一种用于玻璃浮球内部设备的固定装置的制作方法

文档序号:15212054发布日期:2018-08-21 16:10阅读:351来源:国知局

本申请涉及海洋工程装备领域,具体地,涉及一种用于对深海图像采集使用的玻璃浮球的内部设备进行固定的固定装置。本申请中所述浅海为0至1000米的海洋深度;所述深海为1000米以上的海洋深度,特别是万米以上的海洋深度。



背景技术:

近些年来,深海领域的探索逐渐成为科考人员研究的重点内容之一。对于深海探索除了例如蛟龙号等深海探测器外,通常会采用玻璃浮球对深海图像数据进行采集。

在深海图像数据采集过程中,需要对玻璃浮球内部设备进行固定,以保证采集数据的稳定性和可靠性。通常对于玻璃浮球内部设备采用方形骨架结构对其进行固定,方形骨架的八个顶点支撑在玻璃浮球的内壁上。八个顶点采用圆形橡胶球,球与球之间用杆连接,形成一个柱体的骨架结构。把整个骨架结构放置在玻璃浮球的半个球体内,扣合上另一个半球,通过玻璃浮球的内壁与八个顶点接触,把整个骨架压实在玻璃浮球内。八个顶点的橡胶球都会承受玻璃浮球内壁对橡胶球的反作用力,加之橡胶球和浮球内壁之间会产生摩擦力,从而达到整体机构固定不动的效果。但是,在深海环境下,玻璃浮球在高压的作用下,玻璃浮球整体会均匀地向球心收缩,致使橡胶球产生变形。橡胶球向杆传递的作用力增大,容易导致杆件变形,甚至因杆件所受的剪切应力较大而产生剪切断裂。

综上所述,现有支撑结构存在以下几个问题:

1、杆连接形成的点支撑受力较大;

2、深海高压作用下,玻璃浮球收缩变形对内部固定机构的支撑件产生较大的剪切应力,对整体结构的强度要求较大;

3、点支撑结构,整体安装时会因安装误差而导致每个顶点的受力不均匀;

4、形结构四面都有连接杆件,对拍摄性设备的安装有所限制,单向安装拍摄性设备会使拍摄方向局限于一面,且会使带有云台的拍摄设备的拍摄视角受限。



技术实现要素:

为解决上述技术问题之一,本申请提供了一种用于玻璃浮球1内部设备的固定装置,该固定装置包括:用于支撑玻璃浮球1内部设备的支撑部2;

所述支撑部2以线接触或面接触的方式与所述玻璃浮球1的内表面抵接;

所述玻璃浮球1内部设备固定在所述支撑部2上。

优选地,所述支撑部2包括:至少一个架体;所述架体的边缘以线接触或面接触的方式与所述玻璃浮球1的内表面抵接。

优选地,所述支撑部2包括:圆筒形结构,所述圆筒形结构的圆形边缘与玻璃浮球1内表面抵接。

优选地,所述圆筒形结构的筒壁均布有镂空结构

优选地,所述支撑部2包括:第一架体和第二架体;

所述第一架体和第二架体的边缘分别以线接触或面接触的方式与所述玻璃浮球1的内表面抵接;

所述第一架体和第二架体通过连接件4固定。

优选地,所述第一架体和第二架体对称设置在玻璃浮球1内部。

优选地,所述架体为圆环形结构,所述圆环形结构的外圆周与所述玻璃浮球1的内表面抵接。

优选地,所述圆环形结构采用碳纤维材料制成。

优选地,所述圆环形结构的外圆周设有弹性结构3;

所述圆环形结构的外圆周通过所述弹性结构3与所述玻璃浮球1的内表面抵接。

优选地,所述圆环形结构的外圆周设有凹槽,所述弹性结构3的一部分固定在凹槽内,另一部分用于与所述玻璃浮球1的内表面抵接。

优选地,所述弹性结构3为橡胶材料制成。

优选地,圆环形结构的第一架体和第二架体对称设置在所述玻璃浮球1的内部,且第一架体与第二架体相互平行。

优选地,所述支撑部2上设有用于固定所述玻璃浮球1内部设备的固定部5。

优选地,所述固定部5包括:用于安装玻璃浮球1内部设备的安装架;所述安装架通过转接架固定在所述支撑部2上。

本申请的有益效果如下:

本申请所述技术方案使支撑部以线接触或面接触的方式与所述玻璃浮球的内表面抵接,从而使固定装置与玻璃浮球之间的受力更加均匀;同时,由于受理点变为受力线或面,使得固定装置整体的受力更小。

本申请所述技术方案由于采用圆环形结构的固定装置,使得固定装置的强度更好,同时,避免对图像采集设备拍摄视野的遮挡,从而最大程度的释放了图像的采集空间。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1为本方案所述固定装置设置在玻璃浮球内的示意图;

图2为本方案所述固定装置的截面示意图;

图3为本方案所述固定装置的局部放大图。

1、玻璃浮球,2、支撑部,3、弹性结构,4、连接件,5、固定部。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是所有实施例的穷举。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本方案的核心思路是基于圆形结构的力学特性,将用于玻璃浮球1内部设备支撑的结构设计为双圆环形结构,通过线接触或面接触的方式与玻璃浮球1内表面抵接,不但能够提升支撑架的力学性能,保证设备在玻璃浮球1的稳定性,同时能够最大程度的释放设备的图像采集空间。

具体的,本申请公开了一种用于玻璃浮球1内部设备的固定装置,该固定装置包括:用于支撑玻璃浮球1内部设备的支撑部2;所述支撑部2以线接触或面接触的方式与所述玻璃浮球1的内表面抵接,从而使固定装置与玻璃浮球1之间的受力更加均匀;同时,由于受理点变为受力线或面,使得固定装置整体的受力更小。玻璃浮球1内部设备固定在所述支撑部2上。

