密封圈可以保证转轴与舱口盖之间的水密。在解锁动作时，潜水器驾驶员逆时针转动内手轮，内手轮带动转轴逆时针转动，安装在转轴上的小齿轮也随之逆时针转动，与小齿轮啮合的合成轮绕舱口盖顺指针转动，从而带动齿圈绕舱口盖中心顺时针转动，齿圈上的支柱牵引铰接的连杆向顺时针方向平动，连杆牵引铰接的锁紧把手绕其把手杆逆时针转动，锁紧把手上的把手柄与楔形条分离，锁紧把手切换到松开状态，也即切换回如图6所示的状态，实现解锁。同样的，舱外人员通过旋转外手轮进行上锁和解锁动作的过程是类似的，本申请不再赘述。在正常情况下，由于齿圈、小齿轮和合成轮的齿数设置，通过各个齿轮的传动，使得上锁和解锁的动作更为省力。

当转轴、齿圈、小齿轮和合成轮组成的传动装置出现故障无法打开舱口盖时，舱外人员向下压外手轮或者潜水器驾驶员向内拉内手轮，使得转轴切换到第一定位状态，此时小齿轮与合成轮脱开，扇形齿轮与齿圈啮合。此时潜水器驾驶员顺指针转动内手轮，内手轮带动转轴顺时针转动，安装在转轴上的扇形齿轮也顺时针转动，从而带动齿圈绕舱口盖顺时针转动，齿圈上的支柱牵引铰接的连杆向顺时针方向平动，连杆牵引铰接的锁紧把手绕其把手杆逆时针转动，锁紧把手上的把手柄与楔形条分离，锁紧把手切换到松开状态，实现解锁，舱口盖得以顺利打开，同时，由于扇形齿轮的齿数较大，因此这种情况下比正常情况下解锁更省时，避免紧急情况发生。同样的，舱外人员通过旋转外手轮进行解锁动作的过程是类似的，本申请不再赘述。

二、在上述第二种情况中：

正常情况下，转轴处于第一定位状态，此时齿圈通过合成轮与小齿轮啮合、不与扇形齿轮啮合。舱口盖关上时，锁紧把手不与舱口围栏内侧对应的楔形条接触，也即锁紧把手处于松开状态。在上锁动作时，潜水器驾驶员顺时针转动内手轮，齿圈绕舱口盖中心逆时针转动，连杆牵引铰接的锁紧把手绕其把手杆顺时针转动，实现舱口盖的锁紧。在解锁动作时，潜水器驾驶员逆时针转动内手轮，齿圈绕舱口盖中心顺时针转动，连杆牵引铰接的锁紧把手绕其把手杆逆时针转动，实现解锁。同样的，舱外人员通过旋转外手轮进行上锁和解锁动作的过程是类似的，本申请不再赘述。

当转轴、齿圈、小齿轮和合成轮组成的传动装置出现故障无法打开舱口盖时，舱外人员向上压外手轮或者潜水器驾驶员向内拉内手轮，使得转轴切换到第二定位状态，此时小齿轮与合成轮脱开，扇形齿轮与齿圈啮合。潜水器驾驶员顺指针转动内手轮，齿圈绕舱口盖顺时针转动，连杆牵引铰接的锁紧把手绕其把手杆逆时针转动，实现解锁，舱口盖得以顺利打开，同时，由于扇形齿轮的齿数较大，因此这种情况下比正常情况下解锁更省时，避免紧急情况发生。同样的，舱外人员通过旋转外手轮进行解锁动作的过程是类似的，本申请不再赘述。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种载人潜水器舱口盖锁紧装置，所述锁紧装置用于将舱口盖与舱口围壁锁紧，所述舱口盖铰接在所述舱口围壁的外侧，其特征在于，所述装置包括：贯穿所述舱口盖的转轴、外手轮、内手轮、轴密封机构、齿轮传动锁紧机构以及设置在所述舱口围壁内侧的N个楔形条，所述N个楔形条均布在所述舱口围壁内侧，每个所述楔形条沿着所述舱口围壁中心顺时针方向或逆时针方向由薄至厚设置，N≥2且N为正整数；

