CN109969936A - 一种海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，固定座安装在调查船的甲板上，固定座上铰接有架体，液压缸A的一端铰接于固定座上，另一端与架体铰接，架体上设有定滑轮，绳索的一端连接在固定座，另一端绕过定滑轮连接于待布放回收的海洋调查仪器上；夹臂固定板铰接于架体上，液压缸B的一端铰接于架体上，另一端与夹臂固定板铰接；液压缸C安装于夹臂固定板上，输出端的左右两侧均设有铰接于夹臂固定板上的连杆机构，每侧的连杆机构均与液压缸C的输出端相连，另一端为夹持海洋调查仪器的夹持端，两侧的连杆机构通过液压缸C的驱动张开或夹紧。本发明彻底防止了海洋调查仪器布放回收过程中的摇摆，保证了海洋科考操作人员的安全。

Description

一种海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置
技术领域
本发明属于海洋装备领域中船用甲板起吊止荡装置，具体地说是一种海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置。
背景技术
海洋科学是一门以观测为基础的学科。要认识、开发和利用海洋就要进行海洋调查。海洋调查离不开海洋调查装备，其中较为常用的便是调查船上的甲板机械部分。尤其是深远海调查中仪器设备的布放和回收，离不开性能优越、设计合理的机械设备，船载吊装设备为这些机械设备中比较重要的一项。
常规海洋调查过程中，在恶劣的海况条件下，水下设备布放和回收过程中，一般要求严禁硬性碰撞，以防止损坏海洋调查设备或影响海洋科学调查船以及人员的安全。这就要求设计专用的设备，且系统安全性能好，设备运行可靠。目前的调查船后甲板所使用的吊装设备，设计结构简单，只能满足前后摆动和常规海况的作业要求，极端海况下无法保障调查设备出入水过程的安全作业。随着国家对深远海调查的逐步深入，挑战调查海域的极端海况已刻不容缓，诸如西太平洋深海潜标观测网建设中的深海潜标的布放和回收，需要更加高效的作业；尤其是回收过程中，对载有多年观测数据的精密仪器设备的安全防护至关重要。因此，需要设计一套拥有动态横向防摆及纵向限摆装置，对于提高海洋调查效率非常有必要。
发明内容
针对现有调查船后甲板使用吊装设备存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括A型架、夹臂伸展单元及夹臂单元，其中A型架包括固定座、液压缸A、架体、定滑轮及绳索，该固定座安装在调查船的甲板上，所述固定座上铰接有架体，液压缸A的一端铰接于固定座上，另一端与所述架体铰接，该架体上设有定滑轮，绳索的一端连接在所述固定座，另一端绕过所述定滑轮连接于待布放回收的海洋调查仪器上，所述架体通过液压缸A的驱动竖直立于甲板上或与甲板具有倾斜角度；所述夹臂伸展单元包括液压缸B及夹臂固定板，该夹臂固定板铰接于所述架体上，液压缸B的一端铰接于架体上，另一端与所述夹臂固定板铰接，该夹臂固定板通过所述液压缸B的驱动与架体保持平行或形成夹角；所述夹臂单元包括液压缸C及连杆机构，该液压缸C安装于所述夹臂固定板上，输出端的左右两侧均设有铰接于夹臂固定板上的连杆机构，每侧的连杆机构均与所述液压缸C的输出端相连，另一端为夹持所述海洋调查仪器的夹持端，两侧的连杆机构通过液压缸C的驱动张开或夹紧；
其中：所述架体包括A型架立柱及A型架横柱，该A型架横柱的两端均连接有A型架立柱，每端的所述A型架立柱的底部分别铰接于一个固定座上；
所述每端的A型架立柱均对应一个液压缸A及一个固定座，该液压缸A的缸体或液压杆与同端的固定座铰接，所述液压缸A的液压杆或缸体铰接于同端的A型架立柱上；
所述定滑轮包括侧向定滑轮及中间定滑轮，该中间定滑轮安装于所述A型架横柱的中间，每端的所述A型架立柱朝向海洋调查仪器的一面均设有侧向定滑轮；所述绳索包括斜拉绳索及中间起吊绳索，该中间起吊绳索的一端固接于任意一个固定座上，另一端绕过所述中间定滑轮后与所述海洋调查仪器相连，所述斜拉绳索为两根，每根斜拉绳索的一端固接于一个固定座上，另一端由同端A型架立柱上的侧向定滑轮绕过后与所述海洋调查仪器相连；所述中间起吊绳索与两根斜拉绳索形成三角形的起吊绳索；
