CN111731461A - 一种水下抛载机构 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种水下抛载机构，所述水下抛载机构包括固定组件，包括第一固定板、第二固定板和重块固定罩，所述第一固定板、第二固定板固定在所述重块固定罩上；电磁组件，设置于所述第一固定板；杠杆组件，设置于所述固定组件，与所述电磁组件固定连接；抛载组件，悬挂在所述杠杆组件。本申请采用失电型电磁铁通过杠杆组件实现对重块的释放，简单方便，且成本较低。

Description

一种水下抛载机构

技术领域

本申请涉及水下航行器领域，具体涉及一种可以实现水下自主航行器回收的抛载机构。

背景技术

水下自主航行器作为一种高科技的水下勘测手段，目前已在海洋学研究和海洋资源勘探与开发中广泛应用，与有缆遥控水下自主航行器相比，由于没有铠装电缆的牵引，水下自主航行器的回收相对更加困难。

目前国内的水下自主航行器还处于研究阶段，尤其是抛载回收机构。由于复杂的海底环境，经常会出现意外故障，为保证水下自主航行器在意外情况下顺利回收，水下抛载装置的设计显得尤为重要。目前现有的水下抛载技术包括：机械抛载装置，装置需要驱动电机，结构比较复杂，且电机成本较高；熔断抛载，采用电化学方式实现，其对海洋具有一定的污染性，而在淡水中无法使用；电磁铁抛载，需要一直通电实现吸附功能，功率消耗大，体积较大，不适宜小型水下自主航行器使用；***式抛载，这种装置适用于超大质量压载的释放，成本大，***冲击力大，具有一定的危险性。

因此，如何快速且方便的实现水下自主航行器的抛载回收，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本申请提供一种抛载回收机构，采用失电型电磁铁实现对抛载机构的释放：重块与电磁铁通过二级杠杆吸附到一起，杠杆有助于减小电磁铁对重块的吸附力，电磁铁仅在释放时接通电源，能耗较低；重块外部安装有导向机构，以便于安装，且重块是梯形结构，保证水下自主航行器本体在俯仰一定角度时依然能够实现抛载功能；抛载机构内部采用充油密封形式，适用于全海深领域。

根据本申请提供一种抛载机构，其特征在于，包括：

固定组件，包括第一固定板、第二固定板和重块固定罩，所述第一固定板、第二固定板固定在所述重块固定罩上；

电磁组件，设置于所述第一固定板；

杠杆组件，设置于所述固定组件，与所述电磁组件固定连接；

抛载组件，悬挂在所述杠杆组件。

根据一些实施例，所述电磁组件包括：

第一固定支架，固定在所述第一固定板上；

密封舱，固定在所述第一固定支架上；

密封舱端盖，设置于所述密封舱的上端面；

失电型电磁铁，设置于所述密封舱的下端面；

铁磁盘，与所述失电型电磁铁电磁连接。

根据一些实施例，所述密封端盖上具有容置孔。

根据一些实施例，所述电磁组件还包括：

压力补偿活塞，设置于所述容置孔。

根据一些实施例，所述密封舱内装有油液。

根据一些实施例，所述杠杆组件包括：

第二固定支架，设置于所述重块固定罩上；

第一杠杆，一端可旋转的固定在所述第二固定支架上，另一端与所述铁磁盘固定；

第三固定支架，设置于所述重块固定罩上；

第二杠杆，可旋转的固定于所述第三固定支架上。

根据一些实施例，所述第二杠杆具有扭簧。

根据一些实施例，所述抛载组件包括：

重块；

重块连接杆，与所述重块固定连接；

挂钩，一端与所述第二杠杆卡接，另一端与所述重块连接杆连接；

重块导向罩，设置于所述重块与重块固定罩之间。

根据一些实施例，所述重块固定罩具有通孔，所述重块连接杆穿过所述通孔与所述重块连接。

根据一些实施例，所述抛载回收机构还包括霍尔检测电路板，设置于所述密封舱内。

根据一些实施例，所述抛载回收机构能够实现控制所述电磁组件的断开，再通过所述杠杆组件实现对所述抛载组件进行抛载，最终使水下自主航行器的在水的浮力的作用下自动上浮，实现自动回收。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1示出根据本申请示例实施例的抛载机构剖视图。

图2示出根据本申请示例实施例的抛载机构正视图。

图3示出根据本申请示例实施例的抛载机构透视图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例。提供这些实施例是为使得本申请更全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本申请概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，可能不是按比例的。附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。

以下将结合附图，对本申请的技术方案进行详细说明。

图1示出根据本申请示例实施例的抛载机构剖视图；图2示出根据本申请示例实施例的抛载机构正视图；图3示出根据本申请示例实施例的抛载机构透视图。

参见图1、2和3，抛载机构可包括: 固定组件100，所述固定组件100包括第一固定板101、第二固定板103和重块固定罩105，所述第一固定板101、第二固定板103固定在所述重块固定罩105上；电磁组件200设置于所述第一固定板101上；杠杆组件300与所述电磁组件200固定连接；抛载组件400悬挂在所述杠杆组件300上。

