CN113772065B - 一种深海抛载器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水下机器人技术领域，尤其涉及一种深海抛载器。本发明的深海抛载器包括抛载执行模块、载重模块、限位机构和电源模块，可以实现万米深海的作业深度，同时采用抛载绳索和定滑轮的形式实现抛载动作，通过钩组件的杠杆机构设计，可放大抛载执行机构的抛载力，本发明在抛载绳的中部位置还设置了金属腐蚀块，该金属腐蚀块可以实现定时腐蚀断裂的功能，确保了抛载单元能顺利完成任务。

Description

一种深海抛载器

技术领域

本发明涉及的是水下机器人技术领域，具体涉及一种深海抛载器。

背景技术

随着海洋产业的逐渐发展，深海探测作业的成长空间巨大，深海抛载器作为控制水下潜器完成作业后上浮动作的一个重要驱动单元，急需对其进行标准化设计。水下抛载器用于水下装备紧急情况下抛载上浮，还用于大潜深水下装备的升沉驱动，以解决仅靠推进器或浮力引擎实现升沉运动时能耗过大的问题。水下抛载器常见的驱动方式有：电磁驱动、电机驱动、液压驱动、熔断金属驱动、电爆螺栓驱动以及机械结构(包括基于定深或定时触发的纯机械抛载结构和由人工操作的机械结构)等。电磁驱动与电机驱动的水下抛载器已经被广泛应用，但现有水下抛载器存在造价高昂，密封耐压难，体积重量大等缺陷。

发明内容

本发明针对现有深海抛载器标准化程度不高的现状，采用基于智能材料驱动的3-抛载执行机构，实现在万米深海作业，采用模块化设计，将铁砂，铁块等各种形式的重物作为负载单元，对深海抛载器模型进行标准化设计，以满足各种规格的潜水器的抛载需求。为解决上述技术问题，本发明采用的具体技术方案概述如下：

一种深海抛载器，包括抛载器壳体1、抛载执行机构3、抛载执行机构支架4、抛载执行机构轴5、定滑轮支座6、定滑轮7、钩组件8、抛载绳10、吊环杆11、底板16、底板螺母17 和铰接轴21，所述抛载执行机构支架4固定设置在抛载器壳体1上，所述抛载执行机构3 固定安装在所述抛载执行机构支架4上，所述抛载执行机构轴5与抛载执行机构3的输出轴固定连接，所述定滑轮支座6固定设置在所述抛载器壳体1上，所述定滑轮7转动安装在所述定滑轮支座6上，所述铰接轴21与抛载器壳体1固定连接，所述铰接轴21的轴线垂直于定滑轮7的转轴和抛载执行机构轴5，所述钩组件8转动设置在所述铰接轴21上，所述底板16活动设置在所述抛载器壳体1的底端，所述吊环杆11的一端通过所述底板螺母17固定在所述底板16上端面，所述吊环杆11的另一端挂接在所述钩组件8上，所述钩组件8与所述抛载绳10的一端固定连接，所述抛绳10的另一端绕过定滑轮7与所述抛载执行机构轴 5远离所述抛载执行机构3的一端固定连接。

进一步的，本发明的深海抛载器还包括一限位机构，所述限位机构包括光轴A20和光轴B22，所述光轴A20和光轴B22的两端均固定设置在所述抛载器壳体1上，所述光轴A20和光轴B22平行设置在所述铰接轴21的两侧。

进一步的，本发明的所述钩组件8包括连杆一、连杆二和钩环，所述连杆一的自由端与所述抛载绳10的端部固定连接，所述连杆一的另一端与连杆二的端部固定连接，从而使钩组件8大体上呈L型结构，所述钩环设置在远离连杆二自由端的连杆一的侧壁上，连杆一与连杆二的中心轴线均与铰接轴21、光轴A20和光轴B22垂直。

