CN109921232A - 一种水下插拔机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下工程领域，具体地说是一种具备位置偏差补偿能力的水下插拔机构，安装基座的一端安装在水下固定结构架上，水下液压缸的缸体与安装基座的另一端铰接，液压杆的端部连接有旋转销，水平基座的一端安装在水下固定结构架上，另一端与压紧法兰连接；旋转销的一侧设有安装在水下固定结构架上的限位件，旋转销通过限位件实现旋转角度限制；旋转销上连接有调整机构，调整机构的一端与旋转销相连，另一端与透水转接件的一端连接，透水转接件的另一端与转接舱体相连，转接舱体用来实现水下对接设备与水密接插件之间的水密连接。本发明具有结构简单，拆装方便、可靠性高、成本低、补偿能力强、便于维护、适用性广等特点。

Description

一种水下插拔机构

技术领域

本发明属于水下工程领域，具体地说是一种具备位置偏差补偿能力的水下插拔机构。

背景技术

水下插拔机构在水下工程以及水下装备上有着越来越广阔的应用，可以实现水下充电、水下数据传输、水下载荷交换以及水下精确装配等多种功能，其主要应用在水下工程设备、海底观测网络等诸多领域。由于需要在水下实现精确连接，所以两个需要连接的设备往往很难实现精确的定位，这就需要水下插拔机构具备一定的位移偏差调整能力。因此，水下插拔机构的位移偏差调整能力从一定程度上制约着水下精确连接装备的发展。

发明内容

为了解决水下连接的两个装备存在位移偏差的问题，本发明的目的在于提供一种具备位置偏差补偿能力的水下插拔机构。该水下插拔机构能够在装备存在较大位移偏差的工况下，通过内部调整实现两个装备的水下精密连接。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括安装基座、水下液压缸、水平基座、压紧法兰、旋转销、限位件、调整机构、透水转接件及转接舱体，其中安装基座的一端安装在水下固定结构架上，所述水下液压缸的缸体与该安装基座的另一端铰接，液压杆的端部连接有旋转销，所述水平基座的一端安装在所述水下固定结构架上，另一端与压紧法兰连接、并实现所述水下液压缸的导向和固定；所述旋转销的一侧设有安装在水下固定结构架上的限位件，该旋转销通过所述限位件实现旋转角度限制；所述旋转销上连接有用于补偿水下对接过程中位置偏差的调整机构，该调整机构的一端与旋转销相连、随所述旋转销同步旋转，所述调整机构的另一端与透水转接件的一端连接，该透水转接件的另一端与转接舱体相连，所述转接舱体的一端安装水密接插件尾线，该水密接插件尾线通过透水转接件引出至供电设备上，所述转接舱体的另一端与水密可插拔接插件相连，该水密可插拔接插件与水下对接设备实现插拔，水下对接设备集成尾线在该转接舱体内与水密接插件尾线实现电连接；

其中：所述水平基座的一端为T型板、另一端与弧型板，该T型板的T型横边的一面安装在所述水下固定结构架上、坚边与所述弧型板连接，该弧型板的两侧均为用于与压紧法兰相连的连接耳；所述压紧法兰中间为与弧型板对应的弧型，该弧型的两侧为连接耳；所述弧型板与压紧法兰将水下液压缸夹紧固定；

所述旋转销的中间开有与液压杆螺纹连接的螺纹孔，在该旋转销靠近所述限位件的一侧设有销杆；所述限位件具有一平板及安装在该平板下方的相平行的两坚板，所述旋转销随液压杆转动及轴向移动，通过所述销杆插入两坚板间实现限制旋转销的旋转角度；

所述调整机构包括保护罩、转接轴、万向联轴器及调整弹簧，该万向联轴器的上下两侧均设有转接轴，每侧的所述转接轴的一端分别与万向联轴器销接，另一端均连接有保护罩，两侧的所述保护罩分别与旋转销和透水转接件相连；在两侧的所述保护罩之间设有套在转接轴及万向联轴器外部的调整弹簧，该调整弹簧的两端分别与两侧的所述保护罩抵接；

