CN110082091B - 一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置，包括试验水槽框架，所述试验水槽框架的下部为泥沙池，所述泥沙池顶面两端对称安装有支撑结构，每个支撑结构的顶面均设置有间隔的直线导轨，每个支撑结构的外侧设置有水平的锁紧装置安装平台，两个锁紧装置安装平台上固定有锁紧装置，位于锁紧装置处的支撑结构上还安装有锁紧孔，两个锁紧装置之间安装可收放式坐底支架，所述可收放式坐底支架的顶部通过收放油缸安装有连接板组件；与直线导轨配合安装有导向机构，安装直线导轨处的支撑结构上固定有提升油缸，所述提升油缸的输出端固定有轴销式力传感器，所述轴销式力传感器与导向机构的底部连接。工作可靠、灵活。

Description

一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置
技术领域
本发明涉及试验装置技术领域，尤其是一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置。
背景技术
载人潜水器是当今海洋探索研究最主要的工具之一，载人潜水器通常配置有坐底支架，其主要实现载人潜水器能坐稳海底，坐底支架的主要作用是：使载人潜水器具有长时间驻留水下的能力，为在水下开展生物实验提供相对稳定的实验环境，同时也为艇员提供舒适的生活工作环境。另外坐底支架具有一定保护耐压壳的作用，以防止坐硬质底时，海底尖锐物体磕碰坏载人舱耐压壳体。
目前，国内外的载人潜水器的坐底支架以固定式的支架为主，如国内的蛟龙号载人潜水器，美国的阿尔文号载人潜水器。固定式的坐底支架虽然具有装置简单、不需要配置额外的动力源驱动其运动等优点，但是置于舷外的固定支架严重破坏了艇体的线性，大大增加了航行阻力，另外在载人潜水器航行过程中，固定式的坐底支架易被异物缠绕，因此，在载人潜水器上配置可收放式的坐底支架显得尤为重要。
现有技术中，各载人潜水器总体设计单位均有研究人员在开展可收放式坐底支架的设计研究，但是，其仅针对可收放式坐底支架进行了简单的有限元计算及相应的机械结构设计，还未有针对该载人潜水器可收放式坐底支架进行其试验装置的研究及开发。因为坐底支架的强度、结构形式及工作的可靠性直接影响到载人潜水器的坐底的安全性及生命力，若仅对其进行简单的有限元计算及机械结构设计，未经过试验装置的相关试验验证，若直接将其安装至载人潜水器上，容易造成因结构计算误差导致真正坐底时坐底支架折断、破坏艇体耐压壳，或者因坐底支架的拔模角度设计不合理导致陷入淤泥太深无法自拔，直至引起艇体安全事故。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置，从而可以对载人潜水器可收放式坐底支架的功能、性能及可靠性进行试验，保证后期使用的可靠性。
本发明所采用的技术方案如下：
一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置，包括试验水槽框架，所述试验水槽框架的下部为泥沙池，所述泥沙池顶面两端对称安装有支撑结构，每个支撑结构的顶面均设置有间隔的直线导轨，每个支撑结构的外侧设置有水平的锁紧装置安装平台，两个锁紧装置安装平台上固定有锁紧装置，位于锁紧装置处的支撑结构上还安装有锁紧孔，两个锁紧装置之间安装可收放式坐底支架，所述可收放式坐底支架的顶部通过收放油缸安装有连接板组件；与直线导轨配合安装有导向机构，安装直线导轨处的支撑结构上固定有提升油缸，所述提升油缸的输出端固定有轴销式力传感器，所述轴销式力传感器与导向机构的底部连接。
其进一步技术方案在于：
所述锁紧装置的结构为：包括安装基座，所述安装基座通过紧固件与锁紧装置安装平台固定，所述安装基座内固定水平设置的中间耳轴式油缸筒，中间耳轴式油缸筒的输出端安装活塞杆，活塞杆通过连接机构安装插销，所述插销穿过锁紧孔与可收放式坐底支架配合，实现可收放式坐底支架的上锁与解锁。
所述可收放式坐底支架的结构为：包括相对设置的下支腿和上支腿，所述下支腿和上支腿通过爆炸螺栓连接在一起，所述下支腿和上支腿的侧面同时安装有盖板，所述上支腿的顶面铰接有收放油缸，所述上支腿的前端面固定有第一连接耳，所述第一连接耳与连接板组件固定。
所述导向机构的结构为：包括机架，所述机架的两端分别安装有导向轮轴，所述导向轮轴上安装有导轮，所述导轮与直线导轨配合；所述机架的底部固定有第二连接耳，所述第二连接耳与轴销式力传感器通过销固定。
所述连接板组件的结构为：包括连接板本体，所述连接板本体的截面成“T”字型结构，通过上平板和垂直板构成，所述上平板的顶面两端分别设置有机架连接块，所述机架连接块的外端面与导向机构焊接，所述垂直板两侧面分别安装有加强肋板，在垂直板的底面固定有连接耳基座，所述垂直板的底面还延伸有支腿挡块，所述支腿挡块成折弯型结构，所述上平板的底面还间隔安装有收放油缸连接耳基座。
