CN112407209B - 一种载人潜水器坐底抛弃装置 - Google Patents

Abstract

一种载人潜水器坐底抛弃装置，包括载体框架，载体框架上设置有潜水器框架底纵桁，其底面通过紧固件安装有艏安装支架和艉安装支架，艏安装支架和艉安装支架均成直角形结构，艏安装支架和艉安装支架上均通过限位装置同时连接至坐底支架上，坐底支架上端与艉安装支架连接处还安装有抛弃装置，抛弃装置的结构为：包括安装在艉安装支架内的连接耳板，连接耳板上配合安装有双耳连接支座，连接耳板与双耳连接支座插接后再安装连接销轴；艉安装支架内还通过连接件固定安装有端盖支座，端盖支座上安装有端盖，端盖上安装有油缸缸体，油缸缸体的内部安装有压缩弹簧，油缸缸体内配合安装有活塞杆，活塞杆头部通过双耳环与连接销轴固定，工作可靠。

Description

一种载人潜水器坐底抛弃装置

技术领域

本发明涉及载人潜水器水下工程技术领域，尤其是一种载人潜水器坐底抛弃装置。

背景技术

大坝深水检测载人潜水器，是专门针对高坝水库深水检测作业的专用载人潜水器，是具有水下观察和作业能力的载人潜水装备，是当前高坝水库深水检测维护的重要工具之一，在国内外尚属首例。潜水器以观察和探测为主，以精细作业为辅，潜航员在载人舱内到深水区域进行检测作业，受限于水下能见度低的原因，潜水器需要近距离对面板坝进行观察和作业，因此，要求潜水器在水中必须保持水平稳定坐于面板坝坝面上之，本发明针对潜水器对面板坝进行观察和作业时的这一特殊环境和要求，提供了一种坐底抛弃装置。库区水底及面板坝坝面情况比较复杂，堆积了部分大坝建设时残留的工程废料以及上游冲积至大坝附近的泥沙、树枝等杂物，因此坐底抛弃装置在坐底时可能会出现被水底异物卡绊导致潜水器无法正常上浮的紧急情况，本发明针对这种特殊情况，提供了一种坐底抛弃装置，遇到紧急情况时，坐底抛弃装置可与潜水器本体分离，从而实现潜水器的紧急上浮。

应急抛弃装置在国内外潜水器上均有配置，目前，国内现役的蛟龙号载人潜水器和深海勇士号载人潜水器中，蓄电池箱抛弃装置采用电爆螺栓实现抛弃功能；机械手抛弃装置采用液压或者电动驱动刀具切断机械手与框架之间的固定螺栓，同时割断机械手附带的油管和电缆，实现抛弃功能；应急浮标抛弃装置采用电爆螺栓断开浮标与安装支架之间的连接，实现抛弃功能。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种载人潜水器坐底抛弃装置，从而基于面板坝检测和维护作业的特殊需求而须具备的抛弃功能，该装置的坐底角度与面板坝角度一致，实现载人潜水器保持水平稳定在水库面板坝上坐底，在坐底过程中如遇到紧急情况不能上浮，通过采用手动泵加压驱动油缸拔出连接销轴的方式实现坐底装置的抛弃，从而实现潜水器的紧急上浮。

本发明所采用的技术方案如下：

一种载人潜水器坐底抛弃装置，包括载体框架，所述载体框架上设置有潜水器框架底纵桁，所述潜水器框架底纵桁的底面通过紧固件安装有艏安装支架和艉安装支架，所述艏安装支架和艉安装支架均成直角形结构，所述艏安装支架和艉安装支架上均通过限位装置同时连接至坐底支架上，所述坐底支架上端与艉安装支架连接处还安装有抛弃装置，所述抛弃装置的结构为：包括安装在艉安装支架内的连接耳板，所述连接耳板上配合安装有双耳连接支座，所述连接耳板与双耳连接支座插接后再安装连接销轴；所述艉安装支架内还通过连接件固定安装有端盖支座，所述端盖支座上安装有端盖，所述端盖上安装有油缸缸体，油缸缸体的内部安装有压缩弹簧，所述油缸缸体内配合安装有活塞杆，所述活塞杆头部通过双耳环与连接销轴固定，所述油缸缸体上设置有油口和备用油口。

