CN112224342A - 一种载人潜水器甲板横向轨道车机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，包括横向轨道车体框架、减速机、电机、液压系统和电气系统，所述减速机、电机、液压系统、电气系统均安装在横向轨道车体框架上，并且所述电气系统分别与减速机、电机、液压系统连接，所述减速机的输出端具有齿轮，所述齿轮与设在船体甲板面上的横向轨道的齿条相啮合。本发明的优点是采用横向轨道车实现了平行于船体纵向转运潜水器，不仅节省了大量的人力资源，降低了成本，还具有提高人员舒适度、减摇防倾功能、可靠性高、安装性及维护性好等优点。

Description

一种载人潜水器甲板横向轨道车机构

技术领域

本发明涉及一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，属于潜水设备技术领域。

背景技术

据申请人了解，现有的国内外科考船只能搭载一台载人潜水器进行水下科考任务，目前全世界只有俄罗斯拥有可搭载两台载人潜水器的科考船，但也只配备一辆负责输送转运的轨道车，两台潜水器不能同时放置到同一辆轨道车上，使用时，第一台潜水器布放到水面上后，必须借助船舶起重设备将另一台潜水器吊运到轨道车上，然后通过轨道车转运到船艉，再布放到海面上，这种方式不仅浪费了宝贵的人工及时间，还增加了科考成本。同时目前国内外输转系统布放转运负载只能达到30吨，不能搭载万米载人潜水器。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，该机构能够利用横移轨道车横向轨道和搁置轨道的组合系统，实现平行于纵向轨道的载人潜水器的搭载及布放回放。

为了达到以上目的，本发明提供一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，包括横向轨道车体框架、减速机、电机、液压系统和电气系统，所述减速机、电机、液压系统、电气系统均安装在横向轨道车体框架上，并且所述电气系统分别与减速机、电机、液压系统连接，所述减速机的输出端具有齿轮，所述齿轮与设在船体甲板面上的横向轨道的齿条相啮合。

本发明进一步的采用如下技术方案：

进一步的，所述横向轨道车体框架由两根横梁以及连接在两根横梁之间的一个纵向支架和两根纵梁组成，电机安装在纵向支架内，每根纵梁上安装一个减速机。

这样，电机驱动一个液压系统的电机泵，该泵的泵口分流带动左右两个液压马达驱动减速机，减速机输出端的齿轮转动，沿甲板面的横向轨道移动。另外，轨道车液压泵站上设有油泵电机装置，可将电机输出的电能转换为液压能，轨道车液压泵站的液压泵驱动液压马达，进而转动行走减速机，经减速机端部的齿轮啮合横向轨道上的齿条，以驱动横向轨道车沿横向轨道行驶。

进一步的，在所述纵梁上设有减速机、水平轮和承载车轮，所述承载车轮可与甲板面上的横向轨道相配合，用以带动整个横向轨道车在横向轨道上移动。

进一步的，所述横向轨道车体框架的前、后两侧分别装有两个水平轮，所述水平轮可与横向轨道接触配合以在船舶处于倾斜状态时顶住横向轨道车。

这样，横向轨道车每侧的水平轮会在横向轨道车行驶时贴紧横向轨道，既能保证小车贴紧导轨直线运行，也平衡了船舶横倾纵倾时轨道车产生的水平分力。每侧两只水平轮可在船舶倾斜时顶住横向轨道自由滚动，保证横向轨道车在船舶产生横摇纵摇时能沿轨道方向正常运行并承受侧向压力，使得横向轨道车具备抗船舶摇摆能力。

进一步的，所述横梁为工字梁结构，在所述横梁的上表面设有沿其长度方向延伸的齿条。

进一步的，所述齿条可与载人潜水器的减速机端小齿轮相啮合。当横向轨道车运行到母船的载人潜水器的对应为位置时，启动该载人潜水器的运行机构，该载人潜水器的减速机端小齿轮和齿条啮合，从而带动潜水器到预定位置。

