CN115180074A - 一种释放脱钩机构及无线遥控释放钩系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种释放脱钩机构及无线遥控释放钩系统，该释放脱钩机构包括防水外壳，其设有电源开关、上按钮和下按钮，底板的内部具有轴承压板、伸缩轴轴承和第一密封圈，底板下部安装钩体组件，防水外壳的内部设置有电机丝杠固定板、电机固定板连接柱、电机、延长轴轴承、两个啮合的齿轮、电机、丝杠固定板、丝杠固定柱、丝杠组件和固定连接丝杠螺母的伸缩轴，并配置为：位于脱钩工作位时，伸缩轴顶压钩体的顶端以维持钩体的挂装部处于非挂装状态；位于打开工作位时，伸缩轴取消对钩体顶端的限位，以使钩体朝向挂装的一侧打开。本申请通过方案优化以有效提高海上仪器设备布放效率和布放安全系数，为满足海洋环境监测要求提供良好的技术保障。

Description

一种释放脱钩机构及无线遥控释放钩系统

技术领域

本申请涉及海洋设备技术领域，更具体地说，涉及一种释放脱钩机构。还涉及一种包括上述释放脱钩机构的无线遥控释放钩系统。

背景技术

随着经济社会的发展，各国正努力挖掘海洋的经济潜力。在联合国可持续发展大会上，“蓝色增长”成为一项目标和国际公认的社会经济发展引擎。

目前，海洋经济正成为中国建设海洋强国的重要支撑，要求我们从全面建设社会主义现代化国家的战略全局关心海洋、认识海洋、经略海洋。关心海洋、认识海洋、经略海洋离不开必要的海洋科技手段，从而促进了海洋环境监测技术及仪器装备的高速发展。

所公知的是，海上布放的各类型的海洋仪器设备，都需要借助各种脱钩器辅助将海洋仪器设备从船甲板起吊后布放入水。目前常见的脱钩器主要为机械式脱钩器，机械式脱钩器通过作业人员拉拽缆绳的方式使脱钩器钩体打开，布放海洋仪器设备入水，该脱钩方式安全性低、受海况影响大，一次拉拽可能无法打开，需要反复操作，实际操作使用不便。

有鉴于此，如何对现有的脱钩器进行方案优化，以提高海洋仪器设备的布放效率和使用便捷性，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种释放脱钩机构及无线遥控释放钩系统，通过方案优化以有效提高海上仪器设备布放效率和布放安全系数，为满足海洋环境监测要求提供良好的技术保障。

本申请提供一种释放脱钩机构，包括钩体，还包括：

防水外壳，其设有电源开关、上按钮和下按钮，所述防水外壳的底板的内部具有轴承压板、伸缩轴轴承和第一密封圈；

两个侧挡板，设置于所述底板的下部及所述钩体的外侧，中部通过销轴铰接两个所述侧挡板及位于两个所述侧挡板之间的钩体，并形成可供所述钩体绕所述销轴侧向转动开合的腔室；

电机丝杠固定板，通过电机固定板连接柱设置在底板上；

电机和延长轴轴承，设置于所述电机丝杠固定板下侧；

两个啮合的齿轮，设置于所述电机丝杠固定板的上侧，电机输出端齿轮连接电机输出轴；

丝杠固定板，通过丝杠固定柱设置在所述底板上；

丝杠组件，设置于所述丝杠固定板的丝杠轴承内部，所述丝杠组件的上部通过延长轴连接电机输入端齿轮；

伸缩轴，固定连接丝杠螺母，且在所述丝杠螺母的带动下可沿所述伸缩轴轴承的所在的中心孔切换于脱钩工作位和打开工作位之间，并配置为：位于所述脱钩工作位时，所述伸缩轴顶压所述钩体的顶端以维持所述钩体的挂装部处于非挂装状态；位于所述打开工作位时，所述伸缩轴取消对所述钩体顶端的限位，以使所述钩体朝向挂装的一侧打开。

