CN109597265A - 一种潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，属于潜水光电监控技术领域。本发明主要利用卡爪的夹紧力夹紧超半球球罩，并用硅橡胶密封，同时保证了密封性和承压能力，使潜水成像系统在水下使用更加安全。本发明所述夹紧机构的结构空间设计合理，外形美观，结构紧凑，便于拆卸维修，而且结构强度高。

Description

一种潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构

技术领域

本发明涉及一种潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，属于潜水光电监控技术领域。

背景技术

水下光学成像系统由于其需要在水下工作，因此对气密和水密要求很高。目前，水下光学成像系统中通常使用的是半球球罩，该球罩易于用压圈从外圆固定，满足其在水下工作的气密性和水密性的要求。为了扩大了视频监控跟踪范围，部分水下光学成像系统中已采用了超半球球罩设计，但是现有的超半球球罩一般用胶粘接方式进行固定，而这种连接方式不能承受较大的载荷，尤其在深海中无法使用。

发明内容

针对目前水下光学成像系统中超半球球罩固定方式存在不足，本发明提供了一种潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，利用夹紧力夹紧超半球球罩，并用硅橡胶密封，同时保证了密封性和承压能力，使潜水成像系统在水下使用更加安全。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，所述夹紧机构包括球罩护罩、球罩安装座、卡爪、调节螺钉、橡胶垫、硅橡胶及橡胶绳；涉及的潜水成像系统中的部件包括超半球球罩、潜水外壳及底座；

球罩安装座为圆环结构，其内型面的周向上均布三个以上阶梯槽，每个阶梯槽都分N层，最下端一层槽的底面加工有盲孔，第i层槽的弧面上加工螺纹盲孔，N≥2，1＜i≤N；球罩安装座的上端面上均布三个以上弧形凸台，弧形凸台与第三层槽一一对应；

卡爪的外型面由M层弧面组成，M-N＝1；

调节螺钉由圆柱段和螺纹段组成，圆柱段的直径小于螺纹段的直径，螺纹段的端面加工有一字槽；

潜水外壳的下端与底座固定连接，潜水外壳的上端与球罩安装座的下端固定连接，且潜水外壳与球罩安装座之间通过橡胶绳密封；球罩护罩和超半球球罩分别安装在球罩安装座的上端面上，硅橡胶填充在超半球球罩、球罩安装座以及球罩护罩形成的空隙中；卡爪安装在球罩安装座的阶梯槽中，卡爪与阶梯槽一一对应，卡爪的最上端的一层弧面与超半球球罩的内型面贴合，并在其之间粘贴橡胶垫以防划伤超半球球罩，卡爪其余的M-1层弧面与球罩安装座的N层槽的弧面相配合，卡爪的第i层弧面与球罩安装座的第i层槽的弧面通过螺钉连接，对卡爪进行径向定位锁紧；调节螺钉的螺纹段穿过卡爪最下端一层的弧面并与其螺纹连接，调节螺钉的圆柱段位于球罩安装座最下端一层槽的盲孔中，通过旋转调节螺钉调节卡爪对超半球球罩的夹紧力。

进一步地，所述夹紧机构还包括定位工装，定位工装为圆环结构，其外壁上均布三个以上安装弧面，安装弧面的个数与卡爪的个数相等，其外壁上还加工有通孔；

利用定位工装安装卡爪时，先安装卡爪第i层弧面上的螺钉但不拧紧，然后安装定位工装，定位工装通过螺钉固定安装在球罩安装座的下端，通过定位工装的外圆柱面与卡爪最下端一层弧面的贴合来保证其同心，同时限制卡爪径向移动，然后安装调节螺钉，通过调节调节螺钉对超半球球罩夹紧后拧紧卡爪第i层弧面上的螺钉，最后拆掉定位工装。

