CN117466192B - 一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，属于采集器起吊结构技术领域，包括飞行器、采集器、拉绳和收放辊，所述拉绳缠绕在收放辊上，所述拉绳底端与采集器固定连接，所述飞行器底部固定连接有支撑板，所述收放辊转动连接在支撑板内壁。本发明在拉绳被收卷时驱动组会驱动支撑架绕通孔的圆心点进行正反方向不断的来回的转动，从而对拉绳表面起到拧紧和擦拭的作用，使拉绳从海绵层内部上升的过程中受到海绵层上下方向和左右方向的擦拭力，也能够避免海绵层被两个圆杆夹紧的位置出现空隙而影响对拉绳的清理效果。

Description

一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构

技术领域

本发明涉及采集器起吊结构技术领域，具体为一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构。

背景技术

随着海洋的大规模开发建设，导致海洋承载力不断加大，部分海域处于超载或邻近超载界限，另外高强度海洋开发活动带来的赤潮、溢油，甚至核泄漏等海洋污染事件时有发生，急需要海洋资源环境调查与快速应急监测等方面的装备研发，为海洋污染事故预警与处置提供技术支持，为突发事件的决策指挥提供支撑；

在进行海洋资源监测时，会通过水剖面参数采集器对海水进行监测，其通过飞行器飞到目标海面上，然后通过飞行器下方的电机和拉绳将水剖面参数采集器下方到目标采样点的海水内部实施水剖面数据采集和海面水样本采集，等到水剖面参数采集器采集完成后在将水剖面参数采集器吊起到飞行器下方；

因在采集的过程中需要将水剖面参数采集器下放到海水内部，并且，该区域内部的海水大多为一些并不干净的区域，如赤潮和溢油等不干净的成分，以及容易会被海水中会含有的藻类、微生物、水草、海洋菌类等附着生长，所以在水剖面参数采集器吊起后这些污染物会附着在拉绳上，若不能快速的进行清理就会影响后续的使用。

基于此，本发明设计了一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，包括飞行器、采集器、拉绳和收放辊，所述拉绳缠绕在收放辊上，所述拉绳底端与采集器固定连接，所述飞行器底部固定连接有支撑板，所述收放辊转动连接在支撑板内壁，所述收放辊的转动轴固定连接有电机，所述电机固定连接在支撑板侧壁，所述支撑板内部设置有支撑架，所述支撑架上方固定连接有两个圆杆，所述支撑架上方设置有海绵层，所述海绵层将拉绳包裹在内，两个所述圆杆分别位于拉绳的两侧且分别从两侧对海绵层进行夹紧，所述支撑架中间位置开设有通孔，所述拉绳穿过所述通孔，所述支撑架一侧设置有驱动组，所述驱动组用于在拉绳被收放时驱动支撑架和海绵层绕通孔的圆心点小幅度的往复转动。

作为本发明的进一步方案，所述驱动组包括第一滚轮、第二滚轮和两个横杆，所述第一滚轮和第二滚轮均转动连接在支撑板内壁，所述第一滚轮和第二滚轮分别位于拉绳的前后方且共同对拉绳进行夹持，所述第二滚轮和收放辊的转动轴之间传动连接有皮带，所述第一滚轮和第二滚轮的转动轴上分别固定连接有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮啮合，所述第一齿轮上方啮合有第三齿轮，所述第三齿轮的转动轴转动连接在支撑板内壁，所述第三齿轮固定连接有拨杆，所述拨杆端部的上下方均开设有倾斜面，两个所横杆均位于所述支撑架下方，两个所述横杆均与支撑板内壁固定连接，所述支撑架底端开设有两个弧形槽，两个所述横杆分别与两个所述弧形槽滑动连接，两个所述弧形槽内壁与横杆之间均固定连接有第一弹簧，所述拨杆用于拨动支撑架沿着横杆呈弧形轨迹滑动。

