CN101508333B - 机械式自动对接释放装置 - Google Patents
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Abstract
一种机械式自动对接释放装置，包括吊钩部分和吊杆部分。吊钩部分包括一个筒状吊钩体，其上端凸缘通过钢缆接头与起吊钢缆连接，下端凸缘内在同一轴截面沿径向设置至少两个轴销滑套。每个轴销滑套内设置一个可在压缩弹簧的作用力下伸缩的弹簧轴销；吊杆部分包括一个台阶筒状吊杆体，其顶端设置有可沿吊钩体的内壁滑动、且可与弹簧轴销的前端卡接配合的吊杆头。吊杆头与吊杆体的台阶之间设置有能沿吊杆体轴向滑动的释放滑环。释放滑环的上下环面与弹簧轴销的前端形状相匹配，以使释放滑环通过时能将弹簧轴销压入轴销滑套内。吊杆体的底端设置有用于与被吊设备连接的夹持机构。本发明用纯机械结构有效实现了水下作业设备的自动对接和释放。
Description
技术领域
本发明涉及具有柔性连接的潜水器等水下作业设备的吊放回收机构，具体地指一种机械式自动对接释放装置。
背景技术
随着海洋资源的不断开发，类似潜水器等水下作业设备的应用越来越广泛，这些设备的共同特点之一是均有一根长长的柔性的脐带缆与母船上的动力及控制设备相连接。设备在海洋作业前，首先须通过母船上专用的吊放设备将其从船甲板上吊放至水平面，然后脱开吊放设备，潜水器等水下设备才可自行进行深海作业；作业完成后，首先需要将吊放设备与潜水器等水下设备进行对接，再将其起吊至船甲板上。
目前常用的脱开和对接方式主要有两种，一种是由潜水员跳入海水中，进行人工辅助脱卸与对接。由于海况有时很恶劣，这种人工脱卸与对接的方式不但效率很低，而且很危险，极有可能对潜水员造成伤害；另一种是带有动力设备的机械装置，即通过带有液压、电力或者绳索的装置驱动销轴实现脱卸动作，这种远程操控的方式不仅不易实现自动对接，而且装置结构复杂，动力线缆在海水环境中容易被腐蚀或者受干扰，所以工作的可靠性和安全性低。因此研制一种专用的全自动对接释放装置是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有脱开和对接方式存在的安全性和结构复杂等问题，提供一种机械式自动对接释放装置，能够安全、方便地实现各种水下作业设备在工作母船上吊放、回收过程中的自动对接和释放。
为实现上述目的，本发明提供的机械式自动对接释放装置包括与起吊钢缆连接的吊钩部分和与被吊设备连接的吊杆部分。其中：
吊钩部分包括一个能穿过作业设备的脐带缆的筒状吊钩体。吊钩体的上端凸缘通过钢缆接头与起吊钢缆连接。吊钩体的下端凸缘内在同一轴截面沿径向设置有至少两个轴销滑套。每个轴销滑套内设置有一个可在压缩弹簧的作用力下伸缩的弹簧轴销。弹簧轴销的前端在无外力作用的常态下始终伸出吊钩体的内壁面；
吊杆部分包括一个能穿过作业设备的脐带缆的台阶筒状吊杆体。吊杆体的顶端设置有可沿吊钩体的内壁滑动、且可与弹簧轴销的前端卡接配合的吊杆头。吊杆头与吊杆体的台阶之间设置有能沿吊杆体轴向滑动的释放滑环。释放滑环的上下环面与弹簧轴销的前端形状相匹配，以使释放滑环通过时能将弹簧轴销压入轴销滑套内。吊杆体的底端设置有用于与被吊设备连接的夹持机构。
进一步地，所述释放滑环的上下环面分别为正圆锥面和倒圆锥面，所述弹簧轴销的前端形状由上斜面和下斜面交叉而成，且释放滑环的正圆锥面和倒圆锥面分别与弹簧轴销的下斜面和上斜面滑动配合。
本发明的优点在于：采用双锥面结构的释放滑环与弹簧轴销的配合形式，并利用了作业设备脐带缆的导向作用，用纯机械结构有效实现了水下作业设备的自动对接和释放，避免了潜水员水下作业的危险和不便；吊杆部分为可拆卸式，可在不拆卸脐带缆的情况下拆装，便于使用和维护；整个装置经过简单改型设计，还可适用于核电、空投等不便人类直接操作的环境中，实现重物的自动对接和释放。
附图说明
图1为本发明的装置在已对接状态下的主视结构示意图；
图2为图1的A-A剖视结构示意图；
图3为本发明的装置在自动释放过程中的流程示意图；
图4为本发明的装置在自动对接过程中的流程示意图；
