CN110081921B - 一种海洋平台系泊链监控专用夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种海洋平台系泊链监控专用夹具，属于传感器护套专用夹具设计领域。该夹具包括方形钢管架、把持架、水平定位爪、“Y”型定位爪、支撑板、承力架、连接杆、推力杆、弹簧筒、弹簧筒封盖、止推杆、阶梯角、限位套筒、推钮和“L”型钢板；在保证原功能的情况下，增加了安装前的预定位，为安装提供便利，安装了机器人把持架，方便机器人携带，采用操作简便的装置，进行传感器的安装、拆卸以及传感器夹具的安装与拆卸，提高了机器人安装的效率。

Description

一种海洋平台系泊链监控专用夹具
技术领域
本发明属于传感器护套专用夹具设计领域，具体地涉及一种适用于易于水下机器人操作的深海锚链测量传感器护套专用夹具。
技术背景
系泊链区别于一般的锚链，他是用在石油钻井平台等海洋结构件上起固定作用的链条，由于其工作环境很恶劣，所以对这种链条有很多要求，比如强度。刚度。缺陷检测等等。在其使用场景下，锚链极易损坏，产生腐蚀、磨损、变形，严重的情况还可能断裂，产生以上情况后，海上作业平台将处于风险状态。
同时为了测量水下的洋流状况，利于科学研究，海上作业平台将配备多种的工作元件，需要很高的稳定性，所以需要在系泊链上安装传感器，以获取系泊链以及所处环境的实时数据。同时为了获取数据，需要设计传感器易于拆装的结构，提取数据时，仅需取下传感器即可。
在较浅处，可以人工操作，但是考虑到系泊链均下沉至水底较深处，仅可利用机器人操作，机器人手臂动作单一且简单，且无法控制扭转力矩以及推力大小，可能对设备造成损坏，因此需要设计使用新型夹持安装以及传感器安装方案。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了海洋平台系泊链监控专用夹具。
本发明的技术方案：
一种海洋平台系泊链监控专用夹具，该夹具包括方形钢管架10、把持架11、水平定位爪21、“Y”型定位爪22、支撑板30、承力架31、连接杆32、推力杆33、弹簧筒34、弹簧筒封盖35、止推杆36、阶梯角37、限位套筒38、推钮39和“L”型钢板41；
所述方形钢管架10的顶端固定把持架11；方形钢管架10的上部前端设有与前序锚链01宽度相契合的水平定位爪21，水平定位爪21的下方设有与目标锚链02厚度一致的“Y”型定位爪22；方形钢管架10的中部固定“L”型钢板41，用于安置传感器50；方形钢管架10的下部设置支撑板30；
所述支撑板30为“U”型镂空板，“U”型开口处设置承力架31，承力架31的中部与支撑板30开有同轴孔，二者通过销钉连接；承力架31的后端通过销钉与连接杆32的一端相连；连接杆32的另一端通过销钉与推力杆33相连；推力杆33远离“U”型开口端固定弹簧筒34，弹簧筒34内部设置第一弹簧361；弹簧筒封盖35为环形盖，弹簧筒34外径与弹簧筒封盖35内径相配合，弹簧筒封盖35与弹簧筒34接触处，通过螺栓实现固定；
所述止推杆36的一端穿过弹簧筒封盖35的中心孔与弹簧筒34中的第一弹簧361接触，止推杆36位于弹簧筒34的端部杆径大于第一弹簧361及弹簧筒封盖35中心孔的外径，通过止推杆36在弹簧筒34内的轴向运动，实现第一弹簧361的压缩与回弹；止推杆36的中段杆径与弹簧筒封盖35的中心孔直径一致，位于弹簧筒封盖35外部的止推杆36杆身上套设第二弹簧362；止推杆36的另一端为加工而成的三个互成120°的斜坡角弧形板，斜坡角弧形板整体外围直径大于第二弹簧362。
