CN111301648A - 一种用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构 - Google Patents

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杜晓旭
宋保维
潘光
王鹏
高剑
张立川
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Abstract

本发明公开了一种用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构，由柔性滚动轮、滚轮凹槽、锚系套筒、塑性卡扣盖板、控制电机和航行体组成。其中，锚系套筒为圆柱筒形结构，锚系套筒一端部封闭，另一端部与塑性卡扣盖板配合，并通过塑性卡口与锚系航行体连接。锚系套筒周向均布有多个滚轮凹槽，且与套筒内壁加强筋板焊接；控制电机和若干柔性滚动轮镶嵌在滚轮凹槽内。当航行体收到指令后，柔性滚动轮在控制电机驱动下转动；航行体在柔性滚动轮的驱动下沿轴向向外移动；航行体触及塑性卡扣盖板脱落；实现航行体出离锚系套筒后进入自主式航行。滚轮式释放机构结构简单，通过柔性滚轮释放方式提高航行体释放后自主航行的稳定性及可操控性。

Description

一种用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构
技术领域
本文涉及水下锚系航行体释放领域，具体为一种用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构。
背景技术
随着科学技术的不断发展,在海洋开发的过程中自主水下航行器越来越为人们所倚重。为更好的进行海洋开发研究，针对某一海域开展长时间定点监测或探测任务，实现诸如海洋水情勘测、海洋水质监测、海底土壤结构研究、水下建筑物与深海管道检测诸多具体功能，逐渐成为各国科研的研究重心并为之投入了大量精力。传统的自主水下航行器均存在自身缺陷，无法很好地完成此类任务要求。为解决这一现实问题，一种具有着陆驻留于海底这一特定功能的水下锚系航行体被研制出来，该类航行体可利用锚块及缆绳在水下一定深度锚泊驻留从而完成相应任务。锚系航行体一方面可通过驻留锚系实现对海洋环境的长时间监测，另一方面可驻留在海底等待二次启动发射。
锚系航行体的二次启动发射成为锚系航行体研究过程中一项重要内容。长期驻留在海底的锚系航行体在收到特定信号或指令后，锚系释放且航行体开始自主航行。其涉及到锚系航行体释放技术；在锚系航行体释放过程中，会涉及到流体力学、多体动力学多个学科。
现有技术的锚系航行体释放方式主要为通过爆炸螺栓弹开，航行体自主航行脱离锚系的方法。该释放方式存在明显缺陷；首先这种是释放方式未对释放过程中航行体与锚系套筒之间的相互作用进行限制，增加了释放过程的不确定性和不安全性。其次这种是释放方式中主要执行机构为爆炸螺栓，该执行方式大大增加了锚系航行体驻留释放过程的不可靠性和不稳定性。因此，并提供一种安全、稳定、可靠的用于锚系航行体的滚轮式释放机构，对锚系航行体的发展与进步起着极其重要的作用。
发明内容
为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构；该滚轮式释放机构能够在水下一定深度对锚系航行体进行安全可靠的释放，保证释放过程锚系航行体的稳定性。锚系航行体释放机构能够对释放过程中航行体与锚系套筒之间的相互作用进行限制，并保证执行机构稳定可靠。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括柔性滚动轮、滚轮凹槽、锚系套筒、塑性卡扣盖板、控制电机和航行体，其特征在于所述锚系套筒为圆柱筒形结构，锚系套筒一端部封闭，另一端部与塑性卡扣盖板配合，并通过塑性卡口与锚系航行体连接；锚系套筒内周向均布有多个轴向滚轮凹槽，滚轮凹槽与套筒内壁加强筋板焊接，控制电机和若干柔性滚动轮镶嵌在滚轮凹槽内；
当航行体收到指令后，用于航行体的滚轮式释放机构进入释放状态，柔性滚动轮在控制电机驱动下转动，航行体在柔性滚动轮与航行体之间的摩擦力的驱动下延轴向向外移动；航行体触及塑性卡扣盖板，塑性卡扣盖板脱落，实现航行体出离锚系套筒后进入自主式航行。
所述航行体直径稍大于柔性滚动轮构成的限制空间直径，使航行体与柔性滚动轮之间存在一定压紧力。
所述航行体表面涂覆特殊材料涂层。
有益效果