其进一步技术方案在于：

所述限位装置的结构为：包括互相配合的凸圆柱约束槽和凹圆柱约束槽，凸圆柱约束槽固定在坐底支架的顶面，凹圆柱约束槽固定在潜水器框架底纵桁的底部；凹圆柱约束槽包括有上限位挡块和下限位挡块。

位于艉端位置的限位装置：包括固定在坐底支架上的凸圆柱约束槽，以及固定在潜水器框架底纵桁底部的上限位挡块，上限位挡块与凸圆柱约束槽配合工作。

位于艏端位置的限位装置：包括固定在坐底支架上的凸圆柱约束槽，以及固定在潜水器框架底纵桁底部的上限位挡块和下限位挡块，所述上限位挡块和下限位挡块的内侧形成有与凸圆柱约束槽的凹槽。

所述坐底支架的底面呈斜面，与面板坝坝面接触。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过采用手动泵加压驱动油缸回缩压缩油缸内压缩弹簧的同时将连接销轴拔出的方式，实现坐底装置的抛弃，在不抛弃的状态下，坐底抛弃装置则依靠油缸中的压缩弹簧提供的压缩力实现与潜水器安装支架的固连，这种方式既能可靠、便捷且有效地完成抛弃动作，又能使油缸的设计简单轻量化，减轻重量、降低成本，同时，还能大大提高安装和维护的工作效率。

同时，本发明还具备如下优点：

(1)本发明设计的坐底抛弃装置，解决了载人潜水器在水库面板坝进行观察和检测作业时被水底异物卡绊时的紧急上浮问题。

(2)本发明采用油缸内预置压缩弹簧的压缩力的设计来实现抛弃装置中连接销轴的牢固连接，采用载人舱内手动泵加压推动活塞杆回缩抽拔连接销轴的设计来实现坐底装置的抛弃功能，相比于其他潜水器装置采用的抛弃方式，本发明的抛弃方式既可靠、便捷、有效，又能使油缸的设计简单轻量化，大大提高了安装和维护的工作效率。

(3)本发明采用凹凸组合式的限位设计，与其他限位装置相比，安装便捷、限位可靠，装置抛弃时不会存在任何卡绊干涉现象，可以推广应用于其他类似的限位装置需求中。

(4)本发明具有一定的推广价值，装置的尺寸、功能易于扩展，可以应用到许多水下工程装备面临危险情况需要进行应急抛弃实现紧急上浮的场合，其本身也可以作为一种搭载工具应用到许多水下面板坝检测作业的水下工程装备中。

(5)本发明应用于载人潜水器和其他水下工程装备，尤其应用于载人潜水器在水库面板坝上坐底进行坝面的检测和维护作业过程中被水底异物卡拌而无法上浮的紧急情况，实现坐底装置与潜水器本体的分离，顺利进行抛弃，从而实现载人潜水器的紧急上浮。

附图说明

图1本发明载人潜水器坐底抛弃装置布置图(主视图)。

图2本发明载人潜水器坐底抛弃装置布置图(左视图)。

图3本发明抛弃装置的结构示意图。

图4本发明限位装置的结构示意图(艉端位置)。

图5本发明限位装置的结构示意图(艏端位置)。

图6为本发明的原理图。

其中：1、艏安装支架；2、艉安装支架；3、抛弃装置；4、连接耳板；5、限位装置；6、坐底支架；7、面板坝坝面；8、潜水器框架底纵桁；9、载体框架；

301、双耳连接支座；302、连接销轴；303、双耳环；304、活塞杆；305、油缸缸体；306、压缩弹簧；307、端盖；308、端盖支座；

501、凸圆柱约束槽；502、凹圆柱约束槽；

5021、上限位挡块；5022、下限位挡块。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图6所示，本实施例的载人潜水器坐底抛弃装置，包括载体框架9，载体框架9上设置有潜水器框架底纵桁8，潜水器框架底纵桁8的底面通过紧固件安装有艏安装支架1和艉安装支架2，艏安装支架1和艉安装支架2均成直角形结构，艏安装支架1和艉安装支架2上均通过限位装置5同时连接至坐底支架6上，坐底支架6上端与艉安装支架2连接处还安装有抛弃装置3，抛弃装置3的结构为：包括安装在艉安装支架2内的连接耳板4，连接耳板4上配合安装有双耳连接支座301，连接耳板4与双耳连接支座301插接后再安装连接销轴302；艉安装支架2内还通过连接件固定安装有端盖支座308，端盖支座308上安装有端盖307，端盖307上安装有油缸缸体305，油缸缸体305的内部安装有压缩弹簧306，油缸缸体305内配合安装有活塞杆304，活塞杆304头部通过双耳环303与连接销轴302固定，油缸缸体305上设置有油口P和备用油口T。

