一種深海設備投放器的製作方法

2023-05-18 05:16:26 1

專利名稱：一種深海設備投放器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及應用於深海海底探測設備的投放的一種深海設備投放器。
背景技術：
在深海環境、資源、地質等方面研究中，探測設備的投放是一個關鍵的技 術，具有重要意義。但深海高壓，未知地形等給深海設備投放帶來了很大的麻
煩。目前深海設備投放大多依靠載人深潛器，AUV等，投放成本極其昂貴，而 且投放的設備重量也有很大的限度，故一種能夠完成重載設備投放的工具亟待 研發。本設計針對該技術背景而發明出一種深海設備投放器。 發明內容
本實用新型的目的是提出一種結構簡單、工作可靠、控制簡單、能夠適應 深海高壓環境的深海設備投放器。
深海設備投放器包括投放器、控制器和連接錐。投放器包括固定螺栓組、 吊鉤防脫塊、吊鉤、固定螺栓組、支撐板、纜索連接件、第一螺栓組、第二螺 栓組、第三螺栓組、第四螺栓組、電磁鐵密封腔、電磁鐵定位擋圈、端蓋固定 螺釘、水密接插件、油囊、端蓋、第二O型密封圈、電磁鐵、第一O型密封圈、 電磁鐵裝置固定螺釘、支撐環、軸銷座、軸銷、推桿、外護套、螺釘、底板、 復位彈簧、吊鉤卡環、軸銷座固定螺栓組、吊鉤推桿、推桿轉軸、推桿連接環， 在電磁鐵密封腔內設有電磁鐵定位擋圈、電磁鐵，在電磁鐵密封腔上端設有端 蓋，端蓋頂端設有水密接插件、油囊，電磁鐵密封腔下端設有纜索連接件上， 電磁鐵密封腔底部設有電磁鐵的鐵芯推孔，電磁鐵的鐵芯穿過鐵芯推孔，鐵芯 推孔和電磁鐵密封腔之間設有第一 O型密封圈，端蓋與電磁鐵密封腔之間設有 第二o型密封圈，電磁鐵的鐵芯下端頂住推桿上端，推桿下端和推桿連接環螺 紋連接，推桿連接環和3根吊鉤推桿通過推桿轉軸軸聯，卡環固定在吊鉤上， 同時三個相同的復位彈簧分別連接在吊鉤卡環的連接小孔上，軸銷座通過軸銷 座固定螺栓組固定在支撐板上面小方孔兩側，吊鉤穿過支撐板的小方孔通過軸 銷套在軸銷座的轉軸孔上；支撐板和纜索連接件通過分別穿過夾在支撐板和纜 索連接件之間的空心的支撐環的第一螺栓組、第二螺栓組、第三螺栓組、第四 螺栓組固聯，支撐板和外護套通過固定螺栓組固聯，外護套和底板通過固定螺 栓組固聯，底板和吊鉤防脫塊通過螺釘固聯，三個吊鉤下端位於吊鉤防脫塊的 三個方形槽中。吊鉤下端的鉤子上表面為往上翹結構，鉤子為上翹一個角度a度，然後是寬度b的向外擴展的水平段。
所述的控制器的內部模塊連接關係為控制開關與輸入信號調理電路、MCU
控制模塊、耦合隔離電路、電磁鐵驅動相連接，反饋信號調理電路與MCU控制 模塊相連接。連接錐頂部是半球體，中部為圓柱體，底部為法蘭盤，半球體的 底面為內凹結構，靠近圓柱體是寬度為b的環形平面，環形平面外緣到半球體 的底面外緣是向外、向下傾斜a度角的錐臺側面，連接錐的法蘭盤和需要投放 設備通過螺栓進行固定連接。
本實用新型與傳統深海設備投放方法相比，具有體積小、結構靈活巧妙， 控制簡單，投放可靠，載重量大，脫離了人工脫鉤或遠程無人遙控機器(ROV)
的輔助脫鉤操作，降低投放成本、難度、複雜度，通過裝載在具有移動定位功 能的設備上可以同時實現大載量設備的投放和回收等優點，可用於任何水深的 海域裡。

