一种由深度触发的分离式液压抛载装置的制作方法

本发明涉及水下设备的紧急上浮技术，特别涉及一种由深度触发的分离式液压抛载装置。

背景技术：

目前海洋开发成为我国重要战略之一，我国正在大力发展海洋相关潜航器。各种有人、无人潜航器在运行当中可能出现失控、突遇海水断崖而快速下沉，超过其设计安全深度，对人员安全或者搜集到的信息造成重大损失。

为了解决上述问题，有研究者提出了各种抛载装置，例如公开号为204210719u的专利文献公开了一种水下载人潜航器抛载机构，包括动力单元、安装架、支撑座和销轴，安装架固接在水下载人潜航器的安装平台上，动力单元通过支撑座固定在安装架上，并通过密封罩密封；动力单元的动力输出端与销轴相连，用于带动销轴沿其轴线方向运动。销轴位于安装架的中心孔内，安装架安装有销轴的部分伸出安装平台后与压载的中心孔配合；压载中心孔的内圆周面上加工有弧形槽道，安装架与弧形槽道对应的圆周面上分布有两个以上钢珠槽，每个钢珠槽内放置一颗钢珠；所述销轴的下端为向内收缩的圆锥面；通过钢珠与压载上弧形槽道的配合与分离，实现压载的挂载与释放。

又例如公开号为104015901a的专利文献公开了手动式水下抛载装置，包括穿过水下载人设备舱体壁的套筒，套筒锁紧在舱体壁上，销轴穿过套筒且可转动地支撑在套筒内，套筒与水下载人设备舱体之间、套筒与销轴之间均为水密连接；挂钩锁紧在位于水下载人设备舱体外侧的销轴轴段上，螺栓穿设在挂钩的带有豁口的弯钩部内，压载箱上的吊耳套设在螺栓上，挂钩与吊耳均轴向限位在螺栓上；销轴位于水下载人设备舱体内侧的轴段上固接有连接柄，连接柄另一端可转动地连接有把手，套环可滑动地套接在把手上，套环上设有与连接柄上端外螺纹连接的内螺纹，套环与连接柄螺纹连接时，把手与连接柄的转动连接处位于套环内。

上述的两种都需要人工触发，无法应对特殊的状况，因此设计一款由海洋深度自动触发抛载动作的装置能有效的解决这类问题。而现有的相关抛载装置中存在一些缺点：有的采用电机或者电磁铁触发，能耗大；有的采用电控触发，不够可靠；有的采用爆炸螺栓分离，但爆炸可能对潜航器主体造成损伤，威胁人员或数据安全。

技术实现要素：

本发明提供了一种由深度触发的分离式液压抛载装置，纯机械结构，控制可靠，提高下潜的安全性。

一种由深度触发的分离式液压抛载装置，包括主体连接件和抛载模块，所述抛载模块包括：

抛载安装座；

可拆卸连接单元，安装在抛载安装座上，通过活动连接件与所述主体连接件可拆卸连接；

液体感压单元，包括与水体接触的柔性容器以及填充在所述柔性容器内的液体；

液压驱动单元，安装在抛载安装座上，包括与所述柔性容器连通的液压驱动腔，安装在该液压驱动腔内的活塞以及与活塞连接用于驱动所述活动连接件使可拆卸连接单元与主体连接件分离的动力输出端。

本发明使用时，在水下设备沉至危险水深时，海水压力使液体感压单元中的液体向液压驱动单元流动，液体驱动活塞进而使动力输出端工作，驱动活动连接件使可拆卸连接单元与主体连接件分离。

用海水的压力来完成抛载动作，不需要消耗其余能量，基于环境压力自动触发，全机械机构设计，运行可靠。采用分离式结构抛载，所抛载荷也是部分执行机构，使得结构更加紧凑。抛载动作不会对潜航器主体进行损伤，保证人员或数据安全。

所述可拆卸连接单元的结构可以根据需要进行设定，为了保证有效分离，优选的，所述主体连接件具有沿分离方向延伸的连接凸起，所述可拆卸连接单元包括：

活动插销，滑动安装在所述抛载安装座上且一端倾斜或者垂直分离方向地插入所述连接凸起；

复位弹性件，抵接在所述活动插销的定位块和所述抛载安装座的安装槽底之间；复位弹性件可以是压缩弹簧。

凸轮，转动安装在所述抛载安装座上且表面与所述活动插销一端抵接，所述液压驱动单元的动力输出端锁定凸轮转轴。所述液体感压单元驱动动力输出端解锁。凸轮在周向固定时对径向接触的零部件锁紧可靠；解除凸轮周向固定时，其径向解锁动作可靠；并且具有结构简单等优点。

为了在深海也能进行有效分离，优选的，所述抛载安装座与所述主体连接件之间设有分离腔，所述连接凸起为组成分离腔的至少部分侧壁，所述至少部分侧壁上设有进水孔，所述活动插销插入该进水孔中密封分离腔。当潜航器意外超过安全深度时，活动插销脱出进水孔，从而海水进入分离腔，因为内外压差相等，使抛载模块和主体连接件有效分离。