所述A型架横柱上安装有惰轮，任意一端的A型架立柱上安装有张紧轮，所述中间起吊绳索的另一端依次绕过张紧轮、惰轮、中间定滑轮后与海洋调查仪器相连；每端的所述A型架立柱上均安装有张紧斜拉绳索的张紧装置；
所述架体上安装有横杆，所述液压缸B的一端与该横杆铰接；所述夹臂固定板的左右两端均设有铰链杆，该铰链杆的一端与夹臂固定板固接，另一端铰接于所述架体上；
所述夹臂固定板为中空结构，该夹臂固定板朝向所述海洋调查仪器的一面分别设有前面防撞橡胶及侧面防撞橡胶；
所述连杆机构包括移动连杆、旋转连杆及夹爪，该移动连杆与所述液压缸C的输出端相连，所述移动连杆的左右两端各设有一组旋转连杆和夹爪，该夹爪铰接于所述夹臂固定板上，所述旋转连杆的一端铰接于移动连杆上，另一端与夹爪的一端铰接，该夹爪的另一端铰接有夹持橡胶板；
所述移动连杆的中间位置连接有铰链块，该铰链块上安装有连接螺母，所述连接螺母与作为液压缸C输出端的液压缸伸缩杆相连；所述液压缸C通过液压缸固定板固接于夹臂固定板上；
所述夹持橡胶板为上薄下厚结构，该夹持橡胶板始终保持竖直状态。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明的A型架在不使用时立于调查船的甲板上，而在使用时与甲板保持设定的倾斜角度，以利于被起吊的海洋调查仪器与海平面垂直。
2.本发明设置了两根斜拉绳索和一根中间起吊绳索，三根绳索组成三角形，解决了单一中间起吊绳索起吊过程中被起吊的海洋调查仪器偏移距离很大的弊端，使被起吊的海洋调查仪器在三根绳索的拉力作用下保持在中间部位的设定范围内摇摆。
3.本发明的夹臂伸展单元中的夹臂固定板在不使用时与A型架立柱保持平行，在使用时与A型架立柱成设定的夹角，从而允许夹臂单元对被起吊装置实现夹持。
4.本发明的夹臂固定板设计为中空结构，防止对操作人员的视线遮挡而造成误操作。
5.本发明的夹臂固定板的两侧和前端均设置了防撞橡胶，预防在操作过程中因碰撞而损坏回收的海洋调查仪器。
6.本发明通过连杆机构实现由液压缸移动到夹臂旋转的转化，从而实现夹臂单元对被起吊装置的夹持。
7.本发明的夹持橡胶板设计为上薄下厚的结构，通过自重调节使得夹持橡胶板无论夹臂固定板与A型架立柱的夹角为多少，均保持竖直状态。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明A型架的立体结构示意图；
图3为本发明夹臂伸展单元的立体结构示意图；
图4为本发明夹臂单元的立体结构示意图；
图5为本发明夹臂单元的夹持与非夹持两种工作状态的结构示意图；
图6为本发明正在使用与未使用两种状态的结构示意图；
其中：1为A型架，2为夹臂伸展单元，3为夹臂单元，4为海洋调查仪器，5为海面，6为液压缸A，7为A型架立柱，8为张紧装置，9为侧向定滑轮，10为中间定滑轮，11为A型架横柱，12为惰轮，13为张紧轮，14为固定座，15为斜拉绳索，16为中间起吊绳索，17为横杆，18为铰链固定座A，19为液压缸B，20为铰链杆，21为夹臂固定板，22为铰链固定座B，23为前向防撞橡胶，24为侧面防撞橡胶，25为液压缸C，26为液压缸伸缩杆，27为连接螺母，28为液压缸固定板，29为铰链块，30为移动连杆，31为旋转连杆，32为夹爪，33为铰接固定座C，34为夹持橡胶板。
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所示，本发明包括A型架1、夹臂伸展单元2及夹臂单元3，该A型架1为本发明的承重部分，为海洋调查仪器4的回收和起升绳索提供支撑；夹臂伸展单元2在不使用时与A型架的A型架立柱7保持平行，在使用时与A型架立柱7成设定的夹角，有助于夹臂单元3实现对海洋调查仪器4的夹持；夹臂单元3的作用主要是夹持海洋调查仪器4，防止海洋调查仪器4的摇摆。
