CN110816749A - 一种水下磁力释放与对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于海洋仪器设备技术领域，具体涉及一种磁力释放与对接装置，所述水下磁力释放与对接装置包括：永磁块(1)、底座(2)、铁块(3)、定位栓(4)和拔销机构(5)；所述永磁块(1)倒置安装在底座(2)上，所述永磁块(1)呈圆柱形结构，且其中部开有圆柱形凹槽(7)；圆柱形凹槽(7)的内侧壁的中部沿径向向外开有圆柱形通道，定位栓(4)穿过该圆柱形通道(7)，且其中一端向圆柱形凹槽(7)内延伸设有第一延伸段(8)，且该延伸段(8)上放置有铁块(3)；圆柱形通道的另一端向外延伸设有第二延伸段(9)，且该第二延伸段(9)安装在位于其下方的拔销机构(5)上；该拔销机构(5)固定在永磁块(1)的外圆周上。

Description

一种水下磁力释放与对接装置

技术领域

本发明属于海洋仪器设备技术领域，具体涉及一种水下磁力释放与对接装置。

背景技术

在海洋研究领域，通常在水下布放各类传感设备，这些传感设备安装于各类锚系结构上，通过释放装置与锚系重块进行连接，锚定于海底。当需要回收装有传感设备的锚系结构时，锚系结构底端的释放装置与锚系重块脱钩，锚系结构在正浮力的作用下即可浮出海面。

目前，常用的释放装置是声应答释放器，其分为水面上控制部分、水面下应答部分和释放部分。水面上控制部分发出遥控声学释放指令，水面下应答部分接收声指令后，由释放部分中的控制电路控制机械式释放机构将锚系重块解脱。这种释放装置的优势在于能够应用于大深度和具备较高的可靠性。通过设计深海耐压腔体，可适应大深度的海洋环境；通过采用伺服电机驱动机械分离或气动分离等方式，结合紧凑可靠的释放脱钩结构设计，可具备较高的可靠性。

随着海洋仪器设备种类和用途的发展，应用需求越发多样化。在大深度、可靠性等基本要求的基础上，释放装置在水下使用寿命方面的要求越来越高，需在水下连续工作几年甚至十几年的时间，但是，这对传统的声应答释放器就较难实现。虽然现有的释放装置通常采用超低功耗设计，但布放入水后，就一直处于上电值班状态；该释放器自带一次电池供电，但是，电能容量受限，还要考虑电池自放电等方面的不利影响，因此，当释放装置在水下工作时间受到局限。同时，由于近年来随海底观测网络技术的发展，各类水下观测站不仅要求释放装置能够脱开与锚系重块的连接，也要具备重新对接的能力。而声应答释放器仅能实现释放脱钩的功能，机械式的释放勾一旦脱开，只能在岸上以手动方式进行复位，不能在水下重新进行连接。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有释放装置存在的上述缺陷，本发明提出了一种水下磁力释放与对接装置，为水下锚系结构提供一种磁力释放和对接装置，该装置不仅具有将水下锚系结构与锚系重块释放分离的功能外，还可实现二者在水下的再次对接。

为了实现上述目的，本发明提供了一种水下磁力释放与对接装置，所述水下磁力释放与对接装置包括：永磁块、底座、铁块、定位栓和拔销机构；

所述永磁块倒置安装在底座上，所述永磁块呈圆柱形结构，且其中部开有圆柱形凹槽；圆柱形凹槽的内侧壁的中部沿径向向外开有圆柱形通道，定位栓穿过该圆柱形通道，且其中一端向圆柱形凹槽内延伸设有第一延伸段，且该延伸段上放置有铁块；圆柱形通道的另一端向外延伸设有第二延伸段，且该第二延伸段安装在位于其下方的拔销机构上；该拔销机构固定在永磁块的外圆周上。

