CN108995787A - 一种上浮下潜压载的抛弃装置 - Google Patents

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罗高生
宋婷婷
姜哲
张锦飞
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Abstract

本发明公开了一种上浮下潜压载的抛弃装置，包括框架、丝杆、顶板、压铁和推力轴承；所述顶板悬挂在框架上，用于承载压载物的重量；所述丝杆上部为一轴肩，轴肩上部为顶部光轴，轴肩以下部分为梯形螺纹；所述轴肩坐于推力轴承上，所述推力轴承坐于顶板上；所述压铁的中心设有梯形螺纹孔，该梯形螺纹孔的牙型、导程、螺距等参数与丝杆螺纹部的梯形螺纹相耦合，压铁通过梯形螺纹旋转并自锁在丝杆上。本发明通过调节单块压铁的重量和数量，可以精细地控制抛弃压载的重量，减少浮力调节系统的干预时间，便于调节零浮力。

Description

一种上浮下潜压载的抛弃装置
技术领域
本发明属于水下航行器技术领域，涉及到载人潜水器，具体涉及一种上浮下潜压载的抛弃装置。
背景技术
由于作业型载人潜水器需拥有较大的水下负载能力，及快速无动力上浮下潜的需求，所以有必要配置较大重量的压载物。
现有的上浮下潜压载通常各配置两块(左右对称布置)，相应的抛载机构需要四套，压载重量随下潜深度、海水密度变化进行计算，需提前准备，重量可高达数百公斤。其问题在于：首先，抛载时，潜水器会发生剧烈的晃动，存在潜在的危险；其次，整块压载抛弃后，若潜水器没有达到预想的零浮力状态，还需浮力调节系统进行干预；再次，多套抛载机构提高了对系统的要求，若其中一套无法工作，则潜水器势必无法平衡，增加了水下作业的风险。
美国于上世纪60～70年代曾采用钢珠作为抛载物，将钢珠盛放在舱内，开放的舱口处配置有电磁线圈，当电磁线圈上电时产生磁场，使钢珠磁化相互吸引成团，堵住舱口；当电磁线圈掉电时，即可进行抛载，且既可作为下潜抛载，也可作为上浮抛载。但其问题在于：钢珠在海水中易生锈，结成一团，影响抛载效果，且若要维持大质量钢珠的磁场，需要电磁线圈持续供电且电流较大，对于如今有限的水下电池容量来说是个巨大的挑战。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种上浮下潜压载的抛弃装置，通过调节单块压铁的重量和数量，可以精细地控制抛弃压载的重量，减少浮力调节系统的干预时间，便于调节零浮力。
为此，本发明采用了以下技术方案：
一种上浮下潜压载的抛弃装置，包括框架、丝杆、顶板、压铁和推力轴承；所述顶板悬挂在框架上，用于承载压载物的重量；所述丝杆上部为一轴肩，轴肩上部为顶部光轴，轴肩以下部分为梯形螺纹；所述轴肩坐于推力轴承上，所述推力轴承坐于顶板上；所述压铁的中心设有梯形螺纹孔，该梯形螺纹孔的牙型、导程、螺距等参数与丝杆螺纹部的梯形螺纹相耦合，压铁通过梯形螺纹旋转并自锁在丝杆上。
优选地，所述顶板的中心设有通孔，所述丝杆的轴肩以下部分贯穿该通孔。
优选地，所述压铁包括多块，其数量与单块重量和形状有关；其中位于最下方的一部分作为下潜压载，其余部分作为上浮压载，二者之间的中间过渡部分适当降低单块重量，用于零浮力调节；单块重量根据需求灵活调整。
优选地，所述丝杆螺纹部的长度根据所需总压载物的重量和压铁的单块重量决定。
优选地，还包括导向杆，导向杆包括两个；所述顶板的两侧设有开口槽，所述导向杆分别贯穿其中。
优选地，所述压铁的两侧设有开口槽，其位置和尺寸与顶板上的开口槽一致，所述导向杆贯穿其中。
优选地，所述导向杆通过螺钉紧固连接在框架上，用于抛载导向、限制压铁旋转以及止荡。