所述保护罩的一侧分别开有同心设置的凹槽及环形槽，所述转接轴的另一端容置于凹槽中，所述调整弹簧的端部容置于环形槽中；在所述保护罩上开设有与凹槽相连通的螺栓孔，该保护罩通过螺栓孔内的螺栓与所述转接轴相连；

所述转接轴的轴向截面呈“T”型，该“T”型的竖边开有用于与所述万向联轴器销接的销孔；所述调整弹簧始终处于压缩状态；

所述透水转接件包括支撑柱及端面法兰，该支撑柱的两端均连接有呈环形的端面法兰，一端的端面法兰与所述调整机构连接，另一端的端面法兰与所述转接舱体相连。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明设计了一种应用于水下的插拔机构，可实现不同水下装备之间的精确连接，可广泛的应用在需要水下精确连接的装备上，能够可靠地实现装备间的水下精确连接。

2.本发明具有结构简单的特点；本发明由简单的液压零件和机械零件组成，结构简单且功能稳定。

3.本发明具有调整能力强的特点；本发明通过调整机构内的调整弹簧和万向联轴器实现位移偏差调整和补偿，可调整角度和径向距离范围较大。

4.本发明具有可靠性强的特点；本发明通过液压缸和机械零件实现位移偏差调整和水下精确连接，可靠性强。

5.本发明具有拆装方便的特点；本发明均通过螺栓连接和螺纹连接实现固连，通过扳手可以在短暂的时间内实现其拆装。

6.本发明具有适用性广的特点；本发明可以广泛的应用在多种水下装备上，对结构安装空间要求较小，安装条件要求较少。

7.本发明具有模块程度高的特点；本发明自成一个模块，在出现故障或例行维护过程中便于更换和维护。

8.本发明具有适应大范围水深的特点。本发明所采用的零件均能承受大水深的压力，对不同水深具有广泛的适应性。

9.本发明具有保护性强的特点。本发明通过水下液压缸实现水下插拔操作，通过控制液压缸的性能能够精确调整液压缸行程和最大推力，可实现对水下连接装备的有效保护。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中的A—A剖视图；

图3为本发明水平基座的立体结构示意图；

图4为本发明压紧法兰的结构主视图；

图5为本发明旋转销的结构俯视图；

图6为本发明限位件的结构侧视图；

图7为本发明调整机构的结构剖视图；

图8为本发明转接舱体的结构剖视图；

图9A为本发明透水转接件的结构主视图；

图9B为图9A中的B—B剖视图；

图10为本发明保护罩的结构剖视图；

图11为本发明转接轴的结构示意图；

其中：1为安装基座，2为水下液压缸，3为水平基座，301为T型板，302为弧型板，303为连接耳，4为压紧法兰，5为旋转销，501为销杆，502为螺纹孔，6为限位件，7为调整机构，701为保护罩，7011为凹槽，7012为环形槽，7013为螺栓孔，702为转接轴，7021为销孔，703为万向联轴器，704为调整弹簧，8为透水转接件，801为支撑柱，802为端面法兰，9为转接舱体，10为液压杆，11为水密可插拔接插件，12为水密接插件尾线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

本发明实现了不同装备之间的水下精确连接，能够补偿可插拔设备之间的位置偏差，保证对接过程中可插拔接插件顺利实现对接。具体结构为：

如图1～11所示，本发明包括安装基座1、水下液压缸2、水平基座3、压紧法兰4、旋转销5、限位件6、调整机构7、透水转接件8、转接舱体9及水下对接设备，其中安装基座1的一端安装在水下对接结构的被安装位置处(如水下固定结构架上)，水下液压缸2的缸体与该安装基座1的另一端通过定位销铰接。

水平基座3的一端为T型板301、另一端与弧型板302，该T型板301的T型横边的一面通过螺栓连接与水下固定结构架实现固连、坚边与弧型板302连接，该弧型板302的两侧均为用于与压紧法兰4相连的连接耳303。压紧法兰4中间为与弧型板302对应的弧型，该弧型的两侧为连接耳。压紧法兰4两侧的连接耳通过螺栓与弧型板302两侧的连接耳303固连，从而将水下液压缸2夹紧于中间，实现水下液压缸2的导向和固定，使水下液压缸2始终保持竖直状态。