作为上述技术方案的改进之一，所述永磁块采用强力永磁材料制成，且永磁块的外圆周表面包裹有防水耐压的聚氨酯橡胶材料。

作为上述技术方案的改进之一，所述永磁块中部开设的圆柱形凹槽的内侧壁上包裹有防水耐压的聚氨酯橡胶材料；圆柱形凹槽的相对内侧壁的端部分别设有斜面，呈锥形体结构。

作为上述技术方案的改进之一，所述底座采用钢材料制成，该底座的中部设有凸起，且该凸起的中部增设圆柱形凸起，其两侧为斜面，呈锥形体结构。

作为上述技术方案的改进之一，所述铁块为圆柱形结构，其直径比底座中部设有的凸起的中部增设的圆柱形凸起的直径大。

作为上述技术方案的改进之一，所述铁块上包裹有防水耐压的聚氨酯橡胶材料。

作为上述技术方案的改进之一，所述定位栓向外延伸的第二延伸段的端部设有连接杆，连接杆的一端设有圆球，用于可插拔地安装在拔销机构上。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明的磁力释放与对接装置可将锚系结构与锚系重块可靠地进行连接，这种连接是通过永磁块的强磁力将永磁块与底座吸附在一起(永磁块与锚系结构相连，底座与锚系重块相连)，而只要永磁块的磁力不消退，就一直存在，不需要额外消耗能量。因此，磁力释放与对接装置的使用寿命非常长，解决了声应答释放器在水下长期使用能量受限的问题。另外，所述磁力释放与对接装置还可以解决锚系结构与锚系重块分离后的再次对接问题，再次对接后，锚系结构与锚系重块仍能保持可靠的连接关系。

附图说明

图1为本发明的一种磁力释放与对接装置的结构示意图；

图2是本发明的一种磁力释放与对接装置对接锚系结构和锚系重块的结构示意图；

图3是本发明的一种磁力释放与对接装置在锚系结构与锚系重块脱开时，铁块向下推动底座离开永磁块的示意图；

图4是本发明的一种磁力释放与对接装置在锚系结构与锚系重块脱开时，永磁块在锚系结构浮力作用下进行上浮的示意图；

图5是本发明的一种磁力释放与对接装置在锚系结构与锚系重块重新对接时，永磁块下降与底座吸附的示意图。

附图说明：

1、永磁块 2、底座

3、铁块 4、定位栓

5、拔销机构 6、磁场集中区域

7、圆柱形凹槽 8、第一延伸段

9、第二延伸段

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明提供了一种磁力释放与对接装置，具体涉及一种利用永磁体磁力的水下释放与对接装置，适用于载有海洋仪器设备的锚系结构与锚系重块在水下的释放分离和重新吸附对接。该装置可用于锚系结构与锚系重块的可靠连接，在水下实现锚系结构与锚系重块的释放分离和重新吸附对接，克服了已有声应答释放器在水下工作时间受限和不能在水下对接的问题。

所述水下磁力释放与对接装置包括：永磁块1、底座2、铁块3、定位栓4和拔销机构5；

永磁块1倒置安装在底座2上，所述永磁块1呈圆柱形结构，且其中部开有圆柱形凹槽7；圆柱形凹槽7的内侧壁的中部沿径向向外开有圆柱形通道，定位栓4穿过该圆柱形通道7，且其中一端向圆柱形凹槽7内延伸设有第一延伸段8，且该延伸段8上放置有铁块3，用于支撑铁块3，防止铁块3落下；圆柱形通道的另一端向外延伸设有第二延伸段9，且该第二延伸段9安装在位于其下方的拔销机构5上；该拔销机构5固定在永磁块1的外圆周上，用于将定位栓4从圆柱形通道内拔出。

所述永磁块1采用强力永磁材料制成，且永磁块1的外圆周表面包裹有防水耐压的聚氨酯橡胶材料，确保其在水下耐压性能，同时不受海水腐蚀；其中，永磁块1的磁力线全部聚集在圆柱形内部的圆柱形凹槽上，永磁块1的外圆周面不形成磁场，避免不必要的吸力，并把磁场对电子设备的影响降到最低。

永磁块中部开设的圆柱形凹槽7的内侧壁上包裹有强力永磁材料；圆柱形凹槽7的相对内侧壁的端部分别设有斜面，呈锥形体结构。其中，圆柱形凹槽7内形成磁场集中区域6。

所述底座2采用钢材料制成，该底座2的中部设有凸起，且该凸起的中部增设圆柱形凸起，其两侧为斜面，呈锥形体结构，用于与圆柱形凹槽7的相对内侧壁的端部分别设有的斜面配合安装，有利于永磁块1与底座2对接的准确性。

所述铁块3为圆柱形结构，其直径比底座中部设有的凸起的中部增设的圆柱形凸起的直径大，铁块3上包裹有防水耐压的聚氨酯橡胶材料，确保其在水下耐压性能，同时不受海水腐蚀。

所述定位栓4向外延伸的第二延伸段9的端部设有连接杆，连接杆的一端设有圆球，用于可插拔地安装在拔销机构5上。本实施例只是给出了其中一种优选方式，但不局限于此种方式。在其他具体实施例中，所说定位栓4也可采用类似声应答释放器的电机驱动或气动方式。