进一步的，本发明的深海抛载器还包括栓接绳9、鱼眼螺母A12、鱼眼螺母B13、栓接载重块15，所述鱼眼螺母A12和鱼眼螺母B13分别固定设置在所述抛载器壳体1上，所述栓接绳9分别滑动穿设所述鱼眼螺母A12和鱼眼螺母B13，所述栓接绳9的两端分别与所述栓接载重块15固定连接，位于鱼眼螺母A12和鱼眼螺母B13的栓接绳9与所述吊环杆 11的顶端固定连接。

进一步的，本发明的深海抛载器还包括电池模块2，所述电池模块2上开设有电池接口。

进一步的，本发明的深海抛载器还包括金属腐蚀块23，所述金属腐蚀块23的两端分别连接一抛载绳10，两抛载绳10的另一端分别连接抛载执行机构轴5和钩组件8。

本发明所取得的有益技术效果：本发明的深海抛载器采用智能材料驱动的抛载执行机构，可以实现万米深海的作业深度，同时采用抛载绳索和定滑轮的形式实现抛载动作，通过钩组件的杠杆机构设计，可放大抛载执行机构的抛载力，总体设计简单可靠；抛载器的负载单元可采用铁砂，铁块等多种形式，重量可根据潜器的需求调节，以做到抛载器的标准化设计，应用到各个场景当中；抛载器上装有融合体电池模块为抛载器本身供电，电池模块独立于系统之外，当发生意外时，抛载器可以独立完成抛载动作，以保证潜器的上浮。同时抛载器的电池模块上还留有多余的接口，可为潜器的照明系统和相关传感器等进行供电，更加丰富了抛载器模块的功能。为确保电源失效后，抛载器也能完成抛载任务，本发明在抛载绳的中部位置还设置了金属腐蚀块，该金属腐蚀块可以实现定时腐蚀断裂的功能，确保了抛载单元能顺利完成任务。

附图说明

为了获得本发明的上述和其他优点及特点，以下将参照附图中所示的本发明的具体实施例对以上概述的本发明进行更具体的说明。应理解的是，这些附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应被视为对本发明的范围的限制，通过使用附图，将对本发明进行更具体和更详细的说明和阐述；在附图中：

图1是本发明的抛载器结构示意图一；

图2是本发明的抛载器结构示意图二；

图3是本发明的抛载器内部示意图；

图4是本发明的吊环杆杠杆效应示意图；

附图中：1-抛载器壳体、2-电池模块、3-抛载执行机构、4-抛载执行机构支架、5-抛载执行机构轴、6-定滑轮支座、7-定滑轮、8-钩组件、9-栓接绳、10-抛载绳、11-吊环杆、12-鱼眼螺母A、13-鱼眼螺母B、14-鱼眼螺母C、15-栓接载重块、16-底板、17-底板螺母、18-电池接口、19-光轴底座、20-光轴A、21-铰接轴、22-光轴B、23-金属腐蚀块。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。以下描述中的“前”、“后”、“左”、“右”等方向性术语并不解释为对本发明的限制。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

下面结合附图对本发明提供的一种深海抛载器的结构作进一步的详细说明：

如图1-2所示，本发明提供的一种深海抛载器，包括抛载器壳体1、抛载执行机构3、抛载执行机构支架4、抛载执行机构轴5、定滑轮支座6、定滑轮7、钩组件8、抛载绳10、吊环杆11、底板16、底板螺母17和铰接轴21，所述抛载执行机构支架4固定设置在抛载器壳体1上，所述抛载执行机构3固定安装在所述抛载执行机构支架4上，所述抛载执行机构轴 5与抛载执行机构3的输出轴固定连接，所述定滑轮支座6固定设置在所述抛载器壳体1上，所述定滑轮7转动安装在所述定滑轮支座6上，所述铰接轴21与抛载器壳体1固定连接，所述铰接轴21的轴线垂直于定滑轮7的转轴和抛载执行机构轴5，所述钩组件8转动设置在所述铰接轴21上，所述底板16活动设置在所述抛载器壳体1的底端，所述吊环杆11的一端通过所述底板螺母17固定在所述底板16上端面，所述吊环杆11的另一端挂接在所述钩组件8上，所述钩组件8与所述抛载绳10的一端固定连接，所述抛绳10的另一端绕过定滑轮7与所述抛载执行机构轴5远离所述抛载执行机构3的一端固定连接。

