CN112061355A - 一种深海着陆器的安全抛载方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种深海着陆器的安全抛载方法及系统，基于冗余抛载设计，通过声学释放器和应急/定时抛载装置并联，二者中任意一个执行抛载动作，均可实现抛载；抛载方法包括：依次安装抛载块，将抛载连接绳穿过声学释放器下端的抛载环，连接至应急/定时抛载装置，使抛载连接绳的汇聚端锁紧于锁紧杆内，并通过张紧机构张紧抛载连接绳，拉紧抛载块释放钩，最后移除抛载挂销；释放声学释放器的抛载环，抛载连接绳由绷紧变为松弛，抛载块释放钩的拉紧力消失，释放抛载块，完成抛载；或应急/定时抛载装置驱动电机转动，带动凸轮运动，实现锁紧杆的开合，完成抛载连接绳的释放。本申请的安全抛载方法及系统有效提高了深海着陆器抛载的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及海洋工程和水下装备技术领域，尤指一种深海着陆器的安全抛载方法及系统。
背景技术
深海装备可以分为有缆及无缆两种形式，无缆形式的深海装备通常采用调节自身重力或浮力状态来实现下潜、上浮。通过配置压载下潜，完成作业后抛载上浮是深海装备最常见的一种技术手段，抛载可靠性直接决定了装备能否安全回收。
深海着陆器是一种常用的无缆深海装备，具有成本经济、使用方便、功能灵活等特点，在深海科考领域得到广泛应用。传统的深海着陆器主要使用声学释放器抛载，由于声学信号在海洋中传播时易受环境因素影响，抛载存在不确定性，采用多声学释放器并联可有效提高抛载可靠性，但成本较高。且每次回收深海着陆器时，均需要母船的支持来操作声学释放器甲板单元，直至回收至甲板，导致大量船时的浪费。更为重要的是，声学释放器与深海着陆器系统完全独立，当深海着陆器系统发生故障时无法做出应急抛载响应，进而导致不可挽回的损失。
发明内容
本申请提供一种深海着陆器的安全抛载方法及系统，用于提高深海着陆器抛载的安全性和可靠性。该方法采用冗余抛载的设计，两种抛载机构中任意一个执行抛载动作，均可以实现抛载。深海着陆器发生异常情况时，及时执行应急抛载，保障深海着陆器的安全。
鉴于此，本申请提供一种深海着陆器的安全抛载方法，基于冗余抛载设计，通过声学释放器和应急/定时抛载装置并联，二者中任意一个执行抛载动作，均可以实现抛载；所述抛载方法包括：
S1、依次安装抛载块，将抛载连接绳穿过声学释放器下端的抛载环，连接至应急/定时抛载装置，使抛载连接绳的汇聚端锁紧于锁紧杆内，并通过张紧机构张紧抛载连接绳，拉紧抛载块释放钩，最后移除抛载挂销；
S2、当声学释放器水面换能器发生声学释放命令后，释放声学释放器的抛载环，抛载连接绳由绷紧变为松弛，抛载块释放钩的拉紧力消失，释放抛载块，完成抛载；
或，当到达预设抛载时间，或者发生紧急情况，应急/定时抛载装置通过驱动电机转动，带动凸轮运动，实现锁紧杆的开合，完成抛载连接绳的释放。
进一步的，在安装所述抛载块前，所述抛载连接绳处于松弛状态，所述抛载块释放钩处于打开状态，升起所述抛载块，通过所述抛载块释放钩将所述抛载块挂住，并插上所述抛载挂销。
本申请还提供了一种深海着陆器的安全抛载系统，包括：
声学释放器，所述声学释放器安装于所述深海着陆器系统的浮力框架的顶部，
应急/定时抛载装置，所述应急/定时抛载装置与所述声学释放器并联设置，所述声学释放器或所述应以/定时抛载装置任何一个执行抛载动作时，均可实现深海着陆器的抛载上浮，
抛载机构，所述抛载机构一端与所述深海着陆器的浮力框架连接，另一端依次与所述声学释放器和所述应急/定时抛载装置连接，
张紧机构，所述张紧机构的一端与所述抛载机构靠近所述声学释放器的一端连接，另一端与所述应急/定时抛载装置连接。
进一步的，所述抛载机构为多组，均匀设置在所述深海着陆器的浮力框架上。
进一步的，所述抛载机构包括：抛载块、抛载块释放钩、抛载块释放钩基座、抛载连接绳，