作为本发明的进一步方案，所述第一滚轮和第二滚轮上均开设有环形槽，两个所述环形槽用于容纳拉绳。

作为本发明的进一步方案，所述支撑架顶部转动连接有第一滚筒和第二滚筒，所述海绵层的两端分别缠绕在所述第一滚筒和第二滚筒上，所述第二滚筒一侧设置有传动组，所述传动组用于在拉绳将采集器提升到极限位置后驱动第二滚筒对海绵层进行一定程度的收卷。

作为本发明的进一步方案，所述传动组包括接触板、推块和条形槽，所述拉绳穿过所述接触板与采集器固定连接，所述接触板左右两侧壁均固定连接有滑动杆，两个所述滑动杆均与支撑板在竖直方向上滑动连接，所述推块滑动连接在条形槽内部，所述条形槽开设在支撑板上，所述推块端部转动连接有连接杆，所述连接杆的底端转动连接在滑动杆上，所述条形槽内部设置有支杆，所述支杆固定连接有弧形齿条杆，所述弧形齿条杆滑动连接有弧形杆，所述弧形杆固定连接在支撑板内壁，所述支杆与弧形杆滑动连接，所述支杆与弧形杆内壁之间固定连接有第二弹簧，所述推块用于推动支杆带动弧形齿条杆沿着弧形杆滑动；

所述第二滚筒顶端固定连接有单向轴承，所述单向轴承内部设置有第四齿轮，所述弧形齿条杆能够与第四齿轮啮合。

作为本发明的进一步方案，所述接触板的轴向与径向均开设有容纳槽。

作为本发明的进一步方案，所述飞行器下方还设置有自动水样采集器和激光雷达。

作为本发明的进一步方案，所述圆杆均为橡胶材质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过两个圆杆对海绵层从两侧进行夹紧，使海绵层对拉绳具有一定的包裹和挤压的作用，从而提升清理的效果，并且，在拉绳被收卷时驱动组会驱动支撑架绕通孔的圆心点进行正反方向不断的来回的转动，从而对拉绳表面起到拧紧和擦拭的作用，使拉绳从海绵层内部上升的过程中受到海绵层上下方向和左右方向的擦拭力，也能够避免海绵层被两个圆杆夹紧的位置出现空隙而影响对拉绳的清理效果。

一滚轮的转动是在第二齿轮与第一齿轮的啮合下转动的，所以此时第一滚轮的转动方向与第二滚轮相反，进而在收放辊收放时，第一滚轮和第二滚轮能够对拉绳在夹紧的同时对拉绳起到绷紧和输送的作用，避免拉绳弯曲，从而方便拉绳被海绵层的擦拭效果，通过环形槽能够对拉绳进行二次限制，使拉绳不会向左右两侧偏移。

每一次采集器被拉绳吊起到极限位置后，传动组都会驱动第二滚筒转动一定的角度，从而使第二滚筒从一侧对海绵层进行收卷，进而使第一滚筒能够进行一定程度的放卷，从而在海绵层每一次擦拭完成后都能够自动的换位，使采集器每一次使用完成后都能够被干净的海绵层进行擦拭。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明支撑板与圆杆和支撑架的位置关系示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本发明圆杆与海绵层和支撑架的位置关系示意图；

图5为本发明横杆与第一弹簧和弧形槽的位置关系示意图；

图6为本发明驱动组和支撑架的位置关系示意图；

图7为本发明电机与皮带的位置关系示意图；

图8为本发明拨杆与支撑架的位置关系示意图；

图9为本发明支撑板与接触板和连接杆的位置关系示意图；

图10为本发明滑动杆和连接杆以及弧形杆的位置关系示意图；

图11为本发明弧形杆与第二弹簧的位置关系示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、飞行器；2、采集器；3、拉绳；4、支撑架；5、圆杆；6、海绵层；7、通孔；8、支撑板；9、收放辊；10、电机；11、第一滚轮；12、第二滚轮；13、皮带；14、第一齿轮；15、第二齿轮；16、第三齿轮；17、拨杆；18、横杆；19、弧形槽；20、第一弹簧；21、环形槽；22、第一滚筒；23、第二滚筒；24、接触板；25、滑动杆；26、推块；27、条形槽；28、连接杆；29、支杆；30、弧形齿条杆；31、弧形杆；32、第二弹簧；33、第四齿轮；34、容纳槽；35、单向轴承。

