CN110762373B - 一种船用设备升降装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船用设备升降装置及其使用方法，包括，安装座，安装座上设置有挡板和弧形槽；设置在安装座上的旋转机构，旋转机构包括设置在安装座上的转轴，转轴连接有电机，转轴连接有定齿轮，定齿轮啮合有动齿轮，动齿轮内部安装有中心转轴，还包括L形齿轮架，齿轮架一端设置在安装座上，另一端套接在中心转轴上；中心转轴的两端分别设置有滚子；滚子可沿弧形槽往复移动；旋转机构上设置有升降装置；升降装置上固定安装有管体。采用本发明可以实现管体和水下测量仪器在船舶内部的快速安装，且当升降装置不使用或突发险情时，可将升降装置和管体安全快速的收到到船舶内部，避免暗礁、或与其他船舶碰撞，损害水下测量仪器的发生。

Description

一种船用设备升降装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及船用设备技术领域，具体涉及一种船用设备升降装置及其使用方法。

背景技术

海洋是人类资源的宝库，蕴含丰富的海水、能源、矿产和生物等资源。人类在对海洋进行基础研究、资源开发、工程建设和军事行动等的过程中，通常需要获取相应海域的海底信息作为基础资料，而先进的海底探测技术装备是快速和准确获取海底信息的关键。当前，船基海底地形地貌调查分为拖曳式和船载式两种方式。船载式多用于单波束测深、多波束测深、相干声呐测深等以精确测量水深为目的的水下测量仪器装备，其显著特点是仪器装有实时姿态测量要求，其对于安装精度的要求也比较高。

但是现有的探测方式多为直接在船上固定有探测架，探测架多为临时根据船舶尺寸设计，再焊接安装，浪费大量时间和精力，工期难以保证，并且安装架一旦固定，水下探测仪器的高度不可调节，难以满足各类水下测量仪器安装精度、测量精度、技术勘探周期、安装调节便利性以及设备通用性的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船用设备升降装置及其使用方法，以解决上述背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种船用设备升降装置，包括，安装座和设置在所述安装座上旋转机构，所述安装座上设置有挡板和弧形槽；所述旋转机构包括转动设置在所述安装座上的转轴，所述转轴连接有电机，所述转轴连接有定齿轮，所述定齿轮啮合有动齿轮，所述动齿轮连接有中心转轴，还包括L形齿轮架，所述齿轮架一端设置在所述安装座上，另一端套接在所述中心转轴上；所述中心转轴的两端分别设置有滚子；所述滚子可沿所述弧形槽往复移动；所述旋转机构上设置有升降装置；所述升降装置上设置有管体。

进一步地，还包括固定设置在船体外侧的固定装置，所述固定装置包括壳体、设置在所述壳体内部的升降机构，设置在所述升降机构上的固定机构。

进一步地，所述固定机构包括，设置在所述升降机构上的底座，所述底座上设置有环形凸台；转动安装在所述底座上的环形涡轮，驱动所述环形涡轮转动的蜗杆，所述蜗杆一端连接有驱动系统，另一端转动安装在所述底座上；还包括若干扇环和与扇环匹配设置的弧形连杆，所述扇环沿所述环形凸台圆周均匀分布，所述扇环的一端与所述环形凸台铰接，另一端与所述弧形连杆铰接，所述弧形连杆的另一端与所述环形涡轮铰接。

进一步地，所述弧形连杆带动所述扇环转动至所述弧形连杆与所述环形涡轮的铰接点、所述弧形连杆与所述扇环的铰接点、所述环形涡轮的圆心三点共线时，若干扇环的扇形内部共同形成一内圆，所述内圆直径小于所述管体的直径。

进一步地，所述扇环的内圆弧面设置有弹性部件。

进一步地，所述升降机构，包括，固定安装在所述中心转轴上的安装平台，所述安装平台上开设有若干安装孔；所述安装平台上设有基座，所述基座上安装有升降电机，所述升降电机连接有丝杠，所述丝杠连接有滑块，所述管体固定安装在所述滑块上，所述基座上还设置有与所述滑块匹配的导轨。

