一种潜标的压载固定基座刚性锁定和快速脱离装置的制作方法

说明书

本发明提出一种潜标的压载固定基座刚性锁定和快速脱离装置。能将潜标设备与压载固定基座刚性连接布设、并能通过遥控解锁快速分离的装置和方法。该装置安装在潜标底部的圆盘下盖中或者与潜标设备底部设计为一体；满足潜标在某些特殊的技术要求下，受洋流作用和地质影响发生摆动，干扰潜标内部传感器信号检测的问题。该装置属于海洋探测的机电设备领域。

背景技术：

潜水浮标简称潜标，是一种用于水下监测或水下示位的信号检测设备。除了海洋水下情报监测等军事作用之外，近年来开始广泛用于海底工程设施检测，如海底电缆故障检测、海底石油管道缺陷检测以及渔业、考古、打捞的示位等等。其中潜标的布放回收方式随着工程技术和科学研究需要以及功耗和造价的要求有所不同，因而配套的布放与回收装置和使用方法也有所不同。

目前的潜标布放与回收设备主要技术是：

1.将潜标连接声学释放器，释放器的锁钩加上压载重物，连同潜标沉入海底布放。回收时，用水声信号遥控释放器脱钩抛载上浮。此方式操作简单，适合深海或体积较小的潜标。缺点是水下潜标处于随波逐流的摇曳状态，无法确定水下姿态，给一些特殊要求的传感器探测带来干扰甚至使潜标无法工作。

2.潜标本身设计成密度大于水的重物，利用空心放线浮标与潜标的释放装置连接，回收时首先使空心浮标放线上浮打捞，然后顺着连线回收水下潜标。其优点是位置确定易于寻找，缺点是放线长度限制布放深度。

本

技术实现要素：

本发明的目的是为解决潜标在水下既能不受海流摆动，又能遥控解锁快速回收的问题，例如为用于加速度探测、磁探测和振动探测等不允许水下摆动的潜标提供的一种新型布放回收装置。利用本装置将潜标与压载固定基座刚性锁定连接为一体，避免洋流扰动给潜标传感器检测信号带来的影响。并在解锁回收时利用微量电力触发储能弹簧机构迅速解锁分离。

本发明采用如下技术方案：

1、一种潜标的压载固定基座刚性锁定和快速脱离装置，其主要特征是：该装置由可固定在潜标底部的圆盘下盖(1)、三个互成120度，端头可从圆盘下盖外侧径向伸出的锁销(2)、穿过圆盘下盖圆心轴套的主轴(3)、与主轴下端同轴装配固定的渐开线凸轮(4)、与主轴上端同轴固定的限位凸轮(5)、与限位凸轮啮合的止动卡锁(6)、与主轴同轴装配的，为限位凸轮提供反向恢复力矩的扭簧(7)、能够电控伸缩，卡住止动卡锁的电磁铁(8)、固定整个装置的金属上下盖板(9)、穿在金属上下盖板(9)的限位柱(10)和高密度金属实心铸造的，带有内卡槽的压载固定基座(11)组成。

所述的潜标的压载固定基座刚性锁定和快速脱离装置，其特征还在于：

三个锁销(2)从圆盘下盖(1)内互为120度的径向圆孔里安装；

主轴(3)下端与渐开线凸轮(4)连接固定，装配在圆盘下盖(1)圆心的密封轴套上；

锁销(2)轴线与渐开线凸轮(4)共面装配，锁销(2)的尾部顶在渐开线凸轮(4)的渐开线轮缘上；

主轴(3)的上端同轴装配限位凸轮(5)和扭簧(7)；

将带有圆盘下盖(1)的潜标坐在压载固定基座(11)上方圆形下凹口上，旋转主轴(3)，限位凸轮(5)带动扭簧(7)被扭紧，同时渐开线凸轮(4)将锁销(2)顶出嵌入到压载固定基座(11)的内卡槽里，使装置进入锁定状态；

限位凸轮(5)转到限位角度时，被止动卡锁(6)和电磁铁(8)的衔铁束缚，完成潜标和圆盘下盖与压载固定基座的刚性连接固定；

2、所述的潜标的压载固定基座刚性锁定和快速脱离装置，特征还在于：通过水声遥控信号拉动电磁铁(8)的衔铁，解脱止动卡锁(6)束缚，在扭簧(7)的恢复力下，渐开线凸轮(4)快速回转，三个锁销(2)缩回，潜标和圆盘下盖在浮力作用下，迅速脱离基座。

