本發(fā)明涉及深海大洋海底取樣轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備，具體地說是一種深海保溫保壓艙的轉(zhuǎn)向開關(guān)蓋機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，正在使用的為數(shù)不多的幾種深海保溫保壓樣品轉(zhuǎn)運(yùn)艙的開合蓋運(yùn)動(dòng)方式一般有三種運(yùn)動(dòng)模式。第一種在有足夠的高度空間的條件下，通過油缸進(jìn)行單軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)完成開合蓋動(dòng)作；這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)空間較大，軸向單一。第二種在動(dòng)力源輸入輸出單元充裕的條件下，可使用雙油缸方式進(jìn)行協(xié)同運(yùn)動(dòng)完成開合蓋動(dòng)作；其特點(diǎn)是必須預(yù)先設(shè)定兩套油缸的運(yùn)動(dòng)順序，其協(xié)同運(yùn)動(dòng)必須精確。第三種是利用轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)完成不同軸向上的運(yùn)動(dòng)，往往轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)是通過棘輪控制轉(zhuǎn)盤使其在指定的方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)完成開合蓋動(dòng)作，同時(shí)需要限制其正向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)的角度；其特點(diǎn)是不能保證勻速運(yùn)動(dòng),在傳動(dòng)過程中,一旦傳動(dòng)比在變化旋轉(zhuǎn)角度就會(huì)出現(xiàn)偏移，還需考慮產(chǎn)生死點(diǎn)現(xiàn)象。以上三種情況其特性決定了在深海壓力復(fù)雜變化環(huán)境下，其操作難度和穩(wěn)定性都不能支撐保溫保壓艙正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要開發(fā)一種全新的轉(zhuǎn)向開關(guān)蓋機(jī)構(gòu)以克服當(dāng)前在空間不足的情況下，頂端蓋開合的困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述轉(zhuǎn)運(yùn)艙開合蓋模式所存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種在深海壓力復(fù)雜變化環(huán)境下使用的深海保溫保壓艙的轉(zhuǎn)向開關(guān)蓋機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括動(dòng)力源、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向桿、轉(zhuǎn)向桿固定架、柱銷及頂端蓋固定架，其中動(dòng)力源及轉(zhuǎn)向桿固定架分別安裝在保溫保壓艙體上，所述轉(zhuǎn)向桿可相對(duì)移動(dòng)地插設(shè)在轉(zhuǎn)向桿固定架中，一端通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力源的輸出端相連，另一端與所述頂端蓋固定架連接，該頂端蓋固定架的另一端連接有頂端蓋；所述轉(zhuǎn)向桿上沿軸向設(shè)有運(yùn)動(dòng)軌跡槽，所述轉(zhuǎn)向桿固定架上設(shè)有插設(shè)于該運(yùn)動(dòng)軌跡槽內(nèi)的柱銷，所述轉(zhuǎn)向桿通過動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)沿軸向往復(fù)升降，所述柱銷在升降過程中始終位于運(yùn)動(dòng)軌跡槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向桿在升降的同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述頂端蓋升降且轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該頂端蓋與所述保溫保壓艙體之間的開關(guān)蓋；

