CN110182712A - 基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置 - Google Patents

Abstract

基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，涉及海洋工程技术领域，包括定位板，所述定位板的正面固定连接有螺纹环，定位板的形状为圆形且与螺纹环的圆心为同一点，定位板的表面开设有六个均匀分布的减轻孔，螺纹环的半径大于半齿轮到定位板中点的距离，并且三个所述半齿轮均与螺纹环相啮合。该基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，通过使连杆向下或向上转动，可改变一级支架、二级支架、三级支架和四级支架之间的距离，实现方便收放和高度调节的过程，保证了各结构之间的联动性和稳定性，同时利用齿杆联动的原理可使操作更加便捷省力，节省了操作时间，另外，通过对高度进行调节，增加了该装置的实用性和适用性。

Description

基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，具体为基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置。

背景技术

在对近海或浅海海域的海床结构和海况进行监测时，往往需要潜水员将海底的岩石或其他样品采集后带出，以方便后续的科学研究，由于样品的种类较为繁琐，因此整体的重量较大，潜水员在携带样品上浮的过程中体力消耗较大，对潜水员的安全造成了一定的威胁，同时，不同种类的样品需要单独放置，但是出于安全等方面的考虑，往往是由潜水员采集完成后一次性带出，对后期的整理分类造成了一定的影响，另外，即便是采用由船上人员利用缆绳或其他工具将样品分次带出的方法，也往往由于海水的冲击导致缆绳的投放位置产生偏差，影响了工作的进度。

为解决上述问题，发明者提出了基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，具备高度调节和垂直递送的优点，通过对装置的高度进行调节，可适用于不同深度的近海或浅海海域，增加了该装置的实用性，同时利用垂直递送的优点，可避免了使用缆绳时因海水冲击产生位置偏差的问题，节省了一定的时间，相应的提高了工作的效率。

发明内容

为实现上述高度调节和垂直递送的目的，本发明提供如下技术方案：基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，包括定位板、螺纹环、支座、半齿轮、活动杆、从动轮、传动轮、传动杆、一级支架、二级支架、三级支架、四级支架、定位座、连杆、底板、辅助杆、主动杆、齿轮座、底座、螺杆和支腿。

上述各结构之间的位置及连接关系如下：

所述定位板的正面固定连接有螺纹环，所述定位板的形状为圆形且与螺纹环的圆心为同一点，所述定位板的表面开设有六个均匀分布的减轻孔，所述螺纹环的半径大于半齿轮到定位板中点的距离，并且三个所述半齿轮均与螺纹环相啮合，所述定位板的外侧活动连接有三个支座，所述支座的内部活动连接有半齿轮，三个所述支座以定位板的中点为参照呈均匀分布，即三个所述支座到定位板中点的距离相同，三个所述半齿轮以定位板的中点为参照呈均匀分布，三个半齿轮分别与三个支座相对应，所述支座为“U”字形，半齿轮位于该“U”字形结构的内部且与其活动连接。

所述半齿轮的外侧固定连接有活动杆，所述定位板的背面活动连接有从动轮，所述从动轮的右侧活动连接有传动轮，所述从动轮的中部插接有转轴，所述转轴的顶端和底部分别与定位板的底部和底板的顶部活动连接，所述从动轮的中轴线与定位板和底板的中轴线在同一直线上，所述从动轮和传动轮均为锥形齿轮，从动轮和传动轮相互啮合，并且所述从动轮的中轴线与传动轮的中轴线相互垂直，所述传动轮的右侧活动连接有传动杆。

所述定位板的上方活动连接有一级支架，所述一级支架的上方活动连接有二级支架，所述二级支架的上方活动连接有三级支架，所述三级支架的上方活动连接有四级支架，所述一级支架、二级支架、三级支架和四级支架形状规格均相同，均为正六边形结构，并且所述一级支架、二级支架、三级支架和四级支架的中点在同一直线上，所述一级支架、二级支架、三级支架和四级支架的表面均固定连接有定位座，所述定位座分别位于一级支架和三级支架的顶部及二级支架和四级支架的底部，所述一级支架、二级支架、三级支架和四级支架的表面均固定连接有三个定位座，与一级支架固定连接有三个定位座以其中点为参照呈对称分布，与二级支架、三级支架和四级支架固定连接的三个定位座分别以其中点为参照呈对称分布，所述定位座之间活动连接有连杆，所述连杆与定位座活动铰接，即一级支架、二级支架、三级支架和四级支架之间通过连杆活动连接，所述连杆的底部与活动杆远离半齿轮的一端活动铰接。