进一步地，优选采用沉头螺钉对卡爪进行径向定位锁紧，可以节省安装空间。

进一步地，球罩护罩为圆环结构，下端加工有与球罩安装座上的弧形凸台相配合的让位槽，防止其与球罩安装座上的弧形凸台发生干涉；其上端的内型面加工成斜面，方便灌胶。

进一步地，N＝3，i＝3，球罩安装座的三层阶梯槽由下向上依次为第一层、第二层、第三层，三层槽的弧长以及其弧长所对应圆的直径由下向上依次减小，第一层槽底面加工有盲孔，第三层槽的弧面上加工螺纹盲孔；M＝4，卡爪的四层弧面由下到上记为第一层、第二层、第三层、第四层，第四层弧面与第三层弧面过渡连接，其余三层弧面呈阶梯状连接。

进一步地，超半球球罩是深度大于半径且开口端宽度小于直径的非封闭的球体，开口端的内型面上加工有定位圆柱面；装配时，超半球球罩开口端的定位圆柱面与球罩安装座上的弧形凸台外型面贴合，实现定位作用。

进一步地，潜水外壳的上端面上加工有沿周向的环形定位凸台，与球罩安装座安装时起定位作用。

进一步地，潜水外壳采用分层设计，可以合理分布空间，便于其内部光学成像系统旋转，由下向上依次分为第一层、第二层、第三层、第四层，第一层为圆柱形，第二层为圆柱形，第三层为倒圆台形，第四层为圆柱形，且第四层的上端面上加工有沿周向的环形定位凸台；球罩安装座与第四层的上端面固定安装，底座与第一层的下端面固定安装。

有益效果：

本发明所述夹紧机构的结构空间设计合理，外形美观，结构紧凑，便于拆卸维修，而且结构强度高；通过硅橡胶密封以及卡爪拉紧力压住超半球球罩，同时保证了密封和承压能力，水下使用更加安全。

附图说明

图1为本发明所述潜水成像系统的外形结构示意图。

图2为本发明所述夹紧机构的剖视图；图2b是图2a中Ⅰ的局部放大图。

图3为本发明所述卡爪的主视图。

图4为图3的C-C剖视图。

图5为本发明所述调节螺钉的主视图。

图6为本发明所述球罩安装座的下轴侧视图。

图7为本发明所述球罩安装座的上轴侧视图。

图8为本发明所述潜水外壳的结构示意图。

图9为本发明所述定位工装的结构示意图。

图10为本发明所述球罩护罩的主视图。

图11为本发明所述超半球球罩的剖视图。

其中，1-超半球球罩，2-球罩护罩，3-球罩安装座，4-潜水外壳，5-底座，6-卡爪，7-橡胶垫，8-硅橡胶，9-沉头螺钉，10-调节螺钉，11-定位工装，12-内六角螺钉，13-橡胶绳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。

实施例1

一种潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，所述夹紧机构包括球罩护罩2、球罩安装座3、卡爪6、调节螺钉10、定位工装11、橡胶垫7、硅橡胶8及橡胶绳13，如图2所示；涉及的潜水成像系统中的部件包括超半球球罩1、潜水外壳4及底座5，如图1所示；

球罩护罩2为圆环结构，其内型面加工成斜面，便于灌胶，下端加工有6个与球罩安装座3上的弧形凸台相配合的让位槽，防止其与球罩安装座3上的弧形凸台发生干涉，如图10所示；

球罩安装座3为圆环结构，其内型面的周向上均布6个阶梯槽，每个阶梯槽都分三层，由下向上依次为第一层、第二层、第三层，三层槽的弧长以及其弧长所对应圆的直径由下向上依次减小，第一层槽底面加工有盲孔，第三层槽的弧面上加工螺纹盲孔，如图6所示；球罩安装座3的上端面上均布6个弧形凸台，6个弧形凸台与6个阶梯槽中的第三层槽一一对应，如图7所示；