进一步的，在所述横向轨道车体框架的前、后两侧分别装有防倾斜钩，所述防倾挂钩在船舶倾角过大时可与横向轨道相连。

这样，在船舶横倾角过大（超过30°），导致横向轨道车的一侧两只车轮悬空，该侧的防倾钩会扣住横向轨道的下表面，以避免由于船体倾角过大导致横向轨道车倾覆的危险。

进一步的，在所述横向轨道上朝船艏方向安装有限位块，所述限位块可与横向轨道车上的限位开关相配合。

在船舶的左舷和右舷各有一块限位块，共两块。当横向轨道车行驶到需要对接的左右极限位置处，横向轨道车的限位开关接触到限位块后自动停车。

进一步的，所述液压系统包括电机泵组和若干个电磁换向阀，该液压泵站是横向轨道车与纵向轨道车共用一套，安装在纵向轨道车上。电机泵组的一端通过液压管路与油箱连接，另一端通过两根液压支管分别与左、右两个液压马达连接，所述液压马达与减速机连接，所述电机泵组由电机驱动，所述液压支管上设有电磁换向阀。

进一步的，所述电气系统包括电控箱、有线按钮盒和无线按钮盒，所述电控箱分别与有线按钮盒和无线按钮盒连接，所述无线按钮盒与电磁换向阀通讯连接，所述有线按钮盒与电机、电机泵、液压马达、减速机连接。电控箱安装在横向轨道车体框架的纵向支架内，有线按钮盒安装在横向轨道车体框架的外部下方。

本发明的优点是采用横向轨道车实现了平行于船体纵向转运轨道潜水器，不仅节省了大量的人力资源，降低了成本，还具有提高人员舒适度、减摇防倾功能、可靠性高、安装性及维护性好等优点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明载人潜水器甲板横向轨道车机构的结构示意图。

图2为本发明载人潜水器甲板横向轨道车机构在母船甲板上的布置示意图。

图3为本发明中横向轨道车的液压原理图。

图4为本发明中横向轨道车的电气原理图。

图中： 1.横向轨道车体框架，2.减速机，3.液压系统，4.电气系统，5.承载车轮，6.水平轮，7.齿条，8.防倾斜钩，9.限位块，10.电机， 11.溢流阀，12.双向平衡阀，13.横向轨道车，14.第二台潜水器，15.第一台潜水器，16.纵向转运轨道，17.横向轨道，18.第二台纵向轨道车，19.第一台纵向轨道车，20.船体。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，包括横向轨道车体框架1、减速机2、电机10、液压系统3和电气系统4，减速机2、电机10、液压系统3、电气系统4均安装在横向轨道车体框架1上，并且所述电气系统4分别与减速机2、电机10、液压系统3连接，减速机2的输出端具有齿轮，该齿轮与设在船体甲板面上的横向轨道17的齿条相啮合。横向轨道车机构的外形尺寸为5900x3550x977,轴距2720mm,总重量4100kg。其中，横向轨道车体框架1由两根横梁以及连接在两根横梁之间的一个纵向支架和两根纵梁组成，横梁的高度为250mm，电机10安装在纵向支架内，每根纵梁上安装一个减速机2。在纵梁上设有一个减速机2、两个水平轮6和两个承载车轮5，承载车轮5可与甲板面上的横向轨道17相配合，用以带动整个横向轨道车13在横向轨道17上移动，承载车轮5为单轮缘结构，可以阻碍由船舶摇摆造成的轨道车左右滑移，同时也保证了轨道车在轨道上直线行走。横向轨道车体框架1的前、后两侧分别装有两个水平轮6，水平轮6可与横向轨道17接触配合以在船舶处于倾斜状态时顶住横向轨道车13，水平轮6可在船舶倾斜时顶住横向轨道17自由滚动，保证横向轨道车13在船舶产生横摇纵摇时能沿横向轨道17方向正常运行并承受侧向压力，使得横向轨道车13具备抗船舶摇摆能力。横梁为工字梁结构，在横梁的上表面设有沿其长度方向延伸的齿条7，齿条7可与载人潜水器的减速机端小齿轮相啮合，当横向轨道车13运行到如图2所示母船上第二台载人潜水器14的对应为位置时，启动该载人潜水器的运行机构，使得该载人潜水器的减速机端小齿轮和齿条7啮合以带动载人潜水器运行到横向轨道车13的预定位置。另外，在横向轨道车体框架1横梁的前、后两侧分别装有防倾斜钩8，防倾挂钩8在船舶倾角过大时可与横向轨道17相连，以扣住横向轨道17的下表面，避免由于船体倾角过大导致横向轨道车13倾覆的危险。