所述垂直板底部还安装有接近传感器安装座，所述接近传感器安装座上固定接近传感器。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过该装置可以在坐底支架设计完成后，对坐底支架进行功能和性能测试与可靠性考核，并可模拟坐底支架实际坐离泥沙软质底工况下的陷底拔模功能及性能试验，以及陷底工况下的应急抛弃功能试验等，通过该试验装置，能够对极端环境下坐底支架的性能进行评估，并为理论研究提供试验基础；并可有效验证在紧急状态下应急抛弃的可行性与可靠性。另外该套装置结构简单，实用性强。
本发明所述的坐底支架位于载人潜水器坐底结构上，该试验装置主要用于坐底支架的功能性试验，拔模试验和应急抛弃试验。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明试验水槽框架的结构示意图。
图3为本发明锁紧装置的结构示意图。
图4为本发明可收放式坐底支架的结构示意图。
图5为本发明导向机构的结构示意图。
图6为本发明连接板组件的结构示意图。
其中：1、试验水槽框架；2、锁紧装置；3、可收放式坐底支架；4、导向机构；5、连接板组件；6、轴销式力传感器；7、提升油缸；8、接近传感器；
101、泥沙池；102、支撑结构；103、直线导轨；104、锁紧孔；105、锁紧装置安装平台；
201、插销；202、活塞杆；203、中间耳轴式油缸筒；204、安装基座；
301、下支腿；302、盖板；303、收放油缸；304、上支腿；305、爆炸螺栓；306、第一连接耳；
401、导轮；402、导向轮轴；403、第二连接耳；404、机架；
501、连接耳基座；502、加强肋板；503、收放油缸连接耳基座；504、机架连接块；505、接近传感器安装座；506、支腿挡块；507、连接板本体。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，本实施例的载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置，包括试验水槽框架1，试验水槽框架1的下部为泥沙池101，泥沙池101顶面两端对称安装有支撑结构102，每个支撑结构102的顶面均设置有间隔的直线导轨103，每个支撑结构102的外侧设置有水平的锁紧装置安装平台105，两个锁紧装置安装平台105上固定有锁紧装置2，位于锁紧装置2处的支撑结构102上还安装有锁紧孔104，两个锁紧装置2之间安装可收放式坐底支架3，可收放式坐底支架3的顶部通过收放油缸303安装有连接板组件5；与直线导轨103配合安装有导向机构4，安装直线导轨103处的支撑结构102上固定有提升油缸7，提升油缸7的输出端固定有轴销式力传感器6，轴销式力传感器6与导向机构4的底部连接。
如图3所示，锁紧装置2的结构为：包括安装基座204，安装基座204通过紧固件与锁紧装置安装平台105固定，安装基座204内固定水平设置的中间耳轴式油缸筒203，中间耳轴式油缸筒203的输出端安装活塞杆202，活塞杆202通过连接机构安装插销201，插销201穿过锁紧孔104与可收放式坐底支架3配合，实现可收放式坐底支架3的上锁与解锁。
如图4所示，可收放式坐底支架3的结构为：包括相对设置的下支腿301和上支腿304，下支腿301和上支腿304通过爆炸螺栓305连接在一起，下支腿301和上支腿304的侧面同时安装有盖板302，上支腿304的顶面铰接有收放油缸303，上支腿304的前端面固定有第一连接耳306，第一连接耳306与连接板组件5固定。
如图5所示，导向机构4的结构为：包括机架404，机架404的两端分别安装有导向轮轴402，导向轮轴402上安装有导轮401，导轮401与直线导轨103配合；机架404的底部固定有第二连接耳403，第二连接耳403与轴销式力传感器6通过销固定。
如图6所示，连接板组件5的结构为：包括连接板本体507，连接板本体507的截面成“T”字型结构，通过上平板和垂直板构成，上平板的顶面两端分别设置有机架连接块504，机架连接块504的外端面与导向机构4焊接，垂直板两侧面分别安装有加强肋板502，在垂直板的底面固定有连接耳基座501，垂直板的底面还延伸有支腿挡块506，支腿挡块506成折弯型结构，上平板的底面还间隔安装有收放油缸连接耳基座503。
垂直板底部还安装有接近传感器安装座505，接近传感器安装座505上固定接近传感器8。
本发明的具体安装结构为：
锁紧装置2的安装基座204通过螺栓连接在锁紧装置安装平台105上，插销201穿过锁紧孔104，并通过活塞杆202的伸缩对可收放式坐底支架3进行上锁与解锁。
可收放式坐底支架3的下支腿301与上支腿304通过爆炸螺栓305连接，盖板302通过螺钉连接于上支腿304和下支腿301的侧面。收放油缸303铰接在收放油缸连接耳基座503上，第一连接耳306与连接耳基座501铰接。
导向机构4的导轮401在直线导轨103中上下滚动，机架404与连接板组件5的机架连接块504焊接，第二连接耳403与提升油缸7之间由轴销式力传感器6连接，两个轴销式力传感器6共同完成拔膜试验中的力的测量。
连接板组件5的加强肋板502承受连接板的弯曲应力，支腿挡块506承受坐底冲击试验时带来的力。
实际使用过程中，本发明可提供坐底支架完成坐底支架功能性试验、拔模试验、应急抛弃试验。