卡爪6的外型面由四层弧面组成，由下到上记为第一层、第二层、第三层、第四层，第四层弧面与第三层弧面过渡连接，其余三层弧面呈阶梯状连接，如图3和图4所示；

调节螺钉10由圆柱段和螺纹段组成，圆柱段的直径小于螺纹段的直径，螺纹段的端面加工有一字槽，如图5所示；

定位工装11为圆环结构，其外壁上均布6个安装弧面，其外壁上还加工有通孔，如图9所示；

超半球球罩1是深度大于半径且开口端宽度小于直径的非封闭的球体，开口端的内型面上加工有定位圆柱面，如图11所示；

潜水外壳4由下向上依次分为第一层、第二层、第三层、第四层，第一层为圆柱形，第二层为圆柱形，第三层为倒圆台形，第四层为圆柱形；其中，第四层的上端面上加工有密封槽和沿周向的环形定位凸台，第一层的下端面沿径向加工有安装圆环面便于与底座5安装，如图8所示；

潜水外壳4通过第一层端面上的安装圆环面与底座5螺钉连接，球罩安装座3的下端面通过螺钉安装在潜水外壳4第四层的端面上，并通潜水外壳4第四层端面上的环形定位凸台进行定位，橡胶绳13安装在潜水外壳4第四层端面上的密封槽中保证潜水外壳4与球罩安装座3之间的密封性；球罩护罩2通过螺钉安装在球罩安装座3的上端面上，且球罩护罩2下端的让位槽与球罩安装座3上端面的弧形凸台相配合；超半球球罩1通过螺钉安装在球罩安装座3的上端面上，超半球球罩1开口端的定位圆柱面与球罩安装座3上的弧形凸台外型面贴合，实现定位作用，硅橡胶8填充在超半球球罩1、球罩安装座3以及球罩护罩2形成的空隙中；6个卡爪6一一对应地安装在球罩安装座3中6个阶梯槽中，卡爪6的第四层弧面与超半球球罩1的内型面贴合，并在其之间粘贴橡胶垫7以防划伤超半球球罩1，卡爪6其余的三层弧面与球罩安装座3的三层槽的弧面相配合，卡爪6的第三层弧面与球罩安装座3的第三层槽的弧面通过沉头螺钉9连接，对卡爪6进行径向定位锁紧；调节螺钉10的螺纹段沿轴向穿过卡爪6第一层的圆弧面并与其螺纹连接，调节螺钉10的圆柱段位于球罩安装座3第一层槽的盲孔中，通过旋转调节螺钉10调节卡爪6对超半球球罩1的夹紧力。

其中，利用定位工装11安装卡爪6时，先安装卡爪6第三层弧面上的沉头螺钉9但不拧紧，然后安装定位工装11，定位工装11通过螺钉固定安装在球罩安装座3的下端，通过定位工装11的外圆柱面与卡爪6第一层弧面的贴合来保证其同心，同时限制卡爪6径向移动，然后安装调节螺钉10，通过调节调节螺钉10对超半球球罩1夹紧后拧紧卡爪6第三层弧面上的沉头螺钉9，最后拆掉定位工装11。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，其特征在于：所述夹紧机构包括球罩护罩(2)、球罩安装座(3)、卡爪(6)及调节螺钉(10)；涉及的潜水成像系统中的部件包括超半球球罩(1)、潜水外壳(4)及底座(5)；

球罩安装座(3)为圆环结构，其内型面的周向上均布三个以上阶梯槽，每个阶梯槽都分N层，最下端一层槽的底面加工有盲孔，第i层槽的弧面上加工螺纹盲孔，N≥2，1＜i≤N；其上端面上均布三个以上弧形凸台，弧形凸台与最上端一层层槽一一对应；