根据本申请的示例实施例，所述电磁组件200包括第一固定支架201，所述第一固定支架201固定在所述第一固定板101上；密封舱203固定在所述第一固定支架201上；密封舱端盖205设置于所述密封舱203的上端面；失电型电磁铁207设置于所述密封舱203的下端面；铁磁盘209与所述失电型电磁铁207电磁连接。

根据一些示例实施例，第一固定支架201的一端与密封舱203固定连接，另一端通过螺栓与所述第一固定板101固定连接。

密封舱203是空心的桶状结构，上下端面分别设置有安装孔，在密封舱203的上端部设置有密封舱端盖205，所述密封舱端盖205上也设置有安装孔，采用螺栓螺母的固定方式将密封舱203与密封舱端盖205固定。

密封舱203的下端面设置有安装孔，失电型电磁铁207上也设置有安装孔，采用螺栓螺母的固定方式将密封舱203与失电型电磁铁207固定。

根据本申请的示例实施例，密封舱203通过密封舱端盖205和失电型电磁铁207形成中空的密封空腔结构，密封的空腔内装满油液。抛载机构的工作环境在水底，密封舱203外表面与水直接接触，外表面承受水压的作用，在密封舱203内装满油液可以抵抗密封舱203外表面的水压，防止密封舱203变形。

密封舱端盖205上设置有容置孔215，所述容置孔215内设置有压力补偿活塞217，当抛载机构在深水中工作时，压力补偿活塞217会通过自身在容置孔215内的上下移动来缓解密封舱203内部的压力，进行压力补偿，使得密封舱203能承受较高的外部压力，防止密封舱203由于压力过大而损坏变形。

根据一些示例实施例，铁磁盘209的上表面与所述失电型电磁铁207电磁连接，所述铁磁盘209上设置有螺纹孔，杠杆组件300通过螺栓与铁磁盘209固定连接。

根据本申请的示例实施例，在密封舱203内具有霍尔检测电路板211，在铁磁盘209上安装有圆柱磁铁213，所述霍尔检测电路板211设置在所述失电型电磁铁207的侧壁上，靠近失电型电磁铁207与铁磁盘209的接触面，铁磁盘209上设置有圆柱磁铁213。当需要进行水下自主航行器抛载回收时，霍尔检测电路板211通过检测铁磁盘209上设置的圆柱磁铁213来判断失电型电磁铁207与铁磁盘209是否脱离。

根据一些示例实施例，所述杠杆组件300可包括第二固定支架301，所述第二固定支架301设置于所述重块固定罩105上；第一杠杆303一端可旋转的固定在所述第二固定支架301上，另一端与所述铁磁盘209固定；第三固定支架307设置于所述重块固定罩105上；第二杠杆305可旋转的固定于所述第三固定支架307上。

根据本申请的示例实施例，第二杠杆305上设置有扭簧309（参见图2），所述扭簧309同轴与第二杠杆305一起固定在第三固定支架307上。扭簧309的一端固定在第二杠杆305上，另一端固定在第三固定支架307的扭簧固定件311上，扭簧309可实现第二杠杆305的自动回位。第三固定支架307上具有限位销，第二杠杆305在扭簧309的作用下实现回弹至限位销。

根据本申请的示例实施例，所述抛载组件400可包括重块401，所述重块401和重块连接杆403固定连接；挂钩405的一端悬挂在所述第二杠杆305上，另一端与所述重块连接杆403连接；重块导向罩设置于所述重块401与重块固定罩105之间。

根据一些示例实施例，重块导向罩可包括具有内板407-1的斜面结构和外板407-2竖直面结构，可实现与重块固定罩105安装时的导向作用。

重块401是梯形结构，重块导向罩内板407-1的内表面为梯形斜面结构，在安装时先将重块401与重块导向罩分装好，重块导向罩和重块401中部具有可同心设置的通孔，重块连接杆403依次穿过重块导向罩与重块401后，将重块连接杆403和重块401固定连接，再穿过重块固定罩105悬挂在第二杠杆305上。

根据一些示例实施例，重块401的梯形结构能保证水下自主航行器俯仰一定的角度时，比如70°依然能够实现抛载功能。

根据本申请的示例实施例，在水下自主航行器投入使用前，通过固定组件100的第一固定板101和第二固定板103上的安装点将抛载机构固定到水下自主航行器本体上。此时失电型电磁铁处于不通电状态，铁磁盘209与所述失电型电磁铁207电磁连接。

第一杠杆303的第一端与铁磁盘209固定连接，第二端与第二杠杆305配合，第一杠杆303本体可旋转的固定于第二固定支架301的第一旋转轴304上。铁磁盘209与所述失电型电磁铁207电磁连接时，第一杠杆303托住第二杠杆305。由于第一杠杆303的第一端距离第一旋转轴304的距离大于第二端，在杠杆比的作用下电磁作用力可小于重块401的作用力。重块401通过重块连接杆403与挂钩405连接，并通过挂钩405悬挂在第二杠杆305上。

