CN112061350A - 适用于水下装备的抛载机构以及水下装备 - Google Patents

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钱韬
杨翔
安树阳
鞠京龙
张腾
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Abstract

本发明提供了一种适用于水下装备的抛载机构以及水下装备，包括抛载动力组件、抛载块、水下装备外壳，抛载动力组件包括电机驱动器、电机、电机安装座、锁紧释放机构；电机驱动器连接电机，电机安装在电机安装座上，电机安装座连接水下装备外壳；锁紧释放机构包括限位锁销、定位销，限位锁销的一端通过定位销连接电机的输出轴，限位锁销的另一端连接抛载块；限位锁销具有锁定和释放两个状态，当处于锁定状态时，限位锁销的T形头部与条形孔的位置错开，当处于释放状态时，限位锁销的T形头部与条形孔的位置重合。本发明抛载动力源可以重复利用，节省大量火工品研制及采购费用；且机构结构简单，既能保证抛载块的可靠安装，又能保证可靠分离。

Description

适用于水下装备的抛载机构以及水下装备
技术领域
本发明涉及水下装备的抛载领域，具体地，涉及一种适用于水下装备的抛载机构以及水下装备，尤其是一种使用在水下装备上的可重复使用的电动抛载机构。
背景技术
水下装备在任务完成后或出现故障需要上浮时，通常采用抛载配重来实现上浮。现有的抛载机构一般采用火工品或电磁拔销的形式来实现配重块与水下装备的分离，火工品的分离原理是：通过引燃火工品内部的火药来破坏连接螺纹，以达到分离的目的；电磁拔销是通过线圈得失电来控制电磁铁铁芯的伸缩，以达到解除限位的目的。火工品分离方式存在分离噪声大，且分离动作完成后，抛载动力无法重复利用的缺点；电磁拔销方式优点是抛载动力可重复使用，但其存在结构复杂、解除限位的可靠性低的问题。
公开号为CN109677573A的专利文献公开了一种深海磁耦合传动抛载机构，该抛载机构包括电机、外筒、外转子、基体、内转子和伸缩杆，外围设备为舱体和重块；基体的外部与舱体之间为密封连接，基体的空腔与外界相同形成舱外部分，基体的外表面位于舱内；外转子安装在基体的空腔内，外转子与伸缩杆形成螺纹配合，伸缩杆受基体内的滑槽限位形成丝杠螺母副，重块受舱体上限位槽的轴向限位，伸缩杆伸出基体后对重块进行径向限位；所述电机带动内转子转动，内转子在外筒提供的安装空间内形成转动副，内转子利用磁耦合原理带动外转子旋转，外转子旋转带动伸缩杆沿基体内的滑槽缩回后抛载重块。该专利文献的技术方案结构复杂，容易收到外界磁场的干扰。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于水下装备的抛载机构以及水下装备。
根据本发明的一个方面，提供一种适用于水下装备的抛载机构，包括抛载动力组件、抛载块、水下装备外壳，所述抛载块设置在水下装备外壳外部，抛载动力组件设置在水下装备外壳内部，水下装备外壳上设置有第一通孔，抛载动力组件贯穿第一通孔连接抛载块。
优选地，所述抛载动力组件包括电机驱动器、电机、电机安装座、锁紧释放机构；
所述电机驱动器连接电机，电机安装在电机安装座上，电机安装座连接水下装备外壳；
所述锁紧释放机构包括限位锁销、定位销，限位锁销的一端通过定位销连接电机的输出轴，限位锁销的另一端连接抛载块。
优选地，所述电机安装座上设置有第二通孔，第二通孔靠近电机一侧的直径大于远离电机一侧的直径，锁紧释放机构贯穿第二通孔连接抛载块。