所述转轴自上而下依次为第一螺纹段、外手轮键槽段、密封段、穿齿圈段、小齿轮键槽段、内手轮键槽段以及第二螺纹段，所述第一螺纹段和外手轮键槽段位于所述舱口盖外侧，所述穿齿圈段、小齿轮键槽段、内手轮键槽段以及第二螺纹段位于所述舱口盖内侧，所述轴密封机构设置在所述转轴的密封段与所述舱口盖之间；所述外手轮和所述内手轮的中心孔分别设置有键槽，所述外手轮通过键槽安装在所述转轴的外手轮键槽段处并通过设置在所述第一螺纹段的盖形螺母锁紧，所述内手轮通过键槽安装在所述转轴的内手轮键槽段处并通过设置在所述第二螺纹段的盖形螺母锁紧；

所述齿轮传动锁紧机构包括齿圈、小齿轮、合成轮和N组连杆系统，所述齿圈套设在所述转轴的穿齿圈段，所述齿圈的截面呈L型，所述齿圈包括平行于所述转轴的轴向的第一直角边和平行于所述转轴的径向的第二直角边，所述齿圈的第一直角边开设有内齿，所述内齿与所述转轴的小齿轮键槽段处于同一平面；所述小齿轮的中心孔设置有键槽，所述小齿轮通过键槽安装在所述转轴的小齿轮键槽段，所述小齿轮的分度圆直径小于所述齿圈的分度圆直径；所述合成轮包括相背设置的第一扇形轮和第二扇形轮，所述合成轮固定在所述舱口盖的内侧且所述合成轮与所述齿圈的内齿以及所述小齿轮处于同一平面，所述合成轮中的第一扇形轮与所述小齿轮啮合，所述合成轮中的第二扇形轮与所述齿圈的内齿啮合；所述齿圈、小齿轮、合成轮中的第一扇形轮以及合成轮中的第二扇形轮的齿圈模数均相同，所述齿圈的内齿齿数大于所述合成轮中的第二扇形轮的齿数，所述合成轮中的第一扇形轮的齿数大于所述小齿轮的齿数；所述齿圈上均布有N个支柱，每组所述连杆系统包括一个连杆和一个锁紧把手，每个所述连杆的一端与一个支柱铰接、另一端与所述锁紧把手铰接，N个锁紧把手的把手杆分别铰接均布于所述舱口盖内侧与所述舱口围壁内侧的N个楔形条对应的位置，每个所述锁紧把手在对应的连杆的作用下绕着所述把手杆转动；在所述内手轮或外手轮带动所述转轴转动的过程中，每个所述锁紧把手在所述齿轮传动锁紧机构的传动作用下在锁紧状态和松开状态之间切换，每个所述锁紧把手在处于锁紧状态时把手柄与对应的楔形条接触、在处于松开状态时把手柄与对应的楔形条分离。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述轴密封机构包括轴套、两个导向环和一个活塞杆密封圈，所述轴套套设在所述转轴的密封段外部，且所述轴套焊接在所述舱口盖上；所述轴套的内壁沿着所述转轴的轴向开设有两个导向环槽和一个活塞杆密封槽，所述两个导向环槽分别开设在所述活塞杆密封槽的两侧，所述导向环槽的尺寸与所述导向环的尺寸匹配，所述活塞杆密封槽的尺寸与所述活塞杆密封圈的尺寸匹配，所述两个导向环分别设置在所述两个导向环槽中，所述活塞杆密封圈设置在所述活塞杆密封槽中，所述两个导向环和一个活塞杆密封圈分别与所述转轴接触。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述转轴在所述外手轮键槽段和所述密封段之间还包括定位孔段，所述定位孔段位于所述舱口盖外侧，且所述转轴的定位孔段的侧壁沿着轴向开设有第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔靠近所述外手轮键槽段，所述第二定位孔靠近所述密封段；所述轴套还套设在所述转轴的定位孔段外部，所述轴套包裹在所述定位孔段外部的部分沿着所述转轴的径向开设有螺纹孔，所述螺纹孔中设置有弹簧，所述弹簧靠近所述转轴的一端固定有定位钢球，所述定位钢球固定在所述第一定位孔或所述第二定位孔中，所述弹簧远离所述转轴的一端通过固定塞进行固定，所述转轴在轴向运动过程中在第一定位状态和第二定位状态之间切换，所述第一定位状态是所述转轴在所述定位钢球固定于所述第一定位孔中时的状态，所述第二定位状态是所述转轴在所述定位钢球固定于所述第二定位孔中时的状态；