限位装置5的结构为：包括互相配合的凸圆柱约束槽501和凹圆柱约束槽502，凸圆柱约束槽501固定在坐底支架6的顶面，凹圆柱约束槽502固定在潜水器框架底纵桁8的底部；凹圆柱约束槽502包括有上限位挡块5021和下限位挡块5022。

位于艉端位置的限位装置5：包括固定在坐底支架6上的凸圆柱约束槽501，以及固定在潜水器框架底纵桁8底部的上限位挡块5021，上限位挡块5021与凸圆柱约束槽501配合工作。

位于艏端位置的限位装置5：包括固定在坐底支架6上的凸圆柱约束槽501，以及固定在潜水器框架底纵桁8底部的上限位挡块5021和下限位挡块5022，上限位挡块5021和下限位挡块5022的内侧形成有与凸圆柱约束槽501的凹槽。

坐底支架6的底面呈斜面，与面板坝坝面7接触。

本发明的具体结构和功能如下：

主要艏安装支架1、艉安装支架2、抛弃装置3、连接耳板4、限位装置5、坐底支架6以及相关连接标准件。

抛弃装置3由双耳连接支座301、连接销轴302、杆轴连接双耳环303、活塞杆304、油缸缸体305、压缩弹簧306、端盖307、端盖支座308以及软油管的连接口；通过载人舱内的手动泵进行加泄压操作。

限位装置5在艏、艉端均有设置，由凸圆柱约束槽501和凹圆柱约束槽502组成，其中凹圆柱约束槽502由上限位挡块5021、下限位挡块5022组成。

本发明载人潜水器坐底抛弃装置的安装固定：

艏安装支架1、艉安装支架2采用螺栓连接的方式固定在潜水器框架底纵桁8上。艏部通过限位装置5将艏安装支架1和坐底支架6采用限位的方式进行固定，艏安装支架1上采用螺栓连接的方式安装固定凹圆柱约束槽502，凸圆柱约束槽501则采用螺栓连接的方式安装固定到坐底支架6上；艉部通过连接销轴302将连接耳板4和双耳连接支座301进行连接，双耳连接支座301通过螺栓连接方式安装固定在艉安装支架2上，连接耳板4则采用螺栓连接方式安装固定在坐底支架6上；安装时，先将艏部限位装置安装配合到位，艉部再利用连接销轴302将连接耳板4和双耳连接支座301进行连接。安装前，需要利用载人舱内手动泵加压的方式实现活塞杆304往筒体回缩一定距离；安装时，在保证连接耳板4和双耳连接支座301的孔中心线重合的前提下，载人舱内进行手动泵泄压操作，活塞杆304在压缩弹簧306的压缩力下从油缸缸体305伸出，推动连接销轴302插入到连接耳板4和双耳连接支座301的通孔中，压缩弹簧306提供的压缩力保证连接销轴302的牢固连接。此种安装固定方式便捷、可靠、效率高，可以作为一种搭载装置，搭载到其他不同的面板坝检测作业的水下工程装备上，搭载接口仅需与艏安装支架1和艉安装支架2对应的螺栓安装孔进行装配连接。

本发明中的抛弃装置3：

抛弃装置3是坐底抛弃装置的核心部件之一，如图3所示，坐底抛弃装置安装时，通过抛弃装置3中油缸缸体305内置压缩弹簧306的压缩力来实现连接销轴302的固连，抛弃装置3抛弃工作时，通过载人舱内手动泵加压使活塞杆304往筒体回缩，增大压缩弹簧306的压缩量的方式来实现连接销轴302的抽拔，从而实现抛弃动作。

油缸缸体305内设有物理限位结构，其与端盖307一体，活塞杆304的回缩行程根据连接销轴302的抽拔行程进行设计，当达到最大行程时，活塞杆304停止回缩运动，压缩弹簧306的压缩量达到最大值，直到手动泵泄压之后，活塞杆304在压缩弹簧306压缩力的作用下从油缸缸体305中推出，活塞杆304在其作用力之下直到顶到油缸缸体305的内壁之后停止运动，此时压缩弹簧306对活塞杆304仍然有压缩力的作用，此作用力可以保证连接销轴302的牢固连接。端盖307侧面留有一个与软油管的连接油口P一致的油口T，此油口T属于应急维护接口，当压缩弹簧306发生卡壳或者连接销轴302在安装过程中回复不到位的情况下，将软油管与此油口T连接，利用舱内手动泵加压的方式来达到连接销轴302调整安装到位的目的。

