專利名稱：深海設(shè)備投放器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于深海海底探測設(shè)備的投放的 一種深海設(shè)備投放器。
背景技術(shù)：
在深海環(huán)境、資源、地質(zhì)等方面研究中，探測設(shè)備的投放是一個關(guān)鍵的技 術(shù)，具有重要意義。但深海高壓，未知地形等給深海設(shè)備投放帶來了很大的麻
煩。目前深海設(shè)備投放大多依靠載人深潛器，AUV等，投放成本極其昂貴，而 且投放的設(shè)備重量也有很大的限度，故一種能夠完成重載設(shè)備投放的工具亟待 研發(fā)。本設(shè)計針對該技術(shù)背景而發(fā)明出一種深海設(shè)備投放器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制簡單、能夠適應(yīng)深海 高壓環(huán)境的深海設(shè)備投放器。
深海設(shè)備投放器包括投放器、控制器和連接錐。投放器包括固定螺栓組、 吊鉤防脫塊、吊鉤、固定螺栓組、支撐板、纜索連接件、第一螺栓組、第二螺 栓組、第三螺栓組、第四螺栓組、電磁鐵密封腔、電磁鐵定位擋圈、端蓋固定
螺釘、水密接插件、油囊、端蓋、第二o型密封圈、電磁鐵、第一o型密封圈、
電磁鐵裝置固定螺釘、支撐環(huán)、軸銷座、軸銷、推桿、外護套、螺釘、底板、 復位彈簧、吊鉤卡環(huán)、軸銷座固定螺栓組、吊鉤推桿、推桿轉(zhuǎn)軸、推桿連接環(huán)， 在電磁鐵密封腔內(nèi)設(shè)有電磁鐵定位擋圈、電磁鐵，在電磁鐵密封腔上端設(shè)有端 蓋，端蓋頂端設(shè)有水密接插件、油囊，電磁鐵密封腔下端設(shè)有纜索連接件上， 電磁鐵密封腔底部設(shè)有電磁鐵的鐵芯推孔，電磁鐵的鐵芯穿過鐵芯推孔，鐵芯
推孔和電磁鐵密封腔之間設(shè)有第一 O型密封圈，端蓋與電磁鐵密封腔之間設(shè)有 第二o型密封圈，電磁鐵的鐵芯下端頂住推桿上端，推桿下端和推桿連接環(huán)螺 紋連接，推桿連接環(huán)和3根吊鉤推桿通過推桿轉(zhuǎn)軸軸聯(lián)，卡環(huán)固定在吊鉤上， 同時三個相同的復位彈簧分別連接在吊鉤卡環(huán)的連接小孔上，軸銷座通過軸銷 座固定螺栓組固定在支撐板上面小方孔兩側(cè)，吊鉤穿過支撐板的小方孔通過軸 銷套在軸銷座的轉(zhuǎn)軸孔上；支撐板和纜索連接件通過分別穿過夾在支撐板和纜 索連接件之間的空心的支撐環(huán)的第一螺栓組、第二螺栓組、第三螺栓組、第四 螺栓組固聯(lián)，支撐板和外護套通過固定螺栓組固聯(lián)，外護套和底板通過固定螺 栓組固聯(lián)，底板和吊鉤防脫塊通過螺釘固聯(lián)，三個吊鉤下端位于吊鉤防脫塊的 三個方形槽中。吊鉤下端的鉤子上表面為往上翹結(jié)構(gòu)，鉤子為上翹一個角度a度，然后是寬度b的向外擴展的水平段。
所述的控制器的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為控制開關(guān)與輸入信號調(diào)理電路、MCU 控制模塊、耦合隔離電路、電磁鐵驅(qū)動相連接，反饋信號調(diào)理電路與MCU控制 模塊相連接。連接錐頂部是半球體，中部為圓柱體，底部為法蘭盤，半球體的 底面為內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，靠近圓柱體是寬度為b的環(huán)形平面，環(huán)形平面外緣到半球體 的底面外緣是向外、向下傾斜a度角的錐臺側(cè)面，連接錐的法蘭盤和需要投放 設(shè)備通過螺栓進行固定連接。