所述从动轮的下方活动连接有底板，所述底板的背面活动连接有三个辅助杆，所述辅助杆远离底板的一端活动连接有主动杆，所述主动杆远离辅助杆的一端活动连接有齿轮座，所述齿轮座的底部活动连接有底座，所述底座的中部活动连接有螺杆，所述底座的底部固定连接有三个支腿。

作为优选，所述底板为圆形结构且直径大于定位板的直径，并且所述底板和定位板的圆心在同一直线上。

作为优选，所述底板的背面固定连接有三个底座，三个所述辅助杆分别与三个底座活动铰接，三个底座和三个辅助杆均以底板的中点为参照呈均匀分布，即相邻两个辅助杆之间的距离和角度均相同。

作为优选，三个所述主动杆的形状规格均相同且分别与三个齿轮座活动连接，所述齿轮座由齿轮和齿座两部分组成，齿轮部分与主动杆活动连接，齿座部分与底座固定连接，三个齿轮座以底座的中点为参照呈均匀分布。

作为优选，所述底座的中点与底板的中点在同一直线上，所述螺杆贯穿并延伸至底座的外侧且二者的中轴线在同一直线上。

作为优选，所述螺杆的外侧设置有与齿轮座相适配的螺纹，三个齿轮座与螺杆中轴线的距离相同且均与其啮合。

作为优选，三个所述支腿的规格尺寸均相同且以底座的中点为参照呈均匀分布，并且三个所述支腿的底部到底座的垂直距离相同。

与现有技术及产品相比，本发明的有益效果是：

1、该基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，通过使螺纹环与三个半齿轮啮合，可在螺纹环运动时带动三个半齿轮转动，通过使从动轮与主动轮之间呈相互垂直的啮合状态，可在主动轮运动时带动从动轮同步运动，同时从动轮可带动定位板和螺纹环同步运动，转动传动杆使其作水平方向的顺时针转动，此时从动轮可带动定位板和螺纹环同步作顺时针转动，由于三个半齿轮与螺纹环啮合，所以此时半齿轮在螺纹环的带动下向上转动并带动三个活动杆同步同向运动，同理，当传动杆逆时针转动时，与上述运动过程相反，活动杆在半齿轮的带动下向下转动，通过上述结构和过程，增加了该装置整体的协调性，使操作更加方便。

2、该基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，通过使活动杆向下或向上转动，可带动连杆同步同向运动，由于二级支架、三级支架和四级支架与一级支架呈上下排列且通过定位座和连杆活动连接，连杆的底部与分别与三个活动杆的底部活动铰接，当活动杆向上运动时可推动连杆同步向上运动，即此时连杆可带动一级支架、二级支架、三级支架和四级支架同步向上运动，一级支架、二级支架、三级支架和四级支架之间的距离增大，总高度升高，反之当活动杆向下运动时，一级支架、二级支架、三级支架和四级支架之间的距离减小，总高度降低，通过上述结构和过程，可实现该装置方便收放和高度调节的过程，保证了各结构之间的联动性和稳定性，同时利用连杆联动的原理可使操作更加便捷省力，节省了一部分操作时间，另外，通过对高度进行调节，增加了该装置的实用性和适用性。

3、该基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，通过改变螺杆的转动方向，可对底板的高度进行调节，齿轮座与螺杆呈啮合状态且与主动杆活动铰接，当螺杆顺时针转动时，齿轮座可带动三个主动杆同步向上转动，同时主动杆可带动辅助杆同步同向运动，三个辅助杆可推动底板向上运动，即此时支腿与底板之间的距离增加，底板的高度升高，由于从动轮的中部插接有转轴，转轴的顶端和底部分别与定位板的底部和底板的顶部活动连接，所以此时定位板可随底板同步向上运动，即该装置的整体高度升高，反之当螺杆逆时针转动时，底板和定位板的高度降低，该装置的整体高度降低，通过对底板的高度进行调节，可进一步的对该装置的整体高度进行调节，增加了该装置高度调节的方法，同时可在一个调节方式失效时还能继续对装置的整体高度进行调节，增加了该装置结构之间的合理性，提高了在使用时的稳定性。