进一步地，所述旋转机构的初始位置为所述滑块往复运动方向与水平方向平行时且所述滑块运行至最左侧时；所述固定装置的初始位置为所述底座位于最低位置且所述扇环呈打开状态时。

进一步的，本发明还提供一种船用设备升降装置的使用方法，包括以下步骤：

首先，在船体的甲板上将所述管体固定安装在所述滑块上，再将水下测量仪器固定安装在所述管体；然后卸下用于将所述安装平台固定在所述挡板上的螺柱，操纵控制系统，启动所述电机，所述电机旋转带动所述转轴转动，从而驱动所述定齿轮旋转，所述定齿轮转动带动所述动齿轮自转的同时，绕所述定齿轮旋转，当所述动齿轮绕所述定齿轮顺时针旋转90°时，所述电机停止转动，此时，所述管体轴线垂直于水平方向，所述旋转机构位于工作位置；然后用所述螺柱将所述安装平台固定在所述船体上；此时，所述水下测量仪器位于所述固定装置的上方。

启动所述升降电机，驱动所述丝杠转动，进而带动所述滑块向下运动，使得所述水下测量仪器处于合适的水下位置后，关闭所述升降电机；

启动所述固定装置的所述升降机构，带动所述底座向上运动至合适的固定位，在此过程中，所述水下测量仪器穿过所述扇环内部空间，运动至所述底座下方；然后，所述升降机构停止运动，启动所述蜗杆的所述驱动系统转动，从而带动所述蜗杆旋转，所述蜗杆旋转带动所述环形涡轮转动，所述环形涡轮转动带动所述弧形连杆和所述扇环转动，所述弧形连杆带动所述扇环转动至所述弧形连杆与所述环形涡轮的铰接点、所述弧形连杆与所述扇环的铰接点、所述环形涡轮的圆心三点共线时，若干扇环的扇形内部共同作用，将所述管体夹紧固定。

进一步地，还包括以下步骤：当所述水下测量仪器的高度需要调节时，启动所述蜗杆的所述驱动系统转动，带动所述驱动扇环运行至初始位置；所述升降装置带动所述水下测量仪器运动至设定位置后，所述升降机构带动所述固定机构运动到合适的固定位，再次启动所述固定机构，将所述管体夹紧固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置旋转机构，采用定齿轮驱动动齿轮沿定齿轮旋转，从而带动升降装置旋转的技术方案，实现了管体和水下测量仪器在船舶内部的快速安装，且当本发明的船用设备升降装置不使用或突发险情（如台风、暗礁、船舶碰撞等）时，可将升降装置和管体安全快速的收到到船舶内部，避免暗礁、或与其他船舶碰撞，损害水下测量仪器的发生。

2、本发明采用设置升降装置调节水下测试仪器高度的技术方案，可随时调节水下测量仪器的高度，满足以精确测量水深为目的水下测量仪器实时姿态测量要求，设备操作简单；并且，可通过升降装置调节滑块的位置来实现不同型号、不同吃水深度的测量船对水下测量装置不同安装位的要求，安装简单，设备通用性强。

3、本发明通过采用“设置固定装置壳体、壳体内部设置升降机构、升降机构上设置固定机构”以及“启动蜗杆的驱动系统转动，从而带动蜗杆旋转，蜗杆旋转带动环形涡轮转动，环形涡轮转动带动弧形连杆和扇环转动，所述弧形连杆带动所述扇环转动至所述弧形连杆与所述环形涡轮的铰接点、所述弧形连杆与所述扇环的铰接点、所述环形涡轮的圆心三点共线时，若干扇环的扇形内部共同作用，将管体夹紧固定”的技术方案，使得管体被整体环绕夹紧，固定更加牢固，利用涡轮蜗杆的自锁原理，以及夹紧时管体对环形蜗轮产生的推力为径向力，从而提升固定装置使用时的稳定性；同时升降机构可实现固定机构的高度调节，避免水下探测仪器底端至最后一个固定支撑点太远从而引起振动，导致水下探测仪器测量数据不准确事件的发生，从而提高了测量精度。

