一種水下浮動(dòng)管（柱）狀物位置控制裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了一種水下浮動(dòng)管（柱）狀物位置控制裝置。該裝置包括：一段與被控制的浮動(dòng)管（柱）狀物同軸且相固定的配流直管，一段動(dòng)力水流輸入管，一段與配流直管滑配的方向控制管，兩根復(fù)位彈簧，帶護(hù)套的控制軟鋼索及其操控機(jī)構(gòu)。配流直管和方向控制管對(duì)應(yīng)位置均設(shè)有周向排水口，前后左右每個(gè)方向至少設(shè)有一個(gè)排水口。通過(guò)操控機(jī)構(gòu)分別操控帶護(hù)套的軸向控制軟鋼索和轉(zhuǎn)動(dòng)控制軟鋼索來(lái)控制方向控制管沿配流直管的軸向位置和轉(zhuǎn)動(dòng)位置，由此控制從動(dòng)力水流輸入管輸入配流直管內(nèi)的水流經(jīng)方向控制管排出的方向和大小，利用水流的反向作用力來(lái)推動(dòng)控制浮動(dòng)管（柱）狀物的位置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種水下浮動(dòng)管(柱)狀物位置控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水下浮動(dòng)管(柱)狀物位置控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海參是高價(jià)值海產(chǎn)品！除了本身就有特殊的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值外，不容易捕撈也是其價(jià)格昂貴的原因。人們要帶上氧氣罩，潛到海底冒著生命危險(xiǎn)去捕撈。長(zhǎng)久在海下捕撈，對(duì)人的身體很有害。因?yàn)楹⒌牟稉萍竟?jié)是春季和深秋季節(jié)，氣溫較低，海水的壓強(qiáng)大，好多人都會(huì)患上潛水綜合癥。
[0003]有人發(fā)明了微型潛水艇用于海參捕撈。潛水艇不僅要滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的抗壓性，還需解決設(shè)備防水等許多問(wèn)題，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品造價(jià)高，捕撈效果也不顯著，而且還面臨安全許可證等問(wèn)題。也有人發(fā)明了水下觀察型海參捕撈機(jī)器人(機(jī)械手)，機(jī)器人同樣需要解決電氣設(shè)備的防水問(wèn)題，且水下搜尋捕撈海參的效率不高，經(jīng)驗(yàn)證其捕撈效率還不如人工，且不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。
[0004]如果能將管道直接伸入海底將海參吸上捕撈船將是很好解決的方法，關(guān)鍵是如何控制長(zhǎng)管道在水下的移動(dòng)，以搜尋海參，本發(fā)明一種水下浮動(dòng)管(柱)狀物位置控制裝置將很好地解決這一問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單可靠的水下浮動(dòng)管(柱)狀物位置控制裝置。
[0006]本發(fā)明一種水下浮動(dòng)管(柱)狀物位置控制裝置包括:一段與水下浮動(dòng)管(柱)狀物同軸的配流直管，一段動(dòng)力水流輸入管，一段空套在配流直管外的方向控制管，兩根復(fù)位彈簧，一套帶護(hù)套的軸向控制軟鋼索，一套帶護(hù)套的轉(zhuǎn)動(dòng)控制軟鋼索及其操控機(jī)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明的特點(diǎn)在于通過(guò)在船上操作操控機(jī)構(gòu)來(lái)操控帶護(hù)套的軸向控制軟鋼索和轉(zhuǎn)動(dòng)控制軟鋼索，調(diào)控與配流直管滑配的方向控制管相對(duì)于配流直管的軸向位置和轉(zhuǎn)動(dòng)位置，調(diào)節(jié)配流直管上的四個(gè)方向不同位置的出水孔與方向控制管上的對(duì)應(yīng)方向和位置的排水口的導(dǎo)通關(guān)系，進(jìn)而調(diào)節(jié)由動(dòng)力水流輸入管輸入配流直管的水流經(jīng)方向控制管排出的方向和流量大小，利用水流的反向作用力來(lái)推動(dòng)和控制水下浮動(dòng)柱狀物的位置。在船上操作操控軟鋼索調(diào)控方向控制管位置，操控可靠，無(wú)水下電氣設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；利用具有一定壓力的水流或壓縮空氣作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，其水泵或空壓機(jī)放在船上，無(wú)需水下電氣設(shè)備，無(wú)防水密封要求，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)效率高，壽命長(zhǎng)，成本低。
