CN113336088A

CN113336088A - 一种闭锁装置

Info

Publication number: CN113336088A
Application number: CN202110878226.1A
Authority: CN
Inventors: 魏建仓; 李立成; 张同同; 步晓明; 许文浩; 马欣
Original assignee: Deepinfar Ocean Technology Inc
Current assignee: Deepinfar Ocean Technology Inc
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2021-08-02
Publication date: 2021-09-03

Abstract

本申请提供一种用于水下设备的闭锁装置，包括：锁销，包括第一卡槽和第一容置槽，所述第一容置槽内设置有电磁铁，所述锁销安装于水下设备；锁体，包括容置腔和传感器，所述容置腔内设置有第一锁舌和第二锁舌，当所述锁销***所述容置腔内，所述第一锁舌和所述第二锁舌卡接于所述第一卡槽，所述传感器与所述电磁铁相感应。本申请的技术方案提高了水下设备起吊、对接和保护于一体，具有结构简单可靠，易于操作。

Description

一种闭锁装置

技术领域

本申请涉及水下设备技术领域，具体涉及一种闭锁装置。

背景技术

目前,常用的对接起吊方式主要有三种: 一种是由工作人员乘机动艇靠近水下机器人,进行人工辅助起吊对接,并系止荡绳:由于海况有时很恶劣,这种人工操作的方式不但效率很低,而且很危险,极有可能对工作人员造成伤害。第二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。还有一种是机械式的对接结构,但其不具备保护功能,无法应对海上作业时的高危险性。

水下机器人是一种在水下环境中作业的机器人,在其进行水下回收的过程中,尤其是在恶劣的海况下,需要将水下机器人与其收放设备对接联锁在一起。目前,水下机器人的对接联锁过程一般通过工人采用钩枪等辅助工具钩合于水下机器人的挂钩。然而,采用人工手动完成水下机器人的对接联锁过程增加了工人的劳动强度。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

本申请旨在提供一种闭锁装置，解决了水下设备起吊、对接和保护于一体，具有结构简单可靠，易于操作，以便减轻作业人员作业强度，提高回收作业可靠性。

根据本申请的一方面，提出一种用于水下设备的闭锁装置，包括：锁销，包括第一卡槽和第一容置槽，所述第一容置槽内设置有电磁铁，所述锁销安装于水下设备；锁体，包括容置腔和传感器，所述容置腔内设置有第一锁舌和第二锁舌，当所述锁销***所述容置腔内，所述第一锁舌和所述第二锁舌卡接于所述第一卡槽，所述传感器与所述电磁铁相感应。

根据一些实施例，所述电磁铁通过防水胶密封于所述锁销的第一容置槽内。

根据一些实施例，所述传感器包括霍尔传感器。

根据一些实施例，所述锁体还包括：拉杆导座；滑动拉杆，所述滑动拉杆的一端可活动地连接于所述第一锁舌和第二锁舌，所述滑动拉杆的杆部设置于所述拉杆导座内，当拉动所述滑动拉杆时，所述锁销脱离所述锁体。

根据一些实施例，所述传感器包括第一传感器和第二传感器，对称设置于所述锁体的两侧。

根据一些实施例，所述锁体还包括吊环，用于起吊水下设备。

根据一些实施例，所述锁销的端部设置有第一锥形面。

根据一些实施例，所述第一卡槽相邻于所述第一容置槽的侧壁设置有第二锥形面。

根据一些实施例，所述锁销具有第一台阶。

根据一些实施例，所述锁体的容置腔的入口处具有第二台阶，所述第二台阶与所述锁销的第一台阶相匹配，用于限位所述锁销位于所述容置腔内的位置。

基于上述的一种闭锁装置，利用霍尔传感器对锁销入锁做出准确判断，可防止回收时因误判入锁造成的脐带缆破坏。回收过程中无需人工参与判断，减轻回收作业强度。本申请的闭锁装置可应用于手动闭锁装置，也可应用于自动闭锁装置，应用范围广。

