CN114291212A

CN114291212A - 一种水面快速转运装置

Info

Publication number: CN114291212A
Application number: CN202210003528.9A
Authority: CN
Inventors: 魏巍; 姬增起; 王亚猛; 罗曼; 罗双华; 李朋飞; 宋文杰; 程晗; 刘荣; 代博兰
Original assignee: 722th Research Institute of CSIC
Current assignee: HONG KONG-ZHUHAI-MACAO BRIDGE AUTHORITY; Wuhan Ship Communication Research Institute 722 Research Institute Of China Shipbuilding Corp
Priority date: 2022-01-04
Filing date: 2022-01-04
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2042-01-04
Also published as: CN114291212B

Abstract

本发明公开了一种水面快速转运装置，属于水下无人装备技术领域，包括本体，本体上分设有牵引舱、升降舱和转运舱，其中牵引舱用于与外部动力装置连接，以牵引本体在水面运动，升降舱用于带动转运舱竖向升降，实现待转运物品的水下收取和水面运输，转运舱用于装载待转运物品；该升降舱内设置有密封活塞，该密封活塞将升降舱分隔为第一区域和第二区域，且第一区域与空气连通，第二区域与水体连通，且密封活塞运动可实现第一区域和第二区域体积改变，进而实现该升降舱浮力的改变，以带动转运舱在水底装载待转运物品和水面上运输待转运物品。该装置整体结构简单，运作方便，耗能较少，并可实现待转运物品的快速转运。

Description

一种水面快速转运装置

技术领域

本发明属于水下无人装备技术领域，具体涉及一种水面快速转运装置。

背景技术

目前，以港珠澳大桥为例，现有水下结构检测作业一般采用潜水员进行人工探摸方式进行，其效率低下，危险性高。为提高水下检测和工作效率，现有技术中通常采用水下探测或工作设备进行水下工作，以降低人工施工的危险性。

在利用水下探测或工作设备进行工作时，水下装备的回收也是目前的一个难点，并且随着水下装备功能需求越来越多，大型水下装备也越来越多，大型水下装备在水中会受到浮力的影响，其本身动力消耗较少，但是水下装备需要上岸或者移动到其它海域使用时，往往需要将水下装备转运到船舶上，水下装备需要克服自身重力，给水下装备的转运带来了困难。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种水面快速转运装置，用以解决现有水下装备转运困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种水面快速转运装置，其包括本体，所述本体上分设有牵引舱、升降舱和转运舱，所述升降舱与所述转运舱固定相连并可同步升降；

所述牵引舱用于与外部动力装置相连，以带动所述本体在水面上移动；

所述升降舱内设有升降机构，所述升降机构包括密封活塞，所述密封活塞将所述升降舱分隔为第一区域和第二区域；

所述第一区域上开设有与外部水体相连的通孔，所述第二区域上开设有与外部空气连通的通孔，且所述密封活塞在所述升降舱内的移动可实现所述第一区域与所述第二区域的体积改变，以调整所述升降机构的浮力；

所述转运舱用于放置待转运物品并将其锁止在所述转运舱内。

作为本发明的进一步改进，所述密封活塞水平设置，所述第一区域位于所述第二区域上方，且所述密封活塞与所述升降舱的内壁紧贴；所述升降舱的侧壁上分别开设有第一连接孔和第二连接孔；

所述第一连接孔一端连通所述第一区域，其另一端竖向连通所述升降舱底部并与下方水体相连；

所述第二连接孔一端连通所述第二区域，其另一端竖向连通所述升降舱顶部并与外部空气相连。

作为本发明的进一步改进，所述升降舱成对设置，且分设于所述转运舱的两侧并形成阻挡结构；

所述牵引舱设于所述转运舱的另一侧，并在其背离所述牵引舱的一侧设有防护栏；

所述转运舱底部设有升降板，所述升降板四周竖向设有升降杆，且所述升降杆背离所述升降板的一端连有伸缩气缸。

作为本发明的进一步改进，升降机构还包括连接杆，所述连接杆一端穿过所述升降舱底部并与所述密封活塞相连，其另一端固定连接所述升降板。

作为本发明的进一步改进，所述连接杆穿过所述升降舱处还套设有密封圈，所述密封圈固定连接在所述升降舱底部。

作为本发明的进一步改进，所述升降板镂空设置。

作为本发明的进一步改进，所述牵引舱上连接有牵引杆，所述牵引杆一端铰接所述牵引舱，其另一端用于与外部动力装置相连。

作为本发明的进一步改进，所述升降板上竖向设有阻拦板，所述升降舱底部对应开设有凹槽，所述阻拦板对应嵌设在所述凹槽处。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明的水面快速转运装置，其通过密封活塞将升降舱内分隔为第一区域和第二区域，并且使得第一区域用于存储流水，第二区域用于存储空气，通过调节两区域的容积大小，实现升降舱内流水和空气比例的调整，进而调整升降舱的整体浮力，从而实现本体在水面上的上升与下降，在通过转运舱将待转运物品固定后，方便待转运物品从水下转运到水面上，便于待转运物品的后期转运和运输上岸。

(2)本发明的水面快速转运装置，其通过将升降舱的第一区域和第二区域分别连通外部空气和水域，使得密封活塞竖向升降时，实现第一区域内水体的引入和排出以及第二区域内气体的引入和排出，同时第一区域和第二区域分别连通外部空气和水域，使得密封活塞升降时，两区域内不会形成负压，造成密封活塞升降困难，确保了密封活塞在升降舱内的稳定升降。

(3)本发明的水面快速转运装置，其通过将连通第一区域的第一连接孔连通升降舱的底部，使得密封活塞升降时，该第一连接孔始终处于水域环境内，确保第一区域始终能够吸入流水；同时将连通第二区域的第二连接孔连通升降舱的顶部，使得密封活塞升降时，该第二连接孔始终与外部空气连通，避免了第二区域进水的可能，确保升降舱能够根据浮力变化稳定升降。

(4)本发明的水面快速转运装置，其通过连接杆将密封活塞与升降板连接，使得密封活塞与升降板同步升降，在密封活塞下降时，升降舱带动转运舱下降，升降板向下下降，转运舱与升降板打开，待转运设备可正常通过转运舱与升降板之间的开口进入到升降板上，再通过密封活塞上升，升降板将待转运物品锁止在转运舱区域内，此时密封活塞随同将升降舱内的水体排出，浮力增加，升降舱与转运舱一同上浮，将待转运物品托送至水面上。

附图说明

图1是本发明实施例中水面快速转运装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中升降舱的剖面示意图；

图3是本发明实施例中本体的结构示意图；

图4是本发明实施例中水面快速转运装置装载待转运物品的示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、牵引舱；2、升降舱；3、转运舱；4、牵引杆；5、第一区域；6、第二区域；7、密封活塞；8、第一连接孔；9、第二连接孔；10、升降板；11、升降杆；12、连接杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1～4，本发明优选实施例中的水面快速转运装置，其包括本体，该本体上分别设有牵引舱1、升降舱2和转运舱3，并且升降舱2与转运舱3固定连接，使得升降舱2与转运舱3可同步升降。其中，该牵引舱1主要用于与外部动力装置相连，以带动本体在水面上进行移动；升降舱2内设有升降机构，该升降机构包括密封活塞7，密封活塞7可将升降舱2分隔为第一区域5和第二区域6；该第一区域5上开设有与外部水体相连的通孔，第二区域6上开设有与外部空气连通的通孔，且该密封活塞7在升降舱2内的移动可实现第一区域5与第二区域6的体积改变，用以调整该升降机构的浮力；该转运舱3用于放置待转运物品并将其锁止在转运舱3内。

本申请通过将转运舱3与升降舱2固定连接，并利用密封活塞7的运动实现第一区域5与第二区域6的体积的改变，进而调整升降舱2内水体和空气的比例，以改变升降舱2的浮力，并带动该转运舱3的升降，实现待转运物品在水下和水面上的转运，方便待转运物品的下水、转运和上岸，大大提高了待转运物品的转运效率。且该装置整体结构简单，运作方便，不存在较多的精密器件，整体能耗较低，并能够实现待转运物品在水下的快速回收和在水面上的快速转运工作。

本申请中的待转运物品可以是水下探测机器人、水下施工机器人或者是其它水下探测或施工设备。

在升降舱2通过密封活塞7改变其内部第一区域5和第二区域6的体积大小时，密封活塞7的设置形式和设置方式不定，在升降舱2内的区域为方块形区域时，密封活塞7可沿X、Y、Z三个方向移动，仅需要保证密封活塞7能够实现第一区域5和第二区域6的完美分隔并且密封活塞7运动时两区域的大小改变即可。

可选地，本申请中连通第一区域5的通孔设置在升降舱2的四周侧壁或者底部，且该通孔设置在升降舱2四周偏下的区域，使得外部空气不会进入第一区域5，且外部流水能通过该通孔进入到第一区域5内。同时，连通第二区域6的通孔也可设置在升降舱2的四周或者顶部，且该通孔设置在升降舱2四周偏上的区域，使得外部流水不会进入到第二区域6，且外部空气可正常进入第二区域6内。

进一步地，如图2所示，作为本发明的优选实施例，本申请中的密封活塞7水平设置，且第一区域5位于第二区域6上方，密封活塞7的周向侧壁与升降舱2的内壁紧贴，该升降舱2的侧壁上分别开设有第一连接孔8和第二连接孔9，并且第一连接孔8一端连通该第一区域5，其另一端竖向连通该升降舱2的底部并与下方水体相连，该第二连接孔9一端连通第二区域6，其另一端竖向连通升降舱2的顶部并与外部空气连通。在通过升降舱2进行升降的过程中，第一区域5与第二区域6的分隔尤为重要，并且，需要保证第一区域5不会进入空气，第二区域6不会进入流水，这样才能确保升降舱2内的浮力可调可控。为此，本申请中第一连接孔8一端连通第一区域5，其另一端连通升降舱2的底部；第二连接孔9一端连通第二区域6，其另一端连通升降舱2的顶部，这使得本申请中的水面快速转运装置在运行时，只要本体在水域上，第一连接孔8必定连通外部水域，只要本体未沉入水中，第二连接孔9必定与外部空气连通，以确保升降舱2浮力稳定可控。

进一步地，如图3、图4所示，作为本发明的优选实施例，本申请中的升降舱2成对设置，并且两升降舱2分设在转运舱3的两侧并形成阻挡结构；该牵引舱1设于转运舱3的另一侧，且在转运舱3背离牵引舱1的一侧设置有防护栏。优选地，该转运舱3的底部设有升降板10，升降板10的四周竖向设有升降杆11，并且该升降杆11背离升降板10的一端连有伸缩气缸。在利用转运舱3放置待转运物品时，通过在转运舱3底部设置升降板10，并利用升降板10四周的升降杆11带动其竖向升降，实现该转运舱3底部的开启与闭合，进而待转运物品可通过升降板10进入到转运舱3内，然后再通过升降板10将转运舱3封闭，在四周升降舱2、牵引舱1和防护栏的阻挡下，将待转运物品控制在该转运舱3区域内。

优选地，该转运舱3可以是具备四周壁面的实体舱体结构，也可以是如上述实施例中通过两个升降舱2、牵引舱1、升降板10以及防护栏合围形成的区域。并且，为了避免在转运过程中造成待转运物品的遗失，该转运舱3的顶部也可以设置防护栏结构。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的升降机构还包括连接杆12，该连接杆12的一端穿过升降舱2的底部并与密封活塞7相连，其另一端固定连接该升降板10。在升降板10进行升降的过程中，由于升降舱2设置为竖向形式，而密封活塞7水平设置时其改变第一区域5与第二区域6大小时同样是竖向升降，并且升降舱2的上浮与下降过程与升降板10的升降正好同步。为此，将密封活塞7与升降板10联动进行升降，在升降舱2带动转运舱3下降时，升降板10正好下降，待转运物品停留在升降板10上；在升降舱2带动转运舱3上浮时，升降舱2上升并将待转运物品锁在转运舱3内。

优选地，本申请中的升降板10为镂空设置，使得待转运物品停留在该升降板10上时，升降板10上不会滞留流水，同时能够将待转运物品上携带的残留物等通过镂空的缺口渗漏出去，确保升降板10上的干净整洁。