根据本申请的示例实施例，水下自主航行器在回收失败时，需要启用应急抛载机构进行水下自主航行器回收。对抛载机构进行通电时，失电型电磁铁207通电后磁性消失，铁磁盘209与失电型电磁铁207连接断开；铁磁盘209又与第一杠杆303的第一端固定连接，第一杠杆303在重块401作用力下使第二杠杆305绕第二旋转轴306转动，第一杠杆303绕第一旋转轴304转动；则第一杠杆303与第二杠杆305断开配合；继而第二杠杆305与挂钩405脱离，实现重块401抛载释放。重块401抛载后水下自主航行器重量减小，可在水的浮力的作用下浮出水面，实现水下自主航行器的回收。

根据一些示例实施例，再次利用抛载机构时，需重新装上抛载组件400，先将重块401、重块连接杆403和挂钩405装在一起，再将整体放入重块导向罩。再将装好的整体部分装到重块固定罩105上，同时上推重块401，使挂钩405悬挂在第二杠杆305上。安装时先将挂钩和重块连接杆403穿过重块固定罩105；重块导向罩通过重块固定罩105时自动实现导向功能，继续上推使第二杠杆305穿过挂钩405的封闭的U形结构，继续上推使第二杠杆305与第一杠杆303连接至一起，实现抛载组件400的安装过程。

根据一些示例实施例，重块401需向下固定，才能保证在重块401释放后，在重力的作用下与固定组件100的成功脱离。在安装抛载机构时，需要将第一固定板101和第二固定板103固定在水下自主航行器本体，保证重块向下。

根据一些示例实施例，实现重块固定罩105通过第一固定板101和第二固定板103与水下自主航行器本体的连接。第一固定板101和第二固定板103的一端通过螺栓固定在水下自主航行器本体上，另一端固定在重块固定罩105上。

根据一些示例实施例，第一固定支架201与第一固定板101通过螺钉固定；第一杠杆303通过螺母固定在第二固定支架301上的旋转轴304上；第二杠杆305通过螺母固定在第三固定支架307的旋转轴306上；第一固定板101和第二固定板103通过螺母与重块固定罩105固定。

根据本申请的示例实施例，挂钩405可以是U形结构，在U形结构的开口处设置有连接杆形成封闭结构，第二杠杆305穿过U形结构悬挂在第二杠杆305上；通过第二杠杆305与挂钩405的脱开来实现抛载；又通过抛载重块401来实现重量减小，水下自主航行器在水中上浮，进行水下自主航行器回收。

需要说明的是，以上参照附图所描述的每个实施例仅用以说明本申请而非限制本申请的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本申请的精神和范围的前提下对本申请进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本申请的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种水下抛载机构，其特征在于，包括:

固定组件，包括第一固定板、第二固定板和重块固定罩，所述第一固定板、第二固定板固定在所述重块固定罩上；

电磁组件，设置于所述第一固定板；

杠杆组件，设置于所述固定组件，与所述电磁组件固定连接；

抛载组件，悬挂在所述杠杆组件。

2.根据权利要求1所述的水下抛载机构，其特征在于，所述电磁组件包括：

第一固定支架，固定在所述第一固定板上；

密封舱，固定在所述第一固定支架上；

密封舱端盖，设置于所述密封舱的上端面；

失电型电磁铁，设置于所述密封舱的下端面；

铁磁盘，与所述失电型电磁铁电磁连接。

3.根据权利要求2所述的水下抛载机构，其特征在于，所述密封端盖上具有容置孔。

4.根据权利要求3所述的水下抛载机构，其特征在于，所述电磁组件还包括：

压力补偿活塞，设置于所述容置孔。

5.根据权利要求2所述的水下抛载机构，其特征在于，所述密封舱内装有油液。

6.根据权利要求2所述的水下抛载机构，其特征在于，所述杠杆组件包括：

第二固定支架，设置于所述重块固定罩上；

第一杠杆，一端可旋转的固定在所述第二固定支架上，另一端与所述铁磁盘固定；

第三固定支架，设置于所述重块固定罩上；

第二杠杆，可旋转的固定于所述第三固定支架上。

7.根据权利要求6所述的水下抛载机构，其特征在于，所述第二杠杆具有扭簧。

8.根据权利要求6所述的水下抛载机构，其特征在于，所述抛载组件包括：

重块；

重块连接杆，与所述重块固定连接；

挂钩，一端与所述第二杠杆卡接，另一端与所述重块连接杆连接；

重块导向罩，设置于所述重块与重块固定罩之间。

9.根据权利要求8所述的水下抛载机构，其特征在于，所述重块固定罩具有通孔，所述重块连接杆穿过所述通孔与所述重块连接。

10.根据权利要求2所述的水下抛载机构，其特征在于，还包括：霍尔检测电路板，设置于所述密封舱内。

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