所述抛载块释放钩基座安装于所述深海着陆器的浮力框架上，所述抛载块释放钩安装于所述抛载释放钩基座上，所述抛载块通过所述抛载块释放钩锁紧，所述抛载连接绳与所述抛载块释放钩连接，多组抛载机构的抛载连接绳汇聚穿过所述声学释放器底部的抛载环。
进一步的，所述抛载释放钩基座上靠近抛载释放钩安装的位置处设置贯穿通孔，所述抛载组件还包括抛载挂销，所述抛载挂销穿过所述贯穿通孔，用于对所述抛载释放钩进行限位，当抛载连接绳连接完毕后，再拔去所述抛载挂销。
进一步的，所述应急/定时抛载装置包括锁紧钩架、锁紧杆、驱动电机、驱动轴、凸轮，
所述驱动电机通过电机安装架安装在所述浮力框架上，所述驱动电机的一端设置有外罩，所述驱动电机的输出轴连接所述凸轮，所述凸轮与所述驱动轴上的轴承抵接，所述驱动轴的一端与所述外罩转动连接，另一端穿过所述外罩与所述锁紧杆的一端连接，所述锁紧杆的另一端呈钩状，所述锁紧钩架设置在所述外罩表面，所述抛载连接绳的汇聚端穿过所述锁紧钩架和所述锁紧杆之间，通过锁紧杆的转动实现脱钩。
进一步的，所述张紧机构包括右旋螺纹吊环、双向锁紧螺柱、左旋螺纹吊环，所述右旋转螺纹吊环、所述左旋螺纹吊环对称设置在所述双向锁紧螺柱的两端。
进一步的，所述应急/定时抛载装置可以设定抛载时间，也可以由深海着陆器控制器控制抛载，在深海着陆器系统发生异常时执行应急抛载。
相对于现有技术，本申请的有益效果在于：
本申请深海着陆器的安全抛载方法通过采用声学释放器和应急/定时抛载装置的并联设置，在深海着陆器系统出现异常情况下应急抛载，大大提高了深海着陆器抛载的安全性和可靠性。而且还可以根据需求实现定时抛载，指定时间浮出水面，节约船时。本申请的抛载组件结构简单，抛载块安装简便，减少了海上劳作强度；多组抛载块分别连接至浮力框架，减少了单组搬运及安装难度，同时也有益于调整重心。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的深海着陆器的安全抛载方法设计原理图；
图2为本申请实施例提供的深海着陆器的安全抛载系统的安装主视图；
图3为本申请实施例提供的深海着陆器的安全抛载系统的安装俯视图；
图4为本申请实施例提供的深海着陆器的安全抛载系统的抛载机构的部分结构示意图；
图5为本申请实施例提供的深海着陆器的安全抛载系统的应急/定时抛载装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的深海着陆器的安全抛载系统的张紧机构的示意图。
附图标记说明：
1、抛载块；2、抛载块释放钩基座；3、抛载块释放钩；4、抛载连接绳；
5、声学释放器；6、张紧机构；6-1、右旋螺纹吊环；6-2、双向锁紧螺柱；
6-3、左旋螺纹吊环；7、应急/定时抛载装置；7-1、锁紧钩架；
7-2、锁紧杆；7-3、驱动电机；7-4、驱动轴；7-5、凸轮；7-6、轴承；
8、抛载挂销。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
本申请的主要目的是提供一种深海着陆器系统的安全抛载装置，可实现深海着陆器抛载的安全性和可靠性。
实施例1：
本申请实施例提供的一种深海着陆器的安全抛载方法，基于冗余抛载设计，通过声学释放器5和应急/定时抛载装置7并联，二者中任意一个执行抛载动作，均可以实现抛载；所述抛载方法包括：
在安装所述抛载块1前，所述抛载连接绳4处于松弛状态，所述抛载块释放钩3处于打开状态，升起所述抛载块1，通过所述抛载块释放钩3将所述抛载块1挂住，并插上所述抛载挂销8。
依次安装抛载块1，将抛载连接绳4穿过声学释放器5下端的抛载环，连接至应急/定时抛载装置7，使抛载连接绳4的汇聚端锁紧于锁紧杆7-2内，并通过张紧机构6张紧抛载连接绳4，拉紧抛载块释放钩3，最后移除抛载挂销8；
当声学释放器5的水面换能器发生声学释放命令后，释放声学释放器5的抛载环，抛载连接绳4由绷紧变为松弛，抛载块释放钩3的拉紧力消失，释放抛载块1，完成抛载；
当到达预设抛载时间，或者发生紧急情况，应急/定时抛载装置7通过驱动电机7-3转动，带动凸轮7-5运动，实现锁紧杆7-2的开合，完成抛载连接绳4的释放。
