CN110962999B - 一种水上浮动平台水下接头的连接装置及其连接方法 - Google Patents

Abstract

本申请的一种水下接头的连接装置及其连接方法，其用于连接水下的接头，接头包括第一连接侧、第二连接侧及销轴，所述销轴中包括有一销体，所述销体的一侧上设有销齿、另一侧上设有销锥头；销齿上连接有驱动部，销锥头连接至第一连接侧、第二连接侧中；首先，在接头的销轴上设置销齿；其次，沿着销齿上布置驱动部；最后，使用驱动部推动销轴插入接头彻底改变水下的人工操作方式，改进销轴为半自动化连接，尤其在流量较大的水下，通过驱动部驱动销齿运动即可实现接头快速连接，静止状态的驱动部连接销齿实现接头锁紧。

Description

一种水上浮动平台水下接头的连接装置及其连接方法

技术领域

本申请涉及海洋工程设计领域，具体为一种水上浮动平台水下接头的连接装置及其连接方法。

背景技术

水上浮动平台主要部分由多个同型模块单元组成，模块单元间通过接头连接，因为要求各模块单元间连接要有互换性，所以对其水下接头的制造和安装精度要求很高。接头的连接配合十分紧密(接头的连接形式见图1)；在进行作业时，模块单元间的接头连接靠人为操作，由人为使用工具，操作插销3插入第一连接侧1与第二连接侧2，从而实现模块单元的下部纵向连接。

由于水下接头的高精度性，稍微的作业偏差都会对连接操作带来不利影响，且使用纯人为操作插销的方法显得十分不便，如何高效的连接接头，以提高连接的效率。

发明内容

本申请的目的：需要尽可能的避免水下人工操作，并提高操作效率。

本申请的目的是通过如下技术方案来完成的，一种水上浮动平台水下接头的连接装置，其用于连接水下的接头，接头包括第一连接侧、第二连接侧及销轴，所述销轴中包括有一销体，所述销体的一侧上设有销齿、另一侧上设有销锥头；销齿上连接有驱动部，销锥头连接至第一连接侧、第二连接侧中。

优选地，驱动部上设有齿盘，齿盘上设的齿与销齿啮合；销齿中的齿牙截面类似等腰梯形齿、三角形齿、半圆形齿或方形齿。

优选地，第一连接侧、第二连接侧中的连接孔直径大于销轴的轴直径。

优选地，连接孔的孔直径值大于销轴的轴直径值在0.1mm至0.5mm范围内。

优选地，驱动部的侧端部上设有延伸部。

优选地，驱动部上部包括有用于转接驱动力的转接件。

优选地，驱动部上部还包括有用于连接外部动力总成的对接件。

优选地，驱动部的外侧设有用于支撑其旋转的安装座。

优选地，销轴上套接有用于支撑其往返运动的销座。

一种水下接头的连接方法，所述方法包括

步骤一：在接头的销轴上设置销齿；

步骤二：沿着销齿上布置驱动部；

步骤三：使用驱动部推动销轴插入接头。

本申请与现有技术相比，至少具有以下明显优点和效果：

1、彻底改变水下的人工操作方式，改进销轴为半自动化连接，尤其在流量较大的水下，通过驱动部驱动销齿运动即可实现接头快速连接，静止状态的驱动部连接销齿实现接头锁紧。

附图说明

图1为改进前接头的连接结构示意图。

图2为本申请连接装置的使用状态图。

图3为本申请中驱动部、延伸部、转接件及对接件的连接图。

图4为本申请中连接装置的支撑结构组合图。

图5为本申请中销轴的结构示意图。

图6为本申请中驱动部的结构示意图。

图7为本申请中图6的左视图。

图8为本申请中延伸部的结构示意图。

图9为本申请中转接件的结构示意图。

图10为本申请中对接件的结构示意图。

图11为本申请中安装座的结构示意图。

图12为本申请中销座的结构示意图。

图13为本申请图12中A-A方向的截面图。

图14为本申请中底座的结构示意图。

图15为本申请中稳固套的结构示意图。

元件标号说明书

具体实施方式

以下说明描述了本申请的特定实施例以教导本领域技术人员如何制造和使用本申请的最佳模式。为了教导申请原理，已简化或省略了一下常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施例的变形落在本申请的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式结合以形成本申请的多个变型。