本发明的抛载器的负载可选择铁砂或铁块，所述铁砂或铁块放置在抛载器壳体1的内部并由底板16拖住；在底板16的底端通过底板螺母17将吊环杆11锁固在底板16上端，吊环杆11挂接在钩组件8上，钩组件8转动铰接设置在铰接轴21上，钩组件8上固接抛载绳10，抛载绳10经由定滑轮7导向至抛载执行机构轴5并与其固接，抛载执行机构3可为抛载绳10提供预紧拉力，以使得抛载绳10端部的钩组件8和吊环杆11处于待抛载状态；当抛载器执行机构释放预紧力，钩组件8可绕铰接轴顺时针旋转，使得吊环杆11脱出挂接状态，在铁砂或铁块的重力作用下，吊环杆11和底板16一同向下运动，使得底板16脱离抛载器壳体1，从而使得铁砂或铁块抛出抛载器壳体外。

如图3所示，本发明还包括一限位机构，所述限位机构包括光轴A20和光轴B22，所述光轴A20和光轴B22的两端均固定设置在所述抛载器壳体1上，所述光轴A20和光轴 B22平行设置在所述铰接轴21的两侧。

本发明的所述钩组件8包括连杆一、连杆二和钩环，所述连杆一的自由端与所述抛载绳10固定连接，所述连杆一的另一端与连杆二的一端固定连接，从而使钩组件8大体上呈L型结构，所述钩环设置在远离连杆二自由端的连杆一的侧壁上，连杆一与连杆二的中心轴线均与铰接轴21、光轴A20和光轴B22垂直。

本发明的深海抛载器在处于待抛载状态时，所述光轴A20对所述钩组件8中的连接杆二形成止挡限位，当深海抛载器在处于抛载状态时，所述光轴B22对所述钩组件8中的连接杆一形成止挡限位，吊环杆11在抛载器处于待抛载状态时能够稳定挂接在钩组件的钩环上，从而使得底板16将铁砂或铁块等载重限制在抛载器壳体1内部，而在抛载器处于抛载状态时，抛载执行机构释放预紧拉力，钩组件8绕铰接轴顺时针旋转，能够使吊环杆11 顺利脱离钩组件的钩环，从而使得底板16脱离抛载器壳体1的底端，以抛掉铁砂或铁块。

如图3所示，本发明的深海抛载器还包括栓接绳9、鱼眼螺母A12、鱼眼螺母B13、栓接载重块15，所述鱼眼螺母A12和鱼眼螺母B13分别固定设置在所述抛载器壳体1上，所述栓接绳9分别滑动穿设所述鱼眼螺母A12和鱼眼螺母B13，所述栓接绳9的两端分别与所述栓接载重块15固定连接，位于鱼眼螺母A12和鱼眼螺母B13的栓接绳9与所述吊环杆 11的顶端固定连接。当抛载器处于抛载状态时，吊环杆11脱离钩组件8的钩环而向下运动时，将通过栓接绳9拉动其两端的栓接载重块15分别向鱼眼螺母A12和鱼眼螺母B13滑动，在鱼眼螺母A12和鱼眼螺母B13的限位止挡下，吊环杆11和底板16将不会随着铁砂或铁块等载重一同沉入海中，从而可实现抛载器的重复使用。

本发明的深海抛载器还包括电池模块2，所述电池模块2上开设有电池接口。

本发明的深海抛载器还包括金属腐蚀块23，所述金属腐蚀块23的两端分别连接一抛载绳10，两抛载绳10的另一端分别连接抛载执行机构轴5和钩组件8。

当抛载器中电池模块2的电源失效而无法驱动抛载执行机构3时，通过在抛载绳10之间设置一金属腐蚀块23，该金属腐蚀块23可实现定位腐蚀断裂的功能，从而使得抛载器能够顺利完成抛载任务。