[0008]上述位置控制裝置，所述配流直管套在被控制的浮動(dòng)管(柱)狀物外，由同軸的內(nèi)管和外管及端蓋固定形成一環(huán)形腔；配流直管的內(nèi)管可以被控制的浮動(dòng)管(柱)狀物直接替代。
[0009]上述位置控制裝置，所述配流直管外管上至少設(shè)有一圈周向排水口，前后左右四個(gè)方向還設(shè)有排水口，每個(gè)方向至少設(shè)有一個(gè)排水口(注:圖中每個(gè)方向?yàn)樗膫€(gè)孔)；前后方向的排水口的軸向位置與左右方向排水口的軸向位置錯(cuò)開(kāi)一段距離。[0010]上述位置控制裝置，所述配流直管一端連接有動(dòng)力水流輸入管，驅(qū)動(dòng)水流由動(dòng)力水流輸入管進(jìn)入配流直管；
上述位置控制裝置，所述驅(qū)動(dòng)介質(zhì)可以采用具有一定壓力的水流，也可以是壓縮空氣。[0011 ] 上述位置控制裝置，所述方向控制管套在配流直管外，方向控制管內(nèi)壁與配流直管外壁滑配，方向控制管可沿配流直管軸向滑動(dòng)或繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng));
上述位置控制裝置，所述方向控制管在與配流直管的周向排水口相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有周向排水口，前后左右四個(gè)方向還設(shè)有排水口，每個(gè)方向的排水口的數(shù)量與配流直管對(duì)應(yīng)方向的排水口數(shù)量一致(注:圖中每個(gè)方向?yàn)樗膫€(gè)孔)；四個(gè)方向的排水口軸向位置相同，前后方向排水口的中心與方向控制管中心不對(duì)稱(chēng)，有一偏角；左右方向排水口的中心與方向控制管中心也不對(duì)稱(chēng)，有一偏角。通過(guò)與配流直管上對(duì)應(yīng)孔的導(dǎo)通來(lái)控制推力方向，還可以減小方向控制管的擺動(dòng)角度。
[0012]上述位置控制裝置，所述的方向控制管兩端各設(shè)有復(fù)位彈簧，兩根復(fù)位彈簧的近端分別作用在在方向控制管兩端的環(huán)狀彈簧座上，兩根復(fù)位彈簧遠(yuǎn)端的環(huán)狀彈簧座固定在配流直管的外壁上。
[0013]上述位置控制裝置，所述的方向控制管沿配流直管的軸向滑動(dòng)由一套帶護(hù)套的軸向控制軟鋼索進(jìn)行控制。方向控制管繞配流直管軸的轉(zhuǎn)動(dòng)由另一套帶護(hù)套的轉(zhuǎn)動(dòng)控制軟鋼索實(shí)現(xiàn)控制。
[0014]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1水下浮動(dòng)柱狀物位置控制裝置裝配示意圖 圖2配流管和動(dòng)力水流輸入管裝配結(jié)構(gòu)示意圖
圖3方向控制管結(jié)構(gòu)示意圖
圖4前后(左右)方向排水口的中心與方向控制管中心有一偏角 圖5方向控制管處于中間初始位置時(shí)各排水口位置關(guān)系 圖6方向控制管軸向上移時(shí)各排水口位置關(guān)系 圖7方向控制管軸向上移且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)各排水口位置關(guān)系 圖8方向控制管軸向下移且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)各排水口位置關(guān)系 圖9方向控制管軸向下移時(shí)各排水口位置關(guān)系
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一種水下浮動(dòng)管(柱)狀物位置控制裝置包括:配流直管1，方向控制管2，動(dòng)力水流輸入管3，復(fù)位彈簧4，帶護(hù)套的控制軟鋼索5，活動(dòng)卡板6，滑塊7，擺動(dòng)鋼索支架8，彈簧座9及操控機(jī)構(gòu)(未畫(huà)出)等組成。
[0018]請(qǐng)參閱圖2，配流直管I又由配流直管外管11和內(nèi)管12及兩個(gè)端蓋13組成。內(nèi)管12可以是被控制的浮動(dòng)管(柱)狀物直接替代。外管11和內(nèi)管12同軸，通過(guò)兩個(gè)端蓋13固定連接，內(nèi)部形成環(huán)形腔。在配流直管外管11上設(shè)有至少一圈周向排水口 14，該周向排水口也可以聯(lián)通成環(huán)形槽。前后左右四個(gè)方向還設(shè)有排水口，每個(gè)方向設(shè)有至少一個(gè)排水口 ；圖2中，左方向排水口 17(該圖中右側(cè)排水孔18看不見(jiàn))，前后方向排水口 15、16，(圖2中每個(gè)方向設(shè)為四個(gè)排水口);前后左右四個(gè)方向排水口互成90度；前后方向的排水口的軸向位置與左右方向排水口的軸向位置錯(cuò)開(kāi)一段距離。
[0019]配流直管外管11的一端連接有動(dòng)力水流輸入管3，驅(qū)動(dòng)水流由動(dòng)力水流輸入管3進(jìn)入配流直管環(huán)形腔；
請(qǐng)參閱圖1，在配流直管I外還套有方向控制管2。方向控制管2的內(nèi)壁與配流直管I的外壁滑配，方向控制管2可沿配流直管I軸向滑動(dòng)或繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))。
[0020]請(qǐng)參閱圖3，方向控制管2在與配流直管外管上的周向排水口 14相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有周向排水口 21。前后左右四個(gè)方向也設(shè)有排水口，左方向排水口 24(該圖中右側(cè)排水孔25看不見(jiàn))，前方排水口 22，后方排水口 23。每個(gè)方向的排水口的數(shù)量與配流直管對(duì)應(yīng)方向的排水口數(shù)量一致(圖3中每個(gè)方向?yàn)樗膫€(gè)排水口)。四個(gè)方向的排水口軸向位置相同。 [0021]請(qǐng)參閱圖4，前后方向排水口的中心與方向控制管中心不對(duì)稱(chēng)，有一偏角(圖中為45度)；左右方向排水口的中心與方向控制管中心也不對(duì)稱(chēng),有一偏角(圖中為45度)。
[0022]請(qǐng)參閱圖3，方向控制管2中段設(shè)有限位環(huán)26，兩端固定安裝有彈簧座27a和27b，在彈簧座外側(cè)還可以留有一段環(huán)形管作為限位環(huán)28，用以控制方向控制管的軸向極限位置。在方向控制管2的一段還裝有一小段圓柱形導(dǎo)桿29，導(dǎo)桿29 —段固定在彈簧座27上，另一端固定在導(dǎo)桿固定板27c上。導(dǎo)桿29的作用稍后介紹。
[0023]請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1，在方向控制管2的兩端各設(shè)有復(fù)位彈簧4，復(fù)位彈簧一端與方向控制管兩端的彈簧座27a和27b接觸，另一端與固定在配流管外管11上的環(huán)狀彈簧座91和92接觸。
[0024]請(qǐng)參閱圖1，方向控制管2沿配流直管的軸向滑動(dòng)由兩根帶護(hù)套的軸向控制軟鋼索51和52進(jìn)行控制。軸向控制軟鋼索51和52的首端與空套在方向控制管2與限位環(huán)26之間的環(huán)形槽內(nèi)的活動(dòng)卡板6固定。通過(guò)操控裝置(未畫(huà)出)向下拉動(dòng)鋼索51，鋼索51通過(guò)活動(dòng)卡板6使方向控制管2軸向下移；向上拉動(dòng)鋼索52，方向控制管2軸向上移。松開(kāi)鋼索51或52，方向控制管2在復(fù)位彈簧4的作用力下回到中間起始狀態(tài)?；顒?dòng)卡板6的作用是保證方向控制管2的軸向移動(dòng)和繞軸擺動(dòng)互不干涉。
[0025]方向控制管2沿配流直管軸心的擺動(dòng)由兩根帶護(hù)套的擺動(dòng)控制軟鋼索53和54進(jìn)行控制。擺動(dòng)控制軟鋼索53和54的首端與滑塊7固定，滑塊7空套在方向控制管2的圓柱形導(dǎo)桿29上。軟鋼索53和54的套管首端與擺動(dòng)鋼索支架8固定，擺動(dòng)鋼索支架8與彈簧座92固定。通過(guò)操控裝置(未畫(huà)出)拉動(dòng)鋼索53，鋼索53通過(guò)滑塊7和導(dǎo)桿29使方向控制管2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；拉動(dòng)鋼索54，鋼索54通過(guò)滑塊7和導(dǎo)桿29使方向控制管2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。滑塊7和導(dǎo)桿29的作用是保證方向控制管2的繞軸擺動(dòng)和軸向移動(dòng)互不干涉。