所述转轴还包括扇形轮键槽段，所述扇形轮键槽段位于所述舱口盖内侧；所述齿轮传动锁紧机构中还包括扇形齿轮，所述扇形齿轮与所述齿圈、小齿轮、合成轮中的第一扇形轮以及合成轮中的第二扇形轮的齿圈模数均相同，所述扇形齿轮的齿数小于所述齿圈的内齿齿数且大于所述合成轮中的第二扇形轮的齿数；所述扇形齿轮的中心孔设置有键槽，所述扇形齿轮通过键槽安装在所述转轴的扇形轮键槽段；所述转轴处于第一定位状态和第二定位状态中的任意一个定位状态时，所述扇形齿轮与所述小齿轮中有且仅有一个齿轮与所述齿圈啮合。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述转轴上的扇形轮键槽段位于所述穿齿圈段和所述小齿轮键槽段之间，所述齿圈的第一直角边上开设的内齿与所述第二直角边的距离大于所述扇形齿轮的齿厚；当所述转轴处于所述第二定位状态时，所述齿圈的内齿与所述转轴上的小齿轮键槽段处于同一平面且与所述转轴上的扇形轮键槽段处于不同平面，所述齿圈与所述合成轮的第二扇形轮啮合、所述合成轮的第一扇形轮与所述小齿轮啮合、所述齿圈不与所述扇形齿轮啮合；当所述转轴处于所述第一定位状态时，所述齿圈的内齿与所述转轴上的扇形轮键槽段处于同一平面且与所述转轴上的小齿轮键槽段处于不同平面，所述齿圈与所述扇形齿轮以及所述合成轮中的第二扇形轮啮合、所述合成轮中的第一扇形轮不与所述小齿轮啮合。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述转轴上的扇形轮键槽段位于所述小齿轮键槽段和所述内手轮键槽段之间，所述齿圈的第一直角边上开设的内齿与所述第二直角边的距离大于所述合成轮的第二扇形轮的齿厚；当所述转轴处于第一定位状态时，所述齿圈的内齿与所述转轴上的小齿轮键槽段处于同一平面且与所述转轴上的扇形轮键槽段处于不同平面，所述齿圈与所述合成轮的第二扇形轮啮合、所述合成轮的第一扇形轮与所述小齿轮啮合、所述齿圈不与所述扇形齿轮啮合；当所述转轴处于所述第二定位状态时，所述齿圈的内齿与所述转轴上的扇形轮键槽段处于同一平面且与所述转轴上的小齿轮键槽段处于不同平面，所述齿圈与所述扇形齿轮以及所述合成轮中的第二扇形轮啮合、所述合成轮中的第一扇形轮不与所述小齿轮啮合。

6.根据权利要求1至5任一项 所述的装置，其特征在于，所述舱口盖和所述舱口围壁均为圆形且N＝6，6个楔形条均布在所述舱口围壁内侧，每两个楔形条之间的夹角为60度；6个支柱均布于所述齿圈上，每两个支柱之间的夹角为60度；6个锁紧把手均布于所述舱口盖内侧，每两个锁紧把手之间的夹角为60度。