CN110065605B - 一种深海挂载释放机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及释放装置技术领域，具体涉及一种深海挂载释放机构，包括：电源、中心杆和支架座，中心杆上由上及下设有磁铁座、拉杆座和支架座，第一通孔内固定有一电磁铁，拉杆座上通过轴连接有不少于一个的拉杆，拉杆座上表面固定有不少于一个的铁块，支架座上通过轴连接有不少于一个的支架，拉杆一端通过轴连接于支架的非端点位置，支架远离中心杆的一端设有一弧形卡槽。利用电磁铁与铁块的吸引作用控制拉杆，支架和弧形卡槽之间的机械运动，实现在深海中实现待释放物的挂载和精准释放，结构简单牢固、操作方便，能避免传统释放机构在深海环境下稳定性低的问题，具有良好的实用价值。

Description

一种深海挂载释放机构

技术领域

本发明涉及释放装置领域，具体涉及一种深海挂载释放机构。

背景技术

海洋资源一直被人们密切关注，海洋环境的探索与检测是现代海洋技术开发的技术基础，在深海环境的探索中，常常需要在不同的深度挂载释放各种深海探测器。目前海洋湍流是海洋物理学的一个重要研究领域，湍流问题的存在造成了很多其他学科领域的研究与发展无法进行，在海洋湍流的研究中，一种有效的可靠的释放装置是必不可少的重要装备。

声学释放器的释放形式除通常采用电机驱动锁紧销上下伸缩或回旋旋转方式进行释放外，还有采用气动分离和线燃分离等分离解脱方式，其在水下释放有两种控制方式，即定时设定释放和声通讯遥控释放。定时释放可以在布放前按要求设定，有一定适用范围，声遥控分离的优点是可以随时掌控分离时间，具有较大的使用灵活性。但声通讯遥控分离受海况影响较大，在含沙量大、微生物浮粒多、海况恶劣的海洋条件下对水下设备进行遥控释放时，往往需对水下机重复发射信号才能完成释放，在有些极端情况下，声遥控通讯稳定性差，甚至无法完成水下释放任务。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是解决传统挂载释放机构在深海环境下稳定性低的技术问题。

为此，本发明提供了一种深海挂载释放机构，包括：电源、中心杆和支架座；所述中心杆由上及下设有磁铁座、拉杆座和支架座；所述磁铁座与所述支架座固定于所述中心杆上；所述拉杆座套设于所述中心杆上；所述磁铁座上设有不少于一个的第一通孔；所述第一通孔内固定有一电磁铁；所述拉杆座上通过轴连接有不少于一个的拉杆；所述拉杆座上表面固定有与所述电磁铁一一匹配的铁块；所述支架座上通过轴连接有不少于一个的支架；所述支架与所述拉杆数目相同；所述拉杆一端通过轴连接于所述支架的非端点位置；所述支架远离所述中心杆的一端设有一弧形卡槽；所述弧形卡槽随所述支架的移动而转动；所述电源与所述电磁铁电连接。

进一步地，所述第一通孔内设有一限位环，所述限位环设于所述电磁铁的下方；所述铁块直径小于所述限位环的内径；。

进一步地，所述中心杆上还套设有一棱柱体；所述棱柱体固定于所述磁铁座的底部，且与所述磁铁座相连接。

进一步地，所述拉杆座中心设有一第二通孔，所述第二通孔形状与所述棱柱体相同。

进一步地，所述支架座下方位置设有一水位传感器；所述水位传感器与所述电源电连接；所述水位传感器还包括一中控系统；所述中控系统与所述水位传感器信号连接。

进一步地，所述中心杆上还设有一耐压仓；所述耐压仓设于所述水位传感器下方。

进一步地，所述电磁铁外设有一耐高压防水层。

本发明的有益效果：

1.本发明通过提供了一种深海挂载释放机构，利用电磁铁与铁块的吸引作用控制拉杆、支架和弧形卡槽之间的机械运动，可以在深海中实现待释放物的挂载和精准释放，结构简单牢固、操作方便、动作灵活、易于维护，且能避免传统释放机构例如电子控制或者复杂的声学释放机构在深海环境下稳定性低的问题，经济性好，具有良好的应用前景。