优选地，还包括上吊环螺钉、卸扣和下吊环螺钉，均为两个；所述顶板的上部设有两个螺纹孔，两个下吊环螺钉分别通过螺纹与顶板紧固连接；所述上吊环螺钉通过螺钉紧固连接在框架上；所述卸扣分别连接在对应的上吊环螺钉和下吊环螺钉上；所述顶板通过下吊环螺钉、卸扣和上吊环螺钉悬挂在框架上。
优选地，所述丝杆的顶部光轴通过联轴器与动力机械连接。
优选地，所述动力机械包括浸油电动机、液压马达。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)该装置可依次完成下潜压载和上浮压载的抛弃，所悬挂的压载物既是下潜压载，也是上浮压载。
(2)若采用左右对称布置，只需两套该装置即可，降低了对系统的要求。
(3)由于单块压铁的重量较整块压载小得多，所以潜水器产生的震动较小，安全性更高。
(4)通过调节单块压铁的重量和个数，可以精细控制抛弃压载的重量，减少浮力调节系统的干预时间，便于调节零浮力。
(5)相比于钢珠压载，该装置中的梯形螺纹更易于维护，且对电力的需求时长更短。
附图说明
图1是本发明所提供的一种上浮下潜压载的抛弃装置的等轴侧视图。
图2是本发明所提供的一种上浮下潜压载的抛弃装置的半剖视图。
附图标记说明：1、框架；2、上吊环螺钉；3、丝杆；4、卸扣；5、下吊环螺钉；6、顶板；7、压铁；8、推力轴承；9、导向杆。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1和图2所示，本发明公开了一种上浮下潜压载的抛弃装置，包括框架1、丝杆3、顶板6、压铁7和推力轴承8；所述顶板6悬挂在框架1上，用于承载压载物的重量；所述丝杆3上部为一轴肩，轴肩上部为顶部光轴，轴肩以下部分为梯形螺纹；所述轴肩坐于推力轴承8上，所述推力轴承8坐于顶板6上；所述压铁7的中心设有梯形螺纹孔，该梯形螺纹孔的牙型、导程、螺距等参数与丝杆3螺纹部的梯形螺纹相耦合，压铁7通过梯形螺纹旋转并自锁在丝杆3上。
具体地，所述顶板6的中心设有通孔，所述丝杆3的轴肩以下部分贯穿该通孔。
具体地，所述压铁7包括多块，其数量与单块重量和形状有关；其中位于最下方的一部分作为下潜压载，其余部分作为上浮压载，二者之间的中间过渡部分适当降低单块重量，用于零浮力调节；单块重量根据需求灵活调整。
具体地，所述丝杆3螺纹部的长度根据所需总压载物的重量和压铁7的单块重量决定。
具体地，还包括导向杆9，导向杆9包括两个；所述顶板6的两侧设有开口槽，所述导向杆9分别贯穿其中。
具体地，所述压铁7的两侧设有开口槽，其位置和尺寸与顶板6上的开口槽一致，所述导向杆9贯穿其中。
具体地，所述导向杆9通过螺钉紧固连接在框架1上，用于抛载导向、限制压铁7旋转以及止荡。
具体地，还包括上吊环螺钉2、卸扣4和下吊环螺钉5，均为两个；所述顶板6的上部设有两个螺纹孔，两个下吊环螺钉5分别通过螺纹与顶板6紧固连接；所述上吊环螺钉2通过螺钉紧固连接在框架1上；所述卸扣4分别连接在对应的上吊环螺钉2和下吊环螺钉5上；所述顶板6通过下吊环螺钉5、卸扣4和上吊环螺钉2悬挂在框架1上。
具体地，所述丝杆3的顶部光轴通过联轴器与动力机械连接。
具体地，所述动力机械包括浸油电动机、液压马达。
实施例
本发明所提供的一种上浮下潜压载的抛弃装置的工作原理如下：利用滑动螺旋的传动和自锁性质，将多块压铁旋转并自锁在丝杆上，压铁和丝杆的重量通过推力轴承传递给顶板，最终由框架承担。抛载时，只需反转丝杆，由于压铁的旋转趋势被两侧的导向杆限制，只能向下运动，直至抛弃，其余压铁则依次被抛弃，抛弃过程连续。由于单块重量显著小于整个压载物重量，所以对潜水器产生的影响较小。将其中一部分作为下潜压载，剩余部分作为上浮压载。二者之间的过渡部分可以适当降低单块重量，以便于零浮力调节。
整个装置的动作关系如下：
1、挂载：
(1)将丝杆3贯穿推力轴承8和顶板6；
