CN112356983B - 抛锚装置及水下航行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抛锚装置及水下航行器。抛锚装置包括脱钩机构，所述脱钩机构包括固定轴、在固定轴带动下转动的主动连杆、设置于所述主动连杆两端的第一连杆以及第二连杆、设置于所述第一连杆一端的第一插销以及设置于所述第二连杆一端的第二插销，所述主动连杆带动第一插销以及第二插销向着相对方向移动。本发明的抛锚装置适用于水下航行器等水下设备，实现定点区域探测工作，任务结束后平台迅速抛弃锚系结构离开所在区域，该发明能在深水环境下工作，安全可靠。

Description

抛锚装置及水下航行器

技术领域

本发明涉及一种船舶设备，特别涉及一种抛锚装置及水下航行器。

背景技术

现有的抛锚或者抛载设备，结构复杂、能耗较大、研制成本高、对平台试装性要求高，不能适用于小型、精密、深水工作设备的要求，未有能装载在水下航行器等水下设备的成熟抛锚机构，来实现设备的海底驻停。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种抛锚装置，该抛锚装置实现一次性抛锚，后期维护方便，能在深水环境中工作的抛锚装置。本发明还提供了含有该抛锚装置的水下航行器。

技术方案：本发明所述的一种抛锚装置，包括脱钩机构，所述脱钩机构包括固定轴、在固定轴带动下转动的主动连杆、设置于所述主动连杆两端的第一连杆以及第二连杆、设置于所述第一连杆一端的第一插销以及设置于所述第二连杆一端的第二插销，所述主动连杆带动第一插销以及第二插销向着相对方向移动，所述第一连杆和第一插销组成的第一力臂与第二连杆和第二插销组成的第二力臂不等。

包括用于固定线缆的第一固定机构以及用于固定小锚的第二固定机构，所述第一固定机构包括第一卡座以及设置于所述第一卡座上的用于连接所述第一插销的第一固定孔；所述第二固定机构包括第二卡座以及设置于所述第二卡座上的用于连接所述第二插销的第二固定孔。

所述第一连杆和第一插销组成的第一力臂大于第二连杆和第二插销组成的第二力臂，当脱钩机构中的主动连杆转动时，首先通过第二连杆带动第二插销脱钩，小锚脱离，随后主动连杆继续顺时针转动，带动第一插销脱钩，线缆脱离。所述第一固定机构包括轴承架，所述轴承架一端卡合于第一卡座内，所述轴承架在与第一固定孔相应位置设置有用于第一插销穿过的第三固定孔。

所述第一固定机构包括呈框形的第三卡座，所述第一卡座以及第三卡座之间固定轴承架，所述轴承架两端分别设置有第一轴承方座以及第二轴承方座，所述第一轴承方座以及第二轴承方座之间固定有线缆。

所述第二固定机构包括呈框形的第四卡座，所述第二卡座以及第四卡座之间固定有固定杆，所述固定杆一端卡合于第二卡座内，且所述固定杆在与所述第二固定孔对应位置设置有用于第二插销穿过的第四固定孔，所述第二卡座固定有小锚。

包括安装板，所述安装板下方安装有固定轴、第一固定机构以及第二固定机构，所述固定轴穿过所述安装板连接有驱动机构。

所述固定轴与所述安装板连接部分设置有第一密封圈。

所述安装板上方设置有密封部，所述密封部与所述安装板连接处设置有第二密封圈，所述驱动机构设置于所述密封部内部。

所述密封部设置有用于连接线穿过的穿线孔。

本发明所述的一种水下航行器，包含密封舱以及设置于所述密封舱内的抛锚装置。

有益效果：(1)本发明的抛锚装置通过抛锚机构的设置，可以在任务结束后迅速抛弃锚系机构离开所在区域，适用于水下航行器等水下设备在水下抛锚；(2)本发明中的抛锚装置是一个独立水密模块，平台只需要提供水密电器接口和机械安装孔即可；(3)本发明抛锚装置为一次性抛锚机构，不能回收锚系进行第二次抛锚作业，避免了因无法回收锚系而导致潜器无法上浮的危险；(4)本发明只需要根据搭载设备的型号和使用环境的要求进行锚系的更改以及安装位置的调整，即可从外部试装在平台上，而不需要拆装本体从内部进行安装，操作简单大大节约了时间；(5)本发明的抛锚装置抛弃的小锚以及线缆装置制造成本低，满足了水下设备可进行反复的抛锚试验的可能；(6)本发明能在深水环境下工作，安全可靠，安装环境要求低、后期维护方便。

