一种水下释放装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种水下释放装置，该释放装置采用机械原理进行控制，能够有效实现水下设定深度时对重物的自动释放。具体包括触发机构、驱动机构、释放钩和工装壳体。在该释放装置中通过触发杆将触发机构的触发响应传动到驱动机构的弹簧套筒上，进而解除弹簧套筒的约束，在弹簧应力释放过程中，推动弹簧套筒横向运动形成驱动机构的驱动力，驱动释放轴围绕释放轴转轴旋转，使得解脱钩与释放轴脱离，实现释放功能。
【专利说明】
一种水下释放装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种释放装置，具体涉及一种水下释放装置，属于振动噪声测试【技术领域】。
【背景技术】
[0002]水下航行器在高速运行时，水动力噪声是其重要的辐射噪声源，为了应用试验手段验证水下航行器的水动力噪声特性，通常通过试验模型的浅水拖曳和深水上浮两种试验方法进行测试。其中深水上浮试验通过水下释放装置将试验模型和压载配重连接，在一定的水深下，水下释放装置工作，使试验模型和压载配重分离，在模型自身正浮力的作用下，模型加速上浮，以实现模型较高速度下的水动力噪声测试。
[0003]目前，国内外声学释放系统主要由水上机和水下机两部分组成，水上机和水下机通过水声换能器进行通讯。其中水下机主要包括声接收器、耐压壳体、电子处理线路、释放执行机构等；水上机主要包括甲板控制单元、声发射换能器等。水上机发出遥控应答指令，水下机接收到指令后给出一应答信号，水上机通过测量应答信号的时间差来确定水下机距离本机的距离。水下机工作方式多为应答分离方式或定时释放方式。就分离解脱的方式来看，使用较多的是靠伺服电机驱动吊钩旋转至释放角度，依靠锚和分离机构的自重或系于其吊钩上的绳索张力完成分离解脱。这种水下声学释放系统通过声换能器收/发声信号，能够确定水上机和水下机的斜距，但无法对水下机进行精确的定位，因此无法精确控制水下机工作时的深度，同时，由于系统设计复杂，导致价格昂贵，短时测试性价比不高。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种水下释放装置，该释放装置采用纯机械结构形式，能够实现水下设定深度时对重物的自动释放，结构简单且操作方便。
[0005]该水下释放装置包括:工装壳体和位于工装壳体内的触发机构、驱动机构、释放机构；在工装壳体内加工有两个平行的盲孔，分别为活塞安装孔和驱动机构安装孔。所述触发机构包括活塞、传动杆、触发块和触发杆；所述活塞位于活塞安装孔内，使活塞安装孔的一端为封闭的空气腔，另一端与外界贯通；所述传动杆的一端与活塞朝向活塞安装孔开口端的端面相连，另一端与触发块相连，触发块在传动杆上的相对位置可调；所述触发杆通过触发杆转轴安装在工装壳体内部，其一端与触发块配合，另一端用于约束驱动机构；当触发块运动至触发杆所在位置时，使触发杆绕触发杆转轴转动，解除对驱动机构的约束；
[0006]所述驱动机构包括弹簧、弹簧套筒和驱动基座；弹簧套筒位于驱动机构安装孔内，驱动机构安装孔的开口端通过驱动基座封闭。所述弹簧的一端与弹簧套筒的内底面抵触，另一端与驱动基座的端面抵触，弹簧能够推动弹簧套筒在驱动机构安装孔内沿其轴向移动；所述弹簧套筒与触发机构相对的圆周面上加工有与触发杆匹配的约束块，触发杆通过约束块约束驱动机构；当驱动机构处于约束状态下时，弹簧处于压缩状态；在弹簧套筒与释放机构相对的圆周面上加工有与释放机构配合的驱动块。