一、功能性试验：
打开时，锁紧装置2从可收放式坐底支架3的盖板302插销孔中移出，完成解锁，收放油缸303伸长，上支腿304和下支腿301随之打开，当上支腿304与连接板组件5的支腿挡块506接触时，完成打开动作。收起时，收放油缸303收缩，上支腿304和下支腿301随之收起，当接近传感器8检测到支腿时，收放油缸303停止运动，锁紧装置2推动插销201进入盖板302插销孔，完成收起动作。
二、拔模试验：
将可收放式坐底支架3置于打开状态，泥沙池101中加入一定量的泥沙，使得下支腿301陷入泥沙，提升油缸7向上运动，轴销式力传感器6记录拔出泥沙所需的拉力。通过改变泥沙的组成如软质、硬质等、下支腿301陷入泥沙的深度、下支腿301自己本身的角度、下支腿301陷入泥沙的时间等因素可得出多组不同的试验结果，为理论研究提供试验基础。
三、应急抛弃试验：
将可收放式坐底支架3置于打开状态，引爆爆炸螺栓305，下支腿301与上支腿304在无外力作用下自动分离，即完成应急抛弃试验。
根据实际应用场合的需求，可以选择性的进行试验，使用灵活。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置，其特征在于：包括试验水槽框架(1)，所述试验水槽框架(1)的下部为泥沙池(101)，所述泥沙池(101)顶面两端对称安装有支撑结构(102)，每个支撑结构(102)的顶面均设置有间隔的直线导轨(103)，每个支撑结构(102)的外侧设置有水平的锁紧装置安装平台(105)，两个锁紧装置安装平台(105)上固定有锁紧装置(2)，位于锁紧装置(2)处的支撑结构(102)上还安装有锁紧孔(104)，两个锁紧装置(2)之间安装可收放式坐底支架(3)，所述可收放式坐底支架(3)的顶部通过收放油缸(303)安装有连接板组件(5)；与直线导轨(103)配合安装有导向机构(4)，安装直线导轨(103)处的支撑结构(102)上固定有提升油缸(7)，所述提升油缸(7)的输出端固定有轴销式力传感器(6)，所述轴销式力传感器(6)与导向机构(4)的底部连接。
2.如权利要求1所述的一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置，其特征在于：所述锁紧装置(2)的结构为：包括安装基座(204)，所述安装基座(204)通过紧固件与锁紧装置安装平台(105)固定，所述安装基座(204)内固定水平设置的中间耳轴式油缸筒(203)，中间耳轴式油缸筒(203)的输出端安装活塞杆(202)，活塞杆(202)通过连接机构安装插销(201)，所述插销(201)穿过锁紧孔(104)与可收放式坐底支架(3)配合，实现可收放式坐底支架(3)的上锁与解锁。
3.如权利要求1所述的一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置，其特征在于：所述可收放式坐底支架(3)的结构为：包括相对设置的下支腿(301)和上支腿(304)，所述下支腿(301)和上支腿(304)通过爆炸螺栓(305)连接在一起，所述下支腿(301)和上支腿(304)的侧面同时安装有盖板(302)，所述上支腿(304)的顶面铰接有收放油缸(303)，所述上支腿(304)的前端面固定有第一连接耳(306)，所述第一连接耳(306)与连接板组件(5)固定。
4.如权利要求1所述的一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置，其特征在于：所述导向机构(4)的结构为：包括机架(404)，所述机架(404)的两端分别安装有导向轮轴(402)，所述导向轮轴(402)上安装有导轮(401)，所述导轮(401)与直线导轨(103)配合；所述机架(404)的底部固定有第二连接耳(403)，所述第二连接耳(403)与轴销式力传感器(6)通过销固定。
5.如权利要求1所述的一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置，其特征在于：所述连接板组件(5)的结构为：包括连接板本体(507)，所述连接板本体(507)的截面成“T”字型结构，通过上平板和垂直板构成，所述上平板的顶面两端分别设置有机架连接块(504)，所述机架连接块(504)的外端面与导向机构(4)焊接，所述垂直板两侧面分别安装有加强肋板(502)，在垂直板的底面固定有连接耳基座(501)，所述垂直板的底面还延伸有支腿挡块(506)，所述支腿挡块(506)成折弯型结构，所述上平板的底面还间隔安装有收放油缸连接耳基座(503)。
6.如权利要求5所述的一种载人潜水器可收放式坐底支架的试验装置，其特征在于：所述垂直板底部还安装有接近传感器安装座(505)，所述接近传感器安装座(505)上固定接近传感器(8)。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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