专利名称：一种水下打捞用缆绳释放器的制作方法
技术领域：
本发明涉及水下机器人进行深海打捞作业的设备，具体地说是一种无动力的水下打捞用缆绳释放器。
背景技术：
缆绳释放器是一种搭载于水下机器人上、配合水下机器人进行水下打捞作业的专用工具；其功能的具体实现就是当缆绳带有弹簧挂钩的一端和沉物挂接上以后，随着水下机器人的上浮，缆绳释放器便同步释放其自身储存的缆绳，待水下机器人上浮水面后，通过已释放的缆绳便实现了水面母船和沉物的连接。目前，水下机器人上配套使用的缆绳释放器为内抽头式的结构，使用过程中缆绳由内层向外层释放会存在缆绳塌陷的问题；由于内抽头式的结构其本体和缠绕的缆绳之间无相对转动，释放出的缆绳会伴随产生螺旋圈，使下一次的缆绳缠绕比较麻烦。同时每一次作业完成后，都需要先将缆绳释放器整体从水下机器人上卸下，然后拆除相应的支撑杆和更换支撑套才能进行缆绳的再次缠绕，缠绕完成后还要将其再次恢复成满足搭载的形式， 再次搭载于水下机器人上，对于需要连续作业的任务会影响打捞作业的进度和时效。
发明内容
为了解决缆绳释放产生螺旋圈的问题，本发明的目的在于提供一种水下打捞用缆绳释放器。该缆绳释放器可以实现缆绳由外层向内层有序顺畅地释放，避免了缆绳的塌陷和螺旋圈。本发明的另一目的在于提供一种水下打捞用缆绳释放器。该缆绳释放器可根据不同的作业需要调节缆绳的释放拉力。本发明的又一目的在于提供一种水下打捞用缆绳释放器。该缆绳释放器再次作业无需将缆绳释放器整体从水下机器人上卸下，即可实现方便快捷的缆绳缠绕。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的本发明包括支撑框架、卷筒组件及缆绳，其中卷筒组件可转动地安装在支撑框架上，缆绳的一端与卷筒组件的卷轴相连，另一端一圈挨一圈由内向外一层一层地缠绕于卷筒组件的卷轴上；所述缆绳的另一端为引出端，与弹簧挂钩连接。其中所述支撑框架包括左侧安装支撑板、右侧安装支撑板及位于左侧安装支撑板和右侧安装支撑板之间的支撑杆和限位导向杆，卷筒组件位于左侧安装支撑板和右侧安装支撑板之间，卷筒组件的两侧均安装有旋转轴，两个旋转轴的另一端分别通过水下轴承与左侧安装支撑板及右侧安装支撑板相连接；卷筒组件其中一侧安装的旋转轴的另一端由该侧的安装支撑板穿出，连接有转动手柄；卷筒组件其中另一侧安装的旋转轴上键连接有制动轮，制动轮上设有制动带；在制动轮的下方设有固接在该侧安装支撑板上的水平底板， 水平底板上分别设有基座连接件及高度可调的弹簧拉伸调节件，所述制动带的一端与拉伸弹簧的一端相连，拉伸弹簧的另一端与弹簧拉伸调节件连接，制动带的另一端绕过制动轮接至基座连接件，制动带与制动轮相抵接；制动轮的边缘在轴向截面上为凹形，制动带位于凹形两边的凸起之间；制动轮的一侧通过旋转轴上的轴肩定位，另一侧通过轴用弹性挡圈限位；所述限位导向杆为两根，在两根限位导向杆之间设有可沿限位导向杆轴向往复移动的缆绳防窜动部件，缆绳的另一端由缆绳防窜动部件引出，缆绳防窜动部件与缆绳之间存在防止缆绳窜回的摩擦阻力；缆绳防窜动部件包括导向滑动块、导向支撑板、缆绳导向板及橡胶板，其中橡胶板与导向支撑板上下设置、两端分别固接有导向滑动块，两个导向滑动块分别套设在两根限位导向杆上、与限位导向杆组成滑动副，缆绳导向板固定在导向支撑板与橡胶板之间；在导向支撑板、缆绳导向板及橡胶板上分别开有长条状开口，所述缆绳的另一端由各长条状开口穿出；所述两根限位导向杆上分别设有一对轴用弹性挡圈；导向支撑板及缆绳导向板上的长条状开口的宽度大于缆绳的直径，橡胶板上的长条状开口的宽度小于缆绳的直径；所述支撑杆为四根，限位导向杆为两根，四根支撑杆与卷筒组件两侧的圆形侧板之间的径向间隙及两根限位导向杆与卷筒组件两侧的圆形侧板之间的径向间隙小于缆绳的直径；在四根支撑杆和两根限位导向杆的下方设有两根便于向水下机器人搭载的固定安装梁。