附图说明

图1为本发明脱钩机构的机构示意图；

图2为本发明线缆结构示意图；

图3为本发明线缆结构示意图；

图4为本发明线缆结构示意图；

图5为本发明线缆结构示意图；

图6为本发明线缆与脱钩机构连接关系示意图；

图7为本发明线缆、小锚与脱钩机构连接关系示意图；

图8为本发明线缆、小锚与脱钩机构连接关系示意图；

图9为本发明线缆、小锚与脱钩机构连接关系示意图；

图10为本发明抛锚装置结构示意图；

图11为本发明抛锚装置结构示意图；

图12为本发明抛锚装置结构示意图；

图13为本发明抛锚装置结构示意图；

图14为本发明安装板结构透视图；

图15为本发明的抛锚装置在水下航行器中的安装示意图；

图16为图15中A部结构放大示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，本发明所述的一种抛锚装置，包括脱钩机构10，脱钩机构10包括固定轴101、在固定轴101带动下转动的主动连杆102、设置于主动连杆102两端的第一连杆103以及第二连杆104、设置于所述第一连杆103一端的第一插销105以及设置于所述第二连杆104一端的第二插销106，主动连杆102带动第一插销105以及第二插销106向着相对方向移动。

在本实施例中，固定轴101与主动连杆102的中心位置连接，固定轴101在驱动机构的带动下旋转，此时与固定轴101连接的主动连杆102同时旋转，在主动连杆102的两端分别设置的第一连杆103以及第二连杆104在主动连杆102的带动下发生转动；第一连杆103一端与主动连杆102连接，另一端与第一插销105连接，第二连杆104一端与主动连杆102连接，另一端与第二插销106连接，第一连杆103和第一插销105组成的第一力臂与第二连杆104和第二插销106组成的第二力臂不等，要保证连接小锚的力臂短于连接线缆端的力臂。

为了实现连杆长度的不同，第一连杆103或第二连杆104还可以是连杆组合，方便调节，如图1中所示，第一连杆103由两根连杆连接而成，第二连杆104由一根连杆连接而成(每根连杆的尺寸相同)，使得第一连杆103的长度大于第二连杆104的长度，第一连杆103的连接处通过螺丝锁定，可以根据实际需要调整连杆之间的角度，主动连杆102在逆时针旋转时，第一插销105以及第二插销106由于设置于主动连杆102的两端，故第一插销105以及第二插销106向着相对方向，即第一插销105以及第二插销106分别向着靠近固定轴101的方向移动，从而将第一插销105以及第二插销106从各自的固定卡座中拔出，实现脱钩。

在实际使用时，通过主动连杆102先转动一个角度，拔出第二插销106，小锚在重力作用下向下坠落，并带动线杆放缆绳，待小锚入底后，缆绳也基本放完，小锚拉紧水下航行器不让其被水流冲走，等待任务结束后，主动连杆102接着转动一个角度抽走固定在轴承架上的第一插销105，抛弃整个线缆，抛锚装置的其他机构即可脱离所在区域。

具体为，当使用大扭矩舵机逆时针转动时，由于第二连杆104和第二插销106组成的力臂(第二力臂)比第一连杆103和第一插销组成的力臂(第一力臂)要短，所以舵机肯定会先带动第二插销脱钩，让小锚脱离；待第二插销106完全脱离第二卡座301时，此时第一连杆103和第一插销105组成的第一力臂还没完全展开，如图8所示，这时第一插销105在线缆盘的重力以及第二卡座的摩擦力作用下远大于第一力臂展开时对第一插销105的拉力，所以第一插销105不会脱离；舵机接着逆时针转动，待第一力臂完全展开成水平状态后，第一连杆103开始受到舵机对它较大的力，逐步克服外力的影响，最后脱离第一卡座201，如图1所示。本发明的设置，保证舵机让第二插销106脱钩的转动角度，到第一插销105脱钩的转动角度之间会有一个较大的角度缓冲区，即使第一次脱钩转动的角度异常变大，也不会带动第一插销105，导致其提前脱钩。

为了固定线缆和小锚，本实施例中分别设置了用于固定线缆的第一固定机构20以及用于固定小锚的第二固定机构30。

第一固定机构20包括第一卡座201以及设置于所述第一卡座201上的用于连接第一插销105的第一固定孔202以及呈框形的第三卡座205，第一卡座201以及第三卡座205之间固定轴承架203，如图2-5所示，轴承架203一端置于第一卡座201内，且在与第一固定孔202相应位置设置有用于第一插销105穿过的第三固定孔204，通过第一插销105穿过第一固定孔202和第三固定孔204，将轴承架203的一端与第一卡座201固定，轴承架203另一端设置有顶丝208，顶丝208置于框形的第三卡座205内，实现轴承架203另一端的固定，轴承架203两端分别固定有竖向设置的轴承方座，分别为第一轴承方座206以及第二轴承方座207，第一轴承方座206以及第二轴承方座207之间固定有线缆40。