本發(fā)明與傳統(tǒng)深海設(shè)備投放方法相比，具有體積小、結(jié)構(gòu)靈活巧妙，控制 簡單，投放可靠，載重量大，脫離了人工脫鉤或遠程無人遙控機器(ROV)的輔助 脫鉤操作，降低投放成本、難度、復雜度，通過裝載在具有移動定位功能的設(shè) 備上可以同時實現(xiàn)大載量設(shè)備的投放和回收等優(yōu)點，可用于任何水深的海域里。


圖1是深海設(shè)備投放器外形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是深海設(shè)備投放器外部結(jié)構(gòu)示意圖(向視圖)。
圖3是深海設(shè)備投放器控制系統(tǒng)示意圖。
圖4是深海設(shè)備投放器連接錐示意圖。
圖5是深海設(shè)備投放器吊鉤示意圖。
圖6是深海設(shè)備投放器外部結(jié)構(gòu)整體圖。
圖中固定螺栓組l、吊鉤防脫塊2、吊鉤3、固定螺栓組4、支撐板5、纜 索連接件6、第一螺栓組7、第二螺栓組8、第三螺栓組9、第四螺栓組IO、電 磁鐵密封腔11、電磁鐵定位擋圈12、端蓋固定螺釘13、水密接插件14、油囊 15、端蓋16、第二0型密封圈17、電磁鐵18、第一0型密封圈19、電磁鐵裝 置固定螺釘20、支撐環(huán)21、軸銷座22、軸銷23、推桿24、外護套25、螺釘26、 底板27、復位彈簧28、吊鉤卡環(huán)29、軸銷座固定螺栓組30、吊鉤推桿31、推 桿轉(zhuǎn)軸32、推桿連接環(huán)33、連接錐34、控制開關(guān)35、輸入信號調(diào)理電路36、 MCU控制板37、反饋信號調(diào)理電路38、電磁鐵驅(qū)動39、耦合隔離電路40。
具體實施例方式
圖l、 2、 5所示，投放器包括固定螺栓組l、吊鉤防脫塊2、吊鉤3、固定 螺栓組4、支撐板5、纜索連接件6、第一螺栓組7、第二螺栓組8、第三螺栓組 9、第四螺栓組IO、電磁鐵密封腔ll、電磁鐵定位擋圈12、端蓋固定螺釘13、 水密接插件14、油囊15、端蓋16、第二0型密封圈17、電磁鐵18、第一O型 密封圈19、電磁鐵裝置固定螺釘20、支撐環(huán)21、軸銷座22、軸銷23、推桿24、
4外護套25、螺釘26、底板27、復位彈簧28、吊鉤卡環(huán)29、軸銷座固定螺栓組 30、吊鉤推桿31、推桿轉(zhuǎn)軸32、推桿連接環(huán)33，在電磁鐵密封腔11內(nèi)設(shè)有電 磁鐵定位擋圈12、電磁鐵18，在電磁鐵密封腔11上端設(shè)有端蓋16，端蓋16頂 端設(shè)有水密接插件14、油囊15，電磁鐵密封腔11下端設(shè)有纜索連接件6上， 電磁鐵密封腔11底部設(shè)有電磁鐵的鐵芯推孔，電磁鐵18的鐵芯穿過鐵芯推孔， 鐵芯推孔和電磁鐵密封腔11之間設(shè)有第一 O型密封圈19，端蓋16與電磁鐵密 封腔11之間設(shè)有第二 O型密封圈17，電磁鐵18的鐵芯下端頂住推桿24上端， 推桿24下端和推桿連接環(huán)33螺紋連接，推桿連接環(huán)33和3根吊鉤推桿31通 過推桿轉(zhuǎn)軸32軸聯(lián)，卡環(huán)29固定在吊鉤3上，同時三個相同的復位彈簧28分 別連接在吊鉤卡環(huán)29的連接小孔上，軸銷座22通過軸銷座固定螺栓組30固定 在支撐板5上面小方孔兩側(cè)，吊鉤3穿過支撐板5的小方孔通過軸銷23套在軸 銷座22的轉(zhuǎn)軸孔上；支撐板5和纜索連接件6通過分別穿過夾在支撐板5和纜 索連接件6之間的空心的支撐環(huán)21的第一螺栓組7、第二螺栓組8、第三螺栓 組9、第四螺栓組10固聯(lián)，支撐板5和外護套25通過固定螺栓組4固聯(lián)，外護 套25和底板27通過固定螺栓組1固聯(lián)，底板27和吊鉤防脫塊2通過螺釘26 固聯(lián)，三個吊鉤下端位于吊鉤防脫塊2的三個方形槽中。