一种水下外置式自释放姿态调节装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种适应UUV携带设备的姿态调整的水下外置式自释放姿态调节装置。本发明装置按照功能分为基体、动作机构、分离机构、防转机构调节机构等。将本装置安装于UUV需要携带的设备上，UUV到达预定地点，实施释放后，装配了姿态调节装置的设备在水中自行运动，到达预定深度后，姿态调节装置自动与设备分离，不影响设备后续工作过程，姿态调节装置完成使命。本发明具有释放可靠性高、结构组合简单紧凑、操作方便、使用灵活等优点。
【专利说明】—种水下外置式自释放姿态调节装置
【技术领域】
[0001]本发明属于水下施放设备【技术领域】，具体涉及一种水下外置式自释放姿态调节装置。
【背景技术】
[0002]无人潜航器(UUV)最早出现于20世纪60年代。在发展初期，UUV主要用于进行深水勘探、沉船打捞、水下电缆铺设及维修等民用领域，后逐步开展了水下环境探测等应用。
[0003]按照航行控制方式的不同，UUV可以分为两大类:一类是有缆UUV，又称为水下遥控运载工具(Remotely Operated Vehicle, ROv);另一类是无缆UUV,又称为水下自主式无人运载工具(Autonomous underwater vehicle, AUv), AUv 代表了 UUV 的发展方向。
[0004]作为一种新兴的无人水下运载平台，UUV可以根据需要，进行远程布放，长期潜伏在预定海域。由于其自身背景噪声低，对携带的仪器设备探索目标时发出的信号扰动极小，有利于对海洋环境探测。UUV作为自主平台，具有智能性、长期性、隐蔽性、高性能和可回收的优点。UUV可作为布放平台，也可以用于发射自带动力航行装置。
[0005]水下探测设备在水中工作时，尤其是外形尺寸比较大(IOm以内)的设备，为保证其探测系统的工作有效性，一般在轴向方向上遍布各种传感器，而且大多数其质、浮心位置并不重合，设备在水中水平布防后，依据其质、浮心距，会产生转矩，进而使设备直立于水底，这样的特点就造成了设备的质量在整体上具有不均匀性。UUV携带的设备，一般为长圆柱型，外形简单，符合水中流体动力特性，所以UUV携带此类设备时，一般采用水平横置式，SP水平横置在UUV两侧或腹中，这样就产生了不可避免的问题:在水中，由于这些设备自身存在转矩，必须想办法消除这样的转矩，才方便UUV携带，使UUV在航行过程中，保持平稳姿态，有利规划UUV的航路及使命的完成。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种水下外置式自释放姿态调节装置，该调节装置能够不破坏设备本身的外形结构的情况下，在需要调节姿态的位置设置一接口，即可完成对设备的水中姿态调整，而且根据设备所需要的姿态变化程度，姿态调节装置的质量可调，使之可以适应多型设备的姿态调整需求。
[0007]为了实现上述目的，本发明的技术方案是将姿态调节装置设计成为一个与UUV携带的设备的外圆直径相同的带中心孔的圆柱台结构，但圆柱台结构不是整体，而是将圆柱台结构分为三个瓣块，其中两个瓣块通过弹簧箍带与第三个瓣块连接成一个整体圆柱台，在第三个瓣块上，装配有一电磁铁，电磁铁的轴通过压杆压制弹簧箍带，在电磁铁轴的作用下，弹簧箍带不能运动，第三个瓣块上还装配有一个可以根据预先设置动作水深动作的分离机构，分离机构内有供电磁铁轴运动的电源，当到达预定深度后，分离机构动作后，电源与电磁铁联通，电磁铁轴运动，解除对压杆的压制，压杆在弹簧箍带的弹性作用下外翻，翻至一定角度后，压杆与弹簧箍带间解除约束，箍带继续外翻，被箍带固定的两个瓣块掉落，第三个瓣块在自身重力的作用也离开设备，完成姿态调节装置与设备的分离。瓣块上装有供调节瓣块质量的调节重块，可以依据设备需要调节的重量，进行预先装配。
[0008]本发明的优点和有益效果在于:
[0009]—、本发明通过基体、动作机构、分离机构、防转机构、调节机构形成一个独立的联动机构，可自适应UUV携带的设备的姿态调节需求，并自行释放，与设备实现分离；本发明为相对独立机构，可通过调整接口转接杆安装接口、分离块直径、电磁铁大小、调节重块的质量等接口形式及尺寸满足各种UUV携带的设备的姿态调节需求。
[0010]二、本发明的主要特点一为操作简单，不需要特殊的工装或夹具即可完成装配，简化了操作规程，减小了工作强度，有效的完成姿态调节功能；本发明的主要特点之二为结构独立，平时可以单独贮存，使用时只需与设备进行简单的连接，即可实现预定功能；本发明的主要特点之三是自动分离，UUV释放设备后，到达预定的水深范围，姿态调节装置即可自动与设备分离，不影响设备的既定使命；同时本发明具有释放可靠性高(可达99.7%)，结构组合简单紧凑、操作方便、使用灵活等优点。
[0011]三、由于还包括调节机构，所述调节机构主要由调节重块和固定重块组成；在所述分离块A的轴向方向上开有固定重块安装孔，在所述分离块B和分离块C的轴向方向上开有固定重块安装孔和调节重块安装孔，在所述分离块A的固定重块安装孔内安装所述固定重块，在所述分离块B和分离块C的固定重块安装孔安装所述固定重块，在所述分离块B和分离块C的调节重块安装孔内安装调节重块；调节机构调节姿态装置的质量，进而达到调节设备姿态的作用。
[0012]四、由于还包括一个导线盖板，所述导线盖板用于将所述连接水压分离机构与电磁铁相连的导线遮盖；可以保护导线在操作过程中不会被割断。
[0013]五、由于还包括电磁铁挡板，所述电磁铁挡板为圆弧形结构，所述电磁铁挡板与所述分离块A的安装缺口形成弧形过渡配合，将所述电磁铁置于电磁铁挡板内；可以保护电磁铁在操作过程中不会受到外力影响。
[0014]六、由于还包括保险螺钉，在所述分离块A、分离块B和分离块C的外圆周面上开有保险螺钉安装孔，所述保险螺钉安装在所述分离块A、分离块B和分离块C的保险螺钉安装孔内；在非使用状态下，可以通过安装保险螺钉，使分离块A、分离块B、分离块C固定为一体。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1至图4为本发明的结构示意图；
[0016]图5为本发明电磁铁与压杆配合图；
[0017]图6为本发明的内部布置示意图。
[0018]其中，1-分离块A ;2_导线盖板；3_电磁铁；4_保险螺钉安装孔；5_分离块B ;6-弹簧箍带-J-分离块C ；8-水压分离机构；9-电磁铁挡板；10_压杆；11_接口转接杆；12_箍带连接螺栓；13_前部固定轴；14_调节重块；15_固定重块。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0020]如图1至图5所示，本发明具体实施的技术方案是:一种水下外置式自释放姿态调节装置，其特征在于:包括基体、电磁铁3、动作机构、水压分离机构8、防转机构；
[0021]其中，所述基体主要由分离块Al、分离块B5和分离块C7组成；所述分离块Al、分离块B5和分离块C7组装在一起形成带有中心孔的圆柱台结构，在该圆柱台结构的内圆周面上沿周向方向开有梯形槽，在该圆柱台结构的外圆周面上沿周向方向开有安装槽；在所述分离块Al的安装槽底面上设有连接块和两个支架，所述两个支架为对称设置；在所述分离块Al的外圆周面的一侧开有电磁铁安装缺口，
[0022]所述动作机构主要由弹簧箍带6、压杆10、箍带连接螺栓12组成；所述弹簧箍带6的一端为开有圆形安装孔，所述弹簧箍带6的另一端开有矩形安装孔；