(2)将多块压铁7依次旋转至丝杆3上，将压铁7和顶板6的槽口方向调整一致；
(3)将多块压铁7、顶板6及丝杆3等整体托至框架1底部；
(4)利用下吊环螺钉5、卸扣4及上吊环螺钉2，将压载物吊挂至框架1上；
(5)将丝杆3顶部光轴通过联轴器等方式与动力机械连接；
(6)将导向杆9插入压铁7和顶板6两侧的开口槽内，并用螺钉将其紧固连接在框架1上。
2、抛载：
(1)启动动力机械，带动丝杆3反转，由于导向杆9限制了压铁7的转动趋势，使压铁7只能向下运动；
(2)压铁7依次脱离导向杆9和丝杆3；
(3)将其中下半部分压铁7作为下潜压载，依次抛弃；剩余部分作为上浮压载，待上浮前抛弃；
(4)通过计算，可大概估计下潜压载和上浮压载所需的重量，对于二者间过渡部分的压铁7来说，其单块重量可适当减小，以便于调节零浮力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种上浮下潜压载的抛弃装置，包括框架(1)、丝杆(3)、顶板(6)、压铁(7)和推力轴承(8)，其特征在于：所述顶板(6)悬挂在框架(1)上，用于承载压载物的重量；所述丝杆(3)上部为一轴肩，轴肩上部为顶部光轴，轴肩以下部分为梯形螺纹；所述轴肩坐于推力轴承(8)上，所述推力轴承(8)坐于顶板(6)上；所述压铁(7)的中心设有梯形螺纹孔，该梯形螺纹孔的牙型、导程、螺距等参数与丝杆(3)螺纹部的梯形螺纹相耦合，压铁(7)通过梯形螺纹旋转并自锁在丝杆(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种上浮下潜压载的抛弃装置，其特征在于：所述顶板(6)的中心设有通孔，所述丝杆(3)的轴肩以下部分贯穿该通孔。
3.根据权利要求1所述的一种上浮下潜压载的抛弃装置，其特征在于：所述压铁(7)包括多块，其数量与单块重量和形状有关；其中位于最下方的一部分作为下潜压载，其余部分作为上浮压载，二者之间的中间过渡部分适当降低单块重量，用于零浮力调节；单块重量根据需求灵活调整。
4.根据权利要求3所述的一种上浮下潜压载的抛弃装置，其特征在于：所述丝杆(3)螺纹部的长度根据所需总压载物的重量和压铁(7)的单块重量决定。
5.根据权利要求1所述的一种上浮下潜压载的抛弃装置，其特征在于：还包括导向杆(9)，导向杆(9)包括两个；所述顶板(6)的两侧设有开口槽，所述导向杆(9)分别贯穿其中。
6.根据权利要求5所述的一种上浮下潜压载的抛弃装置，其特征在于：所述压铁(7)的两侧设有开口槽，其位置和尺寸与顶板(6)上的开口槽一致，所述导向杆(9)贯穿其中。
7.根据权利要求6所述的一种上浮下潜压载的抛弃装置，其特征在于：所述导向杆(9)通过螺钉紧固连接在框架(1)上，用于抛载导向、限制压铁(7)旋转以及止荡。
8.根据权利要求1所述的一种上浮下潜压载的抛弃装置，其特征在于：还包括上吊环螺钉(2)、卸扣(4)和下吊环螺钉(5)，均为两个；所述顶板(6)的上部设有两个螺纹孔，两个下吊环螺钉(5)分别通过螺纹与顶板(6)紧固连接；所述上吊环螺钉(2)通过螺钉紧固连接在框架(1)上；所述卸扣(4)分别连接在对应的上吊环螺钉(2)和下吊环螺钉(5)上；所述顶板(6)通过下吊环螺钉(5)、卸扣(4)和上吊环螺钉(2)悬挂在框架(1)上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种上浮下潜压载的抛弃装置，其特征在于：所述丝杆(3)的顶部光轴通过联轴器与动力机械连接。
10.根据权利要求9所述的一种上浮下潜压载的抛弃装置，其特征在于：所述动力机械包括浸油电动机、液压马达。
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