附图说明

图1为本发明定位板、螺纹环和半齿轮连接结构俯视图，此时各结构均处于初始状态，三个半齿轮均与螺纹环啮合；

图2为本发明定位板、从动轮和传动轮连接结构前视图，从动轮位于定位板的下方且与传动轮相互啮合，从动轮与传动轮的中轴线相互垂直；

图3为本发明一级支架、二级支架、三级支架、四级支架和连杆连接结构示意图，此时各结构处于初始状态，连杆呈张开状态，相邻两个结构之间的距离较大；

图4为本发明一级支架、二级支架、三级支架、四级支架和连杆运动轨迹示意图，此时连杆呈收缩状态，相邻两个结构之间的距离减小；

图5为本发明底板、主动杆和齿轮座连接结构示意图，此时各结构均处于初始状态，三者不发生位置变化，即此时底板与支腿之间的距离较小，相应的该装置的高度较低；

图6为本发明底板、主动杆和齿轮座运动轨迹示意图，此时三者之间发生位置变化，齿轮座和主动杆向上运动，即此时底板与支腿之间的距离增大，该装置的整体高度增加；

图7为本发明主动杆与齿轮座连接结构示意图，此时二者处于初始位置，主动杆的位置较低；

图8为本发明主动杆与齿轮座运动轨迹示意图，此时齿轮座带动主动杆向上转动，主动杆的位置升高；

图9为本发明之间、半齿轮和活动杆连接结构示意图，此时三者之间不发生位置变化，活动杆的位置较高；

图10为本发明半齿轮与活动杆运动轨迹示意图，此时半齿轮带动活动杆向下转动，活动杆的位置降低。

图中：1-定位板、2-螺纹环、3-支座、4-半齿轮、5-活动杆、6-从动轮、 7-传动轮、8-传动杆、9-一级支架、10-二级支架、11-三级支架、12-四级支架、13-定位座、14-连杆、15-底板、16-辅助杆、17-主动杆、18-齿轮座、 19-底座、20-螺杆、21-支腿。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10：

该基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，包括定位板1、螺纹环2、支座3、半齿轮4、活动杆5、从动轮6、传动轮7、传动杆8、一级支架9、二级支架10、三级支架11、四级支架12、定位座13、连杆14、底板15、辅助杆16、主动杆17、齿轮座18、底座19、螺杆20和支腿21。

其中：

a、定位板1的形状为圆形且与螺纹环2的圆心为同一点，定位板1的表面开设有六个均匀分布的减轻孔，螺纹环2的半径大于半齿轮4到定位板1 中点的距离，并且三个半齿轮4均与螺纹环2相啮合，底板15为圆形结构且直径大于定位板1的直径，并且底板15和定位板1的圆心在同一直线上。

b、三个支座3以定位板1的中点为参照呈均匀分布，即三个支座3到定位板1中点的距离相同，三个半齿轮4以定位板1的中点为参照呈均匀分布，三个半齿轮4分别与三个支座3相对应，支座3为“U”字形，半齿轮4位于该“U”字形结构的内部且与其活动连接，底座19的中点与底板15的中点在同一直线上，螺杆20贯穿并延伸至底座19的外侧且二者的中轴线在同一直线上。

c、三个活动杆5的规格尺寸均相同，从动轮6的中部插接有转轴，转轴的顶端和底部分别与定位板1的底部和底板15的顶部活动连接，从动轮6的中轴线与定位板1和底板15的中轴线在同一直线上，从动轮6和传动轮7均为锥形齿轮，从动轮6和传动轮7相互啮合，并且从动轮6的中轴线与传动轮7的中轴线相互垂直，螺杆20的外侧设置有与齿轮座18相适配的螺纹，三个齿轮座18与螺杆20中轴线的距离相同且均与其啮合。