优选地，所述限位锁销与抛载块连接的一端呈T形，所述抛载块上设置有与限位锁销T形头部形状匹配的条形孔，抛载块上条形孔内侧具有能够容纳限位锁销T形头部的凹槽，且限位锁销T形头部能够在凹槽内以限位锁销轴向旋转；
所述限位锁销具有锁定和释放两个状态，当处于锁定状态时，限位锁销的T形头部与条形孔的位置错开，当处于释放状态时，限位锁销的T形头部与条形孔的位置重合。
优选地，所述限位锁销与电机连接的一端呈阶梯状，靠近端部的直径小于远离端部的直径，小直径的部分连接电机安装座，大直径的部分连接水下装备外壳和抛载块。
优选地，所述限位锁销大直径部分与水下装备外壳连接的位置上设置有密封圈安装槽，所述密封圈安装槽内安装密封圈。
优选地，所述抛载块与水下装备外壳连接的一面上设置有环形槽，环形槽内设置推力弹簧，在抛载块与水下装备外壳分离前，推力弹簧处于压缩状态。
优选地，所述抛载块与水下装备外壳连接的一面上设置有限位销安装孔，水下装备外壳上对应位置设置有限位销安装孔，抛载块与水下装备外壳上的限位销安装孔通过限位销连接。
优选地，所述水下装备外壳上设置有朝内部凹陷的容纳空间，所述容纳空间能够容纳抛载块。
根据本发明的另一个方面，提供一种水下装备，采用所述的适用于水下装备的抛载机构。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明抛载动力源可以重复利用，节省大量火工品研制及采购费用；且机构结构简单，既能保证抛载块的可靠安装，又能保证可靠分离。
2、本发明采用T形限位锁销，通过电机控制T形限位锁销的旋转以实现与抛载块的安装锁定与释放，可靠性高。
3、本发明抛载块上设置推力弹簧，在抛载块与水下装备外壳分离前，推力弹簧处于压缩状态，在抛载块释放时，推力弹簧的蓄能释放能够帮助抛载块与水下装备外壳分离。
4、本发明在抛载块和水下装备外壳上设置限位销安装孔并通过限位销锁定，防止抛载块相对水下装备外壳旋转导致锁定失效。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明处于锁定状态的剖视结构示意图。
图2为本发明处于释放状态的剖视结构示意图。
图3为本发明限位锁销的立体图结构示意图。
图4为本发明抛载块的立体结构示意图。
图中示出：
电机驱动器1 密封圈安装槽6
电机2 抛载块7
电机安装座3 限位销安装孔8
限位锁销4 推力弹簧9
定位销5 水下装备外壳10
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明的一个方面，提供一种适用于水下装备的抛载机构，如图1-2所示，包括抛载动力组件、抛载块7、水下装备外壳10，所述抛载块7设置在水下装备外壳10外部，抛载动力组件设置在水下装备外壳10内部，水下装备外壳10上设置有第一通孔，抛载动力组件贯穿第一通孔连接抛载块7。本发明解决了火工品分离机构的无法重复利用、电磁拔销方式结构复杂的缺点。
如图1-2所示，所述抛载动力组件包括电机驱动器1、电机2、电机安装座3、锁紧释放机构；所述电机驱动器1连接电机2，电机2安装在电机安装座3上，电机安装座3连接水下装备外壳10；所述锁紧释放机构包括限位锁销4、定位销5，限位锁销4的一端通过定位销5连接电机2的输出轴，限位锁销4的另一端连接抛载块7。所述电机安装座3上设置有第二通孔，第二通孔靠近电机2一侧的直径大于远离电机2一侧的直径，锁紧释放机构贯穿第二通孔连接抛载块7。优选地，电机2采用步进减速电机。