[0007]所述释放机构包括释放轴和解脱钩，所述释放轴通过释放轴转轴安装在工装壳体内，其一端与弹簧套筒上的驱动块配合，另一端约束悬挂有压载配重的解脱钩。所述解脱钩通过解脱钩转轴安装在工装壳体内，当弹簧套筒上的驱动块带动释放轴绕释放轴转轴转动时，释放轴解除对解脱钩的约束，解脱钩释放压载配重。
[0008]有益效果:
[0009](I)该水下释放装置采用纯机械式结构，设计动作灵活、结构简单可靠、成本低，通过调节触发块在传动杆上的相对位置，能够实现水下设定深度时对压载配重的自动释放。具有结构牢固、可靠性高、锚系安全、操作方便、易于维护、经济性好等优点。
[0010](2)在驱动机构中设置导杆能够保证驱动过程的稳定性。
[0011](3)设置随备的复位杆，用于驱动机构中弹簧的复位操作，能够保证释放装置的重复使用。
[0012](4)在解脱钩释放压载配重的转动方向上设置有限位销，以限制解脱钩的工作角度范围，保证其在可靠释放压载配重的前提下不会转动过大。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为水下释放装置的剖视图(去除工装壳体剖面)；
[0014]图2为弹簧套筒的结构示意图。
[0015]其中:1_工装壳体、2-活塞、3-传动杆、5-触发块、6-盖板、7_触发杆转轴、8_驱动基座、9-弹簧、10-导杆、11-释放轴转轴、12-释放轴、13-触发杆、14-弹簧套筒、15-复位杆、17-限位销、18-解脱钩转轴、19-解脱钩、21-约束块、22-驱动块
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0017]本发明提供一种用于自浮试验的水下释放装置，该释放装置结构简单牢固、操作方便，可实现水下设定深度时对重物的自动释放。
[0018]该释放装置包括触发机构、驱动机构、释放机构和工装壳体I。在使用时，该释放装置安装在自浮试验模型的尾部，为保证自浮试验模型外形结构的流畅，其工装壳体I与自浮试验模型一体化设计，使其外形尺寸与自浮试验模型的外形尺寸匹配。工装壳体I为倒锥形结构，触发机构和驱动机构位于工装壳体I内部相应的安装孔内。工装壳体I采用铝合金制组装件，以保证较小的重量。
[0019]其中触发机构包括活塞2、传动杆3、触发块5和触发杆13，用于提供释放装置触发源。在工装壳体I的端面较大侧加工有垂直于工装壳体I轴线的盲孔(横截面为圆形)，如图1所示；活塞2位于该盲孔内，使该盲孔的一端为封闭的空气腔(腔体A)，另一端与外界贯通。传动杆3的一端与活塞2朝向盲孔开口端的端面相连，另一端螺纹连接触发块5，触发块5为锥形结构，其小端与传动杆3相连。在该盲孔的开口处安装有盖板6，使盲孔与外界贯通的一端形成腔体B ;盖板6上加工有多个透水孔，使腔体B内的气压与外部水压一致。由此，在不同的水深条件下，外部水压和腔体A的气压共同作用于活塞2的两个端面，推动活塞2沿传动杆3的轴向移动，并在不同的水压条件小，形成一个动态的平衡。活塞2与腔体A具有良好的密封性能，以保证腔体A内气体膨胀/压缩过程为稳横过程。当活塞2通过传动杆3推动触发块5移动到一定位置时，触发块5的锥形面与触发杆13匹配。通过调节触发块5在传动杆3上的相对位置(即调节触发块5与触发杆13匹配前所需移动的距离)，可实现设定水深下的触发工作。
[0020]触发杆13为Z型结构，用于将触发机构的触发响应传动到驱动机构的弹簧套筒14上。触发杆13的顶部为斜面结构，与触发块5的锥形外表面吻合，中间为圆柱杆状结构，其底部与驱动机构配合的部分为1/4球体结构。触发杆13通过其重心偏上部位的触发杆转轴7固定在工装壳体I内部，以保证正常工作状态下触发杆13的稳定性。触发杆13根据杠杆原理，当传动杆3带动触发块5沿传动杆3的轴向移动至触发杆13所在位置时，触发块5通过外圆锥面挤压触发杆13的顶部，使其顶端向下移动，相应的引起触发杆13底部向上移动，进而脱离与驱动机构的触点。
[0021]驱动机构包括弹簧9、弹簧套筒14、导杆10、驱动基座8和复位杆15。在工装壳体I内部，触发机构下方加工有垂直于工装壳体I轴线的弹簧套筒安装孔，该安装孔的开口端通过驱动基座8封闭，导杆10同轴安装在弹簧套筒14内，导杆10的端部焊接在驱动基座8上。弹簧9套装在导杆10上，其一端与弹簧套筒14的内底面抵触，另一端与驱动基座8的端面抵触，弹黃9能够推动弹黃套筒14在其安装孔内沿轴向移动。弹黃套筒14的封闭端的上圆周面上加工有与触发杆13匹配的约束块21，当触发杆13底部与约束块21抵触时，弹簧9处于压缩状态，且触发杆13能够保证当其顶部未被触发块5挤压时，其底部始终与约束块21抵触，使弹簧9处于压缩状态。在弹簧套筒14的下圆周面上加工有两个驱动块22，如图2所示，所述驱动块22与释放机构配合。在弹簧套筒安装孔的封闭端加工有过孔，该过孔与工装壳体I上的复位杆安装孔贯通，复位杆15为随备杆件，用于驱动机构中弹簧的复位操作，以保证该释放装置的重复使用。弹簧套筒14在弹簧自由运动过程中起到径向限位作用，驱动基座8对驱动过程中弹簧的变形运动提供固定支撑。
[0022]释放机构包括为释放轴12和解脱钩19，释放轴12和解脱钩19均为L型杆状结构，释放轴12通过位于其竖直部分的释放轴转轴11安装在工装壳体I内部，释放轴12竖直部分的上端卡在弹簧套筒14下圆周面的两个驱动块22之间，当弹簧套筒14轴向移动时，带动其上端移动，进而使释放轴12绕释放轴转轴11转动。解脱钩19通过位于其竖直部分的解脱钩转轴18安装在工装壳体I内部，压载配重挂在解脱钩19的水平部分，释放操作前，解脱钩19的水平部分和释放轴12的水平部分搭接在一起，防止解脱钩19在压载配重的作用下转动绕其转轴转动。在解脱钩19释放压载配重的转动方向上设置有限位销17，以限制解脱钩19的工作角度范围，保证其在可靠释放压载配重的前提下不会转动过大。
[0023]该释放装置的工作原理为:
[0024]首先依据上浮试验模型所需下沉的深度确定触发块5与触发杆13碰触时，触发块5所需移动的距离，然后依据该距离值旋转触发块5调节其在传动杆3上的相对位置，使触发块5位于触发杆13右侧，且触发块5与触发杆13顶部之间的距离为上述确定的距离值。下浮时，整个释放装置位于上浮试验模型的尾部，压载配置悬挂在解脱钩19上，触发杆13底部与弹簧套筒14上的约束块21抵触，使弹簧9处于压缩状态；解脱钩19和释放轴12均处于竖直状态，且其水平部分搭接在一起。
[0025]当上浮试验模型下沉值设定位置时，在腔体A与腔体B压力差的作用下，推动活塞2向左运动。当触发块5移动至触发杆13所在位置时，其锥形面挤压触发杆顶部的斜面，使触发杆13绕其转轴顺时针转动。此时触发杆13底部与弹簧套筒14上的约束块21脱离，即触发杆13释放对弹簧套筒14的约束，弹簧9在变形恢复过程推动弹簧套筒14向左移动，形成驱动机构的驱动力，进而通过驱动块22带动释放轴12绕释放轴转轴11逆时针转动，使解脱钩19与释放轴12脱离。解脱钩19在压载配重作用下，围绕解脱钩转轴18顺时针旋转，从而释放压载配重，上浮试验模型便可在自身正浮力的作用下加速上浮。
[0026]当需要重复使用该释放装置时，只需将复位杆15伸入弹簧套筒安装孔中，推动弹簧套筒14向右运动，使约束块与触发杆13的底部配合即可，使整个释放装置处于约束状态。
[0027]为提高该释放装置动作的灵活性，降低相互间的摩擦力，将触发块5与触发杆13的接触面、触发杆13与约束块21的接触面、释放轴12与解脱钩19的接触面均镀铬，提高表面硬度和光洁度。
[0028]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种水下释放装置，其特征在于，包括:工装壳体(I)和位于工装壳体(I)内的触发机构、驱动机构、释放机构；在工装壳体(I)内加工有两个平行的盲孔，分别为活塞安装孔和驱动机构安装孔； 所述触发机构包括活塞⑵、传动杆⑶、触发块(5)和触发杆(13);所述活塞(2)位于活塞安装孔内，使活塞安装孔的一端为封闭的空气腔，另一端与外界贯通；所述传动杆(3)的一端与活塞(2)朝向活塞安装孔开口端的端面相连，另一端与触发块(5)相连，触发块(5)在传动杆(3)上的相对位置可调；所述触发杆(13)通过触发杆转轴(7)安装在工装壳体(I)内部，其一端与触发块(5)配合，另一端用于约束驱动机构；当触发块(5)运动至触发杆(13)所在位置时，使触发杆(13)绕触发杆转轴(7)转动，解除对驱动机构的约束； 所述驱动机构包括弹簧(9)、弹簧套筒(14)和驱动基座(8);弹簧套筒(14)位于驱动机构安装孔内，驱动机构安装孔的开口端通过驱动基座(8)封闭；所述弹簧的一端与弹簧套筒(14)的内底面抵触，另一端与驱动基座(8)的端面抵触，弹簧(9)能够推动弹簧套筒(14)在驱动机构安装孔内沿其轴向移动；所述弹簧套筒(14)与触发机构相对的圆周面上加工有与触发杆(13)匹配的约束块(21)，触发杆(13)通过约束块(21)约束驱动机构；当驱动机构处于约束状态下时，弹簧(9)处于压缩状态；在弹簧套筒(14)与释放机构相对的圆周面上加工有与释放机构配合的驱动块(22)； 所述释放机构包括释放轴(12)和解脱钩(19)，所述释放轴(12)通过释放轴转轴(11)安装在工装壳体(I)内，其一端与弹簧套筒(14)上的驱动块(22)配合，另一端约束悬挂有压载配重的解脱钩(19);所述解脱钩(19)通过解脱钩转轴(18)安装在工装壳体(I)内，当弹簧套筒(14)上的驱动块(22)带动释放轴(12)绕释放轴转轴(11)转动时，释放轴(12)解除对解脱钩(19)的约束，解脱钩(19)释放压载配重。
2.如权利要求1所述的一种水下释放装置，其特征在于，所述活塞安装孔的开口端安装有盖板￠)，使其与外界贯通的一端形成腔体B ;所述盖板(6)上加工有两个以上透水孔，使腔体B内的压力与外界压力一致。
3.如权利要求1所述的一种水下释放装置，其特征在于，所述触发块(5)为锥形结构，其小端与传动杆(3)相连，触发杆(13)与触发块(5)的配合端为与触发锥(5)的外圆锥面匹配的斜面结构。
4.如权利要求3所述的一种水下释放装置，其特征在于，所述触发块(5)与传动杆(3)螺纹连接。
5.如权利要求1所述的一种水下释放装置，其特征在于，所述弹簧套筒(14)内同轴安装有导杆(10)，导杆(10)的端部与驱动基座⑶固接，所述弹簧(9)套装在导杆(10)上。
6.如权利要求1所述的一种水下释放装置，其特征在于，还包括复位杆(15)，在驱动机构安装孔的封闭端加工有过孔，该过孔与工装壳体(I)上的复位杆安装孔贯通，所述复位杆(15)为随备杆件，释放完压载配重后，通过复位杆(15)推动弹簧套筒(14)，使驱动机构恢复至约束状态。
7.如权利要求1所述的一种水下释放装置，其特征在于，在解脱钩(19)释放压载配重的转动方向上设置有限位销(17)。
【文档编号】B63C11/52GK104149951SQ201410335883
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】刘宏, 曹为午, 郑国垠, 孙国仓, 施卫华, 汪利, 黎雪刚 申请人:中国船舶重工集团公司第七一九研究所