卡爪(6)的外型面由M层弧面组成，M-N＝1；

调节螺钉(10)由圆柱段和螺纹段组成，圆柱段的直径小于螺纹段的直径；

潜水外壳(4)的下端与底座(5)固定连接，其上端与球罩安装座(3)的下端固定连接，且潜水外壳(4)与球罩安装座(3)之间通过橡胶绳(13)密封；球罩护罩(2)和超半球球罩(1)分别安装在球罩安装座(3)的上端，硅橡胶(8)填充在超半球球罩(1)、球罩安装座(3)以及球罩护罩(2)之间形成的空隙中；卡爪(6)安装在球罩安装座(3)的阶梯槽中，卡爪(6)最上端的一层弧面与超半球球罩(1)的内型面贴合且在其之间粘贴橡胶垫(7)，卡爪(6)其余的(M-1)层弧面与球罩安装座(3)的N层槽的弧面相配合，卡爪(6)的第i层弧面与球罩安装座(3)的第i层槽的弧面通过螺钉连接；调节螺钉(10)的螺纹段穿过卡爪(6)最下端一层的弧面并与其螺纹连接，其圆柱段位于球罩安装座(3)最下端一层槽的盲孔中，通过旋转调节螺钉(10)调节卡爪对超半球球罩(1)的夹紧力。

2.根据权利要求1所述的潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，其特征在于：所述夹紧机构还包括定位工装(11)，定位工装(11)为圆环结构，其外壁上均布三个以上安装弧面，安装弧面的个数与卡爪(6)的个数相等，其外壁上还加工有通孔；

利用定位工装(11)安装卡爪(6)时，先安装卡爪(6)第i层弧面上的螺钉但不拧紧，然后将定位工装(11)安装在球罩安装座(3)的下端，且定位工装(11)的外圆柱面与卡爪(6)最下端一层弧面贴合，再安装调节螺钉(10)，通过调节调节螺钉(10)对超半球球罩(1)夹紧后拧紧卡爪(6)第i层弧面上的螺钉，最后拆掉定位工装(11)。

3.根据权利要求1或2所述的潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，其特征在于：卡爪(6)的第i层弧面与球罩安装座(3)的第i层槽的弧面通过沉头螺钉(9)连接。

4.根据权利要求3所述的潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，其特征在于：N＝3，i＝3，球罩安装座(3)的三层阶梯槽由下向上依次为第一层、第二层、第三层，三层槽的弧长以及其弧长所对应圆的直径由下向上依次减小，第一层槽的底面加工有盲孔，第三层槽的弧面上加工螺纹盲孔；

M＝4，卡爪(6)的四层弧面由下到上记为第一层、第二层、第三层、第四层，第四层弧面与第三层弧面过渡连接，其余三层弧面呈阶梯状连接；

卡爪(6)的第四层弧面与超半球球罩(1)的内型面贴合且在其之间粘贴橡胶垫(7)，卡爪(6)其余的三层弧面与球罩安装座(3)的三层槽的弧面相配合，卡爪(6)的第三层弧面与球罩安装座(3)的第三层槽的弧面通过螺钉连接；调节螺钉(10)的螺纹段穿过卡爪(6)第一层的弧面并与其螺纹连接，其圆柱段位于球罩安装座(3)第一层槽的盲孔中。

5.根据权利要求1或2所述的潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，其特征在于：球罩护罩(2)的下端加工有与球罩安装座(3)上的弧形凸台相配合的让位槽。

6.根据权利要求1或2所述的潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，其特征在于：球罩护罩(2)上端的内型面加工成斜面，便于灌胶。

7.根据权利要求1或2所述的潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，其特征在于：超半球球罩(1)一端内型面上加工有定位圆柱面，组装时该定位圆柱面与球罩安装座(3)的弧形凸台的外型面贴合，实现定位作用。

8.根据权利要求1或2所述的潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，其特征在于：潜水外壳(4)的上端面上加工有沿周向的环形定位凸台，与球罩安装座(3)安装时起定位作用。

9.根据权利要求1所述的潜水成像系统中超半球球罩的固定夹紧机构，其特征在于：潜水外壳(4)采用分层设计，由下向上依次分为第一层、第二层、第三层、第四层，第一层为圆柱形，第二层为圆柱形，第三层为倒圆台形，第四层为圆柱形，且第四层的上端面上加工有沿周向的环形定位凸台；

球罩安装座(3)与潜水外壳(4)第四层的上端面固定安装，底座(5)与潜水外壳(4)第一层的下端面固定安装。