本发明的优点与积极效果为1.本发明缆绳的一端与卷筒组件的卷轴相连，另一端一圈挨一圈由内向外一层一层地缠绕于卷筒组件的卷轴上，可以从缆绳释放器中有序顺畅的释放，而且释放过程不存在缆绳塌陷和螺旋圈，提高了缆绳释放器的工作安全性、可靠性以及再次缠绕缆绳的便易性。2.本发明的缆绳释放拉力调节部件可根据不同的水下打捞作业要求，对缆绳的释放拉力进行调节，增强了缆绳释放器的功能灵活性。3.本发明缆绳释放拉力调节部件中的制动轮边缘在轴向截面上为凹形，制动带位于凹形两边的凸起之间，制动轮两边的凸起可以防止制动带滑出，提高部件工作的可靠性。4.本发明的缆绳防窜动部件可以防止已释放出的缆绳窜回，保证了未释放缆绳排列的有序性及缆绳释放的顺畅性。5.本发明在连续多次水下打捞作业时，不需要将缆绳释放器从水下机器人上卸下，就可以方便进行缆绳的再缠绕，而且缆绳的缠绕效果要求不高，缆绳不需紧密的排列， 缩短了打捞的准备时间，提高了打捞作业的时效性。6.本发明结构简单，性能可靠，维护方便。
图1为本发明的主视剖视图；图2为图1的左视剖视图；图3为图1的俯视图；其中1为左侧安装支撑板，2为水下轴承，3为左侧旋转轴，4为传动键，5为制动轮，6为制动带，7为卷筒组件，8为右侧安装支撑板，9为右侧旋转轴，10为转动手柄，11为导向滑动块，12为导向支撑板，13为缆绳导向板，14为橡胶板，15为拉伸弹簧，16为弹簧拉伸调节件，17为销轴，18为基座连接件，19为支撑杆，20为固定安装梁，21为限位导向杆，22 为缆绳，23为沉头孔，24为通孔，25为长条状开口，26为轴用弹性挡圈，27为水平底板。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。如图1 3所示，本发明包括支撑框架、旋转部件、缆绳释放拉力调节部件及缆绳防窜动部件，其中支撑框架为缆绳释放器的其它部件提供一个安装平台，包括左侧安装支撑板1、右侧安装支撑板8、四根支撑杆19、两根限位导向杆21及两根固定安装梁20，在左侧安装支撑板1和右侧安装支撑板8上分别沿径向均布了具有相同尺寸的六对沉头孔23， 其中的四对沉头孔23之间安装了四根等长度的支撑杆19，另两对沉头孔23之间安装了两根限位导向杆21，这两根限位导向杆21相邻设置，四根支撑杆19和两根限位导向杆21各自的两端由左侧安装支撑板1和右侧安装支撑板8上的沉头孔外侧旋入螺钉连接紧固。为了便于缆绳释放器向水下机器人上搭载，在左侧安装支撑板1和右侧安装支撑板8的下端对称开有两对相同尺寸的通孔对，在两对通孔M之间安装了两根固定安装梁20，固定安装梁20的两端也通过旋入螺钉连接紧固，固定安装梁20位于四根支撑杆19和两根限位导向杆21的下方。在左侧安装支撑板1和右侧安装支撑板8的中心孔上分别通过螺钉固装有水下轴承2，水下轴承2采用酚醛树脂材料制成，可以提高其耐磨性和耐海水腐蚀性。