所述支撑板30尾部中轴线上设有限位套筒38，限位套筒38的中心通孔与止推杆36同轴；限位套筒38内壁焊接限位套筒封盖381和三个互成120°的阶梯角37，限位套筒封盖381位于第二弹簧362一端，通过与斜坡角弧形板的端部相配合控制第二弹簧362的压缩与回弹；阶梯角37两两之间间隙宽度与止推杆36的斜坡角弧形板的宽度一致，以此限制止推杆36只能进行轴向运动；所述的阶梯角37端部截面是二阶斜坡面，其角度与止推杆36的斜坡角弧形板是一致的，使止推杆36尾部的斜坡角弧形板能够在阶梯角37的两端斜面上进行滑移；
所述推钮39顶部具有六个相接的、中间无间隙的等腰三角形弧形板，其等腰两边的角度与止推杆36尾部的斜坡角弧形板一致，止推杆36斜坡角的厚度为阶梯角37厚度与推钮39六个三角锥厚度之和，使推钮39径向运动时，可推动止推杆36径向运动；所述推钮39由限位套筒38中心穿过，三块互成120°的弧形板宽度与阶梯角37两两之间间隙宽度一致，以此限制推钮39只能进行轴向运动。
所述“L”型钢板41的侧板上，左右两侧分别设置环形支架42，环形支架42的尾端开有两个同轴的孔，活结螺栓43穿入该同轴孔；活结螺栓43螺纹端，与螺母44以螺纹连接，且螺母44与环形支架42壁贴合；活结螺栓43非螺纹端串有垫圈45，且与环形支架42壁贴合；活结螺栓43圆头段通过销钉与夹固把手46相连；与环形支架42同轴处的“L”型钢板41内底板上固定设置钢环47，用于对安装的传感器50进行定位。
所述的方形钢管架10上部焊接工字形把持架11，与左右两根方管均接触且焊接。
本发明的有益效果：本发明相对现有夹具，在保证原功能的情况下，增加了安装前的预定位，为安装提供便利，安装了机器人把持架，方便机器人携带，采用操作简便的装置，进行传感器的安装、拆卸以及传感器夹具的安装与拆卸，提高了机器人安装的效率。
附图说明
图1是海洋平台系泊链监控专用夹具安装状态斜侧结构图。
图2是海洋平台系泊链监控专用夹具斜侧结构图。
图3是支撑板上抱夹结构俯视图。
图4是抱夹传动结构压缩状态示意图。
图5是抱夹传动结构拆卸状态示意图。
图6是推钮39的示意图。
图7是弹簧筒结构第一视图。
图8是弹簧筒结构第二视图。
图9是“L”型钢板安装结构示意图。
图10是传感器夹具执行结构正视图。
图中：01前序锚链；02目标锚链；10方形钢管架；11把持架；21水平定位爪；22“Y”型定位爪；30支撑板；31承力架；32连接杆；33推力杆；34弹簧筒；35弹簧筒封盖；36止推杆；361第一弹簧；362第二弹簧；37阶梯角；38限位套筒；381限位套筒封盖；39推钮；41“L”型钢板；42环形支架；43活结螺栓；44螺母；45垫圈；46夹固把手；47钢环；50传感器。
具体实施方案
下面结合技术方案和附图对发明进行进一步说明。
海洋平台系泊链监控专用夹具，其结构包含：方形钢管架10、把持架11、水平定位爪21、“Y”型定位爪22、支撑板30、承力架31、连接杆32、推力杆33、弹簧筒34、弹簧筒封盖35、止推杆36、阶梯角37、限位套筒38、推钮39、“L”型钢板41、环形支架42、活结螺栓43、螺母44、垫圈45、夹固把手46和钢环47；
水平定位爪21与“Y”型定位爪22为加工形成，与方形钢管架10为整体，保持其位置准确。方形钢管架10顶部焊接工字形把持架11，与左右两根方管均接触且焊接。
方形钢管架10中部焊接“L”型钢板41，其左右两侧焊接有环形支架42，其尾端开有两个同轴的孔，活结螺栓43穿入该同轴孔；活结螺栓43螺纹端，与螺母44以螺纹连接，且螺母44与环形支架42壁贴合；活结螺栓43非螺纹端串有垫圈45，其与环形支架42壁贴合；活结螺栓43圆头段有通孔夹固把手46与活结螺栓43以销钉装配，使其在水平位置仅水平运动，无法转动；“L”型钢板41内底面与环形支架42同轴处焊接有钢环47，用以安装定位传感器；将传感器50放入环形支架42中，并安置于钢环47内，机器人操作手抓取夹固把手46，将其向传感器50方向推动，使环形支架42内径缩小，夹持住传感器50，完成安装传感器50工作；卸下传感器50时，机器人操作手抓持夹固把手46，将其向远离传感器方向拉动，环形支架42恢复原状，取下传感器50，完成传感器拆卸工作。