本发明中的限位装置5：

如图4所示，限位装置5采用凹凸圆柱面紧密配合的方式对坐底抛弃装置纵向和垂向的自由度进行约束，艏端横向上在左、中、右间隔均匀分布三个限位点，艉段横向上在左、右分布两个限位点。坐底抛弃装置安装时，先将艏端三个凸圆柱约束槽501和与之对应的凹圆柱约束槽502紧密配合安装到位，再将艉端的连接耳板4通过连接销轴302与双耳环303连接固定，最后再安装艉端的上限位挡块5021。此种限位方式安装时既便捷又可靠，在坐底抛弃装置抛弃时，艉端先往下掉，随后艏端凸圆柱约束槽501慢慢脱离出与之对应的凹圆柱约束槽502，整个过程中不会存在任何卡绊、干涉的现象。

本发明坐底抛弃装置抛弃工作原理：载人舱内操作手动泵加压，软油管在加压情况下将油经油缸缸体305的P口进入到油缸缸体305中，油缸缸体305中的油压随着持续加压而不断升高，当油压大于压缩弹簧306的压缩力时，则推动活塞杆304往筒体回缩，此时压缩弹簧306的压缩量继续增大，直到活塞杆304顶到油缸缸体305内的限位结构而停止回缩，回缩的过程中与活塞杆304固连的连接销轴302也随之慢慢从连接耳板4和双耳连接支座301中抽拔出来，最终完成坐底抛弃装置的抛弃。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (2)

1.一种载人潜水器坐底抛弃装置，其特征在于：包括载体框架(9)，所述载体框架(9)上设置有潜水器框架底纵桁(8)，所述潜水器框架底纵桁(8)的底面通过紧固件安装有艏安装支架(1)和艉安装支架(2)，所述艏安装支架(1)和艉安装支架(2)均成直角形结构，所述艏安装支架(1)和艉安装支架(2)上均通过限位装置(5)同时连接至坐底支架(6)上，所述坐底支架(6)上端与艉安装支架(2)连接处还安装有抛弃装置(3)，所述抛弃装置(3)的结构为：包括固定在坐底支架(6)上的连接耳板(4)，所述连接耳板(4)上配合安装有双耳连接支座(301)，所述连接耳板(4)与双耳连接支座(301)插接后再安装连接销轴(302)；所述艉安装支架(2)内还通过连接件固定安装有端盖支座(308)，所述端盖支座(308)上安装有端盖(307)，所述端盖(307)上安装有油缸缸体(305)，油缸缸体(305)的内部安装有压缩弹簧(306)，所述油缸缸体(305)内配合安装有活塞杆(304)，所述活塞杆(304)头部通过双耳环(303)与连接销轴(302)固定，所述油缸缸体(305)上设置有油口(P)和备用油口(T)；所述限位装置(5)的结构为：包括互相配合的凸圆柱约束槽(501)和凹圆柱约束槽(502)，凸圆柱约束槽(501)固定在坐底支架(6)的顶面，凹圆柱约束槽(502)固定在潜水器框架底纵桁(8)的底部；凹圆柱约束槽(502)包括有上限位挡块(5021)和下限位挡块(5022)；位于艉端位置的限位装置(5)：包括固定在坐底支架(6)上的凸圆柱约束槽(501)，以及固定在潜水器框架底纵桁(8)底部的上限位挡块(5021)，上限位挡块(5021)与凸圆柱约束槽(501)配合工作；位于艏端位置的限位装置(5)：包括固定在坐底支架(6)上的凸圆柱约束槽(501)，以及固定在潜水器框架底纵桁(8)底部的上限位挡块(5021)和下限位挡块(5022)，所述上限位挡块(5021)和下限位挡块(5022)的内侧形成有与凸圆柱约束槽(501)的凹槽。

2.如权利要求1所述的一种载人潜水器坐底抛弃装置，其特征在于：所述坐底支架(6)的底面呈斜面，与面板坝坝面(7)接触。

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