4、当本发明用于不同船舶时，通过采用“在安装平台与船舷顶部之间或安装座与甲板之间设置垫板方式”，实现旋转装置位于工作位置时安装平台与船舷顶部的固定，从而适应不同船舶尺寸的安装需求，设备通用性强。

附图说明

图1 本发明的整体结构示意图；

图2 图1中A处的局部放大图；

图3本发明的旋转机构局部剖视图；

图4 本发明的旋转机构传动原理图；

图5 本发明的管体翻转到水平位置示意图；

图6 本发明的安装平台与中心转轴的连接示意图；

图7 本发明的固定装置处于夹紧状态的结构示意图；

图8 本发明的固定装置处于初始位置的结构示意图。

图例说明：

10、安装座；101、挡板；103、弧形槽；20、旋转机构；201、转轴；202、电机；203、定齿轮；204、动齿轮；205、中心转轴；206、齿轮架；207、滚子；30、升降装置；301、安装平台；302、升降电机；303、丝杠；304、滑块；306、基座；40、管体；50、固定装置；51、壳体；52、固定机构；521、底座；5211、环形凸台；522、环形涡轮；523、蜗杆；524、弧形连杆；525、扇环；5251、弹性部件；60、船体；70、螺柱；80、水下测量仪器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

一种船用设备升降装置，如图1-6所示，包括：

安装座10，安装座10固定安装在船体60的甲板上，安装座10上设置有竖直的挡板101，安装座10开设有弧形槽103；

设置在安装座10上的控制系统；

设置在安装座10上的旋转机构20，旋转机构20包括转动安装在安装座10上的转轴201，转轴201连接有电机202，电机202与所述控制系统连接，转轴201中部固定安装有定齿轮203，定齿轮203啮合连接有动齿轮204，动齿轮204内部安装有中心转轴205；还包括L形齿轮架206，齿轮架206一端与转轴201同心地转动安装在安装座10上，另一端转动套接在中心转轴205上；中心转轴205的两端分别转动安装有滚子207；滚子207与可沿弧形槽103往复移动。

升降装置30，包括，固定安装在动齿轮204的中心转轴205上的安装平台301，安装平台301上开设有若干用于与船体60和挡板101固定的安装孔；安装平台301上安装有基座306，基座306上固定安装有升降电机302，升降电机302与所述控制系统连接；升降电机302连接有丝杠303，丝杠303连接有滑块304，所述管体40固定安装在所述滑块304上，基座302上还设置有导轨，滑块304在丝杠303的驱动下可沿导轨做往复直线运动。该升降装置30的工作原理为本领域公知常识，在此不展开介绍。

升降装置30上固定安装有管体40，管体40下方设置有水下测量仪器80。

本发明通过设置旋转机构20，采用定齿轮203驱动动齿轮204沿定齿轮203旋转，从而带动升降装置30旋转的技术方案，实现了管体40和水下测量仪器80在船舶内部的快速安装，且当本发明的船用设备升降装置不使用或突发险情（如台风、暗礁、船舶碰撞等）时，可将升降装置30和管体40安全快速的收到到船舶内部，避免暗礁或与其他船舶碰撞，损害水下测量仪器80的发生。

采用设置升降装置30调节水下测试仪器80高度的技术方案，可随时调节水下测量仪器80的高度，满足以精确测量水深为目的水下测量仪器80实时姿态测量要求，设备操作简单；并且，可通过升降装置30调节滑块304的位置来实现不同型号、不同吃水深度的测量船对水下测量装置80不同安装位的要求，安装简单，设备通用性强。

如图5所示，当滑块304往复运动方向与水平方向平行时且滑块304运行至最左侧时，为旋转机构20的初始位置，当需要进行勘探等作业时，首先，安装工人在船体60的甲板上将管体40固定安装在滑块304上，再将水下测量仪器80固定安装在管体40上；然后卸下用于将安装平台301固定在挡板101上的螺柱70，操纵控制系统，启动电机202，电机202旋转带动转轴201转动，从而驱动定齿轮203旋转，定齿轮203转动带动动齿轮204自转的同时，还会绕定齿轮203旋转，当动齿轮204绕定齿轮203顺时针旋转90°时，电机202停止转动，此时，旋转机构20位于图1所示的工作位置，然后用螺柱70将安装平台301固定在船体60的船舷顶面上。最后，启动升降电机302，调节水下测量仪器80处于合适的水下位置后，关闭电机302。

还包括固定安装在船体60外侧的固定装置50，固定装置50包括壳体51、固定安装在壳体51内部的升降机构，升降机构与控制系统连接。升降机构优选为气缸升降机构，也可以是其他本领域人员常用的可以实现往复直线运动的机构，升降机构的具体结构不是本发明所要保护的内容，在此不过多描述。固定安装在升降机构上的固定机构52，固定机构52在升降机构的带动下可沿竖直方向做往复直线运动。

如图1和图7-8所示，固定机构52包括固定安装在升降机构上的底座521，底座521上设置有环形凸台5211；转动安装在底座521上的环形涡轮522，驱动环形涡轮522转动的蜗杆523，蜗杆523一端连接有驱动系统，驱动系统设置在底座521上，另一端转动安装在底座521上，驱动系统与所述控制系统连接；还包括若干扇环525和与扇环525数量相同的弧形连杆524，本实施例优选为5个扇环525，扇环525沿环形凸台5211圆周均匀分布，下面以其中一个扇环525的安装位置进行详细说明，扇环525的一端与环形凸台5211在B点铰接，另一端与弧形连杆524在C点铰接，弧形连杆524一端与扇环525在C点铰接，另一端与环形涡轮522在D点铰接。弧形连杆524带动扇环525转动至C点、D点和环形涡轮522的圆心三点共线时，5个扇环525的扇形内部共同形成一内圆，该内圆直径略小于管体40的直径；扇环525的小的圆弧面设置有弹性部件5251。

如图8所示，固定装置50的初始位置为底座521位于最低位置且扇环525呈打开状态时。

固定机构52的工作原理是：启动蜗杆523的驱动系统转动，从而带动蜗杆523旋转，蜗杆523旋转带动环形涡轮522转动，环形涡轮522转动带动弧形连杆524和扇环525转动，当弧形连杆524带动扇环525转动至C点、D点和环形涡轮522的圆心三点共线时，5个扇环525的扇形内部共同作用，将管体40夹紧固定。采用本发明的技术方案，管体40被整体环绕夹紧，固定更加牢固，利用涡轮蜗杆的自锁原理，以及夹紧时C点、D点和环形涡轮522的圆心三点共线，管体40收到海浪冲击时，产生的对环形蜗轮522的力的方向为环形蜗轮522的径向力，从而提升固定装置50使用时的稳定性。

采用“设置固定装置壳体51、壳体51内部设置升降机构、升降机构上设置固定机构52”以及“启动蜗杆523的驱动系统转动，从而带动蜗杆523旋转，蜗杆523旋转带动环形涡轮522转动，环形涡轮522转动带动弧形连杆524和扇环525转动，所述弧形连杆524带动所述扇环525转动至所述弧形连杆524与所述环形涡轮522的铰接点、所述弧形连杆524与所述扇环525的铰接点、所述环形涡轮522的圆心三点共线时，若干扇环525的扇形内部共同作用，将管体40夹紧固定”的技术方案，使得管体40被整体环绕夹紧，固定更加牢固，利用涡轮蜗杆的自锁原理，以及夹紧时管体40对环形蜗轮52产生的推力为径向力，从而提升固定装置50使用时的稳定性；同时升降机构可实现固定机构52的高度调节，避免水下探测仪器80底端至最后一个固定支撑点太远从而引起振动，导致水下探测仪器80测量数据不准确事件的发生，从而提高了测量精度。

本发明的船用设备升降装置的工作原理为：

当需要进行勘探等作业时，首先，安装工人在船体60的甲板上将管体40固定安装在滑块304上，再将水下测量仪器80固定安装在管体40上；然后卸下用于将安装平台301固定在挡板101上的螺柱70，操纵控制系统，启动电机202，电机202旋转带动转轴201转动，从而驱动定齿轮203旋转，定齿轮203转动带动动齿轮204自转的同时，还会绕定齿轮203旋转，当动齿轮204绕定齿轮203顺时针旋转90°时，电机202停止转动，此时，管体40轴线垂直于水平方向，旋转机构20位于工作位置；然后用螺柱70将安装平台301固定在船体60的船舷顶面上；此时，水下测量仪器80位于固定装置50的上方。

启动升降电机302，驱动丝杠303转动，进而带动滑块304向下运动，使得水下测量仪器80调节处于合适的水下位置后，关闭升降电机302；

启动固定装置50的升降机构，带动底座521向上运动至合适的固定位，在此过程中，水下测量仪器80穿过扇环525内部空间，运动至底座521下方；然后，升降机构停止运动，启动蜗杆523的驱动系统转动，从而带动蜗杆523旋转，蜗杆523旋转带动环形涡轮522转动，环形涡轮522转动带动弧形连杆524和扇环525转动，当弧形连杆524带动扇环525转动至C点、D点和环形涡轮522的圆心三点共线时，5个扇环525的扇形内部共同作用，将管体40夹紧固定。

具体的，当水下测量仪器80的高度需要调节时，启动蜗杆523的驱动系统反向转动，驱动扇环525运行至初始位置；升降装置30带动水下测量仪器80运动至设定位置后，升降机构带动固定机构52运动到合适的固定位，再次启动固定机构52，将管体40夹紧固定。

当本发明用于不同船舶时，若甲板相对船舷顶部距离有变化时，可通过在安装平台301与船舷顶部之间或安装座10与甲板之间设置垫板方式，实现旋转装置20位于工作位置时安装平台301与船舷顶部的固定，从而适应不同船舶尺寸的安装需求，设备通用性强。

本发明中的前、后、左、右、上、下等词语只为描述结构的方便，并不形成对技术方案的限定。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种船用设备升降装置，其特征在于，包括，安装座（10）和设置在所述安装座（10）上旋转机构（20），所述安装座（10）上设置有挡板（101）和弧形槽（103）；所述旋转机构（20）包括转动设置在所述安装座（10）上的转轴（201），所述转轴（201）连接有电机（202），所述转轴（201）连接有定齿轮（203），所述定齿轮（203）啮合有动齿轮（204），所述动齿轮（204）连接有中心转轴（205），还包括L形齿轮架（206），所述齿轮架（206）一端设置在所述安装座（10）上，另一端套接在所述中心转轴（205）上；所述中心转轴（205）的两端分别设置有滚子（207）；所述滚子（207）可沿所述弧形槽（103）往复移动；所述旋转机构（20）上设置有升降装置（30）；所述升降装置（30）上设置有管体（40）。

2.根据权利要求1所述的船用设备升降装置，其特征在于，还包括固定设置在船体外侧的固定装置（50），所述固定装置（50）包括壳体（51）、设置在所述壳体（51）内部的升降机构，设置在所述升降机构上的固定机构（52）。

3.根据权利要求2所述的船用设备升降装置，其特征在于，所述固定机构（52）包括，设置在所述升降机构上的底座（521），所述底座（521）上设置有环形凸台（5211）；转动安装在所述底座（521）上的环形涡轮（522），驱动所述环形涡轮（522）转动的蜗杆（523），所述蜗杆（523）一端连接有驱动系统，另一端转动安装在所述底座（521）上；还包括若干扇环（525）和与扇环（525）匹配设置的弧形连杆（524），所述扇环（525）沿所述环形凸台（5211）圆周均匀分布，所述扇环（525）的一端与所述环形凸台（5211）铰接，另一端与所述弧形连杆（524）铰接，所述弧形连杆（524）的另一端与所述环形涡轮（522）铰接。

4.根据权利要求3所述的船用设备升降装置，其特征在于，所述弧形连杆（524）带动所述扇环（525）转动至所述弧形连杆（524）与所述环形涡轮（522）的铰接点、所述弧形连杆（524）与所述扇环（525）的铰接点、所述环形涡轮（522）的圆心三点共线时，若干扇环（525）的扇形内部共同形成一内圆，所述内圆直径小于所述管体（40）的直径。

5.根据权利要求3或4所述的船用设备升降装置，其特征在于，所述扇环（525）的内圆弧面设置有弹性部件（5251）。

6.根据权利要求5所述的船用设备升降装置，其特征在于，所述升降装置（30），包括，固定安装在所述中心转轴（205）上的安装平台（301），所述安装平台（301）上开设有若干安装孔；所述安装平台（301）上设有基座（306），所述基座（306）上安装有升降电机（302），所述升降电机（302）连接有丝杠（303），所述丝杠（303）连接有滑块（304），所述管体（40）固定安装在所述滑块（304）上，所述基座（306）上还设置有与所述滑块（304）匹配的导轨。

7.根据权利要求6所述的船用设备升降装置，其特征在于，所述旋转机构（20）的初始位置为所述滑块（304）往复运动方向与水平方向平行时且所述滑块（304）运行至最左侧时；所述固定装置（50）的初始位置为所述底座（521）位于最低位置且所述扇环（525）呈打开状态时。

8.一种基于权利要求7所述的船用设备升降装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，在船体的甲板上将所述管体（40）固定安装在所述滑块（304）上，再将水下测量仪器（80）固定安装在所述管体（40）；然后卸下用于将所述安装平台（301）固定在所述挡板（101）上的螺柱（70），操纵控制系统，启动所述电机（202），所述电机（202）旋转带动所述转轴（201）转动，从而驱动所述定齿轮（203）旋转，所述定齿轮（203）转动带动所述动齿轮（204）自转的同时，绕所述定齿轮（203）旋转，当所述动齿轮（204）绕所述定齿轮（203）顺时针旋转90°时，所述电机（202）停止转动，此时，所述管体（40）轴线垂直于水平方向，所述旋转机构（20）位于工作位置；然后用所述螺柱（70）将所述安装平台（301）固定在所述船体上；此时，所述水下测量仪器（80）位于所述固定装置（50）的上方；

启动所述升降电机（302），驱动所述丝杠（303）转动，进而带动所述滑块（304）向下运动，使得所述水下测量仪器（80）处于合适的水下位置后，关闭所述升降电机（302）；

启动所述固定装置（50）的所述升降机构，带动所述底座（521）向上运动至合适的固定位，在此过程中，所述水下测量仪器（80）穿过所述扇环（525）内部空间，运动至所述底座（521）下方；然后，所述升降机构停止运动，启动所述蜗杆（523）的所述驱动系统转动，从而带动所述蜗杆（523）旋转，所述蜗杆（523）旋转带动所述环形涡轮（522）转动，所述环形涡轮（522）转动带动所述弧形连杆（524）和所述扇环（525）转动，所述弧形连杆（524）带动所述扇环（525）转动至所述弧形连杆（524）与所述环形涡轮（522）的铰接点、所述弧形连杆（524）与所述扇环（525）的铰接点、所述环形涡轮（522）的圆心三点共线时，若干扇环（525）的扇形内部共同作用，将所述管体（40）夹紧固定。

9.根据权利要求8所述的船用设备升降装置的使用方法，其特征在于，还包括以下步骤：当所述水下测量仪器（80）的高度需要调节时，启动所述蜗杆（523）的所述驱动系统转动，带动所述驱动扇环（525）运行至初始位置；所述升降装置（30）带动所述水下测量仪器（80）运动至设定位置后，所述升降机构带动所述固定机构（52）运动到合适的固定位，再次启动所述固定机构（52），将所述管体（40）夹紧固定。

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