圖1是深海設備投放器外形結構示意圖。
圖2是深海設備投放器外部結構示意圖(向視圖)。
圖3是深海設備投放器控制系統示意圖。
圖4是深海設備投放器連接錐示意圖。
圖5是深海設備投放器吊鉤示意圖。
圖6是深海設備投放器外部結構整體圖。
圖中固定螺栓組l、吊鉤防脫塊2、吊鉤3、固定螺栓組4、支撐板5、纜 索連接件6、第一螺栓組7、第二螺栓組8、第三螺栓組9、第四螺栓組IO、電 磁鐵密封腔11、電磁鐵定位擋圈12、端蓋固定螺釘13、水密接插件14、油囊 15、端蓋16、第二0型密封圈17、電磁鐵18、第一0型密封圈19、電磁鐵裝 置固定螺釘20、支撐環21、軸銷座22、軸銷23、推桿24、外護套25、螺釘26、 底板27、復位彈簧28、吊鉤卡環29、軸銷座固定螺栓組30、吊鉤推桿31、推 杆轉軸32、推桿連接環33、連接錐34、控制開關35、輸入信號調理電路36、 MCU控制板37、反饋信號調理電路38、電磁鐵驅動39、耦合隔離電路40。
具體實施方式

圖l、 2、 5所示，投放器包括固定螺栓組l、吊鉤防脫塊2、吊鉤3、固定螺栓 組4、支撐板5、纜索連接件6、第一螺栓組7、第二螺栓組8、第三螺栓組9、 第四螺栓組IO、電磁鐵密封腔ll、電磁鐵定位擋圈12、端蓋固定螺釘13、水 密接插件14、油囊15、端蓋16、第二0型密封圈17、電磁鐵18、第一O型密封圈19、電磁鐵裝置固定螺釘20、支撐環21、軸銷座22、軸銷23、推桿24、 外護套25、螺釘26、底板27、復位彈簧28、吊鉤卡環29、軸銷座固定螺栓組 30、吊鉤推桿31、推桿轉軸32、推桿連接環33，在電磁鐵密封腔ll內設有電 磁鐵定位擋圈12、電磁鐵18，在電磁鐵密封腔11上端設有端蓋16,端蓋16頂 端設有水密接插件14、油囊15，電磁鐵密封腔11下端設有纜索連接件6上， 電磁鐵密封腔11底部設有電磁鐵的鐵芯推孔，電磁鐵18的鐵芯穿過鐵芯推孔， 鐵芯推孔和電磁鐵密封腔11之間設有第一 型密封圈19，端蓋16與電磁鐵密 封腔11之間設有第二 O型密封圈17，電磁鐵18的鐵芯下端頂住推桿24上端， 推桿24下端和推桿連接環33螺紋連接，推桿連接環33和3根吊鉤推桿31通 過推桿轉軸32軸聯，卡環29固定在吊鉤3上，同時三個相同的復位彈簧28分 別連接在吊鉤卡環29的連接小孔上，軸銷座22通過軸銷座固定螺栓組30固定 在支撐板5上面小方孔兩側，吊鉤3穿過支撐板5的小方孔通過軸銷23套在軸 銷座22的轉軸孔上；支撐板5和纜索連接件6通過分別穿過夾在支撐板5和纜 索連接件6之間的空心的支撐環21的第一螺栓組7、第二螺栓組8、第三螺栓 組9、第四螺栓組10固聯，支撐板5和外護套25通過固定螺栓組4固聯，外護 套25和底板27通過固定螺栓組1固聯，底板27和吊鉤防脫塊2通過螺釘26 固聯，三個吊鉤下端位於吊鉤防脫塊2的三個方形槽中。吊鉤3的下端的鉤子 上表面為往上翹結構，鉤子為上翹一個角度a度，然後是寬度b的向外擴展的 水平段。