其中：所述運(yùn)動(dòng)軌跡槽的兩端為條形槽，兩端條形槽之間為弧形槽過渡，所述頂端蓋的運(yùn)動(dòng)軌跡在橫截面呈90度圓周運(yùn)動(dòng)；所述兩端條形槽的長度方向的中心線相互平行，且平行于所述轉(zhuǎn)向桿的軸向中心線；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)座及軸承，該旋轉(zhuǎn)座安裝在所述動(dòng)力源輸出端，所述轉(zhuǎn)向桿的一端通過軸承與旋轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述動(dòng)力源為油缸，該油缸的缸套通過油缸固定架安裝在所述保溫保壓艙體上，所述旋轉(zhuǎn)座連接于油缸的活塞桿上，該活塞桿的運(yùn)動(dòng)方向與保溫保壓艙體的軸向相平行。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，可在單油缸動(dòng)力源供給的條件下完成不定向旋轉(zhuǎn)的功能，從而一方面有助于降低動(dòng)力源多輸入輸出的控制數(shù)量，減少外力供給油缸的能耗，另一方面也有助于在高壓環(huán)境下順利平穩(wěn)的運(yùn)行，避免高精度協(xié)同作業(yè)，減少出錯(cuò)幾率，避免因協(xié)同不佳無法完成合蓋動(dòng)作導(dǎo)致作業(yè)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明開蓋狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明開蓋狀態(tài)的結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖3為本發(fā)明關(guān)蓋狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明關(guān)蓋狀態(tài)的結(jié)構(gòu)俯視圖；

其中：1為油缸，2為缸套，3為油缸固定架，4為活塞桿，5為旋轉(zhuǎn)座，6為轉(zhuǎn)向桿固定架，7為運(yùn)動(dòng)軌跡槽，8為轉(zhuǎn)向桿，9為頂端蓋，10為泄壓裝置，11為頂端蓋固定架，12為保溫保壓艙體，13為底端蓋，14為剪切鎖緊環(huán)，15為環(huán)形艙體螺栓通孔，16為頂端蓋運(yùn)動(dòng)軌跡線，17為柱銷，18為軸承。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

如圖1～4所示，本發(fā)明包括包括動(dòng)力源、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向桿8、轉(zhuǎn)向桿固定架6、柱銷17及頂端蓋固定架11，其中動(dòng)力源及轉(zhuǎn)向桿固定架6分別安裝在保溫保壓艙體12上，轉(zhuǎn)向桿固定架6位于動(dòng)力源的上方；轉(zhuǎn)向桿8可相對(duì)移動(dòng)地插設(shè)在轉(zhuǎn)向桿固定架6中，一端(下端)通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力源的輸出端相連，另一端(上端)與頂端蓋固定架11連接，該頂端蓋固定架11的另一端連接有頂端蓋9。本發(fā)明的動(dòng)力源為油缸1，該油缸1的缸套2通過油缸固定架3固接在保溫保壓艙體12上，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接于油缸1的活塞桿4上，該活塞桿4的運(yùn)動(dòng)方向與保溫保壓艙體12的軸向相平行。

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于轉(zhuǎn)向桿8的下方，保證了轉(zhuǎn)向桿8穩(wěn)定順利地轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)座5及軸承18，該旋轉(zhuǎn)座5安裝在動(dòng)力源輸出端(即活塞桿4上)，轉(zhuǎn)向桿8的一端通過軸承18與旋轉(zhuǎn)座5轉(zhuǎn)動(dòng)連接。轉(zhuǎn)向桿8上沿軸向設(shè)有運(yùn)動(dòng)軌跡槽7，該運(yùn)動(dòng)軌跡槽7根據(jù)頂端蓋9的開合運(yùn)行情況加工而成，頂端蓋9的轉(zhuǎn)動(dòng)位置和轉(zhuǎn)動(dòng)角度決定了轉(zhuǎn)向桿8、運(yùn)動(dòng)軌跡槽7的位置布局和尺寸大??；本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)軌跡槽7的兩端為條形槽，兩端條形槽之間為弧形槽過渡；兩端條形槽的長度方向的中心線相互平行，且平行于轉(zhuǎn)向桿8的軸向中心線。在轉(zhuǎn)向桿固定架6上設(shè)有插設(shè)于運(yùn)動(dòng)軌跡槽7內(nèi)的柱銷17，轉(zhuǎn)向桿8通過油缸1的驅(qū)動(dòng)沿軸向往復(fù)升降，柱銷17在升降過程中始終位于運(yùn)動(dòng)軌跡槽7內(nèi)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向桿8在升降的同時(shí)伴隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)頂端蓋9升降且轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該頂端蓋9與保溫保壓艙體12之間的開關(guān)蓋。本發(fā)明頂端蓋9的運(yùn)動(dòng)軌跡在橫截面呈90度圓周運(yùn)動(dòng)，即圖2、圖4中的頂端蓋運(yùn)動(dòng)軌跡線16為四分之一圓。