2.本发明通过提供了一种深海挂载释放机构，通过三段式的可展开结构设计，结构紧凑，转矩小，机构晃动小，且能节省空间，方便在海面释放。

3.本发明通过提供了一种深海挂载释放机构，使用电磁铁作为触发源，相较于传统释放机构例如电动机、液压泵等，在深海的环境中更容易实现防水耐高压，安全方便，可延长机构的使用寿命。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本申请实施例深海挂载释放机构结构示意图；

图2是本申请实施例深海挂载释放机构结构挂载状态示意图；

图3是本申请实施例深海挂载释放机构结构释放状态示意图一；

图4是本申请实施例深海挂载释放机构结构释放状态示意图二；

图5是本申请实施例深海挂载释放机构结构释放状态示意图三；

图6是本申请实施例深海挂载释放机构结构收拢状态示意图；

图7是本申请实施例深海挂载释放机构结构待释放物体与弧形卡槽结合状态示意图；

图8是本申请实施例深海挂载释放机构结构待释放物体与弧形卡槽脱离状态示意图；

图9是本申请实施例深海挂载释放机构结构电磁铁与铁块吸附状态示意图；

图10是本申请实施例深海挂载释放机构结构磁铁座结构示意图。

图中：1、中心杆；2、支架座；21、支架；22、弧形卡槽；3、磁铁座；31、第一通孔；32；限位环；33、电磁铁；4、拉杆座；41、铁块；42、第二通孔；43、拉杆；5、棱柱体；6、耐压仓。

具体实施方式

实施例1：

为解决传统挂载释放机构在深海环境下稳定性低的技术问题，本实施例提出了一种深海挂载释放机构，利用电磁铁33与铁块41之间的吸引作用牵引机械结构完成深海释放，如图1所示，包括：电源、中心杆1和支架座2，中心杆1由上及下设有磁铁座3、拉杆座4和支架座2，磁铁座3与支架座2固定于中心杆1上，拉杆座4套设于中心杆1上，如图9所示，磁铁座3上设有不少于一个的第一通孔31，第一通孔31内固定有一电磁铁33，拉杆座4上通过轴连接有不少于一个的拉杆43，拉杆座4上表面固定有与电磁铁33一一匹配的铁块41；支架座2上通过轴连接有不少于一个的支架21，支架21与拉杆43数目相同，拉杆43一端通过轴连接于支架21的非端点位置，支架21远离中心杆1的一端固定有一弧形卡槽22，弧形卡槽22随支架21的活动在竖直方向上移动，电源与电磁铁33电连接。

本实施例通过提供了一种深海挂载释放机构，利用电磁铁33与铁块41的吸引作用控制拉杆43，支架21和弧形卡槽22之间的机械运动，在深海中实现待释放物的挂载和精准释放，结构简单牢固、操作方便、动作灵活、易于维护，且能避免电子控制或者复杂的声学释放机构在深海环境下可靠性低带来的不稳定因素，经济性好，具有良好的应用前景。

具体而言：

电磁铁33，固定于第一通孔31内，电磁铁33由控制端直接控制，与电源电连接，可在任意时刻消磁，停止对拉杆座4上铁块41的吸引，本实施例拉杆43与支架21在重力作用下下滑展开，弧形卡槽22与待释放物体的受力点改变，待释放物体因市区支撑力而在重力的作用下进行释放。电磁铁33可依据实际应用情况选择通电产生磁性的电磁铁33，或者本身具有磁性通电消磁的电磁铁33。本实施例深海挂载释放机构使用电磁铁33作为触发源，相较于传统释放机构例如电动机、液压泵等，本发明在深海的环境中更容易实现防水耐高压。本实施例深海挂载释放机构使用电磁铁33作为触发源，相较于传统释放机构例如电动机、液压泵等，本实施例在深海的环境中更容易实现防水耐高压，操作方便，又可以有效延长机构使用寿命。

特别的，第一通孔31可以为圆形，方形等任意形状，本实施例第一通孔31优选为圆形，如图10所示，第一通孔31内设有一限位环32，限位环32固定于电磁铁33的下方，用于固定限定电磁铁33的位置，防止电磁铁33的滑落。本实施例电磁铁33外设有一耐高压防水层，本实施例优选为高压绝缘硅脂材料，具有耐高压、防水、防爬电性能可用于10kv以上的高压电缆连接系统和电气设备的绝缘、密封润滑及防潮，并能减少因不稳定气候造成的材料表面的老化。