方形钢管架10下部焊接有支撑板30，其为“U”型镂空板，其“U”型开口处放置承力架31，承力架31中部与支撑板30开有同轴孔，二者用销钉装配；承力架31远离“U”型口处加工有通孔，与连接杆32一段用销钉装配；连接杆32另一端开孔，与推力杆33一孔以销钉装配；推力杆33远离“U”型开口与弹簧筒34以螺纹连接，内部放置标准弹簧；弹簧筒34另一端用弹簧筒封盖35用螺栓装配，弹簧筒34外径与弹簧筒封盖35内径相配合，重合部分安装有螺栓加以固定；弹簧筒封盖35为环形盖，止推杆36由其中心开孔穿入，与第一弹簧362接触，止推杆36头部直径大于第一弹簧362和弹簧筒封盖35的开孔，颈部尺寸与弹簧筒封盖35直径相同；支撑板30尾部中轴线上焊接有限位套筒38，其中心通孔与止推杆36同轴，限位套筒内壁焊接三个互成120°的阶梯角37，止推杆36尾部三个互成120°的斜坡角弧形板，其宽度与阶梯角37两两之间的宽度一致，斜坡角弧形板插入阶梯角37当中，限制推杆36只能在轴向运动，阶梯角37端部截面是二阶斜坡面，其角度与止推杆36的斜坡角弧形板是一致的，使止推杆36尾部的斜坡角弧形板能够在阶梯角37的两端斜面上进行滑移；；推钮39由限位套筒38中心穿过，其上三块互成120°弧形板宽度与阶梯角37两两之间间隙宽度一致，使其只能在轴向运动，推钮39头部设有六个等腰三角锥弧形板，其等腰两边的角度与止推杆36尾部的斜坡角弧形板一致；推杆36斜坡角的厚度为阶梯角37厚度与推钮39六个等腰三角锥弧形板厚度之和，使推钮39径向运动时，可推动止推杆36径向运动。具体使用操作如下：推钮39和止推杆36端部装置有可动的止位销，止位销的活动端靠弹性力置于定位滑道内，滑道起到类似于凸轮槽的作用，推钮39通过凸起的定位块插入阶梯角37的间隙，从而限制了其转动。止推杆36阶梯角在未抱紧状态时与推钮39上的锯齿角接触，此时由于止推杆36的阶梯角处在阶梯角37的间隙中无法转动；当机器人按动推钮39，推钮39向着插入限位套筒38方向运动，同时推钮39也推动止推杆36阶梯角离开了限位套筒阶梯角的间隙中，转动不再被限制，止推杆36会沿着推钮39锯齿角的斜面转动一小段角度。当机器人松开推钮39，止推杆会36在止推杆弹簧的预紧力下反向运动，由于之前转动了一小段角度，止推杆36的锯齿角将会沿着的阶梯角37斜面卡在阶梯角37的齿槽上，最终止推杆36相对于轴向前进一段距离，将推动上述推力杆33轴向运动，使得承力夹31抱紧链节。再次按压时，止推杆36的斜槽沿斜面的滑道离开定位点沿回程滑道在复位弹簧的作用下，回复高位，止推杆36的锯齿角将会在重复上述运动后回到阶梯角37间隙中，最终止推杆36相对于轴向退出一段距离，最终承力夹31松开锚链；上述阶梯角37，止推杆36阶梯角均通过机械加工形成，上述推钮36通过封筒限制与限位套筒的轴向位置。
所述的支撑板30可以根据需要设计两个以上，本实施例为2两个。

Claims (3)

1.一种海洋平台系泊链监控专用夹具，其特征在于，该夹具包括方形钢管架(10)、把持架(11)、水平定位爪(21)、”Y”型定位爪(22)、支撑板(30)、承力架(31)、连接杆(32)、推力杆(33)、弹簧筒(34)、弹簧筒封盖(35)、止推杆(36)、阶梯角(37)、限位套筒(38)、推钮(39)和”L”型钢板(41)；
