CN113231996A - 用于水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置和方法，目前市场上对于大口径，重量重的圆柱体壳体的翻转，多采用航车进行辅助翻转，除了航车外往往还需要几个人协助才能够翻转。这种方式耗时较长、需要人员多、操作不当还容易造成伤人事故。本装置纯机械、结构简单、易加工，易操作、工作可靠，转角准确、机械效率高、具有自锁性，相比于现有的翻转方式，翻转效率高、需要人员少、安全系数高。

Description

用于水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置，特别是适用于一种大口径、重量重圆柱体壳体的翻转，例如水下航行器圆柱体壳体在进行环境应力筛选试验中的翻转。

背景技术

水下航行器是当今发展的热点，众多海洋强国所制造的无人水下航行器已超过9000艘，用于完成水下各种任务，例如：救援、科考、搜索等领域均展现出自身的优越性。然而在水下航行器的生产过程中则存在以下问题：为了减小阻力，水下航行器多为圆柱体壳体，圆柱体壳体表面比较光滑，不容易固定，圆柱体壳体生产过程中需要水平、垂直两个方向上运动，小口径圆柱体可能人就可以实现水平和垂直方向上的翻转，目前市场上对于大口径，重量重的圆柱体壳体的翻转，多采用航车进行辅助翻转，除了航车外往往还需要几个人协助才能够翻转。这种方式耗时较长、需要人员多、操作不当还容易造成伤人事故。存在使用麻烦、操作不便、使用过程中不够安全等等问题。

发明的内容

为了解决大口径、重量重水下航行器圆柱体壳体的翻转问题，本发明设计了一种用于水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置，该装置主要采用两个蜗轮蜗杆来实现，一个蜗轮蜗杆实现垂直方向上的运动，另一个实现水平方向上的旋转。

本发明是通过以下技术方案加以实现：

一种用于水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置，包括：底座、竖向安装在底座一端的升降架，安装在升降架上可以纵向升降且横向向前伸出的翻转器安装架，安装在翻转器安装架上能够进行至少90度旋转的翻转器，所述翻转器具有能开闭放入水下航行器圆柱体壳体、并锁紧提供夹持力的夹具，夹具夹持在水下航行器圆柱体壳体的重心部位上，翻转器安装架上安装有能带动翻转器旋转的翻转动力机构，升降架上安装有能带动翻转器安装架升降的升降动力机构。

优选的，所述翻转器安装架呈横向布置的带两根横向向前伸出的支撑臂的框架状结构，所述升降架上安装有升降导轨，翻转器安装架后端设有与所述升降导轨相适配并能在其上滑动的升降导块，升降动力机构通过一根滚珠丝杠与升降架连接，带动升降架升降。

优选的，所述夹具包括一对可以打开和闭合扣紧的第一、第二半圆夹持件，第二半圆夹持件横向朝下布置，两端通过转轴式结构可转动地分别安装于支撑臂上，第一半圆夹持件横向朝上布置，以一端铰接，或两端可装卸式的安装在第二半圆夹持件的两端上，第一、第二半圆夹持件之间构成一个夹持区域。

优选的，所述在支撑臂上安装有一个和第二半圆夹持件端头的转轴相传动连接的第一蜗轮蜗杆减速器，第一蜗轮蜗杆减速器的另一端与翻转动力机构传动连接。

优选的，所述升降动力机构包括一个安装在升降架上的第二蜗轮蜗杆减速器，第二蜗轮蜗杆减速器与所述滚珠丝杠的上端传动连接，第二蜗轮蜗杆减速器的另一端与第二手柄或升降电机传动连接。

优选的，所述翻转动力机构包括一根通过数个轴承安装在支撑臂上的翻转轴传动连接，翻转轴的另一端与第一手柄或翻转电机传动连接，能带动翻转器沿其转轴的轴向方向转动至少90度。

