专利名称：一种水下蠕动爬行攻泥装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水下作业工具，具体是应用于水下沉船(艇)打捞过程中攻打千斤洞并带缆的水下作业的一种水下蠕动爬行攻泥装置。
在现有技术中，国内外目前的打捞沉船(艇)时，攻打千斤洞并带缆均由潜水员完成，对潜水员而言，进行水下打洞、穿带千斤缆是一项劳动强度大、效率低且危险性高的一项工作，特别是在深度较大、地质复杂的海区，难度就更高，由此造成水下打洞、穿带千斤缆的工作量占整个沉船(艇)打捞工作的50％以上。因此，水下打洞、穿带千斤缆工作的效率和成败对沉船(艇)打捞的周期、使用经费及成败有很大影响，急需一种针对沉船打捞进行自动攻泥并带缆的水下作业工具，目前国内外尚无有关水下自动攻泥工具的研制及产品报导。
为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种代替潜水员进行水下自动攻泥作业，减轻潜水员的劳动强度，提高沉船(艇)的打捞效率的水下蠕动爬行攻泥装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是由配油盘、前进限位模块、主推进模块、回拉限位模块及攻泥钎头五部分组成，各部分之间通过内置连接螺栓或螺钉连接，依次为攻泥钎头、回拉限位模块、主推进模块、前进限位模块，配油盘，其中前进限位模块和回拉限位模块具有限位油缸结构，主推进模块具有主推进油缸，其回、进油路与回拉限位模块中限位进、回油路相通；所述前进限位模块由限位油缸套、限位油缸活塞及限位模块体组成，其中带有内置限位油缸活塞的限位油缸套安装于限位模块体里，所述限位油缸活塞一端通过固定螺钉与限位模块体固定安装在一起；所述主推进模块由推进油缸体、导向套及主推进油缸活塞组成，其中主推进油缸活塞安装在导向套里，导向套一端与回拉限位模块固定连接，其另一端内壁设有凹槽，与前进限位模块连接的主推动油缸体滑动插装在导向套和主推进油缸活塞之间，其主推进油缸前端外缘嵌有升压钢球，其所述主推进油缸活塞和导向套的油道通向回拉限位模块的油道；所述前进限位模块数量范围为4～8个，呈径向均布安装；所述回拉限位模块与前进限位模块结构相同；所述攻泥钎头上设一圆孔。
本发明具有如下优点本发明采用液压驱动、渐进挤压的推进方式，因此在作业过程中无需抽排泥浆，同时由于其运动过程是周期性过程，因此控制方式简便易行。本发明的使用，可以替代潜水员自动完成攻打千斤洞并带缆的水下作业，减轻潜水员的劳动强度，工作效率高。
图1为本发明结构示意图。
图2为图1中A-A放大剖示图。
下面结合附图和实施例对本发明的结构和工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，它由配油盘、前进限位模块、主推进模块、回拉限位模块及攻泥钎头五部分组成，各部分之间通过内置连接螺栓或螺钉52、53、61、62连接，依次为攻泥钎头5、回拉限位模块4、主推进模块3、前进限位模块2，配油盘1，其中前进限位模块2和回拉限位模块4具有限位油缸结构，主推进模块3具有主推进油缸，其回、进油路与回拉限位模块4中限位进、回油路相通；如图2所示，所述前进限位模块2由限位油缸套22、限位油缸活塞23及限位模块体24组成，其中带有内置限位油缸活塞23的限位油缸套22安装于限位模块体24里，所述限位油缸活塞23一端通过固定螺钉25与限位模块体24固定安装在一起；所述前进限位模块2数量为4个，呈径向90°分布安装；所述回拉限位模块4与前进限位模块2结构相同；如图1所示，所述主推进模块3由推进油缸体31、导向套32及主推进油缸活塞33组成，其中主推进油缸活塞33安装在导向套32里，导向套32一端与回拉限位模块4固定连接，其另一端内壁设有凹槽34，与前进限位模块2连接的主推动油缸体31滑动插装在导向套32和主推进油缸活塞33之间，其主推进油缸31前端外缘嵌有升压钢球35，其所述主推进油缸活塞33和导向套32的油道通向回拉限位模块4的油道；所述攻泥钎头5上设一圆孔51。
本发明的工作原理及过程如下前进限位模块2与回拉限位模块4的工作方式及结构组成完全相同。工作时，限位油缸活塞23通过固定螺钉25与限位模块体24固定，通过液压力推动限位油缸套22作往复运动(外伸扎入泥土或内缩至机构内部)。
回拉限位模块4的限位油缸进、回油路通过油道36分别与主推进油缸的回、进油路相通，前进时依靠机构运动过程中的阻力，回拉时依靠升压钢球35与环形凹槽34的作用保证其限位油缸套22外伸与内缩的正确动作次序。
整个装置的液压密封均采用O形圈26密封，与泥土发生作用的部分则采用普通液压缸活塞杆用防尘圈21。