其中：

d、三个主动杆17的形状规格均相同且分别与三个齿轮座18活动连接，齿轮座18由齿轮和齿座两部分组成，齿轮部分与主动杆17活动连接，齿座部分与底座19固定连接，三个齿轮座18以底座19的中点为参照呈均匀分布，一级支架9、二级支架10、三级支架11和四级支架12形状规格均相同，均为正六边形结构，并且一级支架9、二级支架10、三级支架11和四级支架12 的中点在同一直线上。

e、三个支腿21的规格尺寸均相同且以底座19的中点为参照呈均匀分布，并且三个支腿21的底部到底座19的垂直距离相同，定位座13分别位于一级支架9和三级支架11的顶部，及二级支架10和四级支架12的底部，一级支架9、二级支架10、三级支架11和四级支架12的表面均固定连接有三个定位座13，与一级支架9固定连接有三个定位座13以其中点为参照呈对称分布，与二级支架10、三级支架11和四级支架12固定连接的三个定位座13 分别以其中点为参照呈对称分布。

f、底板15的背面固定连接有三个底座，三个辅助杆16分别与三个底座活动铰接，三个底座和三个辅助杆16均以底板15的中点为参照呈均匀分布，即相邻两个辅助杆16之间的距离和角度均相同，连杆14与定位座13活动铰接，即一级支架9、二级支架10、三级支架11和四级支架12之间通过连杆 14活动连接，连杆14的底部与活动杆5远离半齿轮4的一端活动铰接。

在使用时，各结构之间的初始位置及连接关系如下：

螺纹环2位于定位板1的正面且与其固定连接，三个支座3位于定位板1 的外侧且分别与三个半齿轮4活动铰接，三个活动杆5分别与三个半齿轮4 固定连接，从动轮6位于定位板1的背面且与其活动连接，传动轮7位于从动轮6的右侧且与其啮合，传动杆8与传动轮7固定连接，一级支架9位于定位板1的上方，二级支架10、三级支架11和四级支架12与一级支架9呈上下排列且通过定位座13和连杆14活动连接。

底板15位于定位板1的下方且通过三个支座3与定位板1活动连接，三个辅助杆16均与底板15活动铰接，三个主动杆17分别与三个辅助杆16活动铰接，三个主动杆17远离辅助杆16的一端分别与三个齿轮座18连接，三个齿轮座18与底座19活动铰接且均与螺杆20啮合，三个支腿21位于底座 19的底部且与其固定连接。

上述结构及过程请参阅图1-3和图5。

手动转动传动杆8使其作水平方向的顺时针转动，此时可带动传动轮7 在水平方向上顺时针转动，由于传动轮7与从动轮6啮合，所以此时传动轮7 可带动从动轮6在垂直方向上作顺时针转动，由于定位板1与从动轮6之间为活动连接，螺纹环2与定位板1为固定连接，所以此时从动轮6可带动定位板1和螺纹环2同步作顺时针转动，由于三个半齿轮4与螺纹环2啮合，所以此时半齿轮4在螺纹环2的带动下向上转动并带动三个活动杆5同步同向运动。

同理，当传动杆8作水平方向上的逆时针转动时，可带动传动轮7在水平方向上作顺时针转动，此时传动轮7可带动从动轮6在垂直方向上作逆时针转动，定位板1和螺纹环2同步作逆时针转动，即此时三个半齿轮4和三个活动杆5向下转动。

上述结构及过程请参阅图1-2。

由于二级支架10、三级支架11和四级支架12与一级支架9呈上下排列且通过定位座13和连杆14活动连接，连杆14的底部与分别与三个活动杆5 的底部活动铰接，当活动杆5向上运动时可推动连杆14同步向上运动，即此时连杆14可带动一级支架9、二级支架10、三级支架11和四级支架12同步向上运动，一级支架9、二级支架10、三级支架11和四级支架12之间的距离增大，总高度升高。

同理，当活动杆5向下转动时可带动连杆14同步向下运动，即此时一级支架9、二级支架10、三级支架11和四级支架12同步向下运动，一级支架9、二级支架10、三级支架11和四级支架12之间的距离减小，总高度降低。

上述结构及过程请参阅图3-4。

由于三个齿轮座18均与螺杆20啮合，三个主动杆17分别与三个齿轮座 18和三个辅助杆16活动铰接，并且三个辅助杆16均与底板15活动铰接，所以当螺杆20作顺时针转动时可带动三个齿轮座18向上转动，此时齿轮座18 可带动三个主动杆17同步向上转动，同时主动杆17可带动辅助杆16同步同向运动，三个辅助杆16可推动底板15向上运动，即此时支腿21与底板15 之间的距离增加，底板15的高度升高，由于从动轮6的中部插接有转轴，转轴的顶端和底部分别与定位板1的底部和底板15的顶部活动连接，所以此时定位板1可随底板15同步向上运动，即该装置的整体高度升高。