吊鉤3的下端的鉤子 上表面為往上翹結(jié)構(gòu)，鉤子為上翹一個角度a度，然后是寬度b的向外擴展的 水平段。
圖3所示，控制器內(nèi)部模塊連接關(guān)系為控制開關(guān)35與輸入信號調(diào)理電路 36、 MCU控制模塊37、耦合隔離電路40、電磁鐵驅(qū)動39相連接，反饋信號調(diào) 理電路38與MCU控制模塊37相連接，控制開關(guān)35的電信號通過信號調(diào)理36 連接到MCU控制板37， MCU控制板37輸出控制信號至耦合隔離電路40，耦 合隔離電路40的輸出將作為電磁鐵驅(qū)動39的輸入端，電磁鐵驅(qū)動39的輸出經(jīng) 過長距離傳輸(同軸纜)到電磁鐵的輸入。電磁鐵的位置通過電磁鐵內(nèi)部的霍爾器 件的感應(yīng)信號經(jīng)過放大并經(jīng)過長距離傳輸?shù)椒答佇盘栒{(diào)理電路38，反饋信號調(diào) 理電路38的輸出進入MCU控制板作為位置反饋信號。
圖4所示，連接錐34頂部是半球體，中部為圓柱體，底部為法蘭盤，半球
體的底面為內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，靠近圓柱體是寬度為b的環(huán)形平面，環(huán)形平面外緣到半
球體的底面外緣是向外、向下傾斜a度角的錐臺側(cè)面，其剖面輪廓線和投放器
的吊鉤3的鉤子表面輪廓相吻合。連接錐34為連接錐的法蘭盤和需要投放設(shè)備
通過螺栓進行固定連接。連接錐最細段的直徑c為最大負載量決定，根據(jù)
餘,其中M為負載質(zhì)量
K為連接錐材料屈服強度 S為許用應(yīng)力安全系數(shù)，取值為3 4
根據(jù)該公式可以決定了負載量和直徑c之間的關(guān)系，連接錐球形頭部球徑為直
徑c的2倍，寬度b為直徑c的j倍，角度a取值5 10度
4
連接錐的法蘭盤和需要投放設(shè)備通過螺栓進行固定連接。
深海設(shè)備投放器工作過程如下連接錐通過法蘭盤固定在需要投放的設(shè)備 頂端，投放器用帶同軸纜的纜索連接在纜索連接件上，同軸纜末端和水密接插 件相連，水密接插件末端連接到投放器的水密接插件接頭上。在海面上投放器 豎直放置于連接錐上面，投放器下端的孔和連接錐頭部對準，然后往下壓，三 個周向分布的吊鉤將被迫撐開而繞各自的轉(zhuǎn)軸向外展開，當連接錐的半球形頭 部高于吊鉤的鉤子上平面，即連接錐的球形頭部完全滑入到三個吊鉤形成的抓 手卡槽內(nèi)部，三個吊鉤將被處于拉伸狀態(tài)復位彈簧的拉力作用下而收縮，如同 三個手指緊緊往內(nèi)扣而扣在半球形下端面，半球形下表面和吊鉤鉤子上表面輪 廓配合一致，此時連接錐處于被鎖閉狀態(tài)。通過絞車提升投放器，由于吊鉤鉤 子上表面為上翹結(jié)構(gòu)，同時連接錐半球形下表面為內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，負載越大，三個 吊鉤形成的抓手將扣得越緊。