优选的，所述第一、第二半圆夹持件的弧形大小和形状与水下航行器圆柱体壳体的大小和形状相适配。

优选的，所述第一、第二半圆夹持件的内表面上安装有弹性垫片，弹性垫片能提高与水下航行器圆柱体壳体表面之间的摩擦力，第一、第二半圆夹持件的边缘或者表面上还开设有数个固定钩或固定孔，用于配合固定带对待翻转的圆柱形壳体进行加固和固定。

优选的，所述第一半圆夹持件的一端通过铰接件铰接安装在第二半圆夹持件的一端上，第一半圆夹持件的另一端通过锁紧固定件能够在第二半圆夹持件的另一端上安装或拆卸。

本发明的另一方面，提供了用于水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换方法，包括以下步骤：

S1、将水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置推到待翻转合适的位置固定，

S2、打开第一半圆夹持件，将待翻转的圆柱壳体按重心位置放在第二半圆夹持件内，半圆夹持件上设有弹性垫片；

S3、将第一半圆夹持件扣回到铰接进行固定，也可以利用第一半圆夹持件表面的固定孔或者固定钩进行用固定带固定并夹紧；

S4、开起升降动力装置，固定好的待翻转的圆柱壳体与滚珠丝杠相连，升降动力机构提供动力，使其到达合适的高度时，使用翻转器动力装置提供动力，通过翻转轴对其进行翻转，翻转到合适的位置；

S5、卸下翻转后的物体，退出翻转装置。

与现有技术相比本发明技术所具有的有益效果是：

1、相比于现有的翻转方式，翻转效率高、需要人员少、安全系数高。

2、本发明结构简单、易加工、易操作、工作可靠、转角准确、机械效率高、具有自锁性。

本发明的工作原理介绍：

当圆柱壳体小车推到指定位置时，打开第一半圆夹持件夹持待测的圆柱型水下壳体器件通过另一端铰链进行固定。再次通过旋转手柄或者通过升降动力机构提供的动力使的圆柱型水下壳体器件沿着M导轨上升到合适的高度时，再通过横向翻转器提供的翻转动力再次对柱型水下壳体器件进行至少90度翻转从而达到我们所需要的翻转位置和方式。本发明可以实现对大口径、重量重水下航行器圆柱体壳体进行垂直方向上的运动和水平方向上的翻转运动，本发明纯机械、结构简单、易加工，易操作、工作可靠，转角准确、机械效率高、具有自锁性。

附图说明

图1为本发明的机构的所有的结构示意图；

图2为本发明的机构的主视图；

图3为本发明的机构的左视图；

图4为本发明的机构的右视图；

图5为本发明的机构的俯视图；

其中：1—底座；2—支撑臂；3—翻转器安装架；4—翻转动力机构；5—升降动力机构；6—升降导轨；7—升降导块；8—滚珠丝杠；9—第一半圆夹持件；10—第二半圆夹持件；11—第一蜗轮蜗杆减速器；12—第二蜗轮蜗杆减速器；13—第一手柄；14—升降架；15—第二手柄；16—翻转轴；17—轴承；19—铰接件；20—锁紧固定件；21—脚轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做优选的详细说明，但本发明并不局限于以下技术方案。

实施例1：

一种用于水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置，包括：底座1、竖向安装在底座1一端的升降架14，安装在升降架14上可以纵向升降且横向向前伸出的翻转器安装架3，安装在安装架上能够进行至少90度旋转的翻转器，所述翻转器能夹持住水下航行器圆柱体壳体，安装架上安装有能带动翻转器旋转的翻转动力机构4，升降架14上安装有能带动翻转器安装架3升降的升降动力机构5。

进一步，翻转器安装在呈横向布置的带两根横向向前伸出的支撑臂2的框架状结构上，所述升降架14上安装有升降导轨6，翻转器安装架3后端设有与所述升降导轨6相适配并能在其上滑动的升降导块7，升降动力机构5通过一根滚珠丝杠8与升降架14连接，带动升降架14升降。