图5为图1中释放滑环的主视结构示意图；
图6为图5的俯视结构示意图；
图7为图5中下释放环的主视结构示意图；
图8为图7的俯视结构示意图；
图9为图7的左视结构示意图；
图10为图1的I处局部放大结构示意图。
图中各标号所示部件为：连接三角架1，夹持机构2，释放滑环3(其中：滑环套3.1、上释放环3.2、下释放环3.3)，对接止档环4，吊杆体5，轴销滑套6(其中：止档口6.1)，压缩弹簧7，弹簧轴销8，吊杆头9(其中：凹槽9.1)，吊钩体10，钢缆接头11，脐带缆12。
具体实施方式
以下结合附图和一个优选实施例对本发明的机械式自动对接释放装置作进一步详细描述：
如图1、图2和图10，本发明的对接释放装置包括与起吊钢缆连接的吊钩部分和与被吊设备连接的吊杆部分。吊钩部分包括一个能穿过作业设备的脐带缆12的筒状吊钩体10。吊钩体10的上端凸缘可通过钢缆接头11与起吊钢缆连接。吊钩体10的下端凸缘内在同一轴截面沿径向均匀设置有三个轴销滑套6。每个轴销滑套6内设置有一个可在压缩弹簧7的作用力下伸缩的弹簧轴销8，弹簧轴销8的前端在无外力作用的常态下始终伸出吊钩体10的内壁面。压缩弹簧7始终处于压缩的状态以保证弹簧轴销8向吊钩体10筒内延伸的趋势。轴销滑套6的前端设有凸台状的止档口6.1，弹簧轴销8的前端设有与止档口6.1对应的止档平面，可防止弹簧轴销8在轴销滑套6内转动。为了便于对接过程的操作，吊钩体10下方还设有一可剖分式的对接止档环4。
吊杆部分包括一个能穿过作业设备的脐带缆12的台阶筒状吊杆体5。吊杆体5的顶端设置有可沿吊钩体10的内壁滑动、且可与弹簧轴销8的前端卡接配合的蘑菇头状的吊杆头9。吊杆头9与吊杆体5的台阶之间设置有能沿吊杆体5轴向滑动的释放滑环3。释放滑环3的上下环面分别为正圆锥面和倒圆锥面，弹簧轴销8的前端形状由上斜面和下斜面交叉而成，且释放滑环3的正圆锥面和倒圆锥面分别与弹簧轴销8的下斜面和上斜面滑动配合。释放滑环3的上下环面还可以是弧面等其它形状，当释放滑环3通过弹簧轴销8时能将弹簧轴销8压入轴销滑套6即可。吊杆头9的顶部呈弧面形，底部设置有与释放滑环3的正圆锥面相匹配的凹槽9.1，以完全包容释放滑环的正圆锥面。上述对接止档环4的高度使得当其底端接触吊杆体5的底座时，吊杆头9在弹簧轴销8以上而释放滑环3在弹簧轴销8以下。
为便于在不拆卸作业设备的脐带缆12的情况下能够装卸吊杆部分，本优选实施例中的吊杆体5、吊杆头9和释放滑环3均为剖分式结构。吊杆体5和吊杆头9分别由两个半筒体和两个半环体拼接而成。如图5至图9，释放滑环3是由两个大半圆环状的上、下释放环3.2、3.3、以及均匀剖分的滑环套3.1拼接而成的环状体。
为了与被吊设备连接，吊杆体5的下端，可依据被吊设备的结构设计相应的连接夹板等夹持机构2，用于同被吊设备上的如连接三角架1等结构连接。
本发明的工作原理如下：
安装准备：在潜水器等水下作业设备投入使用前，先将吊钩部分的吊钩体10通过钢缆接头11与专用吊放设备的钢缆连接好，再将水下作业设备的脐带缆12穿过吊钩体10的中间孔，与船甲板上的作业设备连接；然后将吊杆部分与作业设备连接牢固，并使脐带缆12穿过吊杆体5的中间孔。放下钢缆，使吊钩体10内的弹簧轴销8卡住吊杆头9的下端面。操作钢缆，将水下作业设备吊放至水面，作业设备在自身浮力作用下漂浮在水面上。
释放过程：如图3所示，该过程中吊钩体10上无需安装对接止档环4。装置初始处于对接状态(如图3中的3a所示)；放松钢缆，吊钩体10在自身重力作用下下滑，至使吊钩体10上的弹簧轴销8在与释放滑环3正圆锥面接触时，缩回轴销滑套6内，当弹簧轴销8滑至释放滑环3倒圆锥面时，又在压缩弹簧7的弹力作用下自动弹出，吊钩体10被吊杆体5的底座限位，吊钩部分停止下滑(如图3中的3b所示)；然后操作钢缆使吊钩体10上升，由于释放滑环3的重量不足以克服三只压缩弹簧7的弹力，故弹簧轴销8带着释放滑环3一起上升，至使释放滑环3的正圆锥面完全进入吊杆头9下面的凹槽9.1内(如图3中的3c所示)；继续操作钢缆使吊钩体10上行，释放滑环3由于吊杆头9的止档而无法上行，在吊杆部分和作业设备的重力作用下，释放滑环3的倒圆锥面压缩弹簧轴销8使其全部回缩至轴销滑套6内，整个吊杆部分脱离吊钩部分，完成了自动释放过程，释放滑环3在自身重力作用下又滑至吊杆体5下端面(如图3中的3d所示)。