如图2所示，A型架1包括固定座14、液压缸A6、架体、定滑轮及绳索，该固定座14安装在调查船的甲板上，固定座14上铰接有架体，液压缸A16的一端铰接于固定座14上，另一端与架体铰接，该架体上设有定滑轮，绳索的一端连接在固定座14，另一端绕过定滑轮连接于待布放回收的海洋调查仪器4上，架体通过液压缸A6的驱动竖直立于甲板上或与甲板具有倾斜角度。本实施例的架体包括A型架立柱7及A型架横柱11，该A型架横柱11的左右两端均固接有一根A型架立柱7，每端的A型架立柱7的底部分别铰接于一个固定座14上，两个固定座14分别固定在调查船的甲板上；两根A型架立柱7相互平行，并分别垂直于A型架横柱11。每端的A型架立柱7均对应一个液压缸A6，每个液压缸A6的缸体与同端的固定座14铰接，每个液压缸A6的液压杆铰接于同端的A型架立柱7上；通过液压缸6的伸缩实现控制整个A型架1的转动，使A型架立柱7在不使用时竖直立于调查船的甲板上，而在使用时与调查船的甲板保持设定的倾斜角度，以利于海洋调查仪器4远离船体，防止海洋调查仪器4因硬性碰撞而损坏。本实施例的定滑轮包括侧向定滑轮9及中间定滑轮10，该中间定滑轮10安装于A型架横柱11的中间，每端的A型架立柱7朝向海洋调查仪器4的一面均设有侧向定滑轮9。本实施例的A型架横柱11上还安装有惰轮12，任意一端的A型架立柱7上安装有张紧轮13，每端的A型架立柱7上均安装有张紧装置8；本实施例的张紧装置为现有技术，包括张紧座，在张紧座上安装了一大两小、共三个张紧轮。本实施例的绳索包括斜拉绳索15及中间起吊绳索16，该中间起吊绳索16的一端固接于任意一个固定座14上，另一端依次绕过张紧轮13、惰轮12、中间定滑轮10后与海洋调查仪器4相连；斜拉绳索15为两根，每根斜拉绳索15的一端固接于一个固定座14上，另一端由同端A型架立柱7上的张紧装置8、侧向定滑轮9绕过后与海洋调查仪器4相连，斜拉绳索15以“S”型的形式绕过张紧装置上的三个张紧轮；中间起吊绳索16与两根斜拉绳索15形成三角形的起吊绳索，解决了单一中间起吊绳索起吊过程中偏移距离很大的弊端，使被起吊的海洋调查仪器4在三根绳索的拉力作用下保持在中间部位的设定范围内摇摆，以便于夹持。
如图3所示，夹臂伸展单元2包括液压缸B19及夹臂固定板21，该夹臂固定板21铰接于架体上，液压缸B19的一端铰接于架体上，另一端与夹臂固定板21铰接，该夹臂固定板21通过液压缸B19的驱动与架体保持平行或形成夹角。本实施例在两根A型架立柱7之间固接有横杆17，该横杆17与A型架横柱11相平行；液压缸B19的一端(缸体)与固定在横杆17上的铰链固定座A18铰接，另一端(液压杆)与固定在夹臂固定板21上的铰链固定座B22铰接，而夹臂固定板21的左右两端分别连接有铰链杆20，铰链杆20的上端与A型架立柱7铰接，下端焊接在夹臂固定板21上；通过液压缸B19的伸缩实现夹臂固定板21的转动，实现夹臂固定板21在不使用时与A型架立柱7保持平行，而使用时与A型架立柱7成设定的夹角，从而允许夹臂单元3在海洋调查仪器4脱离海面5时对其实现夹持。本实施例的夹臂固定板21设计为中间空的形状，在对夹臂单元3起支撑作用的同时防止对船甲板上工作人员视线的遮挡，便于工作人员的操作。夹臂固定板21设计安装侧面防撞橡胶24和前向防撞橡胶23，防止在夹臂单元3对海洋调查仪器4的夹持过程中，因海浪造成的海洋调查仪器4摇摆与夹臂固定板21的碰撞而导致海洋调查仪器4的损坏。