同理，当螺杆20作逆时针转动时，可带动主动杆17和辅助杆16同步向下运动，即此时底板15和定位板1的高度降低，该装置的整体高度降低。

上述结构及过程请参阅图5-6。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，包括定位板(1)，其特征在于：所述定位板(1)的正面固定连接有螺纹环(2)，所述定位板(1)的外侧活动连接有三个支座(3)，所述支座(3)的内部活动连接有半齿轮(4)，所述半齿轮(4)的外侧固定连接有活动杆(5)，所述定位板(1)的背面活动连接有从动轮(6)，所述从动轮(6)的右侧活动连接有传动轮(7)，所述传动轮(7)的右侧活动连接有传动杆(8)；

所述定位板(1)的上方活动连接有一级支架(9)，所述一级支架(9)的上方活动连接有二级支架(10)，所述二级支架(10)的上方活动连接有三级支架(11)，所述三级支架(11)的上方活动连接有四级支架(12)，所述一级支架(9)、二级支架(10)、三级支架(11)和四级支架(12)的表面均固定连接有定位座(13)，所述定位座(13)之间活动连接有连杆(14)；

所述从动轮(6)的下方活动连接有底板(15)，所述底板(15)的背面活动连接有三个辅助杆(16)，所述辅助杆(16)远离底板(15)的一端活动连接有主动杆(17)，所述主动杆(17)远离辅助杆(16)的一端活动连接有齿轮座(18)，所述齿轮座(18)的底部活动连接有底座(19)，所述底座(19)的中部活动连接有螺杆(20)，所述底座(19)的底部固定连接有三个支腿(21)。

2.根据权利要求1所述的基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，其特征在于：所述定位板(1)的形状为圆形且与螺纹环(2)的圆心为同一点，所述定位板(1)的表面开设有六个均匀分布的减轻孔，所述螺纹环(2)的半径大于半齿轮(4)到定位板(1)中点的距离，并且三个所述半齿轮(4)均与螺纹环(2)相啮合。

3.根据权利要求1所述的基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，其特征在于：三个所述支座(3)以定位板(1)的中点为参照呈均匀分布，即三个所述支座(3)到定位板(1)中点的距离相同，三个所述半齿轮(4)以定位板(1)的中点为参照呈均匀分布，三个半齿轮(4)分别与三个支座(3)相对应，所述支座(3)为“U”字形，半齿轮(4)位于该“U”字形结构的内部且与其活动连接。

4.根据权利要求1所述的基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，其特征在于：三个所述活动杆(5)的规格尺寸均相同，所述从动轮(6)的中部插接有转轴，所述转轴的顶端和底部分别与定位板(1)的底部和底板(15)的顶部活动连接，所述从动轮(6)的中轴线与定位板(1)和底板(15)的中轴线在同一直线上，所述从动轮(6)和传动轮(7)均为锥形齿轮，从动轮(6)和传动轮(7)相互啮合，并且所述从动轮(6)的中轴线与传动轮(7)的中轴线相互垂直。

5.根据权利要求1所述的基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，其特征在于：所述一级支架(9)、二级支架(10)、三级支架(11)和四级支架(12)形状规格均相同，均为正六边形结构，并且所述一级支架(9)、二级支架(10)、三级支架(11)和四级支架(12)的中点在同一直线上。

6.根据权利要求1所述的基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，其特征在于：所述定位座(13)分别位于一级支架(9)和三级支架(11)的顶部及二级支架(10)和四级支架(12)的底部，所述一级支架(9)、二级支架(10)、三级支架(11)和四级支架(12)的表面均固定连接有三个定位座(13)，与一级支架(9)固定连接有三个定位座(13)以其中点为参照呈对称分布，与二级支架(10)、三级支架(11)和四级支架(12)固定连接的三个定位座(13)分别以其中点为参照呈对称分布。

7.根据权利要求1所述的基于齿杆联动原理的水下物品提升递送装置，其特征在于：所述连杆(14)与定位座(13)活动铰接，即一级支架(9)、二级支架(10)、三级支架(11)和四级支架(12)之间通过连杆(14)活动连接，所述连杆(14)的底部与活动杆(5)远离半齿轮(4)的一端活动铰接。