利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统与方法与流程

本发明涉及水下作业设备，尤其是一种利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统与方法。

背景技术：

1、当前随着深海进入、深海探测、深海开发的加快，海底施工作业需求越来越广泛，经常涉及物体在海底的吊放作业。要将目标物体布放到海底预定位置，通常需要采用缆控潜器携带目标物体到预定位置后，再操作解脱释放机构将其释放。传统的解脱释放机构主要由液压油缸驱动，需要单独配置液压系统，导致系统复杂，可靠性不高，对潜器的搭载能力要求高，应用受限。

2、近年来新出现一种利用海水压力驱动的海水缸作为深海装备的动力元件，不需要配置液压泵站，能够极大地简化系统，提高可靠性和扩大使用场景。但是目前使用的海水缸不能控制活塞动作速度，只能完成动作，在海水压力的作用下，突然伸出，存在速度冲击、“撞缸”问题，容易导致机构的损坏，造成任务失败。

3、如果设置固定节流阀对驱动海底解脱释放机构的海水缸的管路进行节流，由于作业深度的不同，其节流效果将随之变化。释放太快，容易造成机构冲击、损坏，释放太慢，作业效率低下，难以满足实际使用要求。由于海水压力驱动的海底解脱释放机构依赖海水环境压力，若想要对其进行性能测试，获得不同压力条件下的理想的解脱释放速度，通常需要直接在海上试验，费时费力，效率低。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统与方法，从而极大地简化了解脱释放机构的系统组成，大大降低了对搭载平台的要求，提升了装置的可靠性。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统，包括压力筒，所述压力筒内部固定有支架，所述支架上通过紧固件安装有解脱释放机构，所述解脱释放机构通过对接机构与重物连接，解脱释放机构上连接有一号电缆，一号电缆经过穿舱件穿出压力筒后分别引出有二号电缆、三号电缆和四号电缆，二号电缆与电位计连接，三号电缆与按钮开关连接，四号电缆与便携式计算机连接，24vdc电源给按钮开关、电位计供电。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、所述压力筒为顶部是敞口的筒体结构，并在压力筒的顶面设置有密封连接的封盖。

6、所述支架采用薄壁结构，支架的结构为折弯结构。

7、所述解脱释放机构的结构为：间隔布置的一号连接摇臂和二号连接摇臂，一号连接摇臂处铰接有一号连杆，一号连杆的两头分别铰接有一号摇臂和二号摇臂，一号连接摇臂和二号连接摇臂之间通过二号连杆连接，二号连杆上连接有海水压力驱动缸，二号连接摇臂处铰接有三号连杆，三号连杆的两头分别铰接有三号摇臂和四号摇臂。

8、当海水压力驱动缸伸出时，带动一号连接摇臂和二号连接摇臂顺时针摆动，一号连接摇臂和二号连接摇臂分别带动一号连杆和三号连杆平动，平动的一号连杆带动一号摇臂和二号摇臂顺时针转动，平动的三号连杆带动三号摇臂和四号摇臂顺时针转动。

9、所述对接机构的结构为：包括安装座，安装座上方固定有支撑座，支撑座上支撑有摇臂本体，安装座下方固定导套，导套中部配合安装有锁头，同时锁头穿过安装座、支撑座和摇臂本体，摇臂本体的顶部安装有锁紧螺母，导套外部还安装有角件，角件与被吊重物固连。

10、所述锁头通过键与连接摇臂。

11、所述穿舱件结构为：包括穿舱管件，穿舱管件的外端面和内端面分别安装有一号舱内水密插座和二号舱内水密插座，穿舱管件上带有台肩，台肩上开有密封槽，密封槽内安装舱外o型密封圈，穿舱管件穿过压力筒的封盖并通过大螺母锁紧。

12、一种如权利要求4所述的利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试方法，包括如下操作步骤：

13、第一步：将解脱释放机构、海水压力驱动缸安装在压力筒内的支架上，重物通过对接机构与解脱释放机构连接完成；

14、第二步：一号电缆通过穿舱件连接压力筒内的海水压力驱动缸与压力筒外的按钮开关、24vdc电源、电位计旋钮和便携式计算机；

15、第三步：压力筒加压前，海水压力驱动缸处于缩回状态，有杆腔内充满液压油，有杆腔内的油液压力为常压，无杆腔通过海水进口与压力筒内水接通；随着压力筒内的水压上升，无杆腔压力随之升高，在无杆腔压力和活塞杆端的压力联合作用下，无杆腔内油液压力也随之升高，并保持与水的压力相等；当压力升高到试验压力时，停止加压；通过设定比例节流阀的开口量，再打开电磁截止阀。有杆腔内的油液向耐压盖内流动，其压力将随之降低，活塞在压差作用下，向外伸出，推动解脱释放机构动作，完成对重物的解脱释放，在此过程中读取并记录便携式计算机上采集的活塞位移曲线；

16、第四步：分别调节电位计旋钮，设定不同的值，重复开展试验，获得一定压力下，不同节流阀开口量与解脱释放速度的关系规律，改变压力筒的设定压力，重复开展上述试验，获取不同压力下，不同开口量与解脱释放速度的关系。

17、本发明的有益效果如下：

18、本发明结构紧凑、合理，操作方便，利用海水压力驱动的解脱释放机构由于其动力来源于深海环境压力，不需要单独配置液压泵站，因此，极大地简化了解脱释放机构的系统组成，大大降低了对搭载平台的要求，提升了装置的可靠性。

19、本发明在海水压力驱动缸内置比例节流阀，克服了传统海水压力驱动缸速度不能控制的弊端，使其伸出速度可调节，可适应不同的作业工况，既避免了速度过快造成机构冲击损坏，也避免了速度过慢，影响作业效率。

20、本发明在海水压力驱动缸内置位移传感器，可实时检测活塞伸出位移，不仅可为速度控制提供反馈输入，也可作为解脱释放动作成功的补充判据，提升了安全性。

21、为了获取海水环境压力和比例节流阀开口量与解脱释放机构释放速度的关系规律，可在压力筒内开展机构的性能测试，系统简单、操作方便，相对于直接在海上开展试验，提高了效率，节省了成本。

22、综合上述，本发明可靠性高、安全性好，操作简单，效率高，适用范围广。

技术特征：

1.一种利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统，其特征在于：包括压力筒(13)，所述压力筒(13)内部固定有支架(1)，所述支架(1)上通过紧固件安装有解脱释放机构(3)，所述解脱释放机构(3)通过对接机构(14)与重物(2)连接，解脱释放机构(3)上连接有一号电缆(4)，一号电缆(4)经过穿舱件(5)穿出压力筒(13)后分别引出有二号电缆(6)、三号电缆(9)和四号电缆(11)，二号电缆(6)与电位计(7)连接，三号电缆(9)与按钮开关(10)连接，四号电缆(11)与便携式计算机(12)连接，24vdc电源(8)给按钮开关(10)、电位计(7)供电。

2.如权利要求1所述的利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统，其特征在于：所述压力筒(13)为顶部是敞口的筒体结构，并在压力筒(13)的顶面设置有密封连接的封盖。

3.如权利要求1所述的利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统，其特征在于：所述支架(1)采用薄壁结构，支架(1)的结构为折弯结构。

4.如权利要求1所述的利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统，其特征在于：所述解脱释放机构(3)的结构为：间隔布置的一号连接摇臂(303)和二号连接摇臂(309)，一号连接摇臂(303)处铰接有一号连杆(302)，一号连杆(302)的两头分别铰接有一号摇臂(301)和二号摇臂(304)，一号连接摇臂(303)和二号连接摇臂(309)之间通过二号连杆(305)连接，二号连杆(305)上连接有海水压力驱动缸(306)，二号连接摇臂(309)处铰接有三号连杆(308)，三号连杆(308)的两头分别铰接有三号摇臂(307)和四号摇臂(310)。

5.如权利要求4所述的利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统，其特征在于：当海水压力驱动缸(306)伸出时，带动一号连接摇臂(303)和二号连接摇臂(309)顺时针摆动，一号连接摇臂(303)和二号连接摇臂(309)分别带动一号连杆(302)和三号连杆(308)平动，平动的一号连杆(302)带动一号摇臂(301)和二号摇臂(304)顺时针转动，平动的三号连杆(308)带动三号摇臂(307)和四号摇臂(310)顺时针转动。

6.如权利要求1所述的利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统，其特征在于：所述对接机构(14)的结构为：包括安装座(1404)，安装座(1404)上方固定有支撑座(1405)，支撑座(1405)上支撑有摇臂本体(1406)，安装座(1404)下方固定导套(1403)，导套(1403)中部配合安装有锁头(1401)，同时锁头(1401)穿过安装座(1404)、支撑座(1405)和摇臂本体(1406)，摇臂本体(1406)的顶部安装有锁紧螺母(1407)，导套(1403)外部还安装有角件(1402)，角件(1402)与被吊重物(2)固连。

7.如权利要求6所述的利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统，其特征在于：所述锁头(1401)通过键(1408)与连接摇臂(1406)。

8.如权利要求1所述的利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统，其特征在于：所述穿舱件(5)结构为：包括穿舱管件(504)，穿舱管件(504)的外端面和内端面分别安装有一号舱内水密插座(501)和二号舱内水密插座(505)，穿舱管件(504)上带有台肩，台肩上开有密封槽，密封槽内安装舱外o型密封圈(503)，穿舱管件(504)穿过压力筒(13)的封盖并通过大螺母(502)锁紧。

9.一种如权利要求4所述的利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

技术总结
一种利用海水压力驱动的解脱释放机构性能测试系统与方法，包括压力筒，所述压力筒内部固定有支架，所述支架上通过紧固件安装有解脱释放机构，所述解脱释放机构通过对接机构与重物连接，解脱释放机构上连接有一号电缆，一号电缆经过穿舱件穿出压力筒后分别引出有二号电缆、三号电缆和四号电缆，二号电缆与电位计连接，三号电缆与按钮开关连接，四号电缆与便携式计算机连接，24VDC电源给按钮开关、电位计供电。极大地简化了解脱释放机构的系统组成，大大降低了对搭载平台的要求，提升了装置的可靠性。

技术研发人员：罗升,许可,焦慧锋,王瑞,薛伟靖
受保护的技术使用者：中国船舶科学研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7