图1为改进前的接头100铰接的状态，其中，两个条形的第一连接侧1与第二连接侧2铰接，销轴3插接于中间位置的铰接孔中。

图2至图4，在本申请的实施例中，一种水上浮动平台水下接头的连接装置，连接装置用于快速自动化的驱动连接接头100，其中，该接头100包括铰接的第一连接侧1与第二连接侧2，在第一连接侧1与第二连接侧2铰接的位置设有铰接的孔，在该铰接的孔即下文中的连接孔O，销轴3插接于连接孔O中，实现铰接。其中，销轴3包括一根圆柱状的销体31，图5中销体31的左侧上开设有销齿32、右侧上设有圆锥状的销锥头33；销齿32上啮合的连接有驱动部4，销锥头33连接至第一连接侧1、第二连接侧2中。其中，驱动部4的底部设有圆盘形的齿盘，在齿盘上固定有齿与销齿32啮合；该齿可以是齿轮中的齿，当销齿32为圆弧形结构是，该齿转变为柱设于圆盘形齿盘即驱动盘42上。即销齿32的齿牙截面是可以变换的。进而对应有不同形状的齿牙相互啮合进行传动。销齿32中的齿牙截面类似等腰梯形齿、三角形齿、半圆形齿或方形齿。驱动盘42上插接的齿为柱时，图5中销齿32间的槽为圆槽状，进而圆槽与柱配合进行啮合传动。

结合上述实施例，连接装置的具体操作及结构如下：

图1与图4比对：连接装置上添加了驱动部4，安装半自动或自动化驱动销轴3进行插接。

图1中，水下接头100中的第一连接侧1、第二连接侧2及销轴3，改进销轴3的结构，将人工操作的销轴3。图4中改进为半自动或自动化的操作结构。

图5中，改进销轴3的结构，提高销轴3的自动化传动。圆柱状的销轴3插接于图1中的圆孔中。第一连接侧1、第二连接侧2均呈条块状结构，总体与销轴组合为铰接结构。

销轴3整体呈柱状，包括柱状销体31，销体31的一侧上形成有销齿32、另一侧上延伸有销锥头33；即沿着销体31左右两侧一侧设置为齿条状进行机械动力的传递，另一侧设置为锥头状，便于沿着孔位进行插销。

图3中，驱动部4为一个动力传动盘，驱动部4底部设有齿盘，通过齿盘驱动销齿32运动。

驱动部4主要用于驱动销体31一侧上的销齿32进行啮合传动，进而驱动部4驱动销体31另一侧上的销锥头33，从而销锥头33插接至第一连接侧1、第二连接侧2的孔位中，从而实现接头中单耳、双耳、及销轴插接耳孔的结合。

图3中，驱动部4的底部端头上设有驱动销齿32并进行啮合传动结构轴与轴盘。

即驱动部4在图6所示，具有驱动轴41、驱动盘42及驱动孔43的传动结构。

驱动轴41呈长轴状，沿着长轴结构的驱动轴41底端部上延伸有呈圆盘状的驱动盘42。

驱动盘42呈圆盘状，沿着圆盘的外围设置有驱动孔43。驱动孔43呈圆环形的排列，驱动孔43中插接有驱动销齿32进行传动的轴。

驱动孔43与轴采用插接的形式进行固定，进而实现驱动盘42旋转驱动轴与销齿32的啮合传动。

图5中销齿32需说明的是：设置为多种形状均可满足传动要求。

销齿32中的齿牙截面类似等腰梯形齿、三角形齿、半圆形齿或方形齿，优选的采用半圆形齿。

图2中应说明的是：销轴3插接入接头，销轴3插接入接头，具有高精度公差的间隙配合方式。

第一连接侧1、第二连接侧2中的连接孔O直径大于销轴3的轴直径R；具有间隙便于插接配合的安装，连接孔直径大于轴直径在0.01mm至1mm的范围内，可保证高精度的实现。