本发明提出的一种用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构；释放机构能够可在水下一定深度对锚系航行体进行安全可靠的释放，保证释放过程锚系航行体的稳定性。锚系航行体释放机构能够对释放过程中航行体与锚系套筒之间的相互作用进行一定的限制，并保证执行机构稳定可靠。释放机构能够防止释放过程中由于流体的扰动导致航行体与锚系套筒内壁发生硬碰撞，从而破坏安装在航行体上的精密设备及涂装在航行体表面的特殊材料涂层。
本发明滚轮式释放机构是具有柔性滚动轮的轻量化锚系航行体释放机构，通过柔性滚轮释放方式限制其释放过程中航行体与锚系套筒之间的相互作用，提高航行体释放后自主航行的稳定性及可操控性。
本发明滚轮式释放机构具有结构简单、重量轻，操作便捷的特点；可提高锚系航行体释放执行机构的可维护性；释放安全可靠。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明一种用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构作进一步详细说明。
图1为航行体及用于锚系航行体的滚轮式释放机构的立体结构示意图。
图2为本发明用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构剖视图。
图3为本发明滚轮式释放机构的柔性滚动轮与滚轮凹槽示意图。
图4为水下锚系航行体释放过程示意图。
图中
1.航行体 2.柔性滚动轮 3.滚轮凹槽 4.锚系套筒 5.塑性卡扣盖板
具体实施方式
本实施例是一种用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构。
参阅图1～图4，本实施例用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构，由柔性滚动轮2、滚轮凹槽3、锚系套筒4、塑性卡扣盖板5、控制电机和航行体1组成，其中，锚系套筒4为圆柱筒形结构，锚系套筒4一端部封闭，另一端部与塑性卡扣盖板5配合，并通过塑性卡口与锚系航行体连接。
锚系套筒4内壁周向均布有多个滚轮凹槽，滚轮凹槽3与套筒内壁加强筋板焊接；控制电机和若干柔性滚动轮镶嵌在滚轮凹槽3内。
当航行体收到指令后，用于航行体的滚轮式释放机构进入释放状态：柔性滚动轮2在控制电机驱动下转动；航行体在柔性滚动轮2与航行体之间的摩擦力的驱动下延轴向向外移动；航行体触及塑性卡扣盖板5；塑性卡扣盖板5脱落；实现航行体出离锚系套筒4后进入自主式航行。
本实施例中，用于锚系航行体释放的锚系套筒由滚轮凹槽3与套筒内加强筋板焊接构成；塑性卡扣盖板5通过塑性卡口与锚系航行体连接；在凹槽3内安装柔性滚动轮2；航行体直径略大于柔性滚动轮2构成的限制空间直径，使航行体与柔性滚动轮2之间存在一定压紧力。这样有利于增加航行体与柔性滚动轮2之间的摩擦力，一方面有利与航行体顺利释放，另一方面柔性滚轮的使用可以避免对航行体涂装的破坏。
锚系航行体释放过程
当锚系航行体收到特定信号或指令后，用于锚系航行体的滚轮式释放机构进入释放状态：柔性滚动轮2在控制电机驱动下转动；航行体在柔性滚动轮2与航行体之间的摩擦力的驱动下延轴向方向向外移动；航行体触及塑性卡扣盖板5；塑性卡扣遭到破坏，塑性卡扣盖板5脱落；航行体1出离锚系套筒4后进入自主式航行，实现锚系航行体释放。
本实施例中可实现锚系航行体释放。更好的提高锚系航行体释放的安全性、稳定性及可靠性。柔性滚动轮2对航行体具有良好的导向性，降低了航行体与锚系套筒4之间的碰撞干扰对锚系航行体释放过程的影响。

Claims (3)

1.一种用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构，包括柔性滚动轮、滚轮凹槽、锚系套筒、塑性卡扣盖板、控制电机和航行体，其特征在于:所述锚系套筒为圆柱筒形结构，锚系套筒一端部封闭，另一端部与塑性卡扣盖板配合，并通过塑性卡口与锚系航行体连接；锚系套筒内周向均布有多个轴向滚轮凹槽，滚轮凹槽与套筒内壁加强筋板焊接，控制电机和若干柔性滚动轮镶嵌在滚轮凹槽内；
当航行体收到指令后，用于航行体的滚轮式释放机构进入释放状态，柔性滚动轮在控制电机驱动下转动，航行体在柔性滚动轮与航行体之间的摩擦力的驱动下延轴向向外移动；航行体触及塑性卡扣盖板，塑性卡扣盖板脱落，实现航行体出离锚系套筒后进入自主式航行。
2.根据权利要求1所述的用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构，其特征在于:所述航行体直径稍大于柔性滚动轮构成的限制空间直径，使航行体与柔性滚动轮之间存在一定压紧力。
3.根据权利要求1所述的用于水下锚系航行体的滚轮式释放机构，其特征在于:所述航行体表面涂覆特殊材料涂层。
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