为能更进一步了解本申请的特征及技术内容，请参阅以下有关本申请的详细说明与附图，但是此说明和附图仅用来说明本申请，而非对本申请的保护范围作任何的限制。

附图说明

下面结合附图详细说明本公开的实施方式。这里，构成本公开一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解。本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。附图中：

图1-2示出根据本申请示例实施例的水下设备和闭锁装置的整体结构示意图。

图3示出图1中I部分的局部放大图。

图4示出根据本申请示例实施例的闭锁装置的整体结构示意图。

图5示出根据本申请示例实施例的闭锁装置的整体结构剖面示意图。

图6示出根据本申请示例实施例的闭锁装置的锁体结构示意图。

图7a示出根据本申请示例实施例的闭锁装置的锁销结构示意图。

图7b-7c示出图7a中Ⅱ部分的局部放大图。

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；相反，提供这些实施例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。

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公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料或装置等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

利用水下机器人（ROV）进行水下作业大致步骤为：甲板或岸端物料准备→布放ROV→水下作业→完成作业→回收ROV→甲板或岸端处理ROV作业数据。在回收中大型ROV时，由于脐带缆承重能力不足，不能直接利用脐带缆回收ROV，需要采用闭锁装置进行回收。利用闭锁装置回收时，首先需要闭锁装置与ROV进行有效对接，然后由绞车或吊车起吊闭锁装置执行回收动作。

目前应用比较多的闭锁装置为手动闭锁装置，手动闭锁装置需人工观察判断锁销入锁，容易造成误判；若未入锁成功进行起吊回收，则脐带缆会承受ROV自重，脐带缆会受损，甚至导致脐带缆断裂；并且回收过程需人工参与，无法进行自动化回收。

针对此种情况，我们研发了一种应用于水下设备的闭锁装置，旨在利用霍尔传感器对闭锁装置锁销入锁做出准确判断，以便减轻作业人员作业强度、提高回收作业可靠性。

以下结合附图对本申请的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。

图1-2示出根据本申请示例实施例的水下设备和闭锁装置的整体结构示意图。图3示出图1中I部分的局部放大图。图4示出根据本申请示例实施例的闭锁装置的整体结构示意图。图5示出根据本申请示例实施例的闭锁装置的整体结构剖面示意图。

如图1-3所示，根据本申请示例实施例，本申请公开一种用于水下设备1的闭锁装置2包括锁销9和锁体10，锁销9固定于水下设备1上，当水下设备1完成水下作业后需要回收时，水下设备1在水里，由于水的浮力可以抵消水下设备1的重力，所以可以采用脐带缆6将水下设备1拉至露出水面后，将锁体10沿脐带缆6靠自身重力锁紧于锁销9上。另外，当水下设备1在水里，可以利用脐带缆6作为导向，通过拖拽脐带缆6使锁销9进入锁体10并闭锁。锁销9与锁体10进行有效对接后，可以将水下设备1吊起回收。

参图4-5可见，锁销9包括第一卡槽和第一容置槽，第一容置槽内设置有电磁铁，锁销9安装于水下设备1。锁销9呈现圆柱状，锁销9的一端具有一固定盘，用于安装于水下设备1的外壳上，固定盘可以采用圆形盘或方形盘，本公开对其形状不作具体限定。锁销9的固定盘可以螺接于水下设备1的外壳上，也可以焊接于水下设备1的外壳上，本公开不作具体限定。第一卡槽设置于锁销9的另一端，另一端即远离固定盘的一端，第一卡槽用于卡接。第一容置槽相邻设置于第一卡槽的下方。

锁体10包括容置腔和传感器，容置腔内设置有可活动的第一锁舌16和第二锁舌17，当锁销9***容置腔内，第一锁舌16和第二锁舌17卡接于第一卡槽，锁体10上设置的传感器与锁销9的第一容置槽里设置的电磁铁相感应，。

根据本申请实施例，锁销9相邻第一卡槽的端部设置有第一锥形面。当锁销9和锁体10有效对接时，首先使锁销9的一端先进入锁体10的容置腔，第一锥形面可以使锁销9有效的进入锁体10的容置腔内。