进一步，翻转器包括一对可以打开和闭合扣紧的第一、第二半圆夹持件10，第二半圆夹持件10横向朝下布置，两端通过转轴式结构可转动地分别安装于支撑臂2上，第一半圆夹持件9横向朝上布置，以一端铰接，或两端可装卸式的安装在第二半圆夹持件10的两端上，第一、第二半圆夹持件10之间构成一个夹持区域。

操作方法为：将水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置推到待翻转合适的位置固定好车轮，让其在翻转过程中不会滑动，确保翻转过程顺利实行。第一步，打开第一半圆夹持件9，将待翻转的圆柱壳体按重心位置放在第二半圆夹持件10内，这个过程中应该注意放好弹性垫片的位置保护好待翻转壳体表面。然后将第一半圆夹持件9扣回到铰接进行固定，也可以利用第一半圆夹持件9表面的固定孔或者固定钩进行用固定带：皮带绳子的等进行加固。固定之后，开起升降动力装置，固定好的待翻转的圆柱壳体与滚珠丝杠8相连。升降动力机构5提供动力，使其到达合适的高度时，通过使用翻转器动力装置提供动力，通过翻转轴16对其进行翻转，翻转到合适的位置。卸下翻转后的物体，退出翻转装置。

实施例2：在实施例1的基础上，在支撑臂2上安装有一个和第二半圆夹持件10端头的转轴相传动连接的第一蜗轮蜗杆减速器11，第一蜗轮蜗杆减速器11的另一端与翻转动力机构4传动连接。

进一步，所述升降动力机构5包括一个安装在升降架14上的第二蜗轮蜗杆减速器12，第二蜗轮蜗杆减速器12与所述滚珠丝杠8的上端传动连接，第二蜗轮蜗杆减速器12的另一端与第二手柄15或升降电机传动连接。

进一步，所述翻转动力机构4包括一根通过数个轴承17安装在支撑臂2上的翻转轴16传动连接，翻转轴16的另一端与第一手柄13或翻转电机传动连接，能带动翻转器沿其转轴的轴向方向转动至少90度。

实施例3：在实施例2的基础上，第一、第二半圆夹持件10的弧形大小和形状与水下航行器圆柱体壳体的大小和形状相适配。所述第一、第二半圆夹持件10的内表面上安装有弹性垫片，弹性垫片能提高与水下航行器圆柱体壳体表面之间的摩擦力，第一、第二半圆夹持件10的边缘或者表面上还开设有数个固定钩或固定孔，用于配合固定带对待翻转的圆柱形壳体进行加固和固定。

在实际的操作过程中，因为是两个半圆夹持件对待翻转壳体进行固定，这种两个半圆挟持夹固定的缺点就是不太稳定，会有固定不稳，滑落的风险，还需要加固定带或者皮带进行二次固定。所以用固定带进行二次加固是很有必要的。

进一步，所述第一半圆夹持件9的一端通过铰接件19铰接安装在第二半圆夹持件10的一端上，第一半圆夹持件9的另一端通过锁紧固定件20能够在第二半圆夹持件10的另一端上安装或拆卸。

实施例4：在实施例3的基础上，四角底部上均安装有脚轮21，而且还带有刹车、锁死的功能。

在实际的翻转过程中，轮子是最主要的受力点，在翻转过程中，轮子所受的力会随各个方向变化，会导致轮子滑动而造成不必要的麻烦或者事故。轮子不固定的话会造成十分危险的滑动，严重还可能造成事故。所以，在翻转到结束的整个过程中，锁死轮子是必要的。

Claims (10)

1.一种用于水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置，其特征在于包括：底座(1)、竖向安装在底座(1)一端的升降架(14)，安装在升降架(14)上可以纵向升降且横向向前伸出的翻转器安装架(3)，安装在翻转器安装架(3)上能够进行至少90度旋转的翻转器，所述翻转器具有能开闭放入水下航行器圆柱体壳体、并锁紧提供夹持力的夹具，夹具夹持在水下航行器圆柱体壳体的重心部位上，翻转器安装架(3)上安装有能带动翻转器旋转的翻转动力机构(4)，升降架(14)上安装有能带动翻转器安装架(3)升降的升降动力机构(5)。