如图4所示，本申请的钩组件8的结构和吊环杆可利用杠杆效应而能够提升抛载器装载铁砂或铁块等载重的能力。钩组件8中的连接杆一的自由端与抛载绳10连接的端部为A点，连接杆一与铰接轴连接的端部为B点，吊环杆11与钩组件8中的钩环连接的端部为C点，所述A点至B点的距离大于所述B点至C点的距离，从而利用杠杆效应可放大抛载执行机构的预紧力，而能够提升抛载器装载铁砂或铁块等载重的能力。

本发明所取得的有益技术效果：本发明的深海抛载器采用智能材料驱动的抛载执行机构，可以实现万米深海的作业深度，同时采用抛载绳索和定滑轮的形式实现抛载动作，通过钩组件的杠杆机构设计，可放大抛载执行机构的抛载力，总体设计简单可靠；抛载器的负载单元可采用铁砂，铁块等多种形式，重量可根据潜器的需求调节，以做到抛载器的标准化设计，应用到各个场景当中；抛载器上装有融合体电池模块为抛载器本身供电，电池模块独立于系统之外，当发生意外时，抛载器可以独立完成抛载动作，以保证潜器的上浮。同时抛载器的电池模块上还留有多余的接口，可为潜器的照明系统和相关传感器等进行供电，更加丰富了抛载器模块的功能。为确保电源失效后，抛载器也能完成抛载任务，本发明在抛载绳的中部位置还设置了金属腐蚀块，该金属腐蚀块可以实现定时腐蚀断裂的功能，确保了抛载单元能顺利完成任务。

上述实施例为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (5)

1.一种深海抛载器，包括抛载器壳体、抛载执行机构、抛载执行机构支架、抛载执行机构轴、定滑轮支座、定滑轮、钩组件、抛载绳、吊环杆、底板、底板螺母和铰接轴，所述抛载执行机构支架固定设置在抛载器壳体上，所述抛载执行机构固定安装在所述抛载执行机构支架上，所述抛载执行机构轴与抛载执行机构的输出轴固定连接，所述定滑轮支座固定设置在所述抛载器壳体上，所述定滑轮转动安装在所述定滑轮支座上，所述铰接轴与抛载器壳体固定连接，所述铰接轴的轴线垂直于定滑轮的转轴和抛载执行机构轴，所述钩组件转动设置在所述铰接轴上，所述底板活动设置在所述抛载器壳体的底端，所述吊环杆的一端通过所述底板螺母固定在所述底板上端面，所述吊环杆的另一端挂接在所述钩组件上，所述钩组件与所述抛载绳的一端固定连接，所述抛载绳的另一端绕过定滑轮与所述抛载执行机构轴远离所述抛载执行机构的一端固定连接；

所述钩组件包括连杆一、连杆二和钩环，所述连杆一的自由端与所述抛载绳的端部固定连接，所述连杆一的另一端与连杆二的端部固定连接，从而使钩组件大体上呈L型结构，所述钩环设置在远离连杆二自由端的连杆一的侧壁上，连杆一与连杆二的中心轴线均与铰接轴、光轴A和光轴B垂直。

2.根据权利要求1所述的一种深海抛载器，其特征在于，还包括一限位机构，所述限位机构包括光轴A和光轴B，所述光轴A和光轴B的两端均固定设置在所述抛载器壳体上，所述光轴A和光轴B平行设置在所述铰接轴的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种深海抛载器，其特征在于，还包括栓接绳9、眼螺母A、鱼眼螺母B、栓接载重块，所述鱼眼螺母A和鱼眼螺母B分别固定设置在所述抛载器壳体上，所述栓接绳分别滑动穿设所述鱼眼螺母A和鱼眼螺母B，所述栓接绳的两端分别与所述栓接载重块固定连接，位于鱼眼螺母A12和鱼眼螺母B的栓接绳与所述吊环杆的顶端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种深海抛载器，其特征在于，还包括电池模块，所述电池模块上开设有接口。

5.根据权利要求1所述的一种深海抛载器，还包括金属腐蚀块，所述金属腐蚀块的两端分别连接一抛载绳，两抛载绳的另一端分别连接抛载执行机构轴和钩组件。

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