具体实施方式

请参阅图1-图11，本发明提供一种技术方案：一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，包括飞行器1、采集器2、拉绳3和收放辊9，拉绳3缠绕在收放辊9上，拉绳3底端与采集器2固定连接，飞行器1底部固定连接有支撑板8，收放辊9转动连接在支撑板8内壁，收放辊9的转动轴固定连接有电机10，电机10固定连接在支撑板8侧壁，支撑板8内部设置有支撑架4，支撑架4上方固定连接有两个圆杆5，支撑架4上方设置有海绵层6，海绵层6将拉绳3包裹在内，两个圆杆5分别位于拉绳3的两侧且分别从两侧对海绵层6进行夹紧，支撑架4中间位置开设有通孔7，拉绳3穿过通孔7，支撑架4一侧设置有驱动组，驱动组用于在拉绳3被收放时驱动支撑架4和海绵层6绕通孔7的圆心点小幅度的往复转动。

进行水剖面参数采集时，通过支撑板8起到支撑和连接的作用，在飞行器1飞到目标海域的上方，启动电机10，电机10转动时带动收放辊9转动，从而对拉绳3进行放卷的工作，然后采集器2在自身重量的作用下就会拉动拉绳3沿着通孔7下降，也会在海绵层6的包裹下下降，进而向目标海域下降，直到采集器2没入水中一定深度后停止电机10，此时采集器2即可进行正常的采集工作；

采集完成之后再次启动电机10，电机10此时会反向转动进而使收放辊9能够对拉绳3进行收卷的工作，此时拉绳3就会带动采集器2上升，进而将采集器2吊起，采集器2被吊起的过程中拉绳3会在海绵层6的包裹下上升，并且通过海绵层6会对浸湿的拉绳3进行清理，进而使拉绳3上方附着的污染物清理下去，通过两个圆杆5对海绵层6从两侧进行夹紧，使海绵层6对拉绳具有一定的包裹和挤压的作用，从而提升清理的效果，并且，在拉绳3被收卷时驱动组会驱动支撑架4绕通孔7的圆心点进行正反方向不断的来回的转动，从而对拉绳3表面起到拧紧和擦拭的作用，使拉绳3从海绵层6内部上升的过程中受到海绵层6上下方向和左右方向的擦拭力，也能够避免海绵层6被两个圆杆5夹紧的位置出现空隙而影响对拉绳3的清理效果，等到采集器2上升到最高处后停止电机10即可；

且在拉绳3被收卷和放卷的过程中驱动组都会进行工作，但在拉绳3被收卷时能够起到将湿润的拉绳3进行擦拭的效果，而在放卷时，拉绳3本身就是处于干燥的状态，即使海绵层6进行擦拭工作，也不会对拉绳3或者是采集器2的正常工作产生影响，从而在拉绳3使用完成后不需要人工去拆卸然后清理，使拉绳3在使用完成后能够自动地进行清理。

其中，驱动组包括第一滚轮11、第二滚轮12和两个横杆18，第一滚轮11和第二滚轮12均转动连接在支撑板8内壁，第一滚轮11和第二滚轮12分别位于拉绳3的前后方且共同对拉绳3进行夹持，第二滚轮12和收放辊9的转动轴之间传动连接有皮带13，第一滚轮11和第二滚轮12的转动轴上分别固定连接有第一齿轮14和第二齿轮15，第一齿轮14和第二齿轮15啮合，第一齿轮14上方啮合有第三齿轮16，第三齿轮16的转动轴转动连接在支撑板8内壁，第三齿轮16固定连接有拨杆17，拨杆17端部的上下方均开设有倾斜面，两个所横杆18均位于支撑架4下方，两个横杆18均与支撑板8内壁固定连接，支撑架4底端开设有两个弧形槽19，两个横杆18分别与两个弧形槽19滑动连接，两个弧形槽19内壁与横杆18之间均固定连接有第一弹簧20，拨杆17用于拨动支撑架4沿着横杆18呈弧形轨迹滑动。