永磁块作为水下磁力释放与对接装置的主体部分，是一个中部开有圆柱形凹槽的圆柱形磁体，永磁块的一端与锚系结构相连接，底座2的底部与锚重块连接。

该磁力释放与对接装置的具体工作过程如下：

(1)如图2所示，锚系结构与锚系重块连接时，所述释放与对接装置内部安装的铁块3在定位栓4的支撑下，位于永磁块中部开设的圆柱形凹槽7的上部，永磁块1内部磁力线产生的强大吸力能够把底座2和永磁块1紧紧连接在一起，可以抵抗锚系结构在水中向上的浮力；永磁块1中部开设的圆柱形凹槽7和底座2上设有的凸起结构，又满足了抵抗横向力的要求。

(2)如图3和4所示，当需要将锚系结构与锚系重块脱开时，通过拔销机构5的一个很小的向外横向力将定位栓4拔出，没有定位栓4支撑的铁块3在水中因重力而下落，直到接触到底座2中部增设的凸出部分的顶端平面；这样磁力线就穿过了铁块，形成了一个新的磁路系统，打破了原来磁力的平衡。

为了达到这个新的磁路系统的平衡，受到磁场提供的强大磁力影响，铁块3会逐渐向下运动，推动底座2离开永磁块1中部的磁场区域。移动中，永磁块1对底座2中部设有的凸出部分的吸引力越来越小，当铁块3向下移动到磁场集中区域6垂直方向的中间位置，就停止移动了，而此时永磁块1对底座中部设有的凸出部分的吸力降低到不足以抵抗锚系结构的浮力，永磁块1就与底座2在锚系结构浮力的作用下彻底分离，实现了释放脱开。

(3)如图5所示，当需要将锚系结构与锚系重块在水下重新对接时，首先在岸上或船上把铁块3置于永磁块1中部开设的圆柱形凹槽7的顶端，插入定位栓4，将铁块3固定不使其下落。然后将锚系结构与磁力释放与对接装置连接好，垂直吊装入水。当底座2中部设有的凸出部分开始进入永磁块1中部开设的圆柱形凹槽7内的磁场后，磁场产生的吸引力即刻产生，并迅速增大，在强大磁力的作用下永磁块1迅速接近底座2，最后永磁块1下端斜面与底座2上设有的斜面接触，达到静止状态，完成对接。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种磁力释放与对接装置，其特征在于，所述水下磁力释放与对接装置包括：永磁块(1)、底座(2)、铁块(3)、定位栓(4)和拔销机构(5)；

所述永磁块(1)倒置安装在底座(2)上，所述永磁块(1)呈圆柱形结构，且其中部开有圆柱形凹槽(7)；圆柱形凹槽(7)的内侧壁的中部沿径向向外开有圆柱形通道，定位栓(4)穿过该圆柱形通道(7)，且其中一端向圆柱形凹槽(7)内延伸设有第一延伸段(8)，且该延伸段(8)上放置有铁块(3)；圆柱形通道的另一端向外延伸设有第二延伸段(9)，且该第二延伸段(9)安装在位于其下方的拔销机构(5)上；该拔销机构(5)固定在永磁块(1)的外圆周上。

2.根据权利要求1所述的磁力释放与对接装置，其特征在于，所述永磁块(1)采用强力永磁材料制成，且永磁块(1)的外圆周表面包裹有防水耐压的聚氨酯橡胶材料。

3.根据权利要求2所述的磁力释放与对接装置，其特征在于，所述永磁块(1)中部开设的圆柱形凹槽(7)的内侧壁上包裹有强力永磁材料；圆柱形凹槽(7)的相对内侧壁的端部分别设有斜面，呈锥形体结构。

4.根据权利要求1所述的磁力释放与对接装置，其特征在于，所述底座(2)采用钢材料制成，该底座(2)的中部设有凸起，且该凸起的中部增设圆柱形凸起，其两侧为斜面，呈锥形体结构。

5.根据权利要求1或4所述的磁力释放与对接装置，其特征在于，铁块(3)为圆柱形结构，其直径比底座中部设有的凸起的中部增设的圆柱形凸起的直径大。

6.根据权利要求5所述的磁力释放与对接装置，其特征在于，所述铁块(3)上包裹有防水耐压的聚氨酯橡胶材料。

7.根据权利要求1所述的磁力释放与对接装置，其特征在于，所述定位栓(4)向外延伸的第二延伸段(9)的端部设有连接杆，连接杆的一端设有圆球，用于可插拔地安装在拔销机构(5)上。

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