[0026]位置控制原理:
請(qǐng)參閱圖5。各軟拉索都不拉動(dòng)時(shí)，方向控制管2在兩端復(fù)位彈簧4的作用力下處于中間初始位置。配流直管中段位置的周向排水口 14與方向控制管中段位置的周向排水口 21相對(duì)應(yīng)(圖5上圖)。配流直管上左右排水口 17、18和前后排水口 15、16四個(gè)方向都被方向控制管封住。由動(dòng)力水流輸入管3輸入配流直管I腔內(nèi)的水流經(jīng)由配流直管中段位置的周向排水口 14及方向控制管中段位置的周向排水口 21排出，水流的反向作用力平衡，浮動(dòng)管保持位置不變。[0027]浮動(dòng)管前后方向控制:
請(qǐng)參閱圖1。如向上拉動(dòng)軸向控制軟鋼索52，活動(dòng)卡板6帶動(dòng)方向控制管2沿配流直管I軸向上移。配流直管上的的周向排水口 14和左右方向排水口 17、18都被方向控制管的管壁封堵(請(qǐng)參閱圖6中的上圖和中圖)；此時(shí)，配流直管外管11前后方向中的某一排水口如16與方向控制管上對(duì)應(yīng)方向的排水口 23正對(duì)導(dǎo)通(請(qǐng)參閱圖6中的下圖)，由動(dòng)力水流輸入管3輸入配流直管I腔內(nèi)的水流經(jīng)16排水口和方向控制管上的23排水口排出。水流的反向作用力推動(dòng)浮動(dòng)柱狀物位置控制裝置帶動(dòng)浮動(dòng)柱狀物向前方向移動(dòng)。
[0028]請(qǐng)參閱圖1。如拉動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)控制軟鋼索54，使方向控制管2繞配流直管I順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使配流直管上往前方向的排水口 15與方向控制管上對(duì)應(yīng)排水口 22正對(duì)導(dǎo)通(請(qǐng)參閱圖7中的下圖)，配流直管上往后方向的排水口 16被方向控制管管壁完全堵住。由動(dòng)力水流輸入管3輸入配流直管I腔內(nèi)的水流經(jīng)15前排水口和方向控制管上的22排水口排出。水流的反向作用力推動(dòng)浮動(dòng)柱狀物位置控制裝置帶動(dòng)浮動(dòng)柱狀物向后方向移動(dòng)。
[0029]要減小浮動(dòng)柱狀物位置控制裝置移動(dòng)速度，可調(diào)控軟鋼索52，減小方向控制管2的軸向移動(dòng)量，使配流直管上的周向排水口 14與方向控制管上的周向排水口 21略微導(dǎo)通分流。減小經(jīng)15排水口排出的流量，減小水流反作用力，可以降低速度。如松開(kāi)軸向控制軟鋼索52，方向控制管2在兩端復(fù)位彈簧4的作用力下回復(fù)到中間初始位置，浮動(dòng)柱狀物位置控制裝置回到圖6初始狀態(tài)，浮動(dòng)管保持位置不變。
[0030]浮動(dòng)管左右方向控制:
請(qǐng)參閱圖1。如向下拉動(dòng)軸向控制軟鋼索51,活動(dòng)卡板6帶動(dòng)方向控制管2沿配流直管I軸向下移。配流直管上 的的周向排水口 14和前后方向排水口 15、16都被方向控制管的管壁封堵(請(qǐng)參閱圖8中的上圖和下圖)；此時(shí)，配流直管外管11左右方向中的某一排水口如18與方向控制管上對(duì)應(yīng)方向的排水口 25正對(duì)導(dǎo)通(請(qǐng)參閱圖8中的中圖)，由動(dòng)力水流輸入管3輸入配流直管I腔內(nèi)的水流經(jīng)18排水口和方向控制管上的25排水口向右排出。水流的反向作用力推動(dòng)浮動(dòng)柱狀物位置控制裝置帶動(dòng)浮動(dòng)柱狀物向左方向移動(dòng)。
[0031]請(qǐng)參閱圖1。如拉動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)控制軟鋼索53，使方向控制管2繞配流直管I逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使配流直管上往左方向的排水口 17與方向控制管上對(duì)應(yīng)排水口 24正對(duì)導(dǎo)通(請(qǐng)參閱圖9中圖)，配流直管上往右方向的排水口 18被方向控制管管壁完全堵住。由動(dòng)力水流輸入管3輸入配流直管I腔內(nèi)的水流經(jīng)17排水口和方向控制管上的24排水口向左排出。水流的反向作用力推動(dòng)浮動(dòng)柱狀物位置控制裝置帶動(dòng)浮動(dòng)柱狀物向右方向移動(dòng)。
[0032]要減小浮動(dòng)柱狀物位置控制裝置移動(dòng)速度，可調(diào)控軟鋼索51，減小方向控制管2的軸向移動(dòng)量，使配流直管上的周向排水口 14與方向控制管上的周向排水口 21略微導(dǎo)通分流。減小經(jīng)17排水口排出的流量，減小水流反作用力，可以降低速度。如松開(kāi)軸向控制軟鋼索51，方向控制管2在兩端復(fù)位彈簧4的作用力下回復(fù)到中間初始位置，浮動(dòng)柱狀物位置控制裝置回到圖6初始狀態(tài)，浮動(dòng)管保持位置不變。
【權(quán)利要求】
1.一種水下浮動(dòng)管(柱)狀物位置控制裝置，其特征是:該水下浮動(dòng)管(柱)狀物位置控制裝置包括: 一段配流直管，套在被控制的浮動(dòng)管(柱)狀物外，由內(nèi)管、外管及端蓋形成一空腔，外有配流口 ； 一段方向控制管，布有排水口，與配流管滑配，與配流管上的配流口組合控制水流； 動(dòng)力水流輸入管，接入外供驅(qū)動(dòng)水流，能量輸入接口 ； 復(fù)位彈簧，使方向控制管不受外力控制時(shí)復(fù)位； 帶護(hù)套的軟鋼索，用于控制方向控制管的位置。
2.按照權(quán)利要求1所述的位置控制裝置，其特征是:配流直管由同軸的內(nèi)管和外管及兩個(gè)端蓋組成，外管和內(nèi)管通過(guò)兩個(gè)端蓋形成固定連接，內(nèi)部形成環(huán)形腔，用于接收由動(dòng)力水流輸入管輸入的水流；被控制的浮動(dòng)管(柱)狀物置于內(nèi)管中且與內(nèi)管固定(被控制的浮動(dòng)管(柱)狀物附圖中未畫(huà)出)；配流直管的內(nèi)管可以被控制的浮動(dòng)管(柱)狀物直接替代。
3.按照權(quán)利要求1所述的位置控制裝置，其特征是:配流直管至少設(shè)有一圈周向排水口或環(huán)形口，用于向四周均勻出水；配流直管前后左右四個(gè)方向還設(shè)有排水口，每個(gè)方向至少設(shè)有一個(gè)排水口 ；前后方向的排水口的軸向位置與左右方向排水口的軸向位置錯(cuò)開(kāi)一段距離，以便前后方向與左右方向的運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行控制。
4.按照權(quán)利要求1所述的位置控制裝置，其特征是:配流直管一端還連接有動(dòng)力水流輸入管，用于引入外供驅(qū)動(dòng)水流等。
5.按照權(quán)利要求4所述的位置控制裝置，其特征是:由輸入管輸入的驅(qū)動(dòng)介質(zhì)可以是一定壓力的水流，也可以是壓縮空氣。`
6.按照權(quán)利要求1所述的位置控制裝置，其特征是:方向控制管套在配流直管外，與配流直管滑配，方向控制管可沿配流直管軸向滑動(dòng)或繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))；方向控制管上設(shè)有的排水口與配流管上的配流口組合控制水流方向和流量，以控制速度。
7.按照權(quán)利要求6所述的位置控制裝置，其特征是:方向控制管在與配流直管的周向排水口相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有周向排水口 ；方向控制管前后左右四個(gè)方向還設(shè)有排水口，每個(gè)方向的排水口的數(shù)量與配流直管對(duì)應(yīng)方向的排水口數(shù)量一致。
8.按照權(quán)利要求7所述的位置控制裝置，其特征是:方向控制管四個(gè)方向的排水口軸向位置相同，前后方向排水口的中心與方向控制管中心不對(duì)稱(chēng)，有一偏角；左右方向排水口的中心與方向控制管中心也不對(duì)稱(chēng)，有一偏角，以便對(duì)前后方向與左右方向的運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行控制。
9.按照權(quán)利要求6所述的位置控制裝置，其特征是:方向控制管沿配流直管的軸向滑動(dòng)由一套帶護(hù)套的軸向控制軟鋼索進(jìn)行控制；方向控制管繞配流直管軸的轉(zhuǎn)動(dòng)由另一套帶護(hù)套的轉(zhuǎn)動(dòng)控制軟鋼索實(shí)現(xiàn)控制。
10.按照權(quán)利要求1所述的位置控制裝置，其特征是:方向控制管兩端各設(shè)有復(fù)位彈簧，以便撤銷(xiāo)軟鋼索的控制后，方向控制管可以回到初始狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】A01K79/00GK103719047SQ201310677682
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】王麗, 謝鑫建, 劉曉強(qiáng) 申請(qǐng)人:王麗, 謝鑫建