本发明采用液压驱动、渐进挤压式推进的原理进行攻泥作业。如图1、2所示，首先，四个前进限位模块的四个限位油缸套22从不同方向外伸并扎入泥土中，依靠土体对其的运动阻力限制各限位模块的运动，这时驱动主推进油缸活塞33，并推动攻泥钎头5向前挤压，产生一定的位移；攻泥钎头5到位后，内缩前进限位模块2中的四个限位油缸套22解除对前进限位模块2的限制；再反向驱动主推进油缸，由于回拉限位模块4的进油路与主推进油缸的回油路相通，通过升压钢球35与导向套32上的环形凹槽34的作用，暂时限制了主推进油缸体31及其后部各前进限位模块2的运动并使得系统压力逐渐升高，此时即可推动回拉限位模块4的限位油缸套22先于主推进油缸体31及其后部各前进限位模块2的运动而外伸并扎入泥土中，依靠土体对其的运动阻力限制了回拉限位模块4、攻泥钎头5及导向套32的运动；当系统压力进一步升高并大于升压钢球35所限定的压力时，装置尾部(包括配油盘1，前进限位模块2及主推进油缸体31)将被解除限制并向前运动，从而完成了蠕动爬行攻泥机构一个步距的运动过程。如此循环往复，将不断地向前进行直线运动。
升压钢球35所限定的压力可以根据使用要求通过其弹簧及导向套32上的环形凹槽34的结构尺寸进行调整。
根据打捞沉船(艇)的作业特点和要求，攻泥工具只须在沉船(艇)的横剖面内具有一个向上改变运动方向的能力，在其它平面则不能改变运动方向。本发明的运动方向是通过前进限位模块2的动作进行控制的。首先，采用二级四块前进限位模块2，其限位油缸套22的外伸方向在径向呈90°分布，其中限位油缸套22向上外伸的前进限位模块2为一级并单独控制其运动，其余三个方向的前进限位模块2为另一级，三者的运动实行联动控制。当四个限位油缸套22全部外伸时，本发明在运动方向以外的其它方向的受力平衡，装置将保持直线方向运动；当外伸方向向上的前进限位模块2的限位油缸套22内缩而其它三个限位油缸套22外伸时，根据受力分析，装置在向前运动过程中将同时向上偏离一定的角度，从而实现运动方向的改变。
本发明回拉限位模块4所提供的限位反力主要是用来克服其尾部向前运动的阻力，因此回拉限位模块4的数量可根据实际土壤条件增加，增加数量为1～3，且呈经向均布安装；同理，前进限位模块2也可以成对地增加其个数。
本发明所述前进、回拉限位模块的限位方式均为限位油缸套22扎入土中，依靠土体对其运动的阻力实现相应的限位，此方式称做扎入式阻力限位；然而，也可改变限位油缸套22的行程，使其并不扎入土中，依靠限位油缸套22端面与土壤间的摩擦力实现限位，此方式称做接触式阻力限位。接触式阻力限位的蠕动爬行装置可以用于在管道内进行行走。
权利要求
1．一种水下蠕动爬行攻泥装置，其特征在于由配油盘、前进限位模块、主推进模块、回拉限位模块及攻泥钎头五部分组成，各部分之间通过内置连接螺栓或螺钉连接，依次为攻泥钎头(5)、回拉限位模块(4)、主推进模块(3)、前进限位模块(2)，配油盘(1)，其中前进限位模块(2)和回拉限位模块(4)具有限位油缸结构，主推进模块(3)具有主推进油缸，其回、进油路与回拉限位模块(4)中限位进、回油路相通。
2．按照权利要求1所述水下蠕动爬行攻泥装置，其特征在于所述前进限位模块(2)由限位油缸套(22)、限位油缸活塞(23)及限位模块体(24)组成，其中带有内置限位油缸活塞(23)的限位油缸套(22)安装于限位模块体(24)里，所述限位油缸活塞(23)一端通过固定螺钉(25)与限位模块体(24)固定安装在一起。
3．按照权利要求1所述水下蠕动爬行攻泥装置，其特征在于所述主推进模块(3)由推进油缸体(31)、导向套(32)及主推进油缸活塞(33)组成，其中主推进油缸活塞(33)安装在导向套(32)里，导向套(32)一端与回拉限位模块(4)固定连接，其另一端内壁设有凹槽(34)，与前进限位模块(2)连接的主推动油缸体(31)滑动插装在导向套(32)和主推进油缸活塞(33)之间，其主推进油缸(31)前端外缘嵌有升压钢球(35)，其所述主推进油缸活塞(33)和导向套(32)的油道通向回拉限位模块(4)的油道。
4．按照权利要求1或2所述水下蠕动爬行攻泥装置，其特征在于所述前进限位模块(2)数量范围为4～8个，呈径向均布安装。
5．按照权利要求1所述水下蠕动爬行攻泥装置，其特征在于所述回拉限位模块(4)与前进限位模块(2)结构相同。
6．按照权利要求1所述水下蠕动爬行攻泥装置，其特征在于所述攻泥钎头(5)上设一圆孔(51)。
全文摘要
本发明涉及一种水下蠕动爬行攻泥装置。由配油盘、前进限位模块、主推进模块、回拉限位模块及攻泥钎头五部分组成,各部分之间通过内置连接螺栓或螺钉连接,依次为攻泥钎头、回拉限位模块、主推进模块、前进限位模块,配油盘,其中前进限位模块和回拉限位模块具有限位油缸结构,主推进模块具有主推进油缸,其回、进油路与回拉限位模块中限位进、回油路相通。它能代替潜水员进行水下自动攻泥作业,具有减轻潜水员劳动强度,打捞效率高等优点。
文档编号B63C7/00GK1295958SQ9912251
公开日2001年5月23日 申请日期1999年11月10日 优先权日1999年11月10日
发明者张艾群, 林扬, 孙斌 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所