如图3所示，所述限位锁销4与抛载块7连接的一端呈T形，所述抛载块7上设置有与限位锁销4的T形头部形状匹配的条形孔，抛载块7上条形孔内侧具有能够容纳限位锁销4的T形头部的凹槽，且限位锁销4的T形头部能够在凹槽内以限位锁销4轴向旋转；所述限位锁销4具有锁定和释放两个状态，当处于锁定状态时，限位锁销4的T形头部与条形孔的位置错开，当处于释放状态时，限位锁销4的T形头部与条形孔的位置重合。所述限位锁销4与电机2连接的一端呈阶梯状，靠近端部的直径小于远离端部的直径，小直径的部分连接电机安装座3，大直径的部分连接水下装备外壳10和抛载块7。所述限位锁销4大直径部分与水下装备外壳10连接的位置上设置有密封圈安装槽6，所述密封圈安装槽6内安装密封圈，用于限位锁销4与水下装备外壳10之间的密封。
如图4所示，所述抛载块7与水下装备外壳10连接的一面上设置有环形槽，环形槽内设置推力弹簧9，在抛载块7与水下装备外壳10分离前，推力弹簧9处于压缩状态。所述抛载块7与水下装备外壳10连接的一面上设置有限位销安装孔8，水下装备外壳10上对应位置设置有限位销安装孔8，抛载块7与水下装备外壳10上的限位销安装孔8通过限位销连接，优选地，所述抛载块7上的限位销安装孔8与水下装备外壳10上对应位置的限位销安装孔8以及连接两者的定位销组成一组限位件，所述限位件为两组，两组限位件均匀分布在限位锁销4轴向的周围，防止在锁定状态(当处于锁定状态时，限位锁销4的T形头部与抛载块7上条形孔的位置错开)，抛载块7相对水下装备外壳10旋转，使得限位锁销4的T形头部与抛载块7上条形孔的位置重合导致锁定失效。
如图1-2所示，所述水下装备外壳10上设置有朝内部凹陷的容纳空间，所述容纳空间能够容纳抛载块7。
根据本发明的另一方面，提供一种水下装备，采用所述的适用于水下装备的抛载机构。
本发明适用于水下装备的抛载机构的工作原理如下：
在抛载块7的限位销安装孔8内安装限位销，在抛载块7环形槽内安装推力弹簧9，然后将抛载块7上的条形孔对准限位锁销4的T形头部，并将限位销安装到水下装备外壳10的限位销安装孔内，通过电机2控制限位锁销4的T形头部旋转，使得限位锁销4的T形头部与抛载块7上条形孔的位置错开实现抛载块7的锁定，此时推力弹簧9处于压缩蓄能状态。当需要释放抛载块7时，通过电机2控制限位锁销4的T形头部旋转，使得限位锁销4的T形头部与抛载块7上条形孔的位置重合，此时限位锁销4与抛载块7解除限位，抛载块7在其环形槽内推力弹簧9的作用下抛出，完成抛载任务。
上面对本申请的基本实施例进行了说明，下面结合基本实施例的优选例和/或变化例对本申请进行更为具体的说明。
实施例：
一种适用于水下装备的抛载机构，包括安装在水下装备外壳10内部电机驱动器1、电机2及电机安装座3，电机2轴上用定位销5固定连接有随轴旋转的限位锁销4，限位锁销4与电机2连接的一端呈阶梯型，水下装备外壳10内侧的限位锁销4直径小于水下装备外壳10处以及限位锁销4与水下装备外壳10密封处的限位锁销4直径，电机安装座3抵靠在限位锁销4阶梯处，当限位锁销4解锁抛载块7后，用于抵抗限位锁销4处的外静水压。限位锁销4穿过水下装备外壳10，限位锁销4与抛载块7连接的一端呈T形，与抛载块7通过T形端旋转限位，抛载块7呈略有锥度的圆柱形，抛载块7内侧端面上设置有环形槽，环形槽内设置有推力弹簧9，推力弹簧9的顶端顶在水下装备外壳10外壁上，推力弹簧9的底端设置在抛载块7环形槽底部，抛载块7与限位锁销4锁紧后，推力弹簧9呈压缩状态，限位锁销4与水下装备外壳10接触位置留有密封圈安装槽6用于安装密封圈实现密封。抛载块7内侧端面上另设置有两个限位销安装孔8，水下装备外壳10对应位置上也设置有两个限位销安装孔8，孔内组装有定位销，用于防止抛载块7在水下装备外壳10外侧旋转，使得锁定失效，同时能够方便与水下装备外壳10共形安装。