[0023]所述防转机构主要由接口转接杆11和前部固定轴13组成；所述接口转接杆11的一端和前部固定轴13的一端对接形成与所述分离块Al、分离块B5和分离块C7组装后内圆周面的梯形槽配合的凸形结构；
[0024]其连接关系在于:所述接口转接杆11和前部固定轴13对接形成的凸形结构安装在所述分离块Al、分离块B5和分离块C7形成圆柱台结构的梯形槽内，所述电磁铁3安装在所述分离块Al的安装缺口上，所述水压分离机构8固定安装在所述分离块Al外圆周面上，所述压杆10与所述分离块Al的两个支架活动连接，所述弹簧箍带6套接在所述分离块Al、分离块B5和分离块C7形成圆柱台结构的外圆周面安装槽内，所述弹簧箍带6带有圆形安装孔的一端通过箍带连接螺栓12固定安装在所述分离块Al的连接块上，所述弹簧箍带6另一端的矩形安装孔穿过压杆10套在分离块Al的两个支架上并通过压杆10压紧，所述压杆10由电磁铁3的吸合轴限位；所述水压分离机构8通过导线与所述电磁铁3连接。
[0025]如图6所示，本发明还包括调节机构，所述调节机构主要由调节重块14和固定重块15组成；在所述分离块Al的轴向方向上开有固定重块安装孔，在所述分离块B5和分离块C7的轴向方向上开有固定重块安装孔和调节重块安装孔，在所述分离块Al的固定重块安装孔内安装所述固定重块15，在所述分离块B5和分离块C7的固定重块安装孔安装所述固定重块15，在所述分离块B5和分离块C7的调节重块安装孔内安装调节重块14。
[0026]本发明还包括一个导线盖板2，所述导线盖板2用于将所述连接水压分离机构8与电磁铁3相连的导线遮盖。
[0027]本发明还包括电磁铁挡板9，所述电磁铁挡板9为圆弧形结构，所述电磁铁挡板9与所述分离块Al的安装缺口形成弧形过渡配合，将所述电磁铁3置于电磁铁挡板9内。
[0028]本发明还包括保险螺钉4，在所述分离块Al、分离块B5和分离块C7的外圆周面上开有保险螺钉安装孔，所述保险螺钉4安装在所述分离块Al、分离块B5和分离块C7的保险螺钉安装孔内。
[0029]按照UUV需要携带的设备需要调节的质量，装配调节重块14的数量，直至满足要求，然后将三个分离块先合拢在一起，用保险螺钉4通过保险螺钉安装孔将分离块Al、分离块B5和分离块C7固定为一体，将电磁铁3用螺钉固定在分离块Al上，箍带连接螺栓12通过弹簧箍带6上的箍带轴径向孔，与分离块Al连接，弹簧箍带6另外一端开口处穿过压杆10，压杆10内翻，直至将弹簧箍带轴6与压杆10接触的轴压在压杆10于分离块Al之间，电磁铁3通电，电磁铁3轴内缩，继续使压杆10向内翻，直至压杆10越过电磁铁轴，电磁铁3断电，电磁铁3轴复位，将压杆10挡在电磁铁轴的内侧，将水压分离机构8安装于分离块Al上，水压分离机构8上伸出的导线通过水密接插件与电磁铁3的导线连接，将导线用导线盖板2盖住，随后，将接口装接轴11与UUV需要携带的设备进行连接，然后将上述已经装配好的机构套入接口转接轴11上，调整机构的角度，以使水压分离机构8处于设备需要的角度位置上，然后将前部固定轴13用螺钉及定位销与接口转接杆11完成连接，装置装配到设备上，卸掉保险螺钉，继续旋紧箍带调节螺栓12，使分离块完全抱拢成一个圆柱体，而后进行设备与UUV的对接，对接完毕后，UUV执行规划，到达预定区域后，UUV释放设备，设备保持水平姿态下沉，到达预定深度后，水压分离机构8动作，接通电磁铁3电源，电磁铁3轴内缩，接触电磁铁3轴对压杆10的约束，压杆10在弹簧箍带6的弹性作用下向外侧翻转，翻转至一定角度后，箍带与压杆之间分离，分离块B5、C7在自身重力作用下从设备上分离，分离块Al随即也在自身重力作用下从设备分离，整个实施过程完毕。