本申请的深海着陆器的安全抛载方法通过采用声学释放器5和应急/定时抛载装置7并联设置的冗余抛载方法，在深海着陆器系统出现异常情况下应急抛载，大大提高了深海着陆器抛载的安全性和可靠性。而且还可以根据需求实现定时抛载，指定时间浮出水面，节约船时。本申请的抛载组件结构简单，抛载块1安装简便，减少了海上劳作强度；多组抛载块1分别连接至浮力框架的四个脚，减少单组搬运及安装难度，同时也有益于调整重心。
实施例2：
本申请实施例提供的一种深海着陆器的安全抛载系统，包括：
声学释放器5，所述声学释放器5安装于所述深海着陆器系统的浮力框架的顶部；
抛载机构，所述抛载机构一端与所述深海着陆器系统的浮力框架连接，另一端与所述声学释放器5连接；
张紧机构6，所述张紧机构6的一端与所述抛载机构靠近所述声学释放器的一端连接；
应急/定时抛载装置7，所述应急/定时抛载装置7安装于所述深海着陆器系统的浮力框架顶部，所述应急/定时抛载装置7与所述张紧机构6的另一端连接；所述声学释放器5和应急/定时抛载装置7并联设置，其中任何一个均可执行抛载动作，进而实现深海着陆器系统的抛载上浮。所述应急/定时抛载装置7可以实现定时抛载和应急抛载，即所述应急/定时抛载装置7可以设定抛载时间，也可以由深海着陆器控制器控制抛载，在深海着陆器系统发生异常时执行应急抛载，从而提高了深海着陆器使用便捷性和安全性。
本申请为实现抛载的可靠性，所述抛载机构设为多组，分别设置在所述深海着陆器的浮力框架的周围，在本实施例中，抛载机构为四组。具体的，所述抛载机构包括：抛载块1、抛载块释放钩3、抛载块释放钩基座2、抛载连接绳4，所述抛载块释放钩基座2安装于所述深海着陆器系统的浮力框架上，所述抛载块释放钩3安装于所述抛载块释放钩基座2上，所述抛载块1通过所述抛载块释放钩3锁紧，所述抛载连接绳4与所述抛载块释放钩3连接，四组抛载机构的抛载连接绳4汇聚穿过所述声学释放器5底部的吊环，连接至所述应急/定时抛载装置7。
本申请实施例中所述抛载释放钩基座上靠近抛载释放钩安装的位置处设置贯穿通孔，所述抛载组件还包括抛载挂销8，所述抛载挂销8穿过所述贯穿通孔，用于对所述抛载释放钩进行限位，方便抛载连接绳4的连接，抛载连接绳4连接完毕后，再拔去抛载挂销8。本申请抛载块1的安装操作，减少了人员劳作，提高了海上作业效率。
本申请实施例中，所述应急/定时抛载装置包括锁紧钩架7-1、锁紧杆7-2、驱动电机7-3、驱动轴7-4、凸轮7-5，所述驱动电机7-3通过电机安装架安装在所述浮力框架上，所述驱动电机7-3的一端设置有外罩，所述驱动电机的输出轴连接所述凸轮7-5，所述凸轮7-5与所述驱动轴7-4上的轴承7-6抵接，所述驱动轴7-4一端与所述外罩转动连接，另一端穿过所述外罩与所述锁紧杆7-2的一端连接，所述锁紧杆7-2的另一端呈钩状，所述锁紧钩架7-1设置在所述外罩表面，所述抛载连接绳4的汇聚端穿过所述锁紧钩架7-1和所述锁紧杆7-2之间，通过锁紧杆7-2的转动实现脱钩。
为了提高抛载的安全性，本申请设置了张紧机构6，所述张紧机构6包括右旋螺纹吊环6-1、双向锁紧螺柱6-2、左旋螺纹吊环6-3，所述右旋螺纹吊环6-1、所述左旋螺纹吊环6-3对称设置在所述双向锁紧螺柱6-2的两端。所述张紧机构6用于控制抛载连接绳4的张紧，避免抛载连接绳4松动而导致意外抛载或发生卡滞情况。所述张紧机构6的两端分别设置右旋螺纹吊环6-1和左旋螺纹吊环6-3，目的是确保张紧机构6旋紧的过程中，抛载连接绳4不会跟着运动，避免出现抛载连接绳4出现打转、拧麻花的现象，进一步提高了抛载的安全性。
本申请的深海着陆器的安全抛载系统通过采用声学释放器5和应急/定时抛载装置7并联设置的冗余抛载方法，在深海着陆器系统出现异常情况下应急抛载，大大提高了深海着陆器抛载的安全性和可靠性。而且还可以根据需求实现定时抛载，指定时间浮出水面，节约船时。本申请的抛载组件结构简单，抛载块1安装简便，减少了海上劳作强度；多组抛载块1分别连接至浮力框架的四个脚，减少单组搬运及安装难度，同时也有益于调整重心。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神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 (9)