电机2与限位锁销4固定连接后，限位锁销4的T型端与水下装备轴向平行，此时，将安装好防旋转定位销及推力弹簧9的抛载块7安装在水下装备外壳10向内凹陷的容纳空间中，将电机2带动限位锁销4旋转90°，限位锁销4与抛载块7通过T形端旋转限位，抛载块处于固定位置。待电机2接收到水下装备发出的抛载指令时，电机2带动限位锁销4反向旋转90°，此时，限位锁销4与抛载块7解除限位，抛载块7在其环形槽内推力弹簧9的作用下被抛出，完成抛载任务。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种适用于水下装备的抛载机构，其特征在于，包括抛载动力组件、抛载块(7)、水下装备外壳(10)，所述抛载块(7)设置在水下装备外壳(10)外部，抛载动力组件设置在水下装备外壳(10)内部，水下装备外壳(10)上设置有第一通孔，抛载动力组件贯穿第一通孔连接抛载块(7)。
2.根据权利要求1所述的适用于水下装备的抛载机构，其特征在于，所述抛载动力组件包括电机驱动器(1)、电机(2)、电机安装座(3)、锁紧释放机构；
所述电机驱动器(1)连接电机(2)，电机(2)安装在电机安装座(3)上，电机安装座(3)连接水下装备外壳(10)；
所述锁紧释放机构包括限位锁销(4)、定位销(5)，限位锁销(4)的一端通过定位销(5)连接电机(2)的输出轴，限位锁销(4)的另一端连接抛载块(7)。
3.根据权利要求2所述的适用于水下装备的抛载机构，其特征在于，所述电机安装座(3)上设置有第二通孔，第二通孔靠近电机(2)一侧的直径大于远离电机(2)一侧的直径，锁紧释放机构贯穿第二通孔连接抛载块(7)。
4.根据权利要求2所述的适用于水下装备的抛载机构，其特征在于，所述限位锁销(4)与抛载块(7)连接的一端呈T形，所述抛载块(7)上设置有与限位锁销(4)的T形头部形状匹配的条形孔，抛载块(7)上条形孔内侧具有能够容纳限位锁销(4)的T形头部的凹槽，且限位锁销(4)的T形头部能够在凹槽内以限位锁销(4)轴向旋转；
所述限位锁销(4)具有锁定和释放两个状态，当处于锁定状态时，限位锁销(4)的T形头部与条形孔的位置错开，当处于释放状态时，限位锁销(4)的T形头部与条形孔的位置重合。
5.根据权利要求2所述的适用于水下装备的抛载机构，其特征在于，所述限位锁销(4)与电机(2)连接的一端呈阶梯状，靠近端部的直径小于远离端部的直径，小直径的部分连接电机安装座(3)，大直径的部分连接水下装备外壳(10)和抛载块(7)。
6.根据权利要求5所述的适用于水下装备的抛载机构，其特征在于，所述限位锁销(4)大直径部分与水下装备外壳(10)连接的位置上设置有密封圈安装槽(6)，所述密封圈安装槽(6)内安装密封圈。
7.根据权利要求1所述的适用于水下装备的抛载机构，其特征在于，所述抛载块(7)与水下装备外壳(10)连接的一面上设置有环形槽，环形槽内设置推力弹簧(9)，在抛载块(7)与水下装备外壳(10)分离前，推力弹簧(9)处于压缩状态。
8.根据权利要求1所述的适用于水下装备的抛载机构，其特征在于，所述抛载块(7)与水下装备外壳(10)连接的一面上设置有限位销安装孔(8)，水下装备外壳(10)上对应位置设置有限位销安装孔(8)，抛载块(7)与水下装备外壳(10)上的限位销安装孔(8)通过限位销连接。
9.根据权利要求1所述的适用于水下装备的抛载机构，其特征在于，所述水下装备外壳(10)上设置有朝内部凹陷的容纳空间，所述容纳空间能够容纳抛载块(7)。
10.一种水下装备，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的适用于水下装备的抛载机构。
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