进一步的，连接孔的孔直径值大于销轴的轴直径值在0.1mm至0.5mm范围内，满足较高精度的使用要求。

图6驱动部4的底端部设有用于传动的驱动盘42，顶侧端部有用于提高其驱动性的延伸部5；延伸部5呈柱状延伸，提高其传动距离。

如图8所示，延伸部5用于提高动力传输至驱动部4的距离。

见图3延伸部5上端转接件6底端固定、延伸部5下端与驱动部4中间位置固定插接。

需要说明的是，驱动部4的上侧为轴体端头，轴体端头与延伸部5底部的套插接固定，轴体端头与套之间采用销进行插接固定。同样的，驱动部4上部固定的转接件6，通过转接件6底部的套与延伸部5顶部的轴头进行套接，利用销进行固定。

延伸部5，具有延伸轴51、延伸轴头52及延伸轴套53。

其中，长轴状的延伸轴51用于提高整体的驱动长度，延伸轴头52用于延伸至外侧并连接外部传动结构，延伸轴头52上设有销孔，销孔中插接一根轴销，即可实现与外部结构的传动连接。

延伸轴套53用于对接驱动部4中驱动轴41端部，延伸轴套53与驱动轴41之间采用套接的方式进行销连接，保证传动的稳定。

如图3，延伸部5上安装转接件6，进一步的提高驱动部4的动力传输距离。

延伸部5与转接件6间设置轴销进行铰接，采用铰接不仅保证轴销安装且转动长度较强。

如图9所示，转接件6与延伸部5连接，转接并延长驱动部4的动力传输。

转接件6，具有转接本体61、转接套62及转接孔63。

转接本体61的一侧部延伸有圆套状的转接套62，转接套62用于套接延伸轴头52的端头；转接本体61与转接套62上均设有用于连接插销的转接孔63。

利用转接件6上下两侧的转接孔63进行轴销的安装，进而实现多种结构的铰接，便于转接件6驱动延伸部5与驱动部4进行旋转。

如图10所示对接件7，对接件7用于连接外部动力总成，如推杆、套筒等驱动结构，可以与电机间插接后利用销固定等均可，对接件7类似万向节用于连接外部动力总成。

对接件7的叉口与转接本体61套接，即对接口71与转接本体61上部套接，

两者间插接销固定形成铰接，图9转接本体61上部的孔为销孔。

对接件7用于连接转接件6与外部的动力总成，对接件7整体类似Y状结构。

沿着对接件7插接入手动工具也可旋转驱动部4，沿着对接件7安装电动或其他自动工具也可旋转驱动部4。其中，对接件7具有：对接口71及对接头72。

对接口71呈叉状，沿着叉状中间位置便于对接转接件6的顶部；以及对接头72沿着对接口71中部向外延伸呈轴状，轴状或柱状的结构便于与外部结构套接，进行转向的对接结构。

如图11，驱动部4的外侧设有用于支撑其旋转的安装座8。驱动部4轴插接在安装座8进行固定旋转。

利用安装座8实现延伸部5的固定，保证驱动部4的旋转持续进行。图4中安装座8上下两端固定板体结构，通过板体结构将安装座8封闭于其中，利用板体结构的密封部12，实现对安装座8的支撑与固定。

安装座8为圆环形的筒体，其长度可根据延伸部5与转接件6的总长而设置。安装座8沿着延伸部5与转接件6的外侧包裹设置，其中，安装座8用于支撑两者保持旋转。

安装座8包括用于支撑的圆筒81，且圆筒81内设有安装孔82；延伸部5与转接件6设置于安装孔82中进行旋转。

沿着安装座8两侧分别设有用于支撑其固定的密封部12。

其中，密封部12整体呈板状，沿着其上设置套接安装座8端头进行密封安装的结构，且密封部12沿着上下两侧的位置进行环形的密封安装。

如图4中，设置挡体13限定对接件7的位置，实现驱动部4的静止限定。其中，

挡体13为块状结构，且两各块状的挡体13中间位置设置有间隙，该间隙用于容纳对接件7的对接头72，且对接件7的对接口71与转接本体61的顶端铰接。

挡体13沿着密封部12得表面固定静止，对接头72沿着两块挡体13的间隙固定卡接。

如图12中，销座9类似圆筒状结构，销轴3插接于销座9的圆筒中心，帮助销轴3进行定位。图12中销座9的左上边缘向内凹陷有圆弧形的缺口，利用缺口即驱动口94与驱动盘42对接实现传动。销座9套接销轴3，支撑并保持销轴3的位置，销轴3沿着销座9的内部往返运动。