1.一种深海着陆器的安全抛载方法，其特征在于，基于冗余抛载设计，通过声学释放器和应急/定时抛载装置并联，二者中任意一个执行抛载动作，均可以实现抛载；所述抛载方法包括：
S1、依次安装抛载块，将抛载连接绳穿过声学释放器下端的抛载环，连接至应急/定时抛载装置，使抛载连接绳的汇聚端锁紧于锁紧杆内，并通过张紧机构张紧抛载连接绳，拉紧抛载块释放钩，最后移除抛载挂销；
S2、当声学释放器水面换能器发生声学释放命令后，释放声学释放器的抛载环，抛载连接绳由绷紧变为松弛，抛载块释放钩的拉紧力消失，释放抛载块，完成抛载；
或，当到达预设抛载时间，或者发生紧急情况，应急/定时抛载装置通过驱动电机转动，带动凸轮运动，实现锁紧杆的开合，完成抛载连接绳的释放。
2.根据权利要求1所述的深海着陆器的安全抛载方法，其特征在于，在安装所述抛载块前，所述抛载连接绳处于松弛状态，所述抛载块释放钩处于打开状态，升起所述抛载块，通过所述抛载块释放钩将所述抛载块挂住，并插上所述抛载挂销。
3.一种深海着陆器的安全抛载系统，其特征在于，包括：
声学释放器，所述声学释放器安装于所述深海着陆器系统的浮力框架的顶部，
应急/定时抛载装置，所述应急/定时抛载装置与所述声学释放器并联设置，所述声学释放器或所述应以/定时抛载装置任何一个执行抛载动作时，均可实现深海着陆器的抛载上浮，
抛载机构，所述抛载机构一端与所述深海着陆器的浮力框架连接，另一端依次与所述声学释放器和所述应急/定时抛载装置连接，
张紧机构，所述张紧机构的一端与所述抛载机构靠近所述声学释放器的一端连接，另一端与所述应急/定时抛载装置连接。
4.根据权利要求3所述的深海着陆器的安全抛载系统，其特征在于，所述抛载机构为多组，均匀设置在所述深海着陆器的浮力框架上。
5.根据权利要求4所述的深海着陆器的安全抛载系统，其特征在于，所述抛载机构包括：抛载块、抛载块释放钩、抛载块释放钩基座、抛载连接绳，
所述抛载块释放钩基座安装于所述深海着陆器的浮力框架上，所述抛载块释放钩安装于所述抛载释放钩基座上，所述抛载块通过所述抛载块释放钩锁紧，所述抛载连接绳与所述抛载块释放钩连接，多组抛载机构的抛载连接绳汇聚穿过所述声学释放器底部的抛载环。
6.根据权利要求5所述的深海着陆器的安全抛载系统，其特征在于，所述抛载释放钩基座上靠近抛载释放钩安装的位置处设置贯穿通孔，所述抛载组件还包括抛载挂销，所述抛载挂销穿过所述贯穿通孔，用于对所述抛载释放钩进行限位，当抛载连接绳连接完毕后，再拔去所述抛载挂销。
7.根据权利要求5所述的深海着陆器的安全抛载系统，其特征在于，所述应急/定时抛载装置包括锁紧钩架、锁紧杆、驱动电机、驱动轴、凸轮，
所述驱动电机通过电机安装架安装在所述浮力框架上，所述驱动电机的一端设置有外罩，所述驱动电机的输出轴连接所述凸轮，所述凸轮与所述驱动轴上的轴承抵接，所述驱动轴的一端与所述外罩转动连接，另一端穿过所述外罩与所述锁紧杆的一端连接，所述锁紧杆的另一端呈钩状，所述锁紧钩架设置在所述外罩表面，所述抛载连接绳的汇聚端穿过所述锁紧钩架和所述锁紧杆之间，通过锁紧杆的转动实现脱钩。
8.根据权利要求3所述的深海着陆器的安全抛载系统，其特征在于，所述张紧机构包括右旋螺纹吊环、双向锁紧螺柱、左旋螺纹吊环，所述右旋转螺纹吊环、所述左旋螺纹吊环对称设置在所述双向锁紧螺柱的两端。
9.根据权利要求3所述的深海着陆器的安全抛载系统，其特征在于，所述应急/定时抛载装置可以设定抛载时间，也可以由深海着陆器控制器控制抛载，在深海着陆器系统发生异常时执行应急抛载。
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