頂端蓋9上安裝有泄壓裝置10，該泄壓裝置10為頂端蓋9的一部分；本發(fā)明的泄壓裝置10為泄壓閥。保溫保壓艙體12是保溫保壓艙的主體結(jié)構(gòu)，是保存樣品的部位，關(guān)蓋時(shí)是由頂端蓋9、保溫保壓艙體12、底端蓋13共同形成一種密封結(jié)構(gòu)，此時(shí)剪切鎖緊環(huán)14與頂端蓋9、保溫保壓艙體12互相接觸，是保溫保壓艙的自鎖機(jī)構(gòu)，環(huán)形艙體螺栓通孔15是剪切鎖緊環(huán)14的開啟機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的工作原理為：

油缸1、缸套2、油缸固定架3及活塞桿4是本發(fā)明轉(zhuǎn)向開關(guān)蓋機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源部分，轉(zhuǎn)動(dòng)桿固定架6、運(yùn)動(dòng)軌跡槽7、轉(zhuǎn)向桿8及頂端蓋運(yùn)動(dòng)軌跡線16是本發(fā)明轉(zhuǎn)向開關(guān)蓋機(jī)構(gòu)的傳遞轉(zhuǎn)向部分，頂端蓋9、泄壓裝置10、頂端蓋固定架11、保溫保壓艙體12、底端蓋13、剪切鎖緊環(huán)14及環(huán)形艙體螺栓通孔15是本發(fā)明轉(zhuǎn)向開關(guān)蓋機(jī)構(gòu)的受力方和承壓方。

如圖2所示，在開蓋動(dòng)作中，油缸1的活塞桿4向上運(yùn)動(dòng)，通過轉(zhuǎn)向桿8上運(yùn)動(dòng)軌跡槽7向下位移傳遞，轉(zhuǎn)化為頂端蓋9的上升及轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，最終運(yùn)動(dòng)到完全開啟狀態(tài)，此時(shí)活塞桿4運(yùn)動(dòng)到最高端，運(yùn)動(dòng)軌跡槽7運(yùn)動(dòng)到最下端。在橫截面上觀測，頂端蓋9會(huì)形成圖2中的頂端蓋運(yùn)動(dòng)軌跡線16。

如圖4所示，在關(guān)蓋動(dòng)作中，油缸1的活塞桿4向下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生位移，通過轉(zhuǎn)向桿8上運(yùn)動(dòng)軌跡槽7向上位移傳遞，轉(zhuǎn)化為頂端蓋9的下降及轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，最終運(yùn)動(dòng)到關(guān)蓋位置，再通過剪切鎖緊環(huán)14進(jìn)行保壓，此時(shí)活塞桿4運(yùn)動(dòng)到最低端，運(yùn)動(dòng)軌跡槽7運(yùn)動(dòng)到最上端。在橫截面上觀測，頂端蓋9會(huì)形成圖4中的頂端蓋運(yùn)動(dòng)軌跡線16。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)小巧緊湊，耐腐蝕性能強(qiáng)，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)運(yùn)行誤差小，并可適用于多種深度、溫度及洋流環(huán)境下的復(fù)雜海底環(huán)境，可廣泛應(yīng)用于只能提供單油缸動(dòng)力源，需要進(jìn)行多自由度運(yùn)動(dòng)的深海設(shè)備，從而一方面有助于降低液壓系統(tǒng)能耗，另一方面避免因液壓系統(tǒng)輸入輸出控制單元不足而造成設(shè)備無法進(jìn)行多軸向運(yùn)行的限制。