CN114475990A - 一种适用于水下舱体的进水自沉装置 - Google Patents

一种适用于水下舱体的进水自沉装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于水下舱体的进水自沉装置，属于水下航行器技术领域。包括水压缸以及位于水压缸内的进水轴、驱动机构、第一限位机构和第二限位机构；水压缸密封固定在舱体上，且水压缸的内部与舱体的内部连通，水压缸的顶部开有进水口；初始状态，第一限位机构对进水轴进行限位，使进水轴的顶部与进水口密封连接；进水状态，驱动机构带动第一限位机构解除对进水轴的限位，进水轴在外水压的作用下以及第二限位机构的限位下沿轴向向下运动，进水轴脱离进水口，外部水源由进水口进入水压缸和舱体内，舱体进水自沉。该装置可快速、可靠地完成进水自沉任务，从而达到保护航行器不被敌方获取的目的。

Description

一种适用于水下舱体的进水自沉装置
技术领域
本发明涉及一种适用于水下舱体的进水自沉装置，属于水下航行器技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展以及海洋开发、军事应用的需求，水下无人自主航行器以其隐秘性和机动性强而得到越来越多的军事应用。对于作战而言，当出现紧急状况时，保护航行器的本体及数据不被敌方获取显得至关重要。而保护航行器的常见方式是对航行器进行炸毁等。保护数据的主要方式有：对数据进行擦除覆盖处理、对数据载体进行物理毁坏等。然而对航行器进行炸毁的方式隐蔽性较差，对数据进行擦除覆盖处理的方式耗时较久增加了数据被截取的风险。因此，为了快速、可靠地保护航行器的本体及数据不被敌方获取的需求，有必要优化对航行器的保护功能。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于水下舱体的进水自沉装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种适用于水下舱体的进水自沉装置，包括水压缸以及位于水压缸内的进水轴、驱动机构、第一限位机构和第二限位机构；
其中，水压缸密封固定在舱体上，且水压缸的内部与舱体的内部连通，水压缸的顶部开有进水口；
初始状态，第一限位机构对进水轴进行限位，使进水轴的顶部与进水口密封连接；
进水状态，驱动机构带动第一限位机构解除对进水轴的限位，进水轴在外水压的作用下以及第二限位机构的限位下沿轴向向下运动，进水轴脱离进水口，外部水源由进水口进入水压缸和舱体内，舱体进水自沉。
进一步的，所述驱动机构包括电机座、电机驱动板、驱动板转接件和直线电机；第一限位机构包括钢球和限位轴；
电机座固定在水压缸内，电机驱动板通过驱动板转接件固定在电机座的底部，且电机驱动板与驱动板转接件绝缘连接；电机驱动板与舱体的电源线连接；电机座的中心向上设有一圆筒段，限位轴位于圆筒段内，限位轴的外周面与圆筒段的内周面间隙配合，直线电机固定在电机座的下方，直线电机的输出轴自电机座的中心穿入圆筒段内并与限位轴连接；电机驱动板与直线电机通过导线连接；圆筒段上端周向上设有钢球限位孔，钢球位于钢球限位孔内，且钢球的直径大于圆筒段的壁厚；电机座上还开设有多个进水孔；进水轴套设在圆筒段上，进水轴内沿周向开有钢球限位槽。
进一步的，所述电机驱动板与驱动板转接件之间设有绝缘垫块。
进一步的，所述电机座与水压缸之间、直线电机与电机座之间、驱动板转接件与电机座之间均通过螺钉固定连接。
进一步的，所述第二限位机构包括轴向限位块和径向限位块，径向限位块均布在进水轴下端周向上，径向限位块与水压缸的内部间隙配合；轴向限位块设置在两两径向限位块之间，且轴向限位块和径向限位块之间留有空隙；轴向限位块的高度大于进水轴的轴向运动高度。
进一步的，所述轴向限位块通过第三螺钉固定在电机座上。
进一步的，所述进水轴为凸台结构，进水轴的外壁上套设有压缩弹簧，压缩弹簧的一端与水压缸的顶部相抵触，另一端与进水轴的凸台过渡端面相抵触。
进一步的，所述进水轴的周向上开有多个进水轴进水口。
进一步的，所述水压缸通过螺钉固定在舱体上且通过O型圈密封；进水轴的顶部通过O型圈与水压缸的进水口密封。
有益效果
本发明所提供的进水自沉装置，通过对水压缸、进水轴、驱动机构、第一限位机构和第二限位机构的结构设置及配合，使水下无人自主航行器在接到自沉指令时，能够快速、可靠地完成进水自沉任务，从而达到保护航行器本体及数据不被敌方获取的目的。
附图说明
图1-2为本发明实施例中进水自沉装置的结构示意图。
图3-4为本发明实施例中水压缸的结构示意图。
图5-6为本发明实施例中进水轴的结构示意图。
图7-8为本发明实施例中电机座的结构示意图。
图9为本发明实施例中直线电机的结构示意图。