上述驱动组动作时，电机10启动之后通过皮带13带动第二滚轮12转动，第二滚轮12转动时带动第二齿轮15转动，而后第二齿轮15和第一齿轮14啮合带动第一滚轮11转动，第二滚轮12在皮带13的作用下与收放辊9的转动方向一致，而第一滚轮11的转动是在第二齿轮15与第一齿轮14的啮合下转动的，所以此时第一滚轮11的转动方向与第二滚轮12相反，进而在收放辊9收放时，第一滚轮11和第二滚轮12能够对拉绳3在夹紧的同时对拉绳3起到绷紧和输送的作用，避免拉绳3弯曲，从而方便拉绳3被海绵层6的擦拭效果；

而第三齿轮16则是在第一齿轮14转动时一并转动的，所以第三齿轮16转动时会带动拨杆17转动。拨杆17转动时其端部会间歇式与支撑架4的前端接触，并且，拨杆17的端部是开设有倾斜面的，在拨杆17与支撑架4接触时会对支撑架4起到推动的作用，从而使支撑架4通过弧形槽19沿着横杆18呈弧形轨迹转动，此时第一弹簧20也会被逐渐的压缩和拉伸，因拨杆17是间歇式与支撑架4接触的，所以支撑架4就是会间歇式的进行小幅度转动，支撑架4转动时的圆心点就是通孔7的圆心点，也即是拉绳3的圆心点，从而方便海绵层6对拉绳3的清理效果。

另外，第一滚轮11和第二滚轮12上均开设有环形槽21，两个环形槽21用于容纳拉绳3；通过环形槽21能够对拉绳3进行二次限制，使拉绳3不会向左右两侧偏移。

支撑架4顶部转动连接有第一滚筒22和第二滚筒23，海绵层6的两端分别缠绕在第一滚筒22和第二滚筒23上，第二滚筒23一侧设置有传动组，传动组用于在拉绳3将采集器2提升到极限位置后驱动第二滚筒23对海绵层6进行一定程度的收卷；每一次采集器2被拉绳3吊起到极限位置后，传动组都会驱动第二滚筒23转动一定的角度，从而使第二滚筒23从一侧对海绵层6进行收卷，进而使第一滚筒22能够进行一定程度的放卷，从而在海绵层6每一次擦拭完成后都能够自动的换位，使采集器2每一次使用完成后都能够被干净的海绵层6进行擦拭。

其中，传动组包括接触板24、推块26和条形槽27，拉绳3穿过接触板24与采集器2固定连接，接触板24左右两侧壁均固定连接有滑动杆25，两个滑动杆25均与支撑板8在竖直方向上滑动连接，推块26滑动连接在条形槽27内部，条形槽27开设在支撑板8上，推块26端部转动连接有连接杆28，连接杆28的底端转动连接在滑动杆25上，条形槽27内部设置有支杆29，支杆29固定连接有弧形齿条杆30，弧形齿条杆30滑动连接有弧形杆31，弧形杆31固定连接在支撑板8内壁，支杆29与弧形杆31滑动连接，支杆29与弧形杆31内壁之间固定连接有第二弹簧32，推块26用于推动支杆29带动弧形齿条杆30沿着弧形杆31滑动；第二滚筒23顶端固定连接有单向轴承35，单向轴承35内部设置有第四齿轮33，弧形齿条杆30能够与第四齿轮33啮合。