对接过程：如图4所示，当水下设备完成作业后，首先将可剖分式对接止档环4安装在吊钩体10的尾部(如图4中的4a所示)；由于脐带缆12始终穿过吊钩体10的中间孔，所以操作钢缆，能够使吊钩体10在脐带缆12的导向下，朝吊杆头9方向下滑(如图4中的4b所示)；当弹簧轴销8的下斜面与吊杆头9的正圆锥面接触后，由于吊钩部分自身重力的作用，吊杆头9挤压弹簧轴销8并克服压缩弹簧7的弹力，使弹簧轴销8完全回缩至轴销滑套6内，吊钩体10继续下滑至对接止档环4与吊杆体5的端面接触而停止，弹簧轴销8滑至吊杆头9下方后自动弹出(如图4中的4c所示)；操作钢缆使吊钩体10上行，至弹簧轴销8上端面与吊杆头9下端面接触并卡紧，完成自动对接(如图4中的4d所示)。继续操作钢缆使吊钩体10上行，便能够起吊与吊杆部分连接的作业设备。
Claims (9)
1.一种机械式自动对接释放装置，包括与起吊钢缆连接的吊钩部分和与被吊设备连接的吊杆部分，其特征在于：
所述吊钩部分包括一个能穿过作业设备的脐带缆(12)的筒状吊钩体(10)，吊钩体(10)的上端凸缘通过钢缆接头(11)与起吊钢缆连接，吊钩体(10)的下端凸缘内在同一轴截面沿径向设置有至少两个轴销滑套(6)，每个轴销滑套(6)内设置有一个可在压缩弹簧(7)的作用力下伸缩的弹簧轴销(8)，弹簧轴销(8)的前端在无外力作用的常态下始终伸出吊钩体(10)的内壁面；
所述吊杆部分包括一个能穿过作业设备的脐带缆(12)的台阶筒状吊杆体(5)，吊杆体(5)的顶端设置有可沿吊钩体(10)的内壁滑动、且可与弹簧轴销(8)的前端卡接配合的吊杆头(9)，吊杆头(9)与吊杆体(5)的台阶之间设置有能沿吊杆体(5)轴向滑动的释放滑环(3)，释放滑环(3)的上下环面与弹簧轴销(8)的前端形状相匹配，以使释放滑环(3)通过时能将弹簧轴销(8)压入轴销滑套(6)内，吊杆体(5)的底端设置有用于与被吊设备连接的夹持机构(2)。
2.根据权利要求1所述的机械式自动对接释放装置，其特征在于：所述释放滑环(3)的上下环面分别为正圆锥面和倒圆锥面，所述弹簧轴销(8)的前端形状由上斜面和下斜面交叉而成，且释放滑环(3)的正圆锥面和倒圆锥面分别与弹簧轴销(8)的下斜面和上斜面滑动配合。
3.根据权利要求1或2所述的机械式自动对接释放装置，其特征在于：所述吊杆头(9)的顶部呈弧面形或锥面形，所述吊杆头(9)的底部设置有与释放滑环(3)的上环面相匹配的凹槽(9.1)，以完全包容释放滑环(3)的上环面。
4.根据权利要求1或2所述的机械式自动对接释放装置，其特征在于：所述吊杆体(5)、吊杆头(9)和释放滑环(3)均为剖分式结构。
5.根据权利要求1或2所述的机械式自动对接释放装置，其特征在于：所述释放滑环(3)是由两个大半圆环状的上、下释放环(3.2、3.3)、以及均匀剖分的滑环套(3.1)拼接而成的环状体。
6.根据权利要求1或2所述的机械式自动对接释放装置，其特征在于：所述轴销滑套(6)的前端设有凸台状的止档口(6.1)，所述弹簧轴销(8)的前端设有与止档口(6.1)对应的止档平面。
7.根据权利要求1或2所述的机械式自动对接释放装置，其特征在于：所述吊钩体(10)的下端凸缘内在同一轴截面沿径向均匀设置有三个轴销滑套(6)。
8.根据权利要求1或2所述的机械式自动对接释放装置，其特征在于：所述夹持机构(2)是固定在吊杆体(5)底端的连接夹板。
9.根据权利要求1或2所述的机械式自动对接释放装置，其特征在于：所述吊钩体(10)下方设置有一可剖分式对接止档环(4)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110119 Termination date: 20180313 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |