一种电动遥控式海上仪器布放机构的制作方法

文档序号:15130357发布日期:2018-08-08 09:23

本实用新型涉及海洋挂钩布放技术领域,特别是一种电动遥控式海上仪器布放机构。



背景技术:

21世纪是海洋的世纪,面对人口膨胀,陆地资源短缺,生态环境恶化以及气候变化等一系列关系人类生存与发展的问题,海洋的重要性越实用新型显。加强海洋与全球变化、海洋环境与生态的研究,做好海洋保护,并推动海洋能源、资源的可持续开发与利用是人类拓展生存空间,维系生存与发展的必然选择。世界已经刮起了“海洋热潮”,并大踏步的在向深远海进军。建设一个海洋科技先进、海洋经济发达、海洋生态环境健康、海洋综合国力强大的海洋强国已是我们的国家战略。

海洋科学是一门以现场观测为最基本要求的科学,在海洋特别是深海领域的现场观测需要发展独特的技术和方法,海洋科学探索是发展海洋技术最初的动力。上个世纪70年代,由于深海探测及运载平台技术的发展,发现了深海热液循环和依靠海底热液供给的化学能维持生存的深海极端生物种群,对传统的生物学理论提出了挑战,为地球生命的起源、演化提供了新的重要线索,带来了地球科学和生命科学的重大革命。目前,人类对于海洋这一最有望支持人类可持续发展的重要区域还知之甚少,如海洋环境与全球变化、海洋与生命起源、以及深海环境等重大问题,都处在研究的初始阶段。而对这些问题的深入研究很大程度上依赖海洋观测技术的发展。因此剖析海洋现象,探求海洋奥秘,发现科学规律,推动海洋科学进步,已成为海洋观测技术发展的澎湃动力。

因此为确保我国的海洋战略,近十几年我国持续开展了一系列海洋科考活动,为实现海上科学问题的现场性、持续性、精确性探测,需在海上现场布放一定数量的海洋探测、监测仪器,如潜标系统、浮标系统、着陆器、定位信标、通讯信标等设备,由于受海况影响,海上作业较为困难,目前海上布放上述海洋设备主要是采用人工布放形式,船用折臂吊机连接一个机械式释放机构,机械式释放机构与需要布放的海洋设备连接,折臂吊将释放机构、海洋设备吊放至水面上,人工触发机械式释放机构,实现布放。上述布放形式受海况影响极大,同时由于机械式释放机构在触发前处于自由活动状态,且动力模块与控制模块的连接处易产生弯曲形变,造成危险事故。



技术实现要素:

本实用新型的目的是解决我国大洋科考中海上布放着陆器、潜标、浮标等重型仪器装备难度大、布放风险性高、自动化程度少、工作效率低等难点问题,设计了一种电动遥控式海上仪器布放机构。

实现上述目的本实用新型的技术方案为,一种电动遥控式海上仪器布放机构,包括支架,还包括设置在支架上的执行模块、动力模块以及与动力模块连接的无线控制模块;所述执行模块包括一吊钩、一斜置的L型杠杆和转动支点,所述吊钩通过自身的销轴设置在支架上,每个吊钩夹持端的外侧设有与L型杠杆水平部和垂直部夹角所在的内侧平面相配合的相交定位面,所述L型杠杆水平部的端部向下,L型杠杆垂直部与设置在支架上的转动支点旋转配合,L型杠杆垂直部的端部设有动力模块。