在一些实施例中，还包括：

丝杠限位杆，穿过丝杠固定板和伸缩轴上的孔位，并连接所述丝杠螺母，以便限位丝杠螺母竖向运动。

在一些实施例中，所述防水外壳与所述底板之间设置有第二密封圈。

在一些实施例中，所述底板与两个所述侧挡板之间设置有加固筋板。

在一些实施例中，所述底板上安装有可充电电池，所述可充电电池通过安装在所述防水外壳的外部顶板上的充电接头向所述电机充电。

在一些实施例中，所述防水外壳外侧四周设置有加强筋。

本申请还提供一种无线遥控释放钩系数，包括安装于所述防水外壳的顶部的顶板、安装于所述顶板上的天线和用于接收水上甲板单元换能器发送的释放音频信号的声学换能器，所述顶板与所述声学换能器及所述天线之间均通过第三密封圈密封连接；还包括上述任一项所述的释放脱钩机构，以及设置于所述释放脱钩机构内部的控制电路组件，所述控制电路组件通讯连接所述声学换能器和所述释放脱钩机构的电机，以控制电机运行。

在一些实施例中，还包括用以向所述电机、所述天线、所述声学换能器和所述控制电路组件供电的可充电电池。

在一些实施例中，所述控制电路组件包括控制电路和电路固定板，所述控制电路安装在所述电路固定板的侧面安装位，所述释放脱钩机构的底板上设置有电路板固定座，所述电路板固定座设有插槽，所述电路固定板插入所述插槽中并锁紧固定在所述电路板固定座上。

本申请所提供的释放脱钩机构，另辟蹊径采用内驱动方式，实现对钩体的锁止及释放，兼具防水性能，同时满足水上及水下作业需求。具体地，通过在防水外壳内部设置伸缩轴驱动机构和伸缩轴，伸缩轴固定连接丝杠螺母，在电机驱动下，通过两个啮合齿轮间的传动，驱动丝杠及丝杠螺母带动伸缩轴沿中心孔上下移动，切换于脱钩工作位和打开工作位之间，并配置为：位于脱钩工作位时，伸缩轴顶压钩体的顶端以维持钩体的挂装部处于非挂装状态；位于打开工作位时，伸缩轴取消对钩体顶端的限位，以使钩体朝向挂装的一侧打开。与现有技术相比，本申请具有下述有益技术效果：

首先，海上布放海洋仪器设备时，伸缩轴驱动机构带动伸缩轴向上移动，此时伸缩轴脱离于钩体止转位，钩体得以打开，便于吊装海洋仪器设备；释放脱钩时，伸缩轴驱动机构带动伸缩轴向下移动，此时伸缩轴对钩体进行止转限位。上述过程均通过操控电源开关以及上下按钮实现，无需反复操作，且不受海况影响，操作便捷，脱钩成功率高，脱钩安全。

其次，本申请的释放脱钩机构采用防水结构，防水性能较佳，载荷大，不仅可以满足水面以上释放要求，而且能够实现入水释放海洋仪器设备，应用场景多样。

最后，经试制，应用本申请所提供的释放脱钩机构，安全载荷可达十吨以上，可以有效实现恶劣海况下的安全、重载释放。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的释放脱钩机构的结构示意图；

图2为图1的另一个角度的结构示意图；

图3为图1的主视图；

图4为图1至图3中底板的侧视图；

图5为图4的剖视图；

图6为图3的钩体与伸缩轴接触的示意图；

图7为本申请所提供的无线遥控释放钩系统的示意图；

图8为本申请所提供的无线遥控释放钩系统的另一个角度的示意图；

图9为本申请所提供的无线遥控释放钩系统的内部结构示意图；

图10为图9中控制电路组件安装固定结构示意图。

其中，1-钩体、2-侧挡板、3-销轴、4-底板、5-电机丝杠固定板、6-电机固定板连接柱、7-延长轴轴承、8-丝杠固定板、9-丝杠轴承、10-丝杠组件、11-延长轴、12-第一密封圈、13-伸缩轴轴承、14-轴承压板、15-伸缩轴、16-齿轮、17-防水外壳、18-丝杠限位杆、19-第二密封圈、20-第三密封圈、21-加固筋板、22-可充电电池、23-充电接头、24-顶板、25-天线、26-声学换能器、27-控制电路组件、28-丝杠固定柱、29-负载；