液压系统3包括一套液压泵站，两个电磁换向阀，整个液压泵站布置在尾部的车体内,方便维护。液压泵站中安装有一个油箱、两套电机泵组、两个电磁换向阀以及配套的过滤器、空滤等液压附件。两套电机泵组可以单独使用，也可以同时使用，当其中一套电机泵组故障时另一套电机泵组工作可以保证小车能够以半速运行。每套电机泵组包含一个电机泵，该电机泵的一端通过液压管路与油箱连接，另一端通过两根液压支管分别与左、右两个液压马达连接，每根液压支管上设有能够改变小车行驶方向的电磁换向阀，液压马达与减速机2连接，电机泵由电机10驱动，电机泵通过液压马达带动减速机2的齿轮与横向轨道17的齿条啮合以驱动轨道车行走，同时能实现轨道车在轨道任意处随时停车，不会因船舶摇摆影响导致车轮打滑。上述液压管路的连接以不锈钢管为主，不锈钢管采用管夹固定在车身底部，不锈钢管两端分别采用软管连接阀组与液压马达，最大程度避免了振动对液压系统的影响。工作时，电机10驱动一个电机泵，该泵的泵口分流带动左右两个液压马达驱动减速机2，减速机2输出端的齿轮11转动，沿甲板面的横向轨道17移动。

另外，液压泵站设置了滤器堵塞报警等功能；横向轨道车13的溢流阀11限定了系统最高工作压力为210bar；双向平衡阀12防止工作中因船倾过大导致的小车滑移。整套系统具有低噪、高效、抗污染、可靠性高、安装性、维护性好等优点。

电气系统4包括电控箱、有线按钮盒和无线按钮盒，电控箱安装在横向轨道车体框架1的纵向支架内，有线按钮盒安装在横向轨道车体框架1的外部下方，电控箱分别与有线按钮盒和无线按钮盒连接，无线按钮盒与电磁换向阀通讯连接，无线按钮盒实现远程遥控，有线按钮盒与电机10、电机泵、液压马达、减速机2连接，有线按钮盒的面板上包含有主开关、出入库按钮、紧停按钮、复位按钮等。

如图2所示，横向轨道车13布置在船体20上，且处于船体20的左舷位置，船体20的甲板面上设有交错布置的横向轨道17和纵向转运轨道16，纵向转运轨道16在横向轨道17处处于断开状态，横向轨道车13设于横向轨道17上，纵向转运轨道16上设有第一台纵向轨道车19，第一台纵向轨道车19位于机库内，在纵向转运轨道16的外侧位于横向轨道17的尾部设有左舷停放轨道，该左舷停放轨道上设有第二台纵向轨道车18，第一台纵向轨道车19与第二台纵向轨道车18平行布置，在第一台纵向轨道车19上设有第一台潜水器15，在第二台纵向轨道车18上设有第二台潜水器14。同时，纵向轨道车具有自锁功能，当纵向轨道车在轨道任意位置停车时，其上的减速机端齿轮能将轨道车锁定。横向轨道17和纵向转运轨道16均采用螺栓安装方式安装到船体20上，横向轨道17的头尾两端分别设有限位块，当横向轨道车13行驶到需要对接的左、右极限位置处，设于横向轨道车13两端的限位开关触碰横向轨道17上相应的限位块后自动停车，操纵人员按下横向轨道车13上的有线按钮盒的“停止”按钮，有线按钮盒与电控箱通信，电控箱接到“停止”信号后控制电机停止工作，同时停泵后按下有线按钮盒上的红色紧停按钮。