移動絞車投放設(shè)備，放入海中，絞車纜索下放到 指定海底區(qū)域，當纜索處于松弛狀態(tài)時，表明已經(jīng)到達海底，通過控制系統(tǒng)打 開控制開關(guān)，開關(guān)信號通過調(diào)理電路和MCU控制電路處理后傳送電磁鐵驅(qū)動 器，驅(qū)動電磁鐵工作，電磁鐵的鐵芯推動由推桿、吊鉤推桿、推桿連接環(huán)組成 的連桿機構(gòu)而推動三個吊鉤克服三個處于拉伸狀態(tài)的復位彈簧的收縮力而張 開，即抓手被三根桿給撐開。電磁鐵的鐵芯位置為霍爾傳感器檢測而反饋到MCU 控制電路中，通過比較而得出鐵芯是否到達預定行程，沒到則加大電磁鐵驅(qū)動 電壓提高電磁鐵的驅(qū)動力，超過則降低電磁鐵驅(qū)動電壓，最終鐵芯的位置將固 定在一個預定的位置，此時吊鉤的鉤子和連接錐完全分離，連接錐的鎖閉狀態(tài) 被解除，提升投放器，完成投放。
權(quán)利要求
1.一種深海設(shè)備投放器，其特征在于包括投放器、控制器和連接錐，投放器包括固定螺栓組(1)、吊鉤防脫塊(2)、吊鉤(3)、固定螺栓組(4)、支撐板(5)、纜索連接件(6)、第一螺栓組(7)、第二螺栓組(8)、第三螺栓組(9)、第四螺栓組(10)、電磁鐵密封腔(11)、電磁鐵定位擋圈(12)、端蓋固定螺釘(13)、水密接插件(14)、油囊(15)、端蓋(16)、第二O型密封圈(17)、電磁鐵(18)、第一O型密封圈(19)、電磁鐵裝置固定螺釘(20)、支撐環(huán)(21)、軸銷座(22)、軸銷(23)、推桿(24)、外護套(25)、螺釘(26)、底板(27)、復位彈簧(28)、吊鉤卡環(huán)(29)、軸銷座固定螺栓組(30)、吊鉤推桿(31)、推桿轉(zhuǎn)軸(32)、推桿連接環(huán)(33)，在電磁鐵密封腔(11)內(nèi)設(shè)有電磁鐵定位擋圈(12)、電磁鐵(18)，在電磁鐵密封腔(11)上端設(shè)有端蓋(16)，端蓋(16)頂端設(shè)有水密接插件(14)、油囊(15)，電磁鐵密封腔(11)下端設(shè)有纜索連接件(6)上，電磁鐵密封腔(11)底部設(shè)有電磁鐵的鐵芯推孔，電磁鐵(18)的鐵芯穿過鐵芯推孔，鐵芯推孔和電磁鐵密封腔(11)之間設(shè)有第一O型密封圈(19)，端蓋(16)與電磁鐵密封腔(11)之間設(shè)有第二O型密封圈(17)，電磁鐵(18)的鐵芯下端頂住推桿(24)上端，推桿(24)下端和推桿連接環(huán)(33)螺紋連接，推桿連接環(huán)(33)和3根吊鉤推桿(31)通過推桿轉(zhuǎn)軸(32)軸聯(lián)，卡環(huán)(29)固定在吊鉤(3)上，同時三個相同的復位彈簧(28)分別連接在吊鉤卡環(huán)(29)的連接小孔上，軸銷座(22)通過軸銷座固定螺栓組(30)固定在支撐板(5)上面小方孔兩側(cè)，吊鉤(3)穿過支撐板(5)的小方孔通過軸銷(23)套在軸銷座(22)的轉(zhuǎn)軸孔上；支撐板(5)和纜索連接件(6)通過分別穿過夾在支撐板(5)和纜索連接件(6)之間的空心的支撐環(huán)(21)的第一螺栓組(7)、第二螺栓組(8)、第三螺栓組(9)、第四螺栓組(10)固聯(lián)，支撐板(5)和外護套(25)通過固定螺栓組(4)固聯(lián)，外護套(25)和底板(27)通過固定螺栓組(1)固聯(lián)，底板(27)和吊鉤防脫塊(2)通過螺釘(26)固聯(lián)，三個吊鉤下端位于吊鉤防脫塊(2)的三個方形槽中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海設(shè)備投放器，其特征在于所述的控制器的 內