3、所述的潜标的压载固定基座刚性锁定和快速脱离装置，主轴(3)的下端头部加工成六角形状，便于利用套筒扳手用力旋转锁紧，使扭簧扭紧储能，产生反向恢复力，释放时无需过多消耗电池能量。

4、所述的潜标的压载固定基座刚性锁定和快速脱离装置，限位凸轮(5)的转角由穿在金属上盖板(9)的限位柱(10)确定，准确限定主轴旋转角度和锁销伸出长度。

所述的潜标的压载固定基座刚性锁定和快速脱离装置，为了消除机械间隙影响刚性锁紧，每个锁销(2)内部装有弹簧，确保锁销(2)顶在压载固定基座的内卡槽里，在解锁时有足够的回缩力量，并能防止水下泥沙卡涩。

与现有技术相比，本发明主要有以下优点：

1、通过旋转主轴使渐开线凸轮直接顶出三个锁销，以很大的张力将潜标卡在压载固定基座的内卡槽里，实现漂浮物体与很重的压载固定基座刚性连接而稳定布放在水下，解决了因潜标在洋流下摆动干扰内部传感器稳定探测的问题。

2、采用了耐受海水腐蚀和海洋生物附着的工程塑料圆盘下盖为装置承载主体，可以与潜标下部装配在一起或者直接进行一体化设计。控制端与执行端的高压密封隔离，机电控制机构简单可靠。

3、利用扭簧的扭力储能和恢复力加上止动卡锁的杠杆作用，使电磁铁很小的吸合力即可触发解锁实现快速释放，减小了潜标电池电能的消耗。

附图说明

图1为本发明的整体机械结构侧剖面示意图；

图2为本发明的圆盘下盖底视图；

图3为本发明在锁定状态时的顶视图；

图4为本发明的圆盘下盖与压载固定基座三维示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个优化的具体实施方案做进一步的阐述：

图1为本发明的整体机械结构侧剖面示意图；圆盘下盖为承载各种零件的主体，可以与潜标下部装配在一起或者直接进行一体化设计。

图2为本发明的圆盘下盖底视图，与安装在圆盘下盖中心密封轴套上的主轴下端连接固定的渐开线凸轮，其轮缘顶在三个锁销尾端，当主轴旋转到锁定角度时，三个锁销向外伸出，

如图3为本发明在锁定状态时的顶视图，在处于锁定状态时，止动卡锁的拨杆被电磁铁衔铁限位，束缚了限位凸轮的回转。但如果电磁铁衔铁缩回，止动卡锁解脱，限位凸轮在扭簧的恢复力下会迅速反转解锁。

如图4所示，整个圆盘下盖摆放到压载固定基座上方的圆形下凹口上，在解锁状态下，可以轻易分离，但锁紧后将有足够的张力使潜标嵌在压载固定基座上。实现潜标与压载固定基座的刚性连接。

本发明权利不仅局限于此，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改动为等同变化的等效实施例，但未脱离本发明的技术实质进行的简单修改等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：

技术总结
公布一种将潜标与基座刚性连接、并能通过遥控解锁分离的装置和方法。属于海洋探测机电设备领域。该装置特征为：与潜标设备底部设计为一体；底部下盖内装有三个互成120度，端头可径向伸出的锁销；穿过下盖的主轴；与主轴下端同轴固定的渐开线凸轮；与主轴上端同轴固定的限位凸轮；与限位凸轮啮合的止动卡锁；控制止动卡锁的电磁铁以及带有环形槽的固定基座。布设时潜标放在固定基座上方，旋转主轴锁销端头伸出顶在基座的环形槽内，限位凸轮被电磁铁卡住，潜标与基座固定。通过水声信号拉动电磁铁，渐开线凸轮在扭力下回转，锁销缩回，潜标与基座迅速脱离上浮。本发明解决了防止潜标晃动干扰信号检测问题，利用扭簧动力释放降低能耗。

技术研发人员：王铁流;王瑛;王瑞瑞
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2017.04.11
技术公布日：2017.07.18