锁销9具有第一台阶，第一台阶位于第一容置槽与固定盘之间，用于限位锁销9进入锁体10的容置腔的位置，使电磁铁与传感器相对应。锁体10的容置腔的入口处具有第二台阶，第二台阶与锁销9的第一台阶相匹配，用于限位锁销9位于容置腔内的位置，第一台阶和第二台阶相匹配，用于限位锁销9位于锁体10的容置腔内的位置。

在锁销9进入锁体10的容置腔内，第一锁舌16和第二锁舌17处于所述第一卡槽外，为了使第一锁舌16和第二锁舌17平稳进入锁销9的第一卡槽内，避免第一锁舌16和第二锁舌17卡死于第一卡槽内，故，第一卡槽相邻于第一容置槽的侧壁设置有第二锥形面。

电磁铁通过防水胶15密封于锁销9的第一容置槽内，电磁铁可以采用第一电磁铁13和第二电磁铁14的两个电磁铁半环设置于第一容置槽内，再用防水胶15将电磁铁密封于第一容置槽内，防水胶15可以起到防水作用。

根据本申请实施例，传感器包括霍尔传感器。传感器包括第一传感器11和第二传感器12，对称设置于锁体10的两侧。传感器也可以设置一个，本公开不限定其具体数量。第一传感器11可以与第一锁舌16设置于同侧，第二传感器12和第二锁舌17设置于同侧。

根据本申请实施例，锁体10还包括拉杆导座19和滑动拉杆18，拉杆导座19用于导向滑动拉杆18。

滑动拉杆18通过两个连接件连接第一锁舌16和第二锁舌17，两个连接件的一端分别固定于第一锁舌16和第二锁舌17上，另一端具有长圆孔。滑动拉杆18上设置有两根固定杆，两根固定杆分别穿过两个连接件的长圆孔将滑动拉杆18与两个连接件活动连接，滑动拉杆18的一端可活动地连接于第一锁舌16和第二锁舌17，滑动拉杆18的杆部设置于拉杆导座19内，当拉动滑动拉杆18时，锁销9脱离锁体10。当锁销9需要解锁时，拉动滑动拉杆18，滑动拉杆18的固定杆在长圆孔内移动，从而带动第一锁舌16和第二锁舌17转动，使第一锁舌16和第二锁舌17脱离第一卡槽，此时，通过滑动拉杆18的上下滑动实现了第一锁舌16和第二锁舌17的旋转，从而使锁销9可以脱离锁体10的容置腔。

根据本申请实施例，锁体10还包括吊环20，用于起吊水下设备1。

根据本申请实施例，安装在锁体10上的霍尔传感器与安装在锁销9的电磁铁形成位置检测***，当锁销9入锁后，霍尔传感器可接受到来自电磁铁的磁信号，霍尔传感器将磁信号转换成电信号，电信号可以传递给作业人员附近的提示装置，提醒作业人员可以精确的判断锁销9锁到位与否，也可以传递给另外的控制设备，用于开闭锁逻辑控制。

回收过程如下：锁销9与水下设备1互相连接，水下设备可以为水下机器人（ROV），ROV 作业完成后浮至水面，锁销9与锁体10进行对接，对接过程将锁体10提离距ROV一定高度，然后靠锁体10自身重力势能冲击锁销9入锁，以霍尔传感器的电信号作为入锁判据，卸扣和起吊钩子5将闭锁装置2和ROV吊出水面并放置到指定回收位置。其中锁销9入锁过程，会带动第一锁舌16和第二锁舌17转动，带动滑动拉杆18上下滑动，入锁成功后第一锁舌16和第二锁舌17与滑动拉杆18复位并锁紧。

图6示出根据本申请示例实施例的闭锁装置的锁体结构示意图。图7a示出根据本申请示例实施例的闭锁装置的锁销结构示意图。图7b-7c示出图7a中Ⅱ部分的局部放大图。

本申请的闭锁装置2回收作业主要包含闭锁装置2装置及锁紧识别装置两部分，详细阐述如下。

一.闭锁装置2的锁紧状态

如图6所示，闭锁装置2的锁紧状态包含以下以下结构：锁体10，传感器，第一锁舌16，第二锁舌17，滑动拉杆18，拉杆导座19，吊环20。

传感器通过螺纹连接安装到锁体10上，第一锁舌16和第二锁舌17可绕其轴向转动地设置于锁体10上，当锁销9进入锁体10内时，第一锁舌16和第二锁舌17的转动可以带动滑动拉杆18上下移动，滑动拉杆18上下移动由拉杆导座19进行导向，通过吊环20将水下设备1进行起吊。

二. 闭锁装置2的锁紧识别

如图7a-7c所示，闭锁装置2的锁紧识别包含以下结构：锁销9，电磁铁，防水胶15。

锁销9入锁过程，带动第一锁舌16和第二锁舌17转动，此过程中滑动拉杆18在拉杆导座19内滑动，入锁成功后第一锁舌16和第二锁舌17与滑动拉杆18复位并锁紧，滑动拉杆18在解锁时，用手动或电动提拉滑动拉杆18进行开锁。入锁过程，电磁铁接近传感器时，传感器可将接受到的磁信号转变成电信号并传递给作业人员附近的提示装置，提醒作业人员锁到位与否，也可以传递给其他控制设备，用于开闭锁逻辑控制。

可选地，本申请可以采用两个霍尔传感器接受到信号作为判断入锁成功的信号，防止因传感器故障引起的误判，可以避免脐带缆6因误判而损坏。本申请的闭锁装置2可以采用一对电磁铁半环作为电磁信号源，形成360°全周分布的磁场，可适应水下设备1全范围入锁角度。

基于上述的一种闭锁装置2，利用霍尔传感器对锁销9入锁做出准确判断，可防止回收时因误判入锁造成的脐带缆6破坏。回收过程中无需人工参与判断，减轻回收作业强度。本申请的闭锁装置2可应用于手动闭锁装置2，也可应用于自动闭锁装置2，应用范围广。

最后应说明的是：以上所述仅为本公开的示例实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims

1.一种用于水下设备的闭锁装置，其特征在于，包括：

锁销，包括第一卡槽和第一容置槽，所述第一容置槽内设置有电磁铁，所述锁销安装于水下设备；

锁体，包括容置腔和传感器，所述容置腔内设置有第一锁舌和第二锁舌，当所述锁销***所述容置腔内，所述第一锁舌和所述第二锁舌卡接于所述第一卡槽，所述传感器与所述电磁铁相感应。

2.根据权利要求1所述的闭锁装置，其特征在于，所述电磁铁通过防水胶密封于所述锁销的第一容置槽内。

3.根据权利要求1所述的闭锁装置，其特征在于，所述传感器包括霍尔传感器。

4.根据权利要求1所述的闭锁装置，其特征在于，所述锁体还包括：

拉杆导座；

滑动拉杆，所述滑动拉杆的一端可活动地连接于所述第一锁舌和第二锁舌，所述滑动拉杆的杆部设置于所述拉杆导座内，当拉动所述滑动拉杆时，所述锁销脱离所述锁体。

5.根据权利要求1所述的闭锁装置，其特征在于，所述传感器包括第一传感器和第二传感器，对称设置于所述锁体的两侧。

6.根据权利要求1所述的闭锁装置，其特征在于，所述锁体还包括吊环，用于起吊水下设备。

7.根据权利要求1所述的闭锁装置，其特征在于，所述锁销的端部设置有第一锥形面。

8.根据权利要求1所述的闭锁装置，其特征在于，所述第一卡槽相邻于所述第一容置槽的侧壁设置有第二锥形面。

9.根据权利要求1所述的闭锁装置，其特征在于，所述锁销具有第一台阶。

10.根据权利要求9所述的闭锁装置，其特征在于，所述锁体的容置腔的入口处具有第二台阶，所述第二台阶与所述锁销的第一台阶相匹配，用于限位所述锁销位于所述容置腔内的位置。