进一步的,所述动力模块包括一动力杆和弧形顶块,所述弧形顶块的底端与动力杆连接,弧形顶块顶端的弧形面与L型杠杆的端部底面配合。

更进一步的,所述L型杠杆的端部底面为平面,弧形顶块与L型杠杆线配合。

更进一步的,所述L型杠杆的端部底面为弧形面,弧形顶块与L型杠杆面配合。

再更进一步的,所述动力模块还包括与无线控制模块连接的蜗轮,所述动力杆为螺杆,螺杆的下方与蜗轮连接。

再更进一步的,所述动力模块还包括与无线控制模块连接的动力气缸,所述动力杆与动力气缸的伸缩端连接。

进一步的,所述动力模块包括上凸轮、下凸轮和大齿轮;所述上凸轮和下凸轮分别设置在L型杠杆的上下两侧且上凸轮和下凸轮分别与L型杠杆线配合,所述上凸轮的转轴上设有上传动齿轮,下凸轮的转轴上设有下传动齿轮,所述大齿轮同时与上传动齿轮和下传动齿轮啮合,所述大齿轮的转轴与旋转电机相连。

进一步的,所述支架的材料是优质高强度合金钢。

进一步的,所述L型杠杆与吊钩连接部位的外侧设有加强块。

进一步的,所述支架的顶端设有吊环。

利用本实用新型的技术方案制作的一种电动遥控式海上仪器布放机构,其有益效果是:本申请重点进行了机械结构设计,采用了杠杆式机构驱动、主动式释放机制设计,有电机带动蜗轮蜗杆减速器实现微小力控制重型吊载力和旋转电机带动上、下凸轮实现微小力控制重型吊载力两种方案;该装置采用了远程红外遥控触发,解放人工触发带来的危险性和失败率,保证了人机工程学安全;该装置触发机构采用了机械自锁设计,保证了海上作业安全,相对于以往机械式释放机构具备触发冗余度高,具备两套独立触发释放能力,保证成功率;同时整套装置采用通用性、模块化组装,在海上可进行任意的拆装、组装,实现海上复杂恶劣环境下工作的顺利完成,可实现大批量加工,具有制造简单,生产成本低、安装简便、效率高效、安全可靠。

附图说明

图1是本申请布放机构的结构示意图;

图2是本申请执行模块和动力模块的原理示意图;

图3是图2的主视图。

图4是实施例4的结构示意图;

图5是图4的后视图。

以上各图中,1、支架;2、执行模块;21、吊钩;22、销轴;23、L型杠杆;24、转动支点;3、动力模块;31、动力杆;32、弧形顶块;33、蜗轮;34、上凸轮;35、下凸轮;36、大齿轮;37、上传动齿轮;38、下传动齿轮;4、吊环。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如下:

实施例1

本申请针对复杂多变、高温、高盐、高湿等海上作业情况特点及海上仪器设备布放需求。采用了模块化设计原理,整套装置由三大子模块组成,每个模块具由结构复杂的机构组合而成,各个子模块均可实现海上组装与更换,同时也可以根据任务功能不同换装不同模块。具体的,一种电动遥控式海上仪器布放机构,如图1所示,包括支架1,还包括设置在支架1上的执行模块2、动力模块3以及与动力模块3连接的无线控制模块(图未示)。

执行模块2包括一吊钩21、一斜置的L型杠杆23和转动支点24。吊钩21通过自身的销轴22设置在支架1上,吊钩21的左右活动臂可以绕着销轴22旋转运动以夹取或者布放悬挂的吊装,该销轴22具备被动的承重作用。

L型杠杆23水平部和垂直部相交处的夹角所在的内侧平面与每一个吊钩21夹持端的外侧相配合,形成一个相交定位面,该相交定位面形成了两个相交的自由度,其既能够保证吊钩21不打开,也能够保证其不继续合拢,以使其维持固定形态。L型杠杆23水平部的端部向下,L型杠杆23垂直部与设置在支架1上的转动支点24旋转配合,形成一个倒置的可旋转的L型杠杆23,在L型杠杆23垂直部的端部设有动力模块3。

动力模块3包括一动力杆31和弧形顶块32,弧形顶块32的底端与动力杆31连接,弧形顶块32顶端的弧形面与L型杠杆23的端部底面配合,L型杠杆23的端部底面为平面,弧形顶块32与L型杠杆23线配合。当动力杆31向上运动时,L型杠杆23围绕着转动支点24运动,通过L型杠杆23的水平部将吊钩21打开,以布放机构。需要重点说明的是该弧形顶块32的设计,其设计成弧形,是为了防止L型杠杆在转动时,动力杆31发生旋转运动,损坏装置。