[0030]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种水下外置式自释放姿态调节装置，其特征在于:包括基体、电磁铁(3)、动作机构、水压分离机构(8)、防转机构； 其中，所述基体主要由分离块A (I)、分离块B (5)和分离块C (7)组成；所述分离块A(I)、分离块B (5)和分离块C (7)组装在一起形成带有中心孔的圆柱台结构，在该圆柱台结构的内圆周面上沿周向方向开有梯形槽，在该圆柱台结构的外圆周面上沿周向方向开有安装槽；在所述分离块A (I)的安装槽底面上设有连接块和两个支架，所述两个支架为对称设置；在所述分离块A (I)的外圆周面的一侧开有电磁铁安装缺口， 所述动作机构主要由弹簧箍带(6)、压杆(10)、箍带连接螺栓(12)组成；所述弹簧箍带(6)的一端为开有圆形安装孔，所述弹簧箍带(6)的另一端开有矩形安装孔； 所述防转机构主要由接口转接杆(11)和前部固定轴(13 )组成；所述接口转接杆(11)的一端和前部固定轴(13)的一端对接形成与所述分离块A (I)、分离块B (5)和分离块C(7)组装后内圆周面的梯形槽配合的凸形结构； 其连接关系在于:所述接口转接杆(11)和前部固定轴(13)对接形成的凸形结构安装在所述分离块A (I)、分离块B (5)和分离块C (7)形成圆柱台结构的梯形槽内，所述电磁铁(3 )安装在所述分离块A(I)的安装缺口上，所述水压分离机构(8 )固定安装在所述分离块A (I)外圆周面上，所述压杆(10)与所述分离块A (I)的两个支架活动连接，所述弹簧箍带(6)套接在所述分离块A (I)、分离块B (5)和分离块C (7)形成圆柱台结构的外圆周面安装槽内，所述弹簧箍带(6)带有圆形安装孔的一端通过箍带连接螺栓(12)固定安装在所述分离块A(I)的连接块上，所述弹簧箍带(6)另一端的矩形安装孔穿过压杆(10)套在分离块A(I)的两个支架上并通过压杆(10)压紧，所述压杆(10)由电磁铁(3)的吸合轴限位；所述水压分离机构(8)通过导线与所述电磁铁(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种水下外置式自释放姿态调节装置，其特征在于:还包括调节机构，所述调节机构主要由调节重块(14)和固定重块(15)组成；在所述分离块A (I)的轴向方向上开有固定重块安装孔，在所述分离块B (5)和分离块C (7)的轴向方向上开有固定重块安装孔和调节重块安装孔，在所述分离块A (I)的固定重块安装孔内安装所述固定重块(15)，在所述分离块B (5)和分离块C (7)的固定重块安装孔安装所述固定重块(15)，在所述分离块B (5)和分离块C (7)的调节重块安装孔内安装调节重块(14)。
3.根据权利要求1或2所述的一种水下外置式自释放姿态调节装置，其特征在于:还包括一个导线盖板(2)，所述导线盖板(2)用于将所述连接水压分离机构(8)与电磁铁(3)相连的导线遮盖。
4.根据权利要求1或2所述的一种水下外置式自释放姿态调节装置，其特征在于:还包括电磁铁挡板(9)，所述电磁铁挡板(9)为圆弧形结构，所述电磁铁挡板(9)与所述分离块A (I)的安装缺口形成弧形过渡配合，将所述电磁铁(3)置于电磁铁挡板(9)内。
5.根据权利要求1或2所述的一种水下外置式自释放姿态调节装置，其特征在于:还包括保险螺钉(4)，在所述分离块A (I)、分离块B (5)和分离块C (7)的外圆周面上开有保险螺钉安装孔，所述保险螺钉(4)安装在所述分离块A (I)、分离块B (5)和分离块C (7)的保险螺钉安装孔内。
【文档编号】B63C11/52GK103863536SQ201410068711
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】宋春明, 聂晓敏, 吕维乐, 谷军, 陈雄洲, 余忠晶 申请人:中国船舶重工集团公司第七一〇研究所