如图4所示，夹臂单元3包括液压缸C25及连杆机构，该液压缸C25安装于夹臂固定板21上，输出端的左右两侧均设有铰接于夹臂固定板21上的连杆机构，每侧的连杆机构均与液压缸C25的输出端相连，另一端为夹持海洋调查仪器4的夹持端，两侧的连杆机构通过液压缸C25的驱动张开或夹紧。本实施例的连杆机构包括移动连杆30、旋转连杆31及夹爪32，该移动连杆30的中间位置连接有铰链块29，该铰链块29上安装有连接螺母27，连接螺母27与作为液压缸C25输出端的液压缸伸缩杆26相连；液压缸C25通过液压缸固定板28固接于夹臂固定板21上，伴随着液压缸伸缩杆26的伸缩，移动连杆30可以实现沿夹壁固定板21高度方向进行移动。移动连杆30的左右两端各设有一组旋转连杆31和夹爪32，该夹爪32通过铰接于夹臂固定板21上，旋转连杆31的一端铰接于移动连杆30上，另一端与夹爪32的一端铰接，该夹爪32的另一端铰接有铰接固定座C33，夹持橡胶板34安装在铰接固定座C33上；伴随着移动连杆30的移动，夹爪32绕铰链转动，从而使得两个夹持橡胶板34的距离变大或缩小，以适应各种不同尺寸的海洋调查仪器4。本实施例的夹持橡胶板34设计为上薄下厚的结构，通过自重调节使得夹持橡胶板34无论夹臂固定板21与A型架立柱7的夹角为多少，均保持竖直状态。本实施例的夹持橡胶板34采用高弹性的橡胶，一方面可以预防海水腐蚀的作用，减小寿命维护的费用，另一方面在夹持海洋调查仪器4时，可以起到缓冲作用，防止因碰撞造成的回收仪器4的损坏。
本发明的工作原理为：
本发明利用三根绳索同时起吊海洋调查仪器4，由三个方向的拉力限制海洋调查仪器4的摇摆；为了防止碰撞引起布放和回收海洋调查仪器4的损坏，在夹臂伸展单元2和夹臂单元3的相应部位安装高弹性防撞橡胶，将恶劣海况引起的横纵向应力得到有效的缓冲。出入水的海洋调查仪器4离开海面5的同时，有液压缸驱动夹臂单元3对海洋调查仪器4进行加持，实现被起吊的海洋调查仪器4与A型架1的硬性连接，从而彻底防止了摇摆，有效保证了海洋科考操作人员的安全。具体为：
本发明在不使用时，A型架立柱7立于调查船的甲板上，夹臂固定板21与A型架立柱7保持平行。回收海洋调查仪器4时，两个液压缸A6驱动A型架1前倾、与甲板保持设定的倾斜角度；将两根斜拉绳索15及一根中间起吊绳索16分别连接于海洋调查仪器4上，三根绳索呈三角形。液压缸B19驱动夹臂固定板21，使夹臂固定板21与A型架立柱7成设定的夹角，从而允许夹臂单元3对被起吊回收的海洋调查仪器4实现夹持。液压缸C25驱动移动连杆30移动，通过移动连杆30带动两侧的连杆机构实现由液压缸C25的移动到夹爪32转动的转化，利用夹持橡胶板34夹持海洋调查仪器4。然后，液压缸B19、液压缸A6的液压杆再分别缩回，完成海洋调查仪器4的起吊回收。布放海洋调查仪器4时的操作与上述相同，将待布放的海洋调查仪器4连接上述三根绳索，再由液压缸C25驱动，使夹持橡胶板34夹持海洋调查仪器4，按照上述操作将海洋调查仪器4布放在水中即可。

Claims (10)

1.一种海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，其特征在于：包括A型架(1)、夹臂伸展单元(2)及夹臂单元(3)，其中A型架(1)包括固定座(14)、液压缸A(6)、架体、定滑轮及绳索，该固定座(14)安装在调查船的甲板上，所述固定座(14)上铰接有架体，液压缸A(16)的一端铰接于固定座(14)上，另一端与所述架体铰接，该架体上设有定滑轮，绳索的一端连接在所述固定座(14)，另一端绕过所述定滑轮连接于待布放回收的海洋调查仪器(4)上，所述架体通过液压缸A(6)的驱动竖直立于甲板上或与甲板具有倾斜角度；所述夹臂伸展单元(2)包括液压缸B(19)及夹臂固定板(21)，该夹臂固定板(21)铰接于所述架体上，液压缸B(19)的一端铰接于架体上，另一端与所述夹臂固定板(21)铰接，该夹臂固定板(21)通过所述液压缸B(19)的驱动与架体保持平行或形成夹角；所述夹臂单元(3)包括液压缸C(25)及连杆机构，该液压缸C(25)安装于所述夹臂固定板(21)上，输出端的左右两侧均设有铰接于夹臂固定板(21)上的连杆机构，每侧的连杆机构均与所述液压缸C(25)的输出端相连，另一端为夹持所述海洋调查仪器(4)的夹持端，两侧的连杆机构通过液压缸C(25)的驱动张开或夹紧。
2.根据权利要求1所述海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，其特征在于：所述架体包括A型架立柱(7)及A型架横柱(11)，该A型架横柱(11)的两端均连接有A型架立柱(7)，每端的所述A型架立柱(7)的底部分别铰接于一个固定座(14)上。