旋转部件包括左侧旋转轴3、卷筒组件7及右侧旋转轴9，卷筒组件7的主要作用是储存待释放的缆绳22，卷筒组件7的左右两侧分别与左侧旋转轴3的一端及右侧旋转轴 9的一端通过外六角螺栓固接，左侧旋转轴3的另一端及右侧旋转轴9的另一端分别与左侧安装支撑板1和右侧安装支撑板8上的水下轴承2连接，可以实现卷筒组件7相对于支撑框架的旋转运动，以便将缠绕在卷筒组件7上的缆绳22由外层向内层释放出去。右侧旋转轴9的另一端由右侧安装支撑板8穿出，连接有转动手柄10。缆绳22的一端与卷筒组件7的卷轴相连，另一端一圈挨一圈由内向外一层一层地缠绕于卷筒组件7的卷轴上；缆绳22的另一端为引出端，与弹簧挂钩连接。缆绳释放拉力调节部件包括制动轮5、制动带6、拉伸弹簧15、弹簧拉伸调节件16、 销轴17及基座连接件18，左侧安装支撑板1底部内侧固接有水平底板27，弹簧拉伸调节件 16与基座连接件18分别通过标准件安装在水平底板27上，其中弹簧拉伸调节件16的高度可调。制动轮5通过传动键4安装在左侧旋转轴3上，制动轮5的一侧通过旋转轴上的轴肩定位，另一侧通过轴用弹性挡圈沈限位。制动带6的一端与拉伸弹簧15的一端相连，拉伸弹簧15的另一端与弹簧拉伸调节件16连接，以此形成制动带6的松端，制动带6的另一端绕过制动轮5接至基座连接件18，以此形成制动带6的紧端；制动带6与制动轮5相抵接，通过事先调节拉伸弹簧15的预拉伸量使制动带6和制动轮5之间由摩擦作用而产生的制动力矩发生变化，以此实现缆绳释放拉力的可调节功能。制动轮5的边缘在轴向截面上为凹形，制动带6位于凹形两边的凸起之间，制动轮5两边的凸起可以防止制动带6滑出， 提高部件工作的可靠性。缆绳防窜动部件包括导向滑动块11、导向支撑板12、缆绳导向板13及橡胶板14， 其中橡胶板14与导向支撑板12上下设置、两端分别固接有导向滑动块11，两个导向滑动块11分别套设在两根限位导向杆21上、与限位导向杆21组成滑动副，在缆绳释放过程中缆绳22会沿着卷筒组件7的轴向往返运动，导向滑动块11与限位导向杆21组成的滑动副可以使缆绳防窜动部件也沿着卷筒组件7的轴向方向往返滑动，保证了缆绳释放的顺畅性；缆绳导向板13固定在导向支撑板12与橡胶板14之间；在导向支撑板12、缆绳导向板 13及橡胶板14的中间位置分别开有长条状开口 25，导向支撑板12及缆绳导向板13上的长条状开口 25的宽度大于缆绳22的直径，使缆绳22与导向支撑板12和缆绳导向板13之间无摩擦阻力作用，橡胶板14上的长条状开口 25的宽度小于缆绳22的直径，使缆绳22通过时有一定的摩擦阻力产生。缆绳22的另一端(带有弹簧挂钩的一端)由各长条状开口 25引出，由于橡胶板14上的长条状开口 25的宽度小于缆绳22的直径，在摩擦阻力的作用下，可以防止已释放出的缆绳窜回，保证了未释放缆绳排列的有序性；所述两根限位导向杆 21上分别设有一对轴用弹性挡圈26，对缆绳防窜动部件的滑动起到机械限位的作用，保证缆绳防窜动部件不会和转动状态的卷筒组件7接触，保证了部件工作的安全性。支撑框架上的四根支撑杆19与卷筒组件7两侧的圆形侧板之间的径向间隙及两根限位导向杆21与卷筒组件7两侧的圆形侧板之间的径向间隙小于缆绳22的直径，以此实现既不干涉卷筒组件7的转动，又能保证待释放部分的缆绳的活动范围始终处于卷筒组件7的两侧圆形侧板之内，增强缆绳释放器工作的安全性。