旋转销5的中间开有螺纹孔502，液压杆10的端部与旋转销5上的螺纹孔502螺纹连接、实现固连；旋转销5可以同液压杆10一起实现转动及轴向移动。旋转销5的一侧设有通过螺栓连接与水下固定结构架实现固连的限位件6，在旋转销5靠近限位件6的一侧设有销杆501。限位件6具有一平板及安装在该平板下方的相平行的两坚板，旋转销5随液压杆10转动及轴向移动，通过销杆501插入两坚板间实现限制旋转销5的旋转角度，保证水下对接设备的顺利对接。

旋转销5上连接有用于补偿水下对接过程中位置偏差的调整机构7,该调整机构7的一端与旋转销5相连、随旋转销5同步旋转，调整机构7的另一端与透水转接件8的一端连接。调整机构7包括保护罩701、转接轴702、万向联轴器703及调整弹簧704，该万向联轴器703的上下两侧均设有转接轴702，转接轴702的轴向截面呈“T”型，该“T”型的竖边开有用于与万向联轴器703销接的销孔7021，万向联轴器703的上下两侧分别通过定位销与两个转接轴702的一端销接，两个转接轴702的另一端分别通过螺栓与保护罩701固连。位于上方的保护罩701通过螺栓连接与旋转销5实现固连，位于下方的保护罩701通过螺栓连接与透水连接件8实现固连。在两侧的保护罩701之间设有套在转接轴702及万向联轴器703外部的调整弹簧704，该调整弹簧704的两端分别与两侧的保护罩701抵接，调整弹簧704始终处于压缩状态。保护罩701的一侧分别开有同心设置的凹槽7011及环形槽7012，转接轴702的另一端容置于凹槽7011中，调整弹簧704的端部容置于环形槽7012中。在保护罩701上开设有与凹槽7011相连通的螺栓孔7013，该保护罩7011通过螺栓孔7013内的螺栓与转接轴702固连。

透水转接件8的一端与调整机构7中位于下方的保护罩701连接，另一端与转接舱体9相连。透水转接件8包括四根支撑柱801及两个端面法兰802，四根支撑柱801的两端均连接有呈环形的端面法兰802，一端的端面法兰802与调整机构7中位于下方的保护罩701固连，另一端的端面法兰802与转接舱体9固连。

转接舱体9的一端安装水密接插件尾线12，该水密接插件尾线12通过透水转接件8引出至供电设备上，转接舱体9的另一端连接有水密可插拔接插件11，该水密可插拔接插件11与水下对接设备可实现插拔动作，水下对接设备的集成尾线在转接舱体9内与水密接插件尾线12实现电连接。

本发明的工作原理为：

本发明选择水下液压缸2作为整个系统的动力来源，能够通过控制水下液压缸2的伸出长度和推力来实现水下精确对接。水下液压缸2可精准控制行程，通过对其行程的控制实现水下对接动作。同时水下液压系统可精确控制最大推力，通过控制其最大推力，可保证水下对接设备所需的基本插拔力，同时又能有效保护水下对接设备的安全。

水下对接设备通常能够允许设定的角度偏差，本发明利用限位件6和旋转销5有效控制旋转角度，使其满足水下对接设备的需求。

调整机构7中始终处于压缩状态的调整弹簧704既具有所需的刚度，又可实现设定的弯曲角度，可以实现水下对接设备的偏差角度和位移。万向联轴器703主要起到承受拉力和随调整弹簧704一起弯曲的作用。在水下对接设备执行拔出的动作时，万向联轴器703可承受水下液压缸2提供的拉力。

转接舱体9上的水密接插件尾线12可通过透水转接件8引出。转接舱体9两端均开由光孔，一端可以与水下对接设备实现水密连接，另一端可以与水密接插件实现水密连接。

本发明能够广泛的应用在需要实现水下精确连接的水下移动节点和水下固定节点上。

Claims (8)