圖3所示，控制器內部模塊連接關係為控制開關35與輸入信號調理電路 36、 MCU控制模塊37、耦合隔離電路40、電磁鐵驅動39相連接，反饋信號調 理電路38與MCU控制模塊37相連接，控制開關35的電信號通過信號調理36 連接到MCU控制板37， MCU控制板37輸出控制信號至耦合隔離電路40，耦 合隔離電路40的輸出將作為電磁鐵驅動39的輸入端，電磁鐵驅動39的輸出經 過長距離傳輸(同軸纜)到電磁鐵的輸入。電磁鐵的位置通過電磁鐵內部的霍爾器 件的感應信號經過放大並經過長距離傳輸到反饋信號調理電路38，反饋信號調 理電路38的輸出進入MCU控制板作為位置反饋信號。
圖4所示，連接錐34頂部是半球體，中部為圓柱體，底部為法蘭盤，半球
體的底面為內凹結構，靠近圓柱體是寬度為b的環形平面，環形平面外緣到半
球體的底面外緣是向外、向下傾斜a度角的錐臺側面，其剖面輪廓線和投放器
的吊鉤3的鉤子表面輪廓相吻合。連接錐34為連接錐的法蘭盤和需要投放設備
通過螺栓進行固定連接。連接錐最細段的直徑c為最大負載量決定，根據
Mg 《o; ;rc2/4 — S其中M為負載質量
q為連接錐材料屈服強度
S為許用應力安全係數，取值為3 4 根據該公式可以決定了負載量和直徑c之間的關係，連接錐球形頭部球徑為直
徑c的2倍，寬度b為直徑c的j倍，角度a取值5 10度
4
連接錐的法蘭盤和需要投放設備通過螺栓進行固定連接。
深海設備投放器工作過程如下連接錐通過法蘭盤固定在需要投放的設備 頂端，投放器用帶同軸纜的纜索連接在纜索連接件上，同軸纜末端和水密接插 件相連，水密接插件末端連接到投放器的水密接插件接頭上。在海面上投放器 豎直放置於連接錐上面，投放器下端的孔和連接錐頭部對準，然後往下壓，三 個周向分布的吊鉤將被迫撐開而繞各自的轉軸向外展開，當連接錐的半球形頭 部高於吊鉤的鉤子上平面，即連接錐的球形頭部完全滑入到三個吊鉤形成的抓 手卡槽內部，三個吊鉤將被處於拉伸狀態復位彈簧的拉力作用下而收縮，如同 三個手指緊緊往內扣而扣在半球形下端面，半球形下表面和吊鉤鉤子上表面輪 廓配合一致，此時連接錐處於被鎖閉狀態。通過絞車提升投放器，由於吊鉤鉤 子上表面為上翹結構，同時連接錐半球形下表面為內凹結構，負載越大，三個 吊鉤形成的抓手將扣得越緊。移動絞車投放設備，放入海中，絞車纜索下放到 指定海底區域，當纜索處於鬆弛狀態時，表明已經到達海底，通過控制系統打 開控制開關，開關信號通過調理電路和MCU控制電路處理後傳送電磁鐵驅動 器，驅動電磁鐵工作，電磁鐵的鐵芯推動由推桿、吊鉤推桿、推桿連接環組成 的連杆機構而推動三個吊鉤克服三個處於拉伸狀態的復位彈簧的收縮力而張
開，即抓手被三根杆給撐開。電磁鐵的鐵芯位置為霍爾傳感器檢測而反饋到MCU 控制電路中，通過比較而得出鐵芯是否到達預定行程，沒到則加大電磁鐵驅動 電壓提高電磁鐵的驅動力，超過則降低電磁鐵驅動電壓，最終鐵芯的位置將固 定在一個預定的位置，此時吊鉤的鉤子和連接錐完全分離，連接錐的鎖閉狀態 被解除，提升投放器，完成投放。
權利要求1. 一種深海設備投放器，其特徵在於包括投放器、控制器和連接錐，投放器包括固定螺栓組(1)、吊鉤防脫塊(2)、吊鉤(3)、固定螺栓組(4)、支撐板(5)、纜索連接件(6)、第一螺栓組(7)、第二螺栓組(8)、第三螺栓組(9)、第四螺栓組(10)、電磁鐵密封腔(11)、電磁鐵定位擋圈(12)、端蓋固定螺釘(13)、水密接插件(14)、油囊(15)、端蓋(16)、第二O型密封圈(17)、電磁鐵(18)、第一O型密封圈(19)、電磁鐵裝置固定螺釘(20)、支撐環(21)、軸銷座(22)、軸銷(23)、推桿(24)、外護套(25)、螺釘(26)、底板(27)、復位彈簧(28)、吊鉤卡環(29)、軸銷座固定螺栓組(30)、吊鉤推桿(31)、推桿轉軸(32)、推桿連接環(33)，在電磁鐵密封腔(11)內設有電磁鐵定位擋圈(12)、電磁鐵(18)，在電磁鐵密封腔(11)上端設有端蓋(16)，端蓋(16)頂端設有水密接插件(14)、油囊(15)，電磁鐵密封腔(11)下端設有纜索連接件(6)上，電磁鐵密封腔(11)底部設有電磁鐵的鐵芯推孔，電磁鐵(18)的鐵芯穿過鐵芯推孔，鐵芯推孔和電磁鐵密封腔(11)之間設有第一O型密封圈(19)，端蓋(16)與電磁鐵密封腔(11)之間設有第二O型密封圈(17)，電磁鐵(18)的鐵芯下端頂住推桿(24)上端，推桿(24)下端和推桿連接環(33)螺紋連接，推桿連接環(33)和3根吊鉤推桿(31)通過推桿轉軸(32)軸聯，卡環(29)固定在吊鉤(3)上，同時三個相同的復位彈簧(28)分別連接在吊鉤卡環(29)的連接小孔上，軸銷座(22)通過軸銷座固定螺栓組(30)固定在支撐板(5)上面小方孔兩側，吊鉤(3)穿過支撐板(5)的小方孔通過軸銷(23)套在軸銷座(22)的轉軸孔上；支撐板(5)和纜索連接件(6)通過分別穿過夾在支撐板(5)和纜索連接件(6)之間的空心的支撐環(21)的第一螺栓組(7)、第二螺栓組(8)、第三螺栓組(9)、第四螺栓組(10)固聯，支撐板(5)和外護套(25)通過固定螺栓組(4)固聯，外護套(25)和底板(27)通過固定螺栓組(1)固聯，底板(27)和吊鉤防脫塊(2)通過螺釘(26)固聯，三個吊鉤下端位於吊鉤防脫塊(2)的三個方形槽中。
2. 根據權利要求1所述的一種深海設備投放器，其特徵在於所述的控制器的 內部模塊連接關係為控制開關(35)與輸入信號調理電路(36)、 MCU控制模塊 (37)、耦合隔離電路(40)、電磁鐵驅動(39)相連接，反饋信號調理電路(38)與MCU 控制模塊(37)相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種深海設備投放器。它包括投放器、控制器和連接錐。投放器和船上的同軸纜、纜索連接，連接錐被安裝在需要投放的設備頂部，投放時，連接錐被投放器鎖閉而形成連接，通過纜索依靠重力下放，將投放器及被投放設備投放到海底指定位置後，通過控制器啟動電磁鐵，投放器的推桿機構實現開鎖，實現投放器和連接錐分離，收回投放器完成投放。本實用新型與傳統深海設備投放方法相比，具有體積小、結構靈活巧妙，控制簡單，投放可靠，載重量大，脫離了人工脫鉤或遠程無人遙控機器(ROV)的輔助脫鉤操作，降低投放成本、難度、複雜度，通過裝載在具有移動定位功能的設備上還可以同時實現大載量設備的投放和回收等優點，可用於任何水深的海域裡。
文檔編號B63C11/52GK201231853SQ200820087348
公開日2009年5月6日 申請日期2008年5月16日 優先權日2008年5月16日
發明者俞徐海, 李德俊, 楊燦軍, 陳燕虎, 黃豪彩 申請人:浙江大學