CN114421235A - 一种拖缆自动化对接与释放装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拖缆自动化对接与释放装置，涉及水下拖体与拖缆的对接技术领域，包括固连壳体，固连半圆块，支撑轴杆组件，压缩弹簧组件，所述连接头组件一端与牵引拖缆连接，一端与拖缆负载连接，所述连接头组件包括连接头壳体、航插母头安装座、航插母头、插座导引销。所述弹性夹头组件外表面与固连壳体内表面间隙配合安装，弹性夹头组件包括弹性夹座、航插推臂、航插公头安装座、航插公头，本发明的有益效果是通过半圆块夹紧连接头及通过弹簧夹头导引水下电连接器的方式，实现拖缆负载的机械及电气的自动化对接与释放。本发明具有自动化程度高，可靠性高，结构紧凑等特点。

Description

一种拖缆自动化对接与释放装置
技术领域
本发明涉及水下拖体与拖缆的对接技术领域，特别涉及一种拖缆自动化对接与释放装置。
背景技术
随着海洋工程的发展，水下拖曳系统作为一种水下探测平台得到了广泛关注，如海洋环境勘测、海洋石油开发等。一般来讲，此类拖曳系统可简化为由水面拖船、拖缆、水下拖体组成的多体系统，水下拖体作为搭载各种探测仪器的主体，在海洋中，海洋环境时刻影响着高速拖体的运动姿态，如海流、海底内波以及拖船升沉扰动对高速拖体运动的影响，拖缆振动、拖缆湿端夹角以及拖曳速度也时刻影响着高速拖体的运动姿态。在高速拖曳的状态下，高速拖体存在着升沉、垂荡、纵摇、横摇等不稳定姿态，而拖缆的振动尤为剧烈，拖缆和拖体之间存在的极为复杂的相互作用使这种不稳定变得更为严重，从而导致高速拖体偏离预期的位置，这将严重影响系统的效果和效率，因此，在海洋环境干扰情况下，对高速拖曳状态下高速拖体的流体动力特性研究较为重要，水下拖体在海洋科学考察与国防需求中已被广泛应用，在预定海域对拖体可靠布放回收极其重要，尤其是在恶劣海况下实现拖体与拖缆的自动化对接任务至关重要。
现有的当带有探测仪器的拖缆系统在水中被船舶拖曳时，由于受到水流以及水面上船舶运动的影响，不能保持稳定的运动状态，从而影响探测效果，以及拖体与拖缆对接的过程中存在机构庞大，系统复杂，不利于安装。
现有的拖体与拖缆自动化对接方式中，存在机构庞大，系统复杂，不利于安装的缺点，为此，我们提出一种拖缆自动化对接与释放装置。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种拖缆自动化对接与释放装置，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种拖缆自动化对接与释放装置，包括固连外壳机构、连接头组件、弹性夹头组件，所述固连外壳机构包括固连壳体、固连半圆块、支撑轴杆组件、压缩弹簧组件、连接头组件以及弹性夹头组件；
所述固连半圆块位于所述固连壳体下部一侧，所述固连外壳机构通过支撑轴杆组件将固连外壳体与所述固连半圆块连接组成平行四边形结构，该结构保证固连半圆块只能在水平面内打开，合拢，所述压缩弹簧组件一端连接固连半圆块，另一端连接固连壳体，所述连接头组件上一端与牵引拖缆连接，另一端与拖缆负载连接，所述弹性夹头组件外表面与固连壳体内表面间隙配合安装，固定半圆块外侧设计有斜角且能与固连壳体入口斜角贴合，固定半圆块内侧设计有斜角且能与连接头壳体前端斜角贴合，当拖缆自动化对接与释放机构处于连接状态时，固连半圆块合拢，固连半圆块外侧斜角与固连壳体入口斜角贴合，固连半圆块内侧斜角与连接头壳体前端斜角贴合，此时固连壳体与拖缆连接头被可靠锁紧；处于释放状态时，固连半圆块打开，固连半圆块内孔通径扩大，拖缆连接头能顺利通过固连壳体。
优选地，所述的固连外壳机构包括固连壳体，所述固连壳体下端设计为圆柱形空腔且入口开设有斜角槽口，上述空腔作为拖缆与连接头的收放通道；
优选地，所述固连半圆块位于固连壳体内腔。
优选地，所述支撑轴杆组件包括第一轴销，第一连接板、第二轴销、第二连接板，第三轴销以及第四轴销，且所述第一连接板以及所述第二连接板对应分布，所述第一轴销以及所述第二轴销上下对应分布在所述第一连接板上，所述第三轴销以及所述第四轴销上下对应分布在所述第二连接板上。
优选地，所述压缩弹簧组件包括第三连接板、第五轴销、滑动杆、压缩弹簧以及滑动座，所述压缩弹簧组件一端通过所述第三连接板和所述第五轴销连接所述固连半圆块，另一端通过所述滑动杆、所述压缩弹簧以及所述滑动座连接固连壳体，当拖缆自动化对接与释放机构处于释放状态时，固连半圆块被外力推开，压缩弹簧被压紧，处于连接状态时，固连半圆块被压缩弹簧复位合拢。
优选地，所述连接头组件包括连接头壳体、航插母头安装座、航插母头、插座导引销，所述连接头壳体上安装航插母头安装座、航插母头、插座导引销，两个所述插座导引销位于所述航插母头下部两侧，所述连接头壳体前端设计有斜角，后端设计有一环形凸台。
优选地，所述弹性夹头组件包括弹性夹座、航插推臂、航插公头安装座、航插公头，所述弹性夹座侧壁上安装航插推臂，所述航插公头安装座位于所述弹性夹座上部，所述航插公头位于所述航插公头安装座侧部，所述弹性夹头组件外表面与固连壳体内表面间隙配合安装，所述弹性夹座上设计有一环形凹槽。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中，通过设置固连壳体、固连半圆块、支撑轴杆组件、压缩弹簧组件、连接头组件以及弹性夹头组件，使用过程中首先执行机构将固连半圆块推开，支撑轴杆组件水平转动，固连半圆块内径扩大，拖缆负载在外力作用下滑过固连外壳体，当连接头壳体到达固连外壳体预定位置后，解除固连半圆块上的推力，支撑轴杆组件被压缩弹簧推动，固连半圆块被压缩弹簧复位合拢。同时在航插推臂施加推力，弹性夹头组件沿连接头壳体滑动，在航插对接前，插座导引销与航插公头安装座内孔接触并配合，航插在插座导引销引导下完全对接，同时连接头壳体后端的环形凸台与弹性夹座上的环形凹槽配合，航插母头与航插公头相对位置被锁定。通过连接头壳体，固连半圆块，固连壳体之间的斜角锁定，拖缆完成与固连外壳体的机械连接，拖缆负载完成拖曳任务后，执行机构将固连半圆块推开，支撑轴杆组件水平转动，固连半圆块内径扩大，拖缆开始被绞车回收，同时将航插母头与航插公头拔开。该机构通过半圆块夹紧连接头的方式，实现拖缆负载的机械及电气的自动化对接与释放，使得本发明有着自动化程度高，可靠性高，结构紧凑的优点。
附图说明
图1是本发明中一种拖缆自动化对接与释放装置的机械连接示意图；
图2是本发明中的拖缆连接头组件与固连外壳组件机械连接示意图；
图3是本发明中的拖缆连接头组件与弹簧夹头组件电气连接示意图；
图4是本发明中的固连壳体结构剖面示意图；
图5是本发明中的连接头组件结构示意图；
图6是本发明中的弹簧夹头组件结构示意图。
图中：1、固连壳体；2、固连半圆块；3、支撑轴杆组件；4、压缩弹簧组件；5、连接头壳体；6、航插母头安装座；7、航插母头；8、插座导引销；9、弹性夹座；10、航插推臂；11、航插公头安装座；12、航插公头；301、第一轴销；302、第一连接板；303、第二轴销；304、第二连接板；305、第三轴销；306、第四轴销；401、第三连接板；402、第五轴销；403、滑动杆；404、压缩弹簧；405、滑动座。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参照图1-6所示，本发明为一种拖缆自动化对接与释放装置，包括固连外壳机构、连接头组件、弹性夹头组件，固连外壳机构包括固连壳体1、固连半圆块2、支撑轴杆组件3、压缩弹簧组件4、连接头组件以及弹性夹头组件；
固连半圆块2位于固连壳体1下部一侧，固连外壳机构通过支撑轴杆组件3将固连外壳体1与固连半圆块2连接组成平行四边形结构，该结构保证固连半圆块2只能在水平面内打开，合拢，压缩弹簧组件4一端连接固连半圆块2，另一端连接固连壳体1，连接头组件上一端与牵引拖缆连接，另一端与拖缆负载连接，弹性夹头组件外表面与固连壳体1内表面间隙配合安装，固定半圆块2外侧设计有斜角且能与固连壳体1入口斜角贴合，固定半圆块2内侧设计有斜角且能与连接头壳体5前端斜角贴合，当拖缆自动化对接与释放机构处于连接状态时，固连半圆块2合拢，固连半圆块2外侧斜角与固连壳体1入口斜角贴合，固连半圆块2内侧斜角与连接头壳体5前端斜角贴合，此时固连壳体1与拖缆连接头被可靠锁紧；处于释放状态时，固连半圆块2打开，固连半圆块2内孔通径扩大，拖缆连接头能顺利通过固连壳体1。
其中，的固连外壳机构包括固连壳体1，固连壳体1下端设计为圆柱形空腔且入口开设有斜角槽口，上述空腔作为拖缆与连接头的收放通道；
其中，固连半圆块2位于固连壳体1内腔。
其中，支撑轴杆组件3包括第一轴销301，第一连接板302、第二轴销303、第二连接板304，第三轴销305以及第四轴销306，且第一连接板302以及第二连接板304对应分布，第一轴销301以及第二轴销303上下对应分布在第一连接板302上，第三轴销305以及第四轴销306上下对应分布在第二连接板304上。
其中，压缩弹簧组件4包括第三连接板401、第五轴销402、滑动杆403、压缩弹簧404以及滑动座405，压缩弹簧组件4一端通过第三连接板401和第五轴销402连接固连半圆块2，另一端通过滑动杆403、压缩弹簧404以及滑动座405连接固连壳体1，当拖缆自动化对接与释放机构处于释放状态时，固连半圆块2被外力推开，压缩弹簧404被压紧，处于连接状态时，固连半圆块2被压缩弹簧404复位合拢。
其中，连接头组件包括连接头壳体5、航插母头安装座6、航插母头7、插座导引销8，连接头壳体5上安装航插母头安装座6、航插母头7、插座导引销8，两个插座导引销8位于航插母头7下部两侧，连接头壳体5前端设计有斜角，后端设计有一环形凸台。
其中，弹性夹头组件包括弹性夹座9、航插推臂10、航插公头安装座11、航插公头12，弹性夹座9侧壁上安装航插推臂10，航插公头安装座11位于弹性夹座9上部，航插公头12位于航插公头安装座11侧部，弹性夹头组件外表面与固连壳体1内表面间隙配合安装，弹性夹座9上设计有一环形凹槽。
本发明的工作原理为：请参照图1-6所示，本发明为一种拖缆自动化对接与释放装置，首先执行机构将固连半圆块2推开，支撑轴杆组件3水平转动，固连半圆块2内径扩大，拖缆负载在外力作用下滑过固连外壳体1，当连接头壳体5到达固连外壳体1预定位置后，解除固连半圆块2上的推力，支撑轴杆组件3被压缩弹簧404推动，固连半圆块2被压缩弹簧404复位合拢。同时在航插推臂10施加推力，弹性夹头组件沿连接头壳体5滑动，在航插对接前，插座导引销8与航插公头安装座11内孔接触并配合，航插在插座导引销8引导下完全对接，同时连接头壳体5后端的环形凸台与弹性夹座9上的环形凹槽配合，航插母头7与航插公头12相对位置被锁定。通过连接头壳体5，固连半圆块2，固连壳体1之间的斜角锁定，拖缆完成与固连外壳体1的机械连接，拖缆负载完成拖曳任务后，执行机构将固连半圆块2推开，支撑轴杆组件3水平转动，固连半圆块2内径扩大，拖缆开始被绞车回收，同时将航插母头7与航插公头12拔开。该机构通过半圆块夹紧连接头的方式，实现拖缆负载的机械及电气的自动化对接与释放。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种拖缆自动化对接与释放装置，其特征在于：包括固连外壳机构、连接头组件、弹性夹头组件，所述固连外壳机构包括固连壳体（1）、固连半圆块（2）、支撑轴杆组件（3）以及压缩弹簧组件（4）；
所述固连半圆块（2）位于所述固连壳体（1）下部一侧，所述固连外壳机构通过支撑轴杆组件（3）将固连外壳体（1）与所述固连半圆块（2）连接组成平行四边形结构，所述压缩弹簧组件（4）一端连接固连半圆块（2），另一端连接固连壳体（1），所述连接头组件上一端与牵引拖缆连接，另一端与拖缆负载连接，所述弹性夹头组件外表面与固连壳体（1）内表面间隙配合安装。
2.根据权利要求1所述的一种拖缆自动化对接与释放装置，其特征在于：所述的固连外壳机构包括固连壳体（1），所述固连壳体（1）下端设计为圆柱形空腔且入口开设有斜角槽口，上述空腔作为拖缆与连接头的收放通道。
3.根据权利要求2所述的一种拖缆自动化对接与释放装置，其特征在于：所述固连半圆块（2）位于固连壳体（1）内腔。
4.根据权利要求3所述的一种拖缆自动化对接与释放装置，其特征在于：所述支撑轴杆组件（3）包括第一轴销（301），第一连接板（302）、第二轴销（303）、第二连接板（304），第三轴销（305）以及第四轴销（306），且所述第一连接板（302）以及所述第二连接板（304）对应分布，所述第一轴销（301）以及所述第二轴销（303）上下对应分布在所述第一连接板（302）上，所述第三轴销（305）以及所述第四轴销（306）上下对应分布在所述第二连接板（304）上。
5.根据权利要求4所述的一种拖缆自动化对接与释放装置，其特征在于：所述压缩弹簧组件（4）包括第三连接板（401）、第五轴销（402）、滑动杆（403）、压缩弹簧（404）以及滑动座（405），所述压缩弹簧组件（4）一端通过所述第三连接板（401）和所述第五轴销（402）连接所述固连半圆块（2），另一端通过所述滑动杆（403）、所述压缩弹簧（404）以及所述滑动座（405）连接固连壳体（1）。
6.根据权利要求5所述的一种拖缆自动化对接与释放装置，其特征在于：所述连接头组件包括连接头壳体（5）、航插母头安装座（6）、航插母头（7）、插座导引销（8），所述连接头壳体（5）上安装航插母头安装座（6）、航插母头（7）、插座导引销（8），两个所述插座导引销（8）位于所述航插母头（7）下部两侧。
7.根据权利要求1所述的一种拖缆自动化对接与释放装置，其特征在于：所述弹性夹头组件包括弹性夹座（9）、航插推臂（10）、航插公头安装座（11）、航插公头（12），所述弹性夹座（9）侧壁上安装航插推臂（10），所述航插公头安装座（11）位于所述弹性夹座（9）上部，所述航插公头（12）位于所述航插公头安装座（11）侧部。
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