如图2-5所示，线缆40的两端分别设置有挡线板401，在线缆40的两端还设置有连接轴402用于与设置于第一轴承方座206以及第二轴承方座207内的轴承403连接，具体为第一轴承方座206以及第二轴承方座207上分别设置有轴承安装孔，在轴承安装孔位置安装有轴承403，并通过轴承压板404将轴承与轴承方座压紧，线缆40两端安装于轴承403上，安装后的状态如图6所示。

如图7-9所示，第二固定机构30包括第二卡座301，第二卡座301上设置有用于第二插销106穿过的第二固定孔302，第二固定机构30还包括呈框形的第四卡座303，第二卡座301以及第四卡座303之间固定有固定杆304(固定杆为小锚的锚杆)，固定杆304一端置于第二卡座301内，且固定杆304在与第二固定孔302对应位置设置有用于第二插销106穿过的第四固定孔305，第二插销106穿过第二固定孔302以及第四固定孔305将固定杆304一端与第二卡座301固定，同时小锚50对应位置同样设置有固定孔用于小锚50与第二卡座301固定，固定杆304与轴承架相同，同样通过顶丝208，顶丝置于框形的第四卡座303内，在线杆405上绕高强度的细绳缆，绳缆另一端系牢在小锚50尾端孔里。当舵机不转动时具有自锁功能，所以各连杆不会移动，加之小锚是金属材质通过重力压住锚杆尾端顶丝和第二插销106，然后固定在第二固定机构30上。

如图10-12所示，抛锚装置设置有安装板60，安装板60下方安装有固定轴101、第一固定机构20以及第二固定机构30，固定轴101穿过安装板60连接有驱动机构70，在本实施例中，驱动机构70为舵机，固定轴101与安装板60连接部分设置有第一密封圈601。

安装板60上方设置有密封部80，密封部80与安装板60连接处设置有第二密封圈801，驱动机构70设置于密封部80内部，同时在密封部80内部还设置有电池803，密封部80设置有用于连接线穿过的穿线孔802，在密封部80内部设置的机构的连接线统一通过穿线孔802与外部相连，便于安装。

在具体应用时，安装板60、轴承压板、卡座、卡座、轴承方座、轴承架、线杆均为铝合金材质，经硬质阳极化后耐海水腐蚀；挡线盘为塑料材质；轴承、主动连杆、连杆、插销、小锚以及涉及到的螺钉均为不锈钢材质耐海水腐蚀；本实施例中采用的第一密封圈以及第二密封圈为氟橡胶材质耐腐蚀。

本发明的抛锚装置的安装步骤为：

第一步：把轴承403装入第一轴承方座206以及第二轴承方座207里，再把轴承压板404装进第一轴承方座206以及第二轴承方座207里，螺钉紧固压紧轴承403，同样操作装两套备用；

第二步：线杆405两端通过螺钉分别固定一个挡线盘401，然后在线杆405两端各装入之前装配好的第一轴承方座206以及第二轴承方座207；

第三步：用螺钉把2个轴承方座固定在轴承架203上，接着在轴承架203一侧安装顶丝208，最后把所需细缆绳一端栓系在线杆405中间孔里，开始缠绕线盘；

第四步：把第一密封圈601涂抹好硅脂后安装在安装板60上，接着安装轴承和轴承压板，再把固定轴101插入安装，最后把舵机插入到固定轴101上，再用螺钉固定在安装板60，具体地，舵机通过花键连接在固定轴101上，再通过螺钉固定在安装板60上。

第五步：接着在安装板60上安装锂电池803，再用电池压板压紧锂电池803后用螺钉固定在安装板60上，然后把舵机控制板804安装在电池压板805，舵机控制板804用螺钉固定在电池压板805上，安装完成后，舵机线和电池线接入舵机控制板804，如图13-图14所示。