3.根据权利要求2所述海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，其特征在于：所述每端的A型架立柱(7)均对应一个液压缸A(6)及一个固定座(14)，该液压缸A(6)的缸体或液压杆与同端的固定座(14)铰接，所述液压缸A(6)的液压杆或缸体铰接于同端的A型架立柱(7)上。
4.根据权利要求2所述海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，其特征在于：所述定滑轮包括侧向定滑轮(9)及中间定滑轮(10)，该中间定滑轮(10)安装于所述A型架横柱(11)的中间，每端的所述A型架立柱(7)朝向海洋调查仪器(4)的一面均设有侧向定滑轮(9)；所述绳索包括斜拉绳索(15)及中间起吊绳索(16)，该中间起吊绳索(16)的一端固接于任意一个固定座(14)上，另一端绕过所述中间定滑轮(10)后与所述海洋调查仪器(4)相连，所述斜拉绳索(15)为两根，每根斜拉绳索(15)的一端固接于一个固定座(14)上，另一端由同端A型架立柱(7)上的侧向定滑轮(9)绕过后与所述海洋调查仪器(4)相连；所述中间起吊绳索(16)与两根斜拉绳索(15)形成三角形的起吊绳索。
5.根据权利要求4所述海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，其特征在于：所述A型架横柱(11)上安装有惰轮(12)，任意一端的A型架立柱(7)上安装有张紧轮(13)，所述中间起吊绳索(16)的另一端依次绕过张紧轮(13)、惰轮(12)、中间定滑轮(10)后与海洋调查仪器(4)相连；每端的所述A型架立柱(7)上均安装有张紧斜拉绳索(15)的张紧装置(8)。
6.根据权利要求1所述海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，其特征在于：所述架体上安装有横杆(17)，所述液压缸B(19)的一端与该横杆(17)铰接；所述夹臂固定板(21)的左右两端均设有铰链杆(20)，该铰链杆(20)的一端与夹臂固定板(21)固接，另一端铰接于所述架体上。
7.根据权利要求1所述海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，其特征在于：所述夹臂固定板(21)为中空结构，该夹臂固定板(21)朝向所述海洋调查仪器(4)的一面分别设有前面防撞橡胶(23)及侧面防撞橡胶(24)。
8.根据权利要求1所述海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，其特征在于：所述连杆机构包括移动连杆(30)、旋转连杆(31)及夹爪(32)，该移动连杆(30)与所述液压缸C(25)的输出端相连，所述移动连杆(30)的左右两端各设有一组旋转连杆(31)和夹爪(32)，该夹爪(32)铰接于所述夹臂固定板(21)上，所述旋转连杆(31)的一端铰接于移动连杆(30)上，另一端与夹爪(32)的一端铰接，该夹爪(32)的另一端铰接有夹持橡胶板(34)。
9.根据权利要求8所述海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，其特征在于：所述移动连杆(30)的中间位置连接有铰链块(29)，该铰链块(29)上安装有连接螺母(27)，所述连接螺母(27)与作为液压缸C(25)输出端的液压缸伸缩杆(26)相连；所述液压缸C(25)通过液压缸固定板(28)固接于夹臂固定板(21)上。
10.根据权利要求8所述海洋水下调查设备布放回收过程的止荡装置，其特征在于：所述夹持橡胶板(34)为上薄下厚结构，该夹持橡胶板(34)始终保持竖直状态。
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