优选地，本申请中的升降板10上还竖向设有阻拦板，同时升降舱2的底部对应开设有凹槽，使得该阻拦板对应嵌设在凹槽处。通过阻拦板与凹槽的对应设置，使得升降板10在对应与升降舱2底部配合后，二者可紧密连接，避免待转运物品在转运过程中从升降板10处落入水域中，确保转运过程的稳定进行。进一步地，升降舱2底部与升降板10底部连接处还可额外设置锁紧结构，在升降板10向下沉降过程中，该锁紧结构打开，升降板10可正常下降，在升降板10需要与升降舱2底部固定连接时，该锁紧结构将二者连接锁定，确保转运过程的稳定进行。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的连接杆12穿过该升降舱2的底部处还套设有密封圈，该密封圈固定连接在升降舱2上。由于密封活塞7设置在升降舱2内部，使得连接杆12在连接密封活塞7时必须要穿过升降舱2的底部，为了确保第二区域6本身的密封性能，本申请在升降舱2底部通孔处设置密封圈，通过密封圈对连接杆12的穿设处进行密封，避免连接杆12在升降过程中造成水体进入到第二区域6内，造成升降舱2浮力无法改变的问题。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的牵引舱1上还连接有牵引杆4，该牵引杆4的一端铰接连接牵引舱1，其另一端用于与外部动力装置相连。在利用外部动力装置牵引本体时，通过牵引杆4铰接连接外部动力装置和牵引舱1，实现转运装置在水面上的快速转运。由于转运装置和外部动力装置均在水面上进行运动，二者会受到水面浮力的影响而上下晃动，因此牵引杆4与二者采用铰接方式进行连接，确保对转运装置牵引时具备一定自由度，方便转运装置的转运工作。

优选地，本申请中的牵引舱1内还设有控制舱室，该控制舱室内设置有电源模块和液压站等，其中液压站用于控制伸缩气缸升降，以实现升降舱2和升降板10的升降。同时控制舱室内设置有接收外部指令的控制模块，用于实现转运装置的远程控制。

本发明的工作过程如下：在需要对待转运物品进行转运时，伸缩气缸带动升降板10下降，升降板10通过连接杆12带动密封活塞7下移，第一区域5产生负压并通过第一连接孔8将外部流水吸入第一区域5，第二区域6将内部空气排出并压缩，升降舱2内流水增多，空气减少，浮力降低，升降舱2带动本体同步下降，升降板10在升降杆11带动下与转运舱3底部分离，待转运物品通过升降板10与转运舱3的缺口处进入到升降板10上；伸缩气缸带动升降板10上升，第一区域5内的流水通过第一连接孔8排出升降舱2，第二区域6通过吸入外部空气逐渐扩大，升降舱2内部浮力增加并带动本体同步上升，升降板10上升到与升降舱2底部紧贴并将待转运物品锁止在转运舱3区域内，本体通过牵引杆4牵引在水面上移动，实现待转运物品的转运工作。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种水面快速转运装置，其特征在于，包括本体，所述本体上分设有牵引舱、升降舱和转运舱，所述升降舱与所述转运舱固定相连并可同步升降；

2.根据权利要求1所述的水面快速转运装置，其特征在于，

所述密封活塞水平设置，所述第一区域位于所述第二区域上方，且所述密封活塞与所述升降舱的内壁紧贴；所述升降舱的侧壁上分别开设有第一连接孔和第二连接孔；

3.根据权利要求1所述的水面快速转运装置，其特征在于，所述升降舱成对设置，且分设于所述转运舱的两侧并形成阻挡结构；

4.根据权利要求3所述的水面快速转运装置，其特征在于，升降机构还包括连接杆，所述连接杆一端穿过所述升降舱底部并与所述密封活塞相连，其另一端固定连接所述升降板。

5.根据权利要求4所述的水面快速转运装置，其特征在于，所述连接杆穿过所述升降舱处还套设有密封圈，所述密封圈固定连接在所述升降舱底部。

6.根据权利要求3所述的水面快速转运装置，其特征在于，所述升降板镂空设置。

7.根据权利要求1所述的水面快速转运装置，其特征在于，所述牵引舱上连接有牵引杆，所述牵引杆一端铰接所述牵引舱，其另一端用于与外部动力装置相连。

8.根据权利要求4所述的水面快速转运装置，其特征在于，所述升降板上竖向设有阻拦板，所述升降舱底部对应开设有凹槽，所述阻拦板对应嵌设在所述凹槽处。