所述方形钢管架(10)的顶端固定把持架(11)；方形钢管架(10)的上部前端设有与前序锚链(01)宽度相契合的水平定位爪(21)，水平定位爪(21)的下方设有与目标锚链(02)厚度一致的”Y”型定位爪(22)；方形钢管架(10)的中部固定”L”型钢板(41)，用于安置传感器(50)；方形钢管架(10)的下部设置支撑板(30)；
所述支撑板(30)为“U”型镂空板，“U”型开口处设置承力架(31)，承力架(31)的中部与支撑板(30)开有同轴孔，二者通过销钉连接；承力架(31)的后端通过销钉与连接杆(32)的一端相连；连接杆(32)的另一端通过销钉与推力杆(33)相连；推力杆(33)远离“U”型开口端固定弹簧筒(34)，弹簧筒(34)内部设置第一弹簧(361)；弹簧筒封盖(35)为环形盖，弹簧筒(34)外径与弹簧筒封盖(35)内径相配合，弹簧筒封盖(35)与弹簧筒(34)接触处，通过螺栓实现固定；
所述止推杆(36)的一端穿过弹簧筒封盖(35)的中心孔与弹簧筒(34)中的第一弹簧(361)接触，止推杆(36)位于弹簧筒(34)的端部杆径大于第一弹簧(361)及弹簧筒封盖(35)中心孔的外径，通过止推杆(36)在弹簧筒(34)内的轴向运动，实现第一弹簧(361)的压缩与回弹；止推杆(36)的中段杆径与弹簧筒封盖(35)的中心孔直径一致，位于弹簧筒封盖(35)外部的止推杆(36)杆身上套设第二弹簧(362)；止推杆(36)的另一端为加工而成的三个互成120°的斜坡角弧形板，斜坡角弧形板整体外围直径大于第二弹簧(362)；
所述支撑板(30)尾部中轴线上设有限位套筒(38)，限位套筒(38)的中心通孔与止推杆(36)同轴；限位套筒(38)内壁焊接限位套筒封盖(381)和三个互成120°的阶梯角(37)，限位套筒封盖(381)位于第二弹簧(362)一端，通过与斜坡角弧形板的端部相配合控制第二弹簧(362)的压缩与回弹；阶梯角(37)两两之间间隙宽度与止推杆(36)的斜坡角弧形板的宽度一致，以此限制止推杆(36)只能进行轴向运动；所述的阶梯角(37)端部截面的二阶斜坡面均与止推杆(36)的斜坡角弧形板的斜坡面平行或重合，使止推杆(36)尾部的斜坡角弧形板能够在阶梯角(37)的两端斜面上进行滑移；
所述推钮(39)顶部具有六个相接的、中间无间隙的等腰三角形弧形板，等腰三角形弧形板的等腰面与止推杆(36)尾部的斜坡角弧形板的斜坡面平行或重合，止推杆(36)斜坡角的厚度为阶梯角(37)厚度与推钮(39)等腰三角形弧形板厚度之和，使推钮(39)径向运动时，可推动止推杆(36)径向运动；所述推钮(39)由限位套筒(38)中心穿过，三块互成120°的弧形板宽度与阶梯角(37)两两之间间隙宽度一致，以此限制推钮(39)只能进行轴向运动。
2.根据权利要求1所述的一种海洋平台系泊链监控专用夹具，其特征在于，所述”L”型钢板(41)的侧板上，左右两侧分别设置环形支架(42)，环形支架(42)的尾端开有两个同轴的孔，活结螺栓(43)穿入该同轴孔；活结螺栓(43)螺纹端，与螺母(44)以螺纹连接，且螺母(44)与环形支架(42)壁贴合；活结螺栓(43)非螺纹端串有垫圈(45)，且与环形支架(42)壁贴合；活结螺栓(43)圆头段通过销钉与夹固把手(46)相连；与环形支架(42)同轴处的”L”型钢板(41)内底板上固定设置钢环(47)，用于对安装的传感器(50)进行定位。
3.根据权利要求1或2所述的一种海洋平台系泊链监控专用夹具，其特征在于，所述的方形钢管架(10)上部焊接工字形把持架(11)，与左右两根方管均接触且焊接。
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