缆绳释放器上的所有元件都考虑了其耐海水腐蚀的能力，要么选用耐腐蚀的材料，要么对材料进行一定的化学处理，例如对铝制元件进行阳极化处理，以此提高缆绳释放器整体的使用寿命。缆绳22采用迪尼玛缆绳，其具有抗磨性极好和吸水性极低的特点。本发明的工作原理为本发明为一种无动力的缆绳释放器，其工作过程分为缆绳释放和缆绳缠绕两个过程；缆绳释放的动力完全来源于水下机器人上浮的浮力，缆绳缠绕依靠转动手柄10人为进行，而且转动手柄10仅供缆绳缠绕时使用，缆绳释放作业时不需转动手柄10。水下打捞作业前可根据作业的要求，通过调节和弹簧拉伸调节件16相关联的标准件改变拉伸弹簧15的预拉伸量，以此提供不同的制动力矩来调节缆绳22的释放拉力。随后用吊带通过两根固定安装梁20将缆绳释放器整体捆绑于水下机器人的侧舷框架上，缆绳22的引出端和弹簧挂钩拴系一起，并由水下机器人的机械手夹持弹簧挂钩。当水下机器人下潜并找到沉物后，通过机械手将弹簧挂钩挂接于沉物上，机械手松开弹簧挂钩并收回。 随着水下机器人的不断上浮，缆绳22会处于拉紧的状态，这样当缆绳的牵引力矩大于制动带6和制动轮5之间由摩擦作用而产生的制动力矩时，旋转部件就会在缆绳牵引力矩的作用下相对于支撑框架转动；与此同时，在缆绳防窜动部件的配合下，缆绳22就会由外层向内层有序顺畅地释放出去。待水下机器人上浮到水面后，就可以通过已释放的缆绳22实现水面母船和沉物的连接。作业结束后，调节和弹簧拉伸调节件16相关联的标准件使拉伸弹簧15处于自由状态，以此消除制动带6和制动轮5之间由摩擦作用而产生的制动力矩。与此同时，拆下缆绳防窜动部件中间的四组标准件以及缆绳导向板13，以使缆绳可以从导向支撑板12、缆绳导向板13、橡胶板14的交替长条状开口 25处脱出。然后将转动手柄10和右侧旋转轴9连接，通过人为手动旋转转动手柄10，以此带动整个旋转部件以相反于缆绳释放时的转动方向转动，便可在没有制动力矩和摩擦阻力的情形下，快速完成缆绳的再次缠绕；此过程不需要拆除缆绳释放器的任何支撑杆，更不需要将缆绳释放器整体从水下机器人上卸下，提高了打捞作业的效率。本发明的缆绳释放拉力调节部件及转动手柄10的安装位置也可互换，即缆绳释放拉力调节部件可安装在右侧，而转动手柄10侧安装在左侧，这样的前提是左侧旋转轴3 与右侧旋转轴9互换。
权利要求
1.一种水下打捞用缆绳释放器，其特征在于包括支撑框架、卷筒组件(7)及缆绳 (22)，其中卷筒组件(7)可转动地安装在支撑框架上，缆绳0 的一端与卷筒组件(7)的卷轴相连，另一端一圈挨一圈由内向外一层一层地缠绕于卷筒组件(7)的卷轴上；所述缆绳02)的另一端为引出端，与弹簧挂钩连接。
2.按权利要求1所述的水下打捞用缆绳释放器，其特征在于所述支撑框架包括左侧安装支撑板(1)、右侧安装支撑板(8)及位于左侧安装支撑板(1)和右侧安装支撑板(8)之间的支撑杆(19)和限位导向杆(21)，卷筒组件(7)位于左侧安装支撑板(1)和右侧安装支撑板(8)之间，卷筒组件(7)的两侧均安装有旋转轴，两个旋转轴的另一端分别通过水下轴承( 与左侧安装支撑板(1)及右侧安装支撑板(8)相连接。
3.按权利要求2所述的水下打捞用缆绳释放器，其特征在于所述卷筒组件(7)其中一侧安装的旋转轴的另一端由该侧的安装支撑板穿出，连接有转动手柄(10)。