2.根据权利要求1所述的横竖转换装置，其特征在于，所述翻转器安装架(3)呈横向布置的带两根横向向前伸出的支撑臂(2)的框架状结构，所述升降架(14)上安装有升降导轨(6)，翻转器安装架(3)后端设有与所述升降导轨(6)相适配并能在其上滑动的升降导块(7)，升降动力机构(5)通过一根滚珠丝杠(8)与升降架(14)连接，带动升降架(14)升降。

3.根据权利要求2所述的横竖转换装置，其特征在于，所述夹具包括一对可以打开和闭合扣紧的第一半圆夹持件(9)、第二半圆夹持件(10)，第二半圆夹持件(10)横向朝下布置，两端通过转轴式结构可转动地分别安装于支撑臂(2)上，第一半圆夹持件(9)横向朝上布置，以一端铰接，或两端可装卸式的安装在第二半圆夹持件(10)的两端上，第一、第二半圆夹持件之间构成一个夹持区域。

4.根据权利要求3所述的横竖转换装置，其特征在于，在支撑臂(2)上安装有一个和第二半圆夹持件(10)端头的转轴相传动连接的第一蜗轮蜗杆减速器(11)，第一蜗轮蜗杆减速器(11)的另一端与翻转动力机构(4)传动连接。

5.根据权利要求2所述的横竖转换装置，其特征在于，所述升降动力机构(5)包括一个安装在升降架(14)上的第二蜗轮蜗杆减速器(12)，第二蜗轮蜗杆减速器(12)与所述滚珠丝杠(8)的上端传动连接，第二蜗轮蜗杆减速器(12)的另一端与第二手柄(15)或升降电机传动连接。

6.根据权利要求4所述的横竖转换装置，其特征在于，所述翻转动力机构(4)包括一根通过数个轴承(17)安装在支撑臂(2)上的翻转轴(16)传动连接，翻转轴(16)的另一端与第一手柄(13)或翻转电机传动连接，能带动翻转器沿其转轴的轴向方向转动至少90度。

7.根据权利要求3所述的横竖转换装置，其特征在于，第一、第二半圆夹持件(10)的弧形大小和形状与水下航行器圆柱体壳体的大小和形状相适配。

8.根据权利要求7所述的横竖转换装置，其特征在于，所述第一、第二半圆夹持件(10)的内表面上安装有弹性垫片，弹性垫片能提高与水下航行器圆柱体壳体表面之间的摩擦力，第一、第二半圆夹持件(10)的边缘或者表面上还开设有数个固定钩或固定孔，用于配合固定带对待翻转的圆柱形壳体进行加固和固定。

9.根据权利要求3所述的横竖转换装置，其特征在于，所述第一半圆夹持件(9)的一端通过铰接件(19)铰接安装在第二半圆夹持件(10)的一端上，第一半圆夹持件(9)的另一端通过锁紧固定件(20)能够在第二半圆夹持件(10)的另一端上安装或拆卸。

10.用于水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将水下航行器圆柱体壳体翻转的横竖转换装置推到待翻转合适的位置固定，

S2、打开第一半圆夹持件，将待翻转的圆柱壳体按重心位置放在第二半圆夹持件内，半圆夹持件上设有弹性垫片；

S3、将第一半圆夹持件扣回到铰接进行固定，也可以利用第一半圆夹持件表面的固定孔或者固定钩进行用固定带固定并夹紧；

S4、开起升降动力装置，固定好的待翻转的圆柱壳体与滚珠丝杠相连，升降动力机构提供动力，使其到达合适的高度时，使用翻转器动力装置提供动力，通过翻转轴对其进行翻转，翻转到合适的位置；

S5、卸下翻转后的物体，退出翻转装置。

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