销座9上设置缺口该缺口即驱动口94，驱动口94精确的定位驱动部4，进而实现驱动部4中驱动轴41与销齿的啮合。

销座9类似圆筒形结构，沿着销座9的侧部设置有一缺口，通过扇形的缺口与驱动盘42对接，进而保证驱动盘42中的驱动轴41与销齿32间啮合传动。

销轴3上套接有用于支撑其进行往返运动的销座9。

图12、13所示，采用销座9套接销轴3，保证销轴3定位精确实现。销座9类似空心圆柱体结构，侧边具有缺口，该缺口贴合于驱动部4的侧面，进而与驱动部4中的驱动轴41结合，实现驱动轴41对销轴3的驱动。其中，销座9，具有销筒91、销孔92、加强筋93及驱动口94。

销筒91套接着销体31进行实现支撑并保证销体31可往返运动。销筒91内具有用于容纳销体31并呈空心状的销孔92，销孔92用于容纳销体31。沿着销筒91外侧设置有加强筋93，通过加强筋93强化筒体的强度。沿着销筒91的侧壁开设有扇形的驱动口94，通过驱动口94对接销齿32实现驱动。

如图3中，驱动部4底类似圆柱状，沿着底部设置稳固套11，利用稳固套11保持驱动部4稳定旋转。驱动部4的边缘与销座9的缺口对接，即对接驱动口。驱动部4的中间位置插接有一根轴体，该轴体与延伸部5的轴状结构固定对接，实现驱动。

驱动部4中设有两块驱动盘42，沿着两块驱动盘42外包裹有用于支撑其进行旋转的稳固套11图13所示。

稳固套11包括呈块状结构的稳固套体111，稳固套体111与块状的底座10结合，进而保证间隔的支撑效果，两块稳固套体111分别沿着套接支撑两块驱动盘42。

沿着稳固套体111内部镂空的稳固口112，通过稳固口112套接驱动盘42。

圆孔形的稳固口112用于套接驱动盘42的外侧进行保证其稳固的旋转，类似轴瓦支撑结构。

在本申请实施例中：涉及的简易方法一种水下接头的连接方法S0，其包括三步骤。

步骤一S1：在接头100的销轴3上设置销齿32，改变销轴3的安装方式，通过销齿32进行安装。

步骤二S2：沿着销齿32上布置驱动部4，通过驱动部4驱动销轴3避免人工操作；

步骤三S3：运动驱动部4推动销轴3插入接头100中。

应用于上述连接方法S0中的连接装置，该连接装置制造、调试和操作使用如下：

1、根据现有模块单元的尺寸和水下第一连接侧1与第二连接侧2的安装位置，确定插销3及驱动部4的安装定位，并确定各零件的尺寸。

2、进行各零件的加工，其中对底座10、安装座8需要添加部分余量，在现场装配时根据实际安装情况进行切割。

3、组装插销3的操纵装置即驱动部4、延伸部5、转接件6、对接件7等部件，并按照顺序进行装配。

4、余量切割，结合模块单元的实际情况，通过安装座8上下两侧的密封部12与外部结构焊接，来实现结构整体的定位。

5、调试即旋转对接件7进而操纵驱动部4能否精确运行，有无卡顿情况发生，直到整体运行流畅。

6、调试并操纵连接装置，以插销3上的销齿2可以精确插入第一连接侧1与第二连接侧2为止，整体安装调试完成后，可进行连接操作。

7、操作人员通过牵拉，使得两个模块单元纵向靠拢，并且接头中的第一连接侧1与第二连接侧2要对应，即接头的单双片形成的单双耳及耳孔对接。

8、两模块单元上接头的单双耳合拢后，操作人员使用专用操纵具插入连接装置的销轴3，抬起对接件7高于挡体13的位置，直至可以绕延伸部5形成传动即旋转为止。

9、拨动对接件7进行传动，对接件7转动带动驱动部4、延伸部5、转接件6等旋转，最后再带动销轴3插入接头，使得接头的单双耳连接处于工作状态。

10、拨动操纵具，放下对接件7位于挡体13间限定，静止的驱动部4连接销齿32实现锁紧，连接操作完成。

综上所述，彻底改变现有技术中的接头连接方式，额外的效果如下：

1、克服插销3校准困难。接头的第一连接侧1与第二连接侧2与插销3配合间隙很小，预先设置插销3在操作位置，避免操作过程中不易校准，延误连接操作时间。

2、避免作业中不易掌控。采用机械的自动化操作，延伸部5与驱动部4的结构可沉入水中，彻底改变人工进行水下操作，情况复杂，不能准确把握操作情况，且浮箱分段状态不易控制，作业状态难以把握。