171-电源开关、172-上按钮、173-下按钮；

271-控制电路板、272-电路固定板、273-电路板固定座、274-螺钉。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1至图6，图1为本申请所提供的释放脱钩机构的结构示意图；图2为图1的另一个角度的结构示意图；图3为图1的主视图；图4为图1至图3中底板的侧视图；图5为图4的剖视图；图6为图3的钩体与伸缩轴接触的示意图。

本申请提供一种释放脱钩机构，包括防水外壳17、底板4和脱钩机构，底板4安装于防水外壳17的底部，两者通过锁紧件固定连接，脱钩机构安装于底板4的底部。

防水外壳17其设有电源开关171、上按钮172和下按钮173，电源开关171可以与上按钮172和下按钮173布置于同一侧，也可以布置于不同侧。防水外壳17的底板4的内部具有安装腔，安装腔的内部底侧安装轴承压板14，伸缩轴轴承13设置在轴承压板14上，第一密封圈12设置于轴承压板14的顶面，伸缩轴15设置于伸缩轴轴承13内部，其顶部在与机构安装腔的连通处通过第一密封圈12密封。

脱钩机构包括两个侧挡板2和钩体1，两个侧挡板2设置于底板4的下部以及钩体1的外侧，侧挡板2和钩体1的中部设有铰接孔，通过销轴3将钩体1铰接在两侧的两个侧挡板2之间，两个侧挡板2的上部固定安装在底板4上，并形成腔室，可供钩体1绕销轴3侧向转动开合。

底板4上竖向安装若干个电机固定板连接柱6，电机丝杠固定板5通过电机固定板连接柱6安装在底板4上。底板4设置有中心孔，沿中心孔的轴线方向自下至上依次设置有伸缩轴15、丝杠组件10、丝杠轴承9、丝杠固定板8、延长轴轴承7、丝杠延长轴11和齿轮16。丝杠组件10安装在丝杠固定板8上的丝杠轴承9内部，丝杠固定板8通过安装在底板4上的丝杠固定柱28固定，伸缩轴15安装在丝杠螺母上，丝杠的另一端通过延长轴11和齿轮16连接电机输出轴的齿轮16；电机(图中未示出)和延长轴轴承7安装在电机丝杠固定板5下侧，电机丝杠固定板5的上侧安装两个啮合齿轮16，电机输出轴连接一个齿轮16，由电机驱动两个啮合齿轮16旋转，由齿轮16带动丝杠组件10进而带动伸缩轴15沿伸缩轴轴承13所在的中心孔上下移动，切换于脱钩工位和打开工位之间。

底板4的底面设置挡板，挡板上有销轴安装孔，钩体1通过销轴3夹设在两个侧挡板2之间，钩体销轴3作为旋转中心供钩体1旋转，钩体1顶端与伸出中心孔的伸缩轴15接触。

位于脱钩工作位时，伸缩轴15顶压钩体1的顶端，以维持钩体1的挂装部处于非挂装状态；位于打开工作位时，伸缩轴15取消对钩体1顶端的限位作用，以使钩体1朝向挂装的一侧打开。

当海上布放海洋仪器设备时，需要首先在作业船甲板上将海洋仪器设备的起吊装置挂到释放钩的钩体1上，然后通过吊机起吊仪器设备，摆出船舷，释放设备入水。因此，在挂载仪器设备时，需要方便人员操作，同时要保证操作人员挂载过程的安全。

利用手动模式挂载仪器设备时，首先打开释放钩的电源开关171，然后操作手动按钮，长按“上按钮172”，电机驱动丝杠组件10，带动伸缩轴15缩回，钩体1打开，可以挂载负载29；负载29挂载到位后，确认安全，长按“下按钮173”，电机驱动丝杠组件10，带动伸缩轴15伸出，闭合钩体1。在手动操作过程中，如果遇到情况需要终止动作，松开按下的按钮即可。

为了提高丝杠螺母的运动精度，可以进一步设置丝杠限位杆18，该丝杠限位杆18竖向设置，其上端穿过丝杠固定板8上的安装孔位，下端穿过伸缩轴15上相对应的孔位，中部固定连接丝杠螺母，对丝杠螺母进行限位，丝杠组件10运动时，丝杠限位杆18的设置可以确保丝杠螺母做轴向运动，以保证丝杠螺母。