本方案中,所述支撑部2可以为一体化的架体,架体边缘设计为能够以线接触或面接触的方式与玻璃浮球1的内表面进行抵接。例如,圆筒形结构,圆筒形结构的圆形边缘可以通过,玻璃浮球1的内径进行合理计算优化,使圆形边缘能够与玻璃浮球1内表面匹配抵接。进一步的,考虑到减重为,可以将圆筒形结构的筒壁适当进行镂空处理,既保证圆筒形结构的强度,又能降低支撑部2的整体重量。使用时,可以先将玻璃浮球1内部设备直接固定在架体内部,将圆筒形结构的架体放置在玻璃浮球1内部,玻璃浮球1盖合时,架体的边缘能够以线接触或面接触的方式与玻璃浮球1的内表面抵接。为了使架体与玻璃浮球1内表面接触时柔性更好,可以在架体边缘进一步设置弹性材料,防止架体边缘与玻璃浮球1内表面刚性接触时对玻璃浮球1内表面造成的划损等问题。

本方案中,所述支撑部2可以设计为分体结构,例如,支撑部2可以设计为第一架体和第二架体;所述第一架体和第二架体的边缘分别以线接触或面接触的方式与所述玻璃浮球1的内表面抵接。为了保证第一架体和第二架体在玻璃浮球1内的稳定性,所述第一架体和第二架体平行且对称设置在玻璃浮球1内部,并通过多个连接件4将第一架体和第二架体连接固定。

考虑到架体的力学性能,且能够便于与玻璃浮球1内表面抵接,如图1所示,本方案中,将架体设计为圆环形结构,利用圆环形结构的外圆周与所述玻璃浮球1的内表面抵接。为了防止圆环形结构与玻璃浮球1的内表面抵接时对玻璃浮球1内表面造成的划损等问题,在所述圆环形结构的外圆周设有弹性结构3,所述圆环形结构的外圆周通过所述弹性结构3与所述玻璃浮球1的内表面抵接,从而提高圆环形结构与玻璃浮球1内表面的柔性接触能力;其中,弹性结构3的一部分固定于预设在圆环形结构的外圆周上的凹槽内,另一部分用于与所述玻璃浮球1的内表面抵接,通过弹性结构3与玻璃浮球1内表面挤压时产生的摩擦力,进一步提高支撑部2在玻璃浮球1内部的稳固性。此外,本方案中考虑到减重的问题,所述圆环形结构采用碳纤维材料制成,不但能够保证结构的强度,同时降低了支撑部2的整体重量。另外,本方案中所述弹性结构3可以采用橡胶材料制成。

本方案中,为了便于对玻璃浮球1内部设备进行安装固定、布线等操作,进一步在所述支撑部2上设置用于固定所述玻璃浮球1内部设备的固定部5。其中,所述固定部5包括:用于安装玻璃浮球1内部设备的安装架;所述安装架可以通过转接架固定在所述支撑部2上,也可以直接固定在所述支撑部2上。

下面通过实例对本方案作进一步说明。

本实例提供了一种玻璃浮球1内部设备的固定装置,利用该装置使玻璃浮球1内部设备能够固定不动,使物体不能发生移动和转动。其中,所述固定装置主要是由圆环形结构的两个架体,橡胶条、双头螺杆和设备安装架组成。橡胶条的一部分固定在圆环形结构的边缘的槽体内,另一部分与玻璃浮球1内表面抵接,通过摩擦力保持固定装置的稳固。两个架体之间通过双头螺柱固定连接,进一步保持固定装置稳定性。玻璃浮球1内部设备通过设备安装架固定在两个架体上,便于对内部进行安装、走线等。

本实例采用两块相同的圆环形结构的支架,其材质可以采用强度较大的碳纤维板,保持两个支架平行并朝向一致,中间用多根双头螺柱连接支撑,用螺母锁紧两端。其中,对于双头螺柱的安装位置需要根据玻璃浮球1的内径、固定装置上安装设备的宽度、橡胶条的收缩量和压紧力等条件进行适当调整。

本实例中,橡胶条的结构为u型,将u型橡胶条的一部分插入,圆环形架体边缘的u型槽体中,使环形支撑板边沿包裹着一整圈的橡胶条。玻璃浮球1贴合后能保持橡胶条与浮球内壁紧密贴合,并使橡胶条产生变形,单侧形成一整圈的面接触。其中,玻璃浮球1内壁与橡胶条的紧密贴合和变形,是作用力与反作用力的结果,浮球内壁与橡胶条之间会产生很大的静摩擦,从而保证固定机构与浮球内壁相对静止。

本实例中两个圆环形结构的架体之间的距离可根据设备的宽度任意调整,通过确定的设备宽度,设备的重量,综合调整架体之间的间距,对设备宽度的限制较小。通过有弹性的橡胶条和具有微量弹性变形能力的架体,缓解深海高压作用下玻璃浮球1向球心收缩而增加的作用力,不影响刚性连接的整体强度。

本申请所述技术方案通过固定装置以线接触或面接触的方式与玻璃浮球1内壁的接触,使固定装置与玻璃浮球1内表面的接触面积大大增加,避免了装配误差带来的支撑点受力不均的情况,降低了刚性连接机构上的应力;同时,由于采用圆环形结构的架体,使得中间部位和前后部位视野开阔,供给拍摄性设备活动的空间更大,从而避免对图像采集设备拍摄视野的遮挡,从而最大程度的释放了图像的采集空间。

以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

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