弧形卡槽22，固定于支架21远离中心杆1的一端，弧形部分在水中运动时产生一段的阻力，可以根据速度调节支架21的展开收拢，有效能减缓支架21的收拢速度，达到精准释放的目的，直到拉杆43与支架21干涉，达到最大收拢程度。

本实施例深海挂载释放机构主要通过弧形卡槽22受力点的变化来完成本实施例深海挂载释放机构与待释放物体的锁止和释放。弧形卡槽22的凹槽处可以为圆形或者椭圆形，可根据待释放物体的夹持部形状来变化。本实施例待释放物体具体为子弹，如图7和图8所示，当拉杆43与支架21处于收紧状态时，弧形卡槽22的与待释放物体之间具有一小于90°的倾斜夹角，弧形卡槽22的凹槽处对待释放物体有一个支撑力，弧形凹槽的两侧分别对待释放物体有一个方向相对的挤压力，从而使得待释放物体处于静止状态，其位置关系如图7所示。当电磁铁33消磁后，在重力作用下，拉杆43与支架21逐渐向下移动，如图8所示，弧形卡槽22的凹槽处逐渐远离待释放物体，弧形凹槽的两侧对待释放物体的方向相对的挤压力变化不大，但弧形卡槽22的凹槽处对待释放物体的支撑力逐渐减小直至消失。当弧形凹槽的形状与待释放物体形状相匹配时，弧形凹槽的两侧对待释放物体的方向相对的挤压力几乎为零，可以忽略不计，待释放物体在重力的作用下下落，从而达到释放的目的。

如图1所示，中心杆1上还套设有一棱柱体5，棱柱体5固定于磁铁座3的底部且与磁铁座3相连接。拉杆座4中心设有一第二通孔42，第二通孔42形状与棱柱体5相同。

具体而言：

本实施例第二通孔42具体为与棱柱体5相匹配的棱柱状，棱柱体5用于支撑磁铁座3，承担电磁铁33与铁块41吸引时部分重量，防止磁铁座3下滑，克服电磁铁33和铁块41接触面贴合不紧而产生的磁力失效的问题。在释放过程中，拉杆座4的运动方向沿中心杆1逐渐下滑，在刚开始时经过棱柱，棱柱体5为方形，可以有效防止运动时产生扭转提高本实施例深海挂载释放机构的释放稳定性，随后滑移到中心杆1上，中心杆1优选为圆柱状空心杆，内部用于电路布线，外部用于拉杆座4的滑行，滑行路径转变为圆柱形，使下滑过程更为顺畅，提高释放效率。

拉杆座4上通过轴连接有不少于一个的拉杆43，本实施例轴优选为宽轴，从而提高支架21稳定性，减少在释放过程中的弹性晃动。

如图10所示，第一通孔31内设有一限位环32，限位环32固定于电磁铁33的下方，用于固定限定电磁铁33的位置，放置电磁铁33的滑落。

具体而言：

铁块41直径小于限位环32的内径，方便铁块41通过限位环32插入第一通孔32内与电磁铁33相互吸引。如图2和图9所示，第一通孔31内固定有电磁铁33，拉杆座4上表面固定有不少于一个的铁块41，铁块41与电磁铁33位置相对应，第一通孔31内的电磁铁33与铁块41吸引，将拉杆座4固定于磁铁座3的下表面。第二通孔32用于其余未与电磁铁33相匹配的铁块41的穿入，用于对铁块41的位置角度的限定，使铁块41与电磁铁33触面更为贴合，吸附更稳固。

支架座2下设有一水位传感器，水位传感器与电源电连接，水位传感器还包括一中控系统，中控系统与水位传感器信号连接。中心杆1上还设有一耐压仓6，耐压仓6设于水位传感器下方。

水位传感器用于探测本实施例深海挂载释放机构下降的水位深度，然后发射信号至中控系统，操作人员判断是否达到自己释放待释放物体的水位深度，当水位深度达到操作人员预设值时，通过电源使得电磁铁33消磁，释放待释放物体。