防水外壳17与底板4之间设置有第二密封圈19，该第二密封圈19设置于防水外壳17与底板4的连接处，对接触连接处进行密封，以保证良好的防水效果。

底板4与两个挡板之间设置有加固筋板21，加固筋板21为三角筋，固连于底板4与挡板的连接处，起到加固挡板、提高底板4结构强度的技术效果。此外，通过钩体1上销轴3安装位置的合理设计，从而提高钩体1的负载能力。

本申请中的，电机由可充电电池22供电，该可充电电池22作为一个独立模块，安装在底板4相应的固定结构上，顶板24上安装充电接头23，通过安装在顶板24上的充电接头23对可充电电池22进行充电，同时可充电电池22可以通过打开顶板24后，从上部取出直接更换整个可充电电池22。

进一步地，可以在防水体壳的外侧四周设置加强筋，以增强防水体壳的结构强度；顶板24上设置有吊环，吊环的两侧同样布设有加强筋，以增强吊环结构强度，满足水下作业要求。

请参考图7至图10，图7为本申请所提供的无线遥控释放钩系统的示意图；图8为本申请所提供的无线遥控释放钩系统的另一个角度的示意图；图9为本申请所提供的无线遥控释放钩系统的内部结构示意图；图10为图9中控制电路组件安装固定结构示意图。

此外，本申请还提供一种无线遥控释放钩系统，主要包括顶板24、天线25、声学换能器26、释放脱钩机构和控制电路组件27。顶板24通过螺栓和密封圈固定安装在防水外壳17的顶部，顶板24与声学换能器26和天线25之间均具有第三密封圈20，可靠的密封结构保证该释放钩可以在水下使用。控制电路组件27安装于释放脱钩机构内部，控制电路组件27通讯连接声学换能器26和释放脱钩机构的电机，以控制电机运行。

声学换能器26主要用于水下信号收发，当通过水上甲板单元换能器发送释放音频信号后，无线遥控释放钩的声学换能器26向控制电路板271传输接收信号。

本申请所提供的无线遥控释放钩系统，同时具备手动操作模式和无线操作模式，能够满足多种情景下的可靠、安全使用需求。

无线操作模式下，首先打开电源开关171，声学换能器26收发到水上甲板单元换能器发送释放音频信号后，无线遥控释放钩的声学换能器26将信号传输给控制电路组件27，控制电路组件27控制电机运转，电机根据信号输出动力通过齿轮16传递到丝杠组件10，驱动丝杠螺母沿轴向方向运动，丝杠螺母带动伸缩轴15在中心孔中伸缩移动；钩体1的顶端与伸缩轴15伸出中心孔的部分搭靠接触，若伸缩轴15跟随丝杠螺母收缩至中心孔内部，钩体1的顶端无处搭靠，从而打开钩体1释放海洋仪器设备；天线25主要用于水面释放仪器设备，当天线25接收到水面终端发送的无线电信号后，传输到控制电路板271，经过电路的信号处理，控制电机运行，进而带动丝杠组件10运动，驱动伸缩轴15，打开钩体1释放仪器设备。上述结构设计完善，操作简单，通过声学换能器26或者天线25接收远程信号，利用丝杠组件10和伸缩轴15的轴向运动与钩体1的配合组成释放机构。

手动操作模式下，通过操控电源开关171以及手动按钮，即可控制电机驱动丝杠组件10，带动伸缩轴15缩回，钩体1打开挂载负载29；负载29挂载到位后，确认安全，长按“下按钮173”，电机驱动丝杠组件10，带动伸缩轴15伸出，闭合钩体1。

上述电机、天线25、声学换能器26和控制电路组件27的供电均可由可充电电池22实现，该可充电电池22可以为一个或者多个，可充电电池22数量为一个时，可与电机共用充电，采用多个可充电电池22时，实现分布式充电，充电更加高效。

控制电路组件27是该无线遥控释放钩的控制核心，其控制供电、信号传输、信号处理、驱动电机等，同样安装在底板4的固定结构上，该固定方式采用插拔式固定，既可以可靠固定控制电路板271，也可以方便的取出和安装。