为了方便制造和安装，优选的，所述分离腔包括：

第一分离面，所述主体连接件的一侧面；

第一环形围边，所述第一分离面抛载向分离方向延伸形成；

第二分离面，所述抛载安装座与所述第一分离面相对的一侧面，所述抛载安装座与所述第一环形围边插接配合。

为了更易抛载，优选的，所述第一环形围边与所述抛载安装座之间的插接面向外倾斜。

优选的，所述第一环形围边与所述抛载安装座之间的插接面向外倾斜的角度为5°～10°。

为了防止出现外物碰液体感压单元触造成误操作，优选的，所述液体感压单元还包括与所述抛载安装座连接的整流罩，所述整流罩上设有通孔，所述液体感压单元安装在该整流罩内。整流罩上加工有通孔，可使得液体感压单元接触海水。优选的，所述液体感压单元为感压油囊。

可以方便地通过调整弹簧初始长度来调整触发抛载的深度，且其结构简单，成本低廉。

优选的，所述液压驱动单元还包括：

固定座，安装在所述抛载安装座上；

弹性件，抵接在所述固定座和所述动力输出端之间；

弹性调节件，用于调节所述弹性件的弹力。

为了方便安装和制造，优选的，所述弹性件为调压弹簧，所述弹性调节件为安装在所述固定座上的调节螺栓。

优选的，所述液压驱动腔设有压差回路。液压油经过差动回路，单杆液压缸无杆腔与有杆腔形成力差，该力与调压弹簧平衡。

本发明的有益效果：

本发明的由深度触发的分离式液压抛载装置利用海水的压力来完成抛载动作，不需要消耗其余能量，基于环境压力自动触发，全机械机构设计，运行可靠；采用分离式结构抛载，所抛载荷也是部分执行机构，使得结构更加紧凑；抛载动作不会对潜航器主体进行损伤，保证人员或数据安全。

附图说明

图1为本发明的由深度触发的分离式液压抛载装置的剖视示意图。

图2为图1在a-a方向的剖视示意图。

图3为图2中b的局部放大图。

具体实施方式

如图1～3所示，本实施例的由深度触发的分离式液压抛载装置包括：作为主体连接件的潜航器连接板1和抛载模块，抛载模块包括：抛载安装座；可拆卸连接单元，安装在抛载安装座上，通过活动连接件与调压弹簧主体连接件可拆卸连接；液体感压单元，包括与水体接触的柔性容器以及填充在调压弹簧柔性容器内的液体；液压驱动单元，包括与调压弹簧柔性容器连通的液压驱动腔，安装在该液压驱动腔内的活塞以及与活塞连接用于驱动调压弹簧活动连接件使可拆卸连接单元与主体连接件分离的动力输出端。

抛载安装座包括：抛载板3和固定安装在抛载板3上的液压系统连接板5，抛载板3和液压系统连接板5之间设有液压系统安装空间并安装有、o型圈4，液压驱动单元安装在该液压系统安装空间内。

本实施例中，液压驱动单元包括：单杆液压缸11，与单杆液压缸11的动力输出端连接的拨叉12，设有差动回路的集成块7，调压螺栓座13，调压弹簧14和调压螺栓15，拨叉12与调压弹簧14抵接，差动回路通过液压堵头8密封。

本实施例中，可拆卸连接单元包括：水平滑动安装在液压系统连接板5上的插销24，抵紧在液压系统连接板5和插销24之间的压缩弹簧25，安装在抛载板3和潜航器连接板1之间的凸轮21，通过平键20传动连接凸轮21的主轴23，两个圆螺母17和两个轴承18；抛载板3和潜航器连接板1之间形成分离腔，分离腔的环形围边由潜航器连接板1向下延伸的第一环形围边和抛载板3插接而成，抛载板3在内侧，插接面向外倾斜5°～10°，主轴23向下延伸至液压系统安装空间内，拨叉12的一端插入主轴23锁紧凸轮21，插销24一端与凸轮21抵紧，另一端插入第一环形围边的销槽中，销槽和插销24之间设有o型圈19，第一环形围边和抛载板3之间还连接有销22做进一步固定；主轴23的另一端设有密封端盖16。

本实施例中，液体感压单元为感压油囊10，安装在液压系统连接板5的下方，感压油囊10通过管接头9与差动回路连接并与单杆液压缸11连通，感压油囊10外安装有整流罩6，整流罩6上设有多个通孔。

本实施例的工作过程如下：

整流罩6上加工有通孔，可使得感压油囊10接触海水。液压油经过差动回路，单杆液压缸11的无杆腔与有杆腔形成力差，该力与调压弹簧14平衡。

在没有抛载时，拨叉12位于主轴23的槽内，使主轴23、凸轮21周向锁紧。凸轮21支撑插销24紧贴抛载板3上，且插销24与潜航器连接板1插接配合，保证抛载板3与潜航器连接板1相连。

当潜航器意外超过安全深度时，感压油囊10油液压力增大，单杆液压缸杆11推动调压弹簧14外伸，使拨叉12拔出。此时，凸轮21失去了周向锁紧力，插销25在海水压力和压缩弹簧25的共同作用下从潜航器连接板中拔出。此时海水进入潜航器连接板1与抛载板3之间的分离腔，使内外压力平衡。由于潜航器连接板1与抛载板3依靠倾斜面配合，且二者失去了轴向夹紧力，实现抛载板3与潜航器连接板1分离，实现抛载。通过调整调压螺栓15可以调定触发抛载压力值。

综上所述，本实施例的由深度触发的分离式液压抛载装置利用弹簧推力能量和海洋压力来完成抛载动作，不需要消耗其余能量。基于环境压力自动触发，全机械机构设计，运行可靠。采用分离式结构抛载，所抛载荷也是部分执行机构，使得结构更加紧凑。抛载动作不会对潜航器主体进行损伤，保证人员或数据安全。完全模块式设计，可适用于多种潜航器。