图10为本发明实施例中限位轴的结构示意图。
其中，1-第一螺钉，2-水压缸，3-第二螺钉，4-电机座，5-进水轴，6-钢球，7-限位轴，8-压缩弹簧，9-第一O型圈，10-第二O型圈，11-舱体，12-第三O型圈，13-第四O型圈，14-电机驱动板，15-绝缘垫块，16-驱动板转接件，17-第三螺钉，18-轴向限位块，19-直线电机，20-第四螺钉，21-第五螺钉，22-进水口，23-钢球限位孔，24-进水孔，25-钢球限位槽，26-径向限位块，27-进水轴进水口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1-10所示，一种适用于水下舱体的进水自沉装置，包括水压缸2以及位于水压缸2内的进水轴5、驱动机构、第一限位机构和第二限位机构；
其中，水压缸2密封固定在舱体11上，且水压缸2的内部与舱体11的内部连通，水压缸2的顶部开有进水口22；
初始状态，第一限位机构对进水轴5进行限位，使进水轴5的顶部与进水口22密封连接；
进水状态，驱动机构带动第一限位机构解除对进水轴5的限位，进水轴5在第二限位机构的作用下沿轴向向下运动，进水轴5脱离进水口22，外部水源由进水口22进入水压缸2内，舱体11进水自沉。
所述驱动机构包括电机座4、电机驱动板14、驱动板转接件16和直线电机19；第一限位机构包括钢球6和限位轴7；
电机座4固定在水压缸2内，电机驱动板14通过驱动板转接件16固定在电机座4的底部，且电机驱动板14与驱动板转接件16绝缘连接；电机驱动板14与舱体1的电源线连接；电机座4的中心向上设有一圆筒段，限位轴7位于圆筒段内，限位轴7的外周面与圆筒段的内周面间隙配合，直线电机19固定在电机座4的下方，直线电机19的输出轴自电机座4的中心穿入圆筒段内并与限位轴7螺纹连接；电机驱动板14与直线电机19通过导线连接；圆筒段上端周向上设有钢球限位孔23，钢球6位于钢球限位孔23内，且钢球6的直径大于圆筒段的壁厚；电机座4上还开设有多个进水孔24；进水轴5套设在圆筒段上，进水轴5内沿周向开有钢球限位槽25。
所述电机驱动板14与驱动板转接件16之间设有绝缘垫块15。
所述电机座4通过第二螺钉3固定在水压缸2内；直线电机19通过第四螺钉20固定在电机座4的下方；驱动板转接件16通过第五螺钉21固定在电机座4的底部。
所述第二限位机构包括轴向限位块18和径向限位块26，径向限位块26均布在进水轴5下端周向上，径向限位块26与水压缸2的内部间隙配合；轴向限位块18设置在两两径向限位块26之间，且轴向限位块18和径向限位块26之间留有空隙；轴向限位块18的高度大于进水轴5的轴向运动高度。第二限位机构的设计不仅可实现对进水轴5的限位，同时轴向限位块18和径向限位块26之间的空隙还可作为水源进入舱体的进水口，保证自沉动作的快速可靠完成。
所述轴向限位块18通过第三螺钉17固定在电机座4上。
所述进水轴5为凸台结构，进水轴5的外壁上套设有压缩弹簧8，压缩弹簧8的一端与水压缸2的顶部相抵触，另一端与进水轴5的凸台过渡端面相抵触。压缩弹簧8的设置可进一步保证进水轴5向舱内的顺利移动。
所述进水轴5的周向上开有多个进水轴进水口27，有利于外部水源快速流入舱体内。
所述水压缸2通过第一螺钉1固定在舱体11上且通过第三O型圈12、第四O型圈13密封；进水轴5的顶部通过第一O型圈9、第二O型圈10与水压缸2的进水口22密封。
水下无人自主航行器在浅水域或深水域航行时，限位轴7将钢球6挤入钢球限位槽25中，实现对进水轴5的限位，进水轴5的顶部与进水口22密封，防止外部水源进入，保证航行器在水域中正常航行。若航行器接收到自沉指令，电机驱动板14驱动直线电机19工作，直线电机19带动限位轴7向舱内动作，外水压和压缩弹簧8可提供足够的推力，使卡在钢球限位槽25中的钢球6向电机座4圆筒段的径向向内(靠近限位轴7的方向)移动，之后进水轴5向舱内移动，外部水流由进水口22进入并沿进水轴进水口27、轴向限位块18和径向限位块26之间的空隙、进水孔24流入水压缸2底部最后流入水下无人自主航行器的舱体11内，水下无人自主航行器实现自沉。
该装置合理的布局和巧妙的设计，航行器不管是在浅水域还是深水域航行，当航行器接到自沉指令时，都能够快速、可靠地完成进水自沉任务，从而达到保护航行器本体及数据不被敌方获取的目的。
综上所述，发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于水下舱体的进水自沉装置，其特征在于：包括水压缸(2)以及位于水压缸(2)内的进水轴(5)、驱动机构、第一限位机构和第二限位机构；
其中，水压缸(2)密封固定在舱体(11)上，且水压缸(2)的内部与舱体(11)的内部连通，水压缸(2)的顶部开有进水口(22)；