1.一种水下插拔机构，其特征在于：包括安装基座(1)、水下液压缸(2)、水平基座(3)、压紧法兰(4)、旋转销(5)、限位件(6)、调整机构(7)、透水转接件(8)及转接舱体(9)，其中安装基座(1)的一端安装在水下固定结构架上，所述水下液压缸(2)的缸体与该安装基座(1)的另一端铰接，液压杆(10)的端部连接有旋转销(5)，所述水平基座(3)的一端安装在所述水下固定结构架上，另一端与压紧法兰(4)连接、并实现所述水下液压缸(2)的导向和固定；所述旋转销(5)的一侧设有安装在水下固定结构架上的限位件(6)，该旋转销(5)通过所述限位件(6)实现旋转角度限制；所述旋转销(5)上连接有用于补偿水下对接过程中位置偏差的调整机构(7)，该调整机构(7)的一端与旋转销(5)相连、随所述旋转销(5)同步旋转，所述调整机构(7)的另一端与透水转接件(8)的一端连接，该透水转接件(8)的另一端与转接舱体(9)相连，所述转接舱体(9)的一端安装水密接插件尾线(12)，该水密接插件尾线(12)通过透水转接件(8)引出至供电设备上，所述转接舱体(9)的另一端与水密可插拔接插件(11)相连，该水密可插拔接插件(11)与水下对接设备实现插拔，水下对接设备集成尾线在该转接舱体(9)内与水密接插件尾线(12)实现电连接。

2.根据权利要求1所述的水下插拔机构，其特征在于：所述水平基座(3)的一端为T型板(301)、另一端与弧型板(302)，该T型板(301)的T型横边的一面安装在所述水下固定结构架上、坚边与所述弧型板(302)连接，该弧型板(302)的两侧均为用于与压紧法兰(4)相连的连接耳(303)；所述压紧法兰(4)中间为与弧型板(302)对应的弧型，该弧型的两侧为连接耳；所述弧型板(302)与压紧法兰(4)将水下液压缸(2)夹紧固定。

3.根据权利要求1所述的水下插拔机构，其特征在于：所述旋转销(5)的中间开有与液压杆(10)螺纹连接的螺纹孔(502)，在该旋转销(5)靠近所述限位件(6)的一侧设有销杆(501)；所述限位件(6)具有一平板及安装在该平板下方的相平行的两坚板，所述旋转销(5)随液压杆(10)转动及轴向移动，通过所述销杆(501)插入两坚板间实现限制旋转销(5)的旋转角度。

4.根据权利要求1所述的水下插拔机构，其特征在于：所述调整机构(7)包括保护罩(701)、转接轴(702)、万向联轴器(703)及调整弹簧(704)，该万向联轴器(703)的上下两侧均设有转接轴(702)，每侧的所述转接轴(702)的一端分别与万向联轴器(703)销接，另一端均连接有保护罩(701)，两侧的所述保护罩(701)分别与旋转销(5)和透水转接件(8)相连；在两侧的所述保护罩(701)之间设有套在转接轴(702)及万向联轴器(703)外部的调整弹簧(704)，该调整弹簧(704)的两端分别与两侧的所述保护罩(701)抵接。

5.根据权利要求4所述的水下插拔机构，其特征在于：所述保护罩(701)的一侧分别开有同心设置的凹槽(7011)及环形槽(7012)，所述转接轴(702)的另一端容置于凹槽(7011)中，所述调整弹簧(704)的端部容置于环形槽(7012)中；在所述保护罩(701)上开设有与凹槽(7011)相连通的螺栓孔(7013)，该保护罩(7011)通过螺栓孔(7013)内的螺栓与所述转接轴(702)相连。

6.根据权利要求4所述的水下插拔机构，其特征在于：所述转接轴(702)的轴向截面呈“T”型，该“T”型的竖边开有用于与所述万向联轴器(703)销接的销孔(7021)。

7.根据权利要求4所述的水下插拔机构，其特征在于：所述调整弹簧(704)始终处于压缩状态。

8.根据权利要求1所述的水下插拔机构，其特征在于：所述透水转接件(8)包括支撑柱(801)及端面法兰(802)，该支撑柱(801)的两端均连接有呈环形的端面法兰(802)，一端的端面法兰(802)与所述调整机构(7)连接，另一端的端面法兰(802)与所述转接舱体(9)相连。