3、操作人员可以实时感知操作状况；根据操作状况，操作人员可在可视范围内进行调节，以便模块单元以最快时间和长时间稳定在备连接状态。

4、提高安全性。避免人工调整连接完成后的插销，采用机械驱动进而固定，避免水流较大情况下，人工操作产生的安全危害。尤其是在流速较大的水域优势明显；插销操纵装置下部与模块单元结构固定，插销自由度得到限制，省去校准过程，连接作业完成后，通过固定操纵装置上部零件，实现插销的全固定，保证接头连接不脱落，保障使用安全。

5、节省人力物力，且效率较高。避免人工操作易出差错，且操作时间冗长的问题。通过操纵装置，简化了操作步骤，减少了操作人员和操作时间，效率大大提升，且操作安全性得到有效提高。浪费人力物力。避免操作人员多，耗工。

以上所述仅为本申请的实施例而已，而且，本申请中零部件所取的名称也可以不同，并不限制本申请中的名称。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。由此，本申请并不局限与下述特定实施例，而仅由权利要求和它们的等同物限定。凡在本申请的构思和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种水上浮动平台水下接头的连接装置，其用于连接水下的接头(100)，接头(100)包括第一连接侧(1)、第二连接侧(2)及销轴(3)，其特征在于，

所述销轴(3)中包括有一销体(31)，

所述销体(31)的一侧上设有销齿(32)、另一侧上设有销锥头(33)；

销齿(32)上连接有驱动部(4)；

销锥头(33)连接至第一连接侧(1)、第二连接侧(2)中；

所述驱动部(4)上设有齿盘，齿盘上设的齿与销齿(32)啮合；

销齿(32)中的齿牙截面类似等腰梯形齿、三角形齿、半圆形齿或方形齿；

所述驱动部(4)的侧端部上设有延伸部(5)；延伸部(5)带动齿盘转动，从而驱动销体(31)运动实现快速连接；所述驱动部(4)的外侧设有用于支撑其旋转的安装座(8)，沿着安装座(8)两侧分别设有用于支撑其固定的密封部(12)；

所述销轴(3)上套接有用于支撑其往返运动的销座(9)，所述销座(9)包括销筒(91)、开设在销筒(91)内且容纳销体(31)的销孔(92)、设置在销筒(91)外侧的加强筋(93)、以及沿着销筒(91)侧壁开设且与驱动部(4)对接的驱动口(94)，便于操作人员在水上对水下的接头进行连接。

2.根据权利要求1所述一种水上浮动平台水下接头的连接装置，其特征在于：

所述第一连接侧(1)、第二连接侧(2)中的连接孔直径大于销轴(3)的轴直径。

3.根据权利要求1所述一种水上浮动平台水下接头的连接装置，其特征在于：

所述连接孔直径的值大于轴直径的值在0.1mm至0.5mm范围内。

4.根据权利要求1所述一种水上浮动平台水下接头的连接装置，其特征在于：

所述驱动部(4)上部还包括有用于转接驱动力的转接件(6)。

5.根据权利要求1所述一种水上浮动平台水下接头的连接装置，其特征在于：

所述驱动部(4)上部还包括有用于连接外部动力总成的对接件(7)。

6.一种水上浮动平台水下接头的连接方法，其特征在于：使用权利要求1所述的一种水上浮动平台水下接头的连接装置，所述水上浮动平台水下接头的连接方法包括以下步骤：

步骤一：在接头(101)的销轴(3)上设置销齿(32)；

步骤二：沿着销齿(32)上布置驱动部(4)，在驱动部(4)上设置于销齿(32)啮合的齿盘，并在该驱动部(4)的侧端部设置延伸部(5)；

步骤三：转动驱动部(4)的延伸部(5)推动销轴(3)插入接头(100)。

Images