第六步：在安装板60上板面安装第二密封圈801，接着在密封部80上装入穿线孔802作为连接头，再把内部连线接好，最后把密封部80通过螺钉安装在安装板60上；

第七步：把卡座包括第一卡座201、第二卡座205、第三卡座301以及第四卡座303分别安装在安装板60下板面的槽位上。

第八步：把插销(第一插销105、第二插销106)、第一连杆103、第二连杆104和主动连杆102通过螺钉连接好，再把主动连杆102通过螺钉固定在固定轴101上。

第九步：把小锚50装入到已安装好第三卡座301和第四卡座303的安装板60上；

第十步：把已经装好的线缆40安装在安装板60上。

第十一步：把已装配好的脱钩机构10与小锚50和固定杆304对接，保证2个脱钩销子(第一插销105、第二插销106)分别插入对应的固定孔里。

第十二步：最后检查各处螺钉是否拧紧，第一密封圈以及第二密封圈是否压紧。

上述安装过程结束后，整个抛锚装置已组装完毕，以备待用。

抛锚装置只需要有个小的安装平面且有一个对应的电器接头即可安装在水下航行器上。工作时，本装置接受到指令后，通过舵机先转动一个角度抽走固定在锚上的脱钩销子，小锚在重力作用下向下坠落，并带动线杆放缆绳。待锚入底后，缆绳也基本放完，锚拉紧水下航行器不让其被水流冲走。等待任务结束后，舵机接着转动一个角度抽走固定在轴承架子上的脱钩销子，抛弃整个线缆，抛锚装置即可脱离所在区域。。

由于采用O圈动密封方式，所以能承受很大水压，在水下四五百米也可保证水密，且用成熟的舵机作为动力来控制执行机构功耗较低、可靠性高。

实施例2：如图15-16所示的水下航行器，该航行器设置有一个密封舱1以及设置于密封舱1内的如实施例1描述的抛锚装置2。

Claims (9)

1.一种抛锚装置，其特征在于，包括脱钩机构（10）、用于固定线缆的第一固定机构（20）以及用于固定小锚的第二固定机构（30）；所述脱钩机构（10）包括固定轴（101）、在固定轴（101）带动下转动的主动连杆（102）、设置于所述主动连杆（102）两端的第一连杆（103）以及第二连杆（104）、设置于所述第一连杆（103）一端的第一插销（105）以及设置于所述第二连杆（104）一端的第二插销（106）；所述第一固定机构（20）包括第一卡座（201）以及设置于所述第一卡座（201）上的用于连接所述第一插销（105）的第一固定孔（202）；所述第二固定机构（30）包括第二卡座（301）以及设置于所述第二卡座（301）上的用于连接所述第二插销（106）的第二固定孔（302）；所述主动连杆（102）带动第一插销（105）以及第二插销（106）向着相对方向移动；所述第二连杆（104）和第二插销（106）组成的第二力臂短于所述第一连杆（103）和第一插销（105）组成的第一力臂。

2.根据权利要求1所述的抛锚装置，其特征在于，所述第一固定机构（20）包括轴承架（203），所述轴承架（203）一端卡合于第一卡座（201）内，所述轴承架（203）在与第一固定孔（202）相应位置设置有用于第一插销（105）穿过的第三固定孔（204）。

3.根据权利要求2所述的抛锚装置，其特征在于，所述第一固定机构（20）包括呈框形的第三卡座（205），所述第一卡座（201）以及第三卡座（205）之间固定轴承架（203），所述轴承架（203）两端分别设置有第一轴承方座（206）以及第二轴承方座（207），所述第一轴承方座（206）以及第二轴承方座（207）之间固定有线缆（40）。

4.根据权利要求1所述的抛锚装置，其特征在于，所述第二固定机构（30）包括呈框形的第四卡座（303），所述第二卡座（301）以及第四卡座（303）之间固定有固定杆（304），所述固定杆（304）一端卡合于第二卡座（301）内，且所述固定杆（304）在与所述第二固定孔（302）对应位置设置有用于第二插销（106）穿过的第四固定孔（305），所述第二卡座（301）固定有小锚（50）。

5.根据权利要求1所述的抛锚装置，其特征在于，包括安装板（60），所述安装板（60）下方安装有固定轴（101）、第一固定机构（20）以及第二固定机构（30），所述固定轴（101）穿过所述安装板（60）连接有驱动机构（70）。

6.根据权利要求5所述的抛锚装置，其特征在于，所述固定轴（101）与所述安装板（60）连接部分设置有第一密封圈（601）。

7.根据权利要求5所述的抛锚装置，其特征在于，所述安装板（60）上方设置有密封部（80），所述密封部（80）与所述安装板（60）连接处设置有第二密封圈（801），所述驱动机构（70）设置于所述密封部（80）内部。

8.根据权利要求7所述的抛锚装置，其特征在于，所述密封部（80）设置有用于连接线穿过的穿线孔（802）。

9.一种水下航行器，其特征在于，包含密封舱（1）以及设置于所述密封舱（1）内的如权利要求1所述的抛锚装置（2）。

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