当第二台潜水器14需要工作时，首先无线遥控盒遥控横向轨道车13沿横向轨道17横向行走到第二台潜水器14的对应位置（即横向轨道17的尾部）；其次将装载有第二台潜水器14的纵向轨道车18上行驶至横向轨道车13的指定位置（第二台潜水器14固定在纵向轨道车18上，纵向轨道车18同样有减速机自带的齿轮，该齿轮可以和横向轨道车13的齿轮7啮合，然后由横向轨道车13带动纵向轨道车和第二台潜水器14到下一位置）；然后横向轨道车13带着第二台潜水器14和纵向轨道车18整体沿横向轨道17横向行走到纵向转运轨道16的对应位置（即横向轨道13的头部与纵向转运轨道16的连接处），此时横向轨道车13上的齿条7与纵向轨道16的齿条对齐（横向轨道车13没有独立的动力系统，只有减速机2和驱动马达，只有在纵向轨道车16开到横向轨道车体框架1上，并向其提供液压动力，横向轨道车13才可以移动）。然后停止横向轨道车13动作，再行驶纵向轨道车18（此时第二台潜水器14固定在纵向轨道车16上）至潜水器下潜前的位置，完成了整套动作流程。第二台潜水器14下潜后，空载的横向轨道车13返回横向轨道17，重复下一个动作。

在工作海况下，横向轨道车13可停止在轨道的任意位置上，不受船舶纵倾横倾影响。横向轨道车13的车体两侧装有防倾斜钩8，在船舶横倾角过大超过30°时，导致横向轨道车13的一侧两只车轮悬空，该侧防倾斜8钩会扣住轨道下表面，避免由于船体倾角过大导致轨道车倾覆的危险。

总之，本实施例提供了一种适用于11000载人潜水器和4500载人潜水器，布置在船体上用来实现横向输转载人潜水器的机构，该机构的行走由液压系统3和电气系统4控制，且具有遥控控制和车旁控制两种方式，具备启动和停止缓冲功能，减少了启停冲击，提高了人员舒适度，并且该横向轨道车机构的安全工作负荷（SWL）为57t，运行速度为2m/min。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，其特征在于：包括横向轨道车体框架（1）、减速机（2）、电机（10）、液压系统（3）和电气系统（4），所述减速机（2）、电机（10）、液压系统（3）、电气系统（4）均安装在横向轨道车体框架（1）上，并且所述电气系统（4）分别与减速机（2）、电机（10）、液压系统（3）连接，所述减速机（2）的输出端具有齿轮，所述齿轮与设在船体甲板面上的横向轨道（17）的齿条相啮合。

2.根据权利要求1所述一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，其特征在于：所述横向轨道车体框架（1）由两根横梁以及连接在两根横梁之间的一个纵向支架和两根纵梁组成。

3.根据权利要求2所述一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，其特征在于：在所述纵梁上设有减速机（2）、水平轮（6）和承载车轮（5），所述承载车轮（5）可与甲板面上的横向轨道相配合，用以带动整个横向轨道车（13）在横向轨道上移动。

4.根据权利要求3所述一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，其特征在于：所述横向轨道车体框架（1）的前、后两侧分别装有两个水平轮（6），所述水平轮（6）可与横向轨道（17）接触以在船舶处于倾斜状态时顶住横向轨道车（13）。

5.根据权利要求2所述一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，其特征在于：所述横梁为工字梁结构，在所述横梁的上表面设有沿其长度方向延伸的齿条（7）。

6.根据权利要求5所述一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，其特征在于：所述齿条（7）可与载人潜水器的减速机端小齿轮相啮合。

7.根据权利要求1所述一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，其特征在于：在所述横向轨道车体框架（1）的前、后两侧分别装有防倾斜钩（8），所述防倾挂钩（8）在船舶倾角过大时可与横向轨道（17）相连。

8.根据权利要求1所述一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，其特征在于：在所述横向轨道（17）上朝船艏方向安装有限位块，所述限位块可与横向轨道车（13）上的限位开关相配合。

9.根据权利要求1所述一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，其特征在于：所述电气系统（4）包括电控箱、有线按钮盒和无线按钮盒，所述电控箱分别与有线按钮盒和无线按钮盒连接，所述无线按钮盒与电磁换向阀通讯连接，所述有线按钮盒与电机（10）、电机泵、液压马达、减速机连接。

10.根据权利要求1所述一种载人潜水器甲板横向轨道车机构，其特征在于：所述液压系统包括电机泵组和若干个电磁换向阀，所述电机泵组的一端通过液压管路与油箱连接，另一端通过两根液压支管分别与左、右两个液压马达连接，所述液压马达与减速机（2）连接，所述电机泵组由电机（10）驱动，所述液压支管上设有电磁换向阀。

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