在采集器2没有使用时，采集器2是与接触板24的底部接触的，此时滑动杆25会处于其在支撑板8上滑动轨迹的最高位置，此时连接杆28顶端会推动推块26滑动到条形槽27的最前方，这一过程中弧形齿条杆30会与第四齿轮33接触，但是此时第四齿轮33会在单向轴承35内部自转，而不会带动单向轴承35和第二滚筒23转动，此时支杆29的端部与弧形齿条杆30也是位于第四齿轮33的前方的，此时第二弹簧32也是被拉伸到极限位置的；

采集器2使用时，飞行器1飞到目标海域，然后电机10驱动收放辊9将拉绳3进行放卷，此时第二弹簧32的弹性复位会带动弧形齿条杆30沿着弧形杆31向后滑动，此时支杆29和连接杆28会推动连接杆28底端向后移动，进而使滑动杆25和接触板24以及采集器2顺势下降，而后采集器2与接触板24脱离，并且在拉绳3的放卷下向目标海域下降，而后下降到海面中后进行正常的采集工作；

等到上升时收放辊9收卷拉绳3，从而使采集器2上升，而等到采集器2上升到与接触板24接触时拉绳3拉动采集器2上升的力度会带动采集器2从下方顶起接触板24，从而使接触板24带动滑动杆25和连接杆28上升，而后通过推块26推动支杆29和弧形齿条杆30向前移动，此时弧形齿条杆30会与第四齿轮33啮合，此时单向轴承35是对第四齿轮33进行限制的，使第四齿轮33不能够在单向轴承35内部转动，而是带动单向轴承35与第二滚筒23转动，进而使第四齿轮33带动第二滚筒23从一侧拉动海绵层6，进而进行收卷，以及使第一滚筒22放卷，从而使海绵层6被弄脏的位置能够更换，而后采集器2与接触板24就会上升到初始位置。

此外，接触板24的轴向与径向均开设有容纳槽34；通过设置的容纳槽34能够使采集器2上升到初始位置，即最高处后在容纳槽34的作用下能够被限制，避免采集器2会发生移动，并且通过轴向径向开设的容纳槽34能够使采集器2与接触板24接触时，无论是在哪种角度上升，都会进入容纳槽34内部。

飞行器1下方还设置有自动水样采集器和激光雷达；自动水样采集器和激光雷达可以与采集器2同时携带，分别进行不同作用的监测（图上未展示）。

圆杆5均为橡胶材质；橡胶材质的圆杆5在与海绵层6接触时不会被轻易附着上杂质。

以上说明的本发明的空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构的实施例仅为示例，本发明所属技术领域的普通技术人员可进行多种修改或导出等同的其他实施例。因此，本发明并不限定于以上详细说明中所提到的实施方式。因此，本发明的真正的技术保护范围应根据所附的发明要求保护范围的技术思想确定。并且，应当理解的是，本发明包括通过附加的发明要求保护范围定义的本发明的思想及其范围内的所有变形技术方案、等同技术方案及代替技术方案。

Claims (7)

1.一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，包括飞行器（1）、采集器（2）、拉绳（3）和收放辊（9），所述拉绳（3）缠绕在收放辊（9）上，所述拉绳（3）底端与采集器（2）固定连接，其特征在于：所述飞行器（1）底部固定连接有支撑板（8），所述收放辊（9）转动连接在支撑板（8）内壁，所述收放辊（9）的转动轴固定连接有电机（10），所述电机（10）固定连接在支撑板（8）侧壁，所述支撑板（8）内部设置有支撑架（4），所述支撑架（4）上方固定连接有两个圆杆（5），所述支撑架（4）上方设置有海绵层（6），所述海绵层（6）将拉绳（3）包裹在内，两个所述圆杆（5）分别位于拉绳（3）的两侧且分别从两侧对海绵层（6）进行夹紧，所述支撑架（4）中间位置开设有通孔（7），所述拉绳（3）穿过所述通孔（7），所述支撑架（4）一侧设置有驱动组，所述驱动组用于在拉绳（3）被收放时驱动支撑架（4）和海绵层（6）绕通孔（7）的圆心点小幅度的往复转动；

所述驱动组包括第一滚轮（11）、第二滚轮（12）和两个横杆（18），所述第一滚轮（11）和第二滚轮（12）均转动连接在支撑板（8）内壁，所述第一滚轮（11）和第二滚轮（12）分别位于拉绳（3）的前后方且共同对拉绳（3）进行夹持，所述第二滚轮（12）和收放辊（9）的转动轴之间传动连接有皮带（13），所述第一滚轮（11）和第二滚轮（12）的转动轴上分别固定连接有第一齿轮（14）和第二齿轮（15），所述第一齿轮（14）和第二齿轮（15）啮合，所述第一齿轮（14）上方啮合有第三齿轮（16），所述第三齿轮（16）的转动轴转动连接在支撑板（8）内壁，所述第三齿轮（16）固定连接有拨杆（17），所述拨杆（17）端部的上下方均开设有倾斜面，两个横杆（18）均位于所述支撑架（4）下方，两个所述横杆（18）均与支撑板（8）内壁固定连接，所述支撑架（4）底端开设有两个弧形槽（19），两个所述横杆（18）分别与两个所述弧形槽（19）滑动连接，两个所述弧形槽（19）内壁与横杆（18）之间均固定连接有第一弹簧（20），所述拨杆（17）用于拨动支撑架（4）沿着横杆（18）呈弧形轨迹滑动。

2.根据权利要求1所述的一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，其特征在于：所述第一滚轮（11）和第二滚轮（12）上均开设有环形槽（21），两个所述环形槽（21）用于容纳拉绳（3）。

3.根据权利要求1所述的一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，其特征在于：所述支撑架（4）顶部转动连接有第一滚筒（22）和第二滚筒（23），所述海绵层（6）的两端分别缠绕在所述第一滚筒（22）和第二滚筒（23）上，所述第二滚筒（23）一侧设置有传动组，所述传动组用于在拉绳（3）将采集器（2）提升到极限位置后驱动第二滚筒（23）对海绵层（6）进行一定程度的收卷。

4.根据权利要求3所述的一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，其特征在于：所述传动组包括接触板（24）、推块（26）和条形槽（27），所述拉绳（3）穿过所述接触板（24）与采集器（2）固定连接，所述接触板（24）左右两侧壁均固定连接有滑动杆（25），两个所述滑动杆（25）均与支撑板（8）在竖直方向上滑动连接，所述推块（26）滑动连接在条形槽（27）内部，所述条形槽（27）开设在支撑板（8）上，所述推块（26）端部转动连接有连接杆（28），所述连接杆（28）的底端转动连接在滑动杆（25）上，所述条形槽（27）内部设置有支杆（29），所述支杆（29）固定连接有弧形齿条杆（30），所述弧形齿条杆（30）滑动连接有弧形杆（31），所述弧形杆（31）固定连接在支撑板（8）内壁，所述支杆（29）与弧形杆（31）滑动连接，所述支杆（29）与弧形杆（31）内壁之间固定连接有第二弹簧（32），所述推块（26）用于推动支杆（29）带动弧形齿条杆（30）沿着弧形杆（31）滑动；

所述第二滚筒（23）顶端固定连接有单向轴承（35），所述单向轴承（35）内部设置有第四齿轮（33），所述弧形齿条杆（30）能够与第四齿轮（33）啮合。

5.根据权利要求4所述的一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，其特征在于：所述接触板（24）的轴向与径向均开设有容纳槽（34）。

6.根据权利要求1所述的一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，其特征在于：所述飞行器（1）下方还设置有自动水样采集器和激光雷达。

7.根据权利要求1所述的一种空海两栖航行器用水剖面参数采集器的起吊机构，其特征在于：所述圆杆（5）均为橡胶材质。