具体来说，首先，将控制电路板271利用螺钉274固定到电路固定板272侧面安装位置，然后，将电路固定板272插入已经安装在底板4上的电路板固定座273上的槽口中，最后，从电路固定板272上侧孔位中穿入螺钉拧紧到电路板固定座273上对应的螺纹孔中，由此实现电路板的安装。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的释放脱钩机构及无线遥控释放钩系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种释放脱钩机构，包括钩体(1)，其特征在于，还包括：

防水外壳(17)，其设有电源开关(171)、上按钮(172)和下按钮(173)，所述防水外壳(17)的底板(4)的内部具有轴承压板(14)、伸缩轴轴承(13)和第一密封圈(12)；

两个侧挡板(2)，设置于所述底板(4)的下部及所述钩体(1)的外侧，中部通过销轴(3)铰接两个所述侧挡板(2)及位于两个所述侧挡板(2)之间的钩体(1)，并形成可供所述钩体(1)绕所述销轴(3)侧向转动开合的腔室；

电机丝杠固定板(5)，通过电机固定板连接柱(6)设置在底板(4)上；

电机和延长轴轴承(7)，设置于所述电机丝杠固定板(5)下侧；

两个啮合的齿轮(16)，设置于所述电机丝杠固定板(5)的上侧，电机输出端齿轮连接电机输出轴；

丝杠固定板(8)，通过丝杠固定柱(28)设置在所述底板(4)上；

丝杠组件(10)，设置于所述丝杠固定板(8)的丝杠轴承(9)内部，所述丝杠组件(10)的上部通过延长轴(11)连接电机输入端齿轮；

伸缩轴(15)，固定连接丝杠螺母，且在所述丝杠螺母的带动下可沿所述伸缩轴轴承(13)的所在的中心孔切换于脱钩工作位和打开工作位之间，并配置为：位于所述脱钩工作位时，所述伸缩轴(15)顶压所述钩体(1)的顶端以维持所述钩体(1)的挂装部处于非挂装状态；位于所述打开工作位时，所述伸缩轴(15)取消对所述钩体(1)顶端的限位，以使所述钩体(1)朝向挂装的一侧打开。

2.根据权利要求1所述的释放脱钩机构，其特征在于，还包括：

丝杠限位杆(18)，穿过丝杠固定板(8)和伸缩轴(15)上的孔位，并连接所述丝杠螺母，以便限位丝杠螺母竖向运动。

3.根据权利要求1所述的释放脱钩机构，其特征在于，所述防水外壳(17)与所述底板(4)之间设置有第二密封圈(19)。

4.根据权利要求3所述的释放脱钩机构，其特征在于，所述底板(4)与两个所述侧挡板(2)之间设置有加固筋板(21)。

5.根据权利要求1～4任一项所述的释放脱钩机构，其特征在于，所述底板(4)上安装有可充电电池(22)，所述可充电电池(22)通过安装在所述防水外壳(17)的外部顶板(24)上的充电接头(23)向所述电机充电。

6.根据权利要求1所述的释放脱钩机构，其特征在于，所述防水外壳(17)外侧四周设置有加强筋。

7.一种无线遥控释放钩系统，其特征在于，包括安装于防水外壳(17)的顶部的顶板(24)、安装于所述顶板(24)上的天线(25)和用于接收水上甲板单元换能器发送的释放音频信号的声学换能器(26)，所述顶板(24)与所述声学换能器(26)及所述天线(25)之间均通过第三密封圈(20)密封连接；还包括上述权利要求1～6任一项所述的释放脱钩机构，以及设置于所述释放脱钩机构内部的控制电路组件(27)，所述控制电路组件(27)通讯连接所述声学换能器(26)和所述释放脱钩机构的电机，以控制电机运行。

8.根据权利要求7所述的无线遥控释放钩系统，其特征在于，还包括用以向所述电机、所述天线(25)、所述声学换能器(26)和所述控制电路组件(27)供电的可充电电池(22)。

9.根据权利要求7所述的无线遥控释放钩系统，其特征在于，所述控制电路组件(27)包括控制电路板(271)和电路固定板(272)，所述控制电路板(271)安装在所述电路固定板(272)的侧面安装位，所述释放脱钩机构的底板(4)上设置有电路板固定座(273)，所述电路板固定座(273)设有插槽，所述电路固定板(272)插入所述插槽中并锁紧固定在所述电路板固定座(273)上。

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