本实施例中,动力模块3还包括与无线控制模块连接的蜗轮33,动力杆31为螺杆,螺杆的下方与蜗轮33连接。

无线控制模块传递给电机一个模拟量信号,电机上电启动,电机转动带动蜗轮蜗杆减速器转动,并将水平向的旋转运动转变垂直向的螺杆上下运动,螺杆与L型杠杆23通过弧形顶块32连接在一起,螺杆产生向上动作顶起触发L型杠杆23转动,从而主动将左右钩的挡铁打开,实现左右释放吊钩21的开启和封闭,完成释放。

另外,支架1采用优质高强度合金钢(316L)加工而成,根据不同需求,通过调整钢材厚度满足500-5000kg吊装能力的需求;L型杠杆23与吊钩21连接部位的外侧设有加强块,提高控制端的连接强度;支架1的顶端设有吊环4,方便释放吊装。

工作流程:

布放前一天,完成装置的组装,检查各个机构是否活动正常,无卡死问题。布放前将顶部吊钩与L型杠杆连接,并确保安全;通过无线控制器启动电源,电机动作,确保蜗轮蜗杆减速机构有效,并使得螺杆与杠杆、随动处于机械自锁状态,从而完成了触发随动挡销转动限位及触发L型杠杆限位,此时垂直面的吊钩左右触发臂完成了收缩,共同组成了底部吊装钩,将需要布放的海洋仪器设备通过一根缆绳连接于吊装钩处。

布放过程,折臂吊启动工作,开始提高吊装,将海洋设备吊装至水面上1-2米处(视海况情况),准备妥当后,按下无线控制器触发按钮,无线控制模块收到命令信号,控制器给独立电源一个模拟量信号,控制电源开启与关闭,电源开启时,电机上电启动,电机转动带动蜗轮蜗杆减速器转动,并将水平向的旋转运动转变垂直向的螺杆上下运动,螺杆顶端的弧形顶块与杠杆连接在一起,带动L型杠杆动作,触发随动挡销,从而实现左右释放吊钩的开启和封闭,完成释放。

实施例2

与实施例1不同的是,本实施例中,L型杠杆23的端部底面为弧形面,弧形顶块32与L型杠杆23面配合。面配合的稳定性更强,但是加工精度要求较大,生产成本高。

实施例3

与实施例2不同的是,本实施例中,动力模块3还包括与无线控制模块连接的动力气缸,动力杆31与动力气缸的伸缩端连接。通过动力气缸来控制动力杆31的上下运动。

实施例4

与实施例1不同的是,如图4、图5所示,本实施例中,动力模块3包括上凸轮34、下凸轮35和大齿轮36;上凸轮34和下凸轮35分别设置在L型杠杆23的上下两侧且上凸轮34和下凸轮35分别与L型杠杆23线配合,上凸轮34的转轴上设有上传动齿轮37,下凸轮35的转轴上设有下传动齿轮38,大齿轮36同时与上传动齿轮37和下传动齿轮38啮合,大齿轮36的转轴与旋转电机相连。利用旋转电机来带动大齿轮26旋转,进而通过啮合来控制上凸轮34和下凸轮35旋转,可以发现,上凸轮34和下凸轮35逆向旋转,然后L型杠杆23在两个凸轮的作用下发生旋转运动,根据实际情况,也可以只留下凸轮而省去上凸轮。在使用时,控制旋转电机使L型杠杆23上下移动,该凸轮设计,其啮合位置发生不停的变化,进而控制L型杠杆23的转动。

以上参考了优选实施例对本实用新型进行了描述,但本实用新型的保护范围并不限制于此,在不脱离本实用新型的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来,且不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的。因此,任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本实用新型的保护范围内。

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