在水位传感器下方设有一耐压仓6，通过改变耐压仓6的大小从而调节本实施例深海挂载释放机构的重心，使得释放过程更加稳定。

实施例2：

基于实施例1公开的一种深海挂载释放机构，本实施例公开了深海挂载释放机构的操作方法，具体如下：

将拉杆座4牵引至磁铁座3的下表面，使得电磁铁33与铁块41牢牢吸住，然后将待释放物体固定于弧形卡槽22的凹槽处，完成挂载工作，随后将本实施例深海挂载释放机构缓慢没入海水中直至预设的位置，此时本实施例深海挂载释放机构拉杆43和支架21处于收缩的状态下，即当拉杆43与支架21之间的夹角远远大于90°时，如图2所示，待释放物体处于挂载状态，当拉杆43与支架21处于收紧状态时，弧形卡槽22的与待释放物体之间具有一小于90°的倾斜夹角，弧形卡槽22的凹槽处对待释放物体有一个支撑力，从而使得待释放物体处于静止状态，其位置关系如图7所示。

待本实施例深海挂载释放机构在海水中稳定后，通过电源使得磁铁座3上的电磁铁33消磁，停止对拉杆座4上铁块41的吸引，本实施例拉杆43与支架21在重力作用下下滑展开，在此过程中，如图2、图3、图4、图7和图8所示，由于拉杆43与支架21之间的夹角的变化，固定于支架21一端的弧形卡槽22与待释放物体的受力点也逐渐发生改变，如图7和图8所示，当电磁铁33消磁后，在重力作用下，拉杆43与支架21逐渐向下移动，如图8所示，弧形卡槽22的凹槽处逐渐远离待释放物体，弧形卡槽22的凹槽处对待释放物体的支撑力逐渐减小直至为零，待释放物体在重力的作用下自行下落，从而达到释放的目的。

待待释放物体完全释放后，如图5和图6所示，支架座2固定不变，拉杆43和支架21通过轴继续向下转动收拢到下方水位传感器四周。当需要重复使用该机构时，只需将支架21向上牵引，使电磁铁33与铁块41重新吸附即可。

本实施例通过提供了一种深海挂载释放机构，利用重力和流体阻力，通过机械结合的方式，利用电磁铁33与铁块41的吸引作用控制拉杆43，支架21和弧形卡槽22之间的机械运动，在不同的角度下可靠地展开和释放，在深海中实现待释放物的挂载和精准释放，结构简单牢固、操作方便、动作灵活、易于维护，且能避免电子控制或者复杂的声学释放机构在深海环境下可靠性低带来的不稳定因素，经济性好，对多探测器的挂载和释放，提供了一个结构简单牢固、控制可靠的解决方案，具有良好的应用前景。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种深海挂载释放机构，其特征在于，包括：电源、中心杆和支架座；所述中心杆由上及下设有磁铁座、拉杆座和支架座；所述磁铁座与所述支架座固定于所述中心杆上；所述拉杆座套设于所述中心杆上；

所述磁铁座上设有不少于一个的第一通孔；所述第一通孔内固定有一电磁铁；

所述拉杆座上通过轴连接有不少于一个的拉杆；所述拉杆座上表面固定有与所述电磁铁一一匹配的铁块；

所述支架座上通过轴连接有不少于一个的支架；所述支架与所述拉杆数目相同；所述拉杆一端通过轴连接于所述支架的非端点位置；

所述支架远离所述中心杆的一端设有一弧形卡槽；所述弧形卡槽随所述支架的移动而转动；

所述电源与所述电磁铁电连接。

2.根据权利要求1所述的深海挂载释放机构，其特征在于，所述第一通孔内设有一限位环，所述限位环设于所述电磁铁的下方；所述铁块直径小于所述限位环的内径；。

3.根据权利要求1所述的深海挂载释放机构，其特征在于，所述中心杆上还设有一棱柱体；所述棱柱体固定于所述磁铁座的底部，且与所述磁铁座相连接。

4.根据权利要求3所述的深海挂载释放机构，其特征在于，所述拉杆座中心设有一第二通孔，所述第二通孔形状与所述棱柱体相同。

5.根据权利要求1所述的深海挂载释放机构，其特征在于，所述支架座下方位置设有一水位传感器；所述水位传感器与所述电源电连接；所述水位传感器还包括一中控系统；所述中控系统与所述水位传感器信号连接。

6.根据权利要求5所述的深海挂载释放机构，其特征在于，所述中心杆上还设有一耐压仓；所述耐压仓设于所述水位传感器下方。

7.根据权利要求1所述的深海挂载释放机构，其特征在于，所述电磁铁外设有一耐高压防水层。

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