4.按权利要求2所述的水下打捞用缆绳释放器，其特征在于所述卷筒组件(7)其中另一侧安装的旋转轴上键连接有制动轮(5)，制动轮( 上设有制动带(6)；在制动轮(5) 的下方设有固接在该侧安装支撑板上的水平底板(27)，水平底板(XT)上分别设有基座连接件(18)及高度可调的弹簧拉伸调节件(16)，所述制动带(6)的一端与拉伸弹簧(15)的一端相连，拉伸弹簧(1 的另一端与弹簧拉伸调节件(16)连接，制动带(6)的另一端绕过制动轮(5)接至基座连接件(18)，制动带(6)与制动轮(5)相抵接。
5.按权利要求4所述的水下打捞用缆绳释放器，其特征在于所述制动轮(5)的边缘在轴向截面上为凹形，制动带(6)位于凹形两边的凸起之间。
6.按权利要求4所述的水下打捞用缆绳释放器，其特征在于所述制动轮(5)的一侧通过旋转轴上的轴肩定位，另一侧通过轴用弹性挡圈06)限位。
7.按权利要求2所述的水下打捞用缆绳释放器，其特征在于所述限位导向杆为两根，在两根限位导向杆之间设有可沿限位导向杆轴向往复移动的缆绳防窜动部件， 缆绳0 的另一端由缆绳防窜动部件引出，缆绳防窜动部件与缆绳0 之间存在防止缆绳窜回的摩擦阻力。
8.按权利要求7所述的水下打捞用缆绳释放器，其特征在于所述缆绳防窜动部件包括导向滑动块(11)、导向支撑板(12)、缆绳导向板(13)及橡胶板(14)，其中橡胶板(14)与导向支撑板(1 上下设置、两端分别固接有导向滑动块(11)，两个导向滑动块(11)分别套设在两根限位导向杆上、与限位导向杆组成滑动副，缆绳导向板(13)固定在导向支撑板(1 与橡胶板(14)之间；在导向支撑板(12)、缆绳导向板(1 及橡胶板(14) 上分别开有长条状开口(25)，所述缆绳02)的另一端由各长条状开口 05)穿出；所述两根限位导向杆上分别设有一对轴用弹性挡圈06)。
9.按权利要求8所述的水下打捞用缆绳释放器，其特征在于所述导向支撑板(12)及缆绳导向板(13)上的长条状开口 05)的宽度大于缆绳02)的直径，橡胶板(14)上的长条状开口(25)的宽度小于缆绳02)的直径。
10.按权利要求2所述的水下打捞用缆绳释放器，其特征在于所述支撑杆(19)为四根，限位导向杆为两根，四根支撑杆(19)与卷筒组件(7)两侧的圆形侧板之间的径向间隙及两根限位导向杆与卷筒组件⑵两侧的圆形侧板之间的径向间隙小于缆绳 (22)的直径；在四根支撑杆(19)和两根限位导向杆的下方设有两根便于向水下机器人搭载的固定安装梁00)。
全文摘要
本发明涉及水下机器人进行深海打捞作业的设备，具体地说是一种无动力的水下打捞用缆绳释放器，包括支撑框架、卷筒组件及缆绳，其中卷筒组件可转动地安装在支撑框架上，缆绳的一端与卷筒组件的卷轴相连，另一端一圈挨一圈由内向外一层一层地缠绕于卷筒组件的卷轴上；所述缆绳的另一端为引出端，与弹簧挂钩连接。本发明缆绳的一端与卷筒组件的卷轴相连，另一端一圈挨一圈由内向外一层一层地缠绕于卷筒组件的卷轴上，可以从缆绳释放器中有序顺畅的释放，而且释放过程不存在缆绳塌陷和螺旋圈，提高了缆绳释放器的工作安全性、可靠性以及再次缠绕缆绳的便易性。
文档编号B63C11/48GK102485588SQ201010572228
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者任福琳, 何立岩, 何震, 孙天俊, 孙斌, 高世阳, 高云龙 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所