初始状态，第一限位机构对进水轴(5)进行限位，使进水轴(5)的顶部与进水口(22)密封连接；
进水状态，驱动机构带动第一限位机构解除对进水轴(5)的限位，进水轴(5)在外水压的作用下以及第二限位机构的限位下沿轴向向下运动，进水轴(5)脱离进水口(22)，外部水源由进水口(22)进入水压缸(2)和舱体(11)内，舱体(11)进水自沉。
2.如权利要求1所述的一种适用于水下舱体的进水自沉装置，其特征在于：所述驱动机构包括电机座(4)、电机驱动板(14)、驱动板转接件(16)和直线电机(19)；第一限位机构包括钢球(6)和限位轴(7)；
电机座(4)固定在水压缸(2)内，电机驱动板(14)通过驱动板转接件(16)固定在电机座(4)的底部，且电机驱动板(14)与驱动板转接件(16)绝缘连接；电机驱动板(14)与舱体(1)的电源线连接；电机座(4)的中心向上设有一圆筒段，限位轴(7)位于圆筒段内，限位轴(7)的外周面与圆筒段的内周面间隙配合，直线电机(19)固定在电机座(4)的下方，直线电机(19)的输出轴自电机座(4)的中心穿入圆筒段内并与限位轴(7)连接；电机驱动板(14)与直线电机(19)通过导线连接；圆筒段上端周向上设有钢球限位孔(23)，钢球(6)位于钢球限位孔(23)内，且钢球(6)的直径大于圆筒段的壁厚；电机座(4)上还开设有多个进水孔(24)；进水轴(5)套设在圆筒段上，进水轴(5)内沿周向开有钢球限位槽(25)。
3.如权利要求1所述的一种适用于水下舱体的进水自沉装置，其特征在于：所述第二限位机构包括轴向限位块(18)和径向限位块(26)，径向限位块(26)均布在进水轴(5)下端周向上，径向限位块(26)与水压缸(2)的内部间隙配合；轴向限位块(18)设置在两两径向限位块(26)之间，且轴向限位块(18)和径向限位块(26)之间留有空隙；轴向限位块(18)的高度大于进水轴(5)的轴向运动高度。
4.如权利要求1所述的一种适用于水下舱体的进水自沉装置，其特征在于：所述驱动机构包括电机座(4)、电机驱动板(14)、驱动板转接件(16)和直线电机(19)；第一限位机构包括钢球(6)和限位轴(7)；
电机座(4)固定在水压缸(2)内，电机驱动板(14)通过驱动板转接件(16)固定在电机座(4)的底部，且电机驱动板(14)与驱动板转接件(16)绝缘连接；电机驱动板(14)与舱体(1)的电源线连接；电机座(4)的中心向上设有一圆筒段，限位轴(7)位于圆筒段内，限位轴(7)的外周面与圆筒段的内周面间隙配合，直线电机(19)固定在电机座(4)的下方，直线电机(19)的输出轴自电机座(4)的中心穿入圆筒段内并限位轴(7)连接；电机驱动板(14)与直线电机(19)通过导线连接；圆筒段上端周向上设有钢球限位孔(23)，钢球(6)位于钢球限位孔(23)内，且钢球(6)的直径大于圆筒段的壁厚；电机座(4)上还开设有多个进水孔(24)；进水轴(5)套设在圆筒段上，进水轴(5)内沿周向开有钢球限位槽(25)；
所述第二限位机构包括轴向限位块(18)和径向限位块(26)，径向限位块(26)均布在进水轴(5)下端周向上，径向限位块(26)与水压缸(2)的内部间隙配合；轴向限位块(18)设置在两两径向限位块(26)之间，且轴向限位块(18)和径向限位块(26)之间留有空隙；轴向限位块(18)的高度大于进水轴(5)的轴向运动高度。
5.如权利要求2或4所述的一种适用于水下舱体的进水自沉装置，其特征在于：所述电机驱动板(14)与驱动板转接件(16)之间设有绝缘垫块(15)。
6.如权利要求2或4所述的一种适用于水下舱体的进水自沉装置，其特征在于：所述电机座(4)与水压缸(2)之间、直线电机(19)与电机座(4)之间、驱动板转接件(16)与电机座(4)之间均通过螺钉固定连接。
7.如权利要求4所述的一种适用于水下舱体的进水自沉装置，其特征在于：所述轴向限位块(18)通过第三螺钉(17)固定在电机座(4)上。
8.如权利要求1所述的一种适用于水下舱体的进水自沉装置，其特征在于：所述进水轴(5)为凸台结构，进水轴(5)的外壁上套设有压缩弹簧(8)，压缩弹簧(8)的一端与水压缸(2)的顶部相抵触，另一端与进水轴(5)的凸台过渡端面相抵触。
9.如权利要求1所述的一种适用于水下舱体的进水自沉装置，其特征在于：所述进水轴(5)的周向上开有多个进水轴进水口(27)。
10.如权利要求1所述的一种适用于水下舱体的进水自沉装置，其特征在于：所述水压缸(2)通过螺钉固定在舱体(11)上且通过O型圈密封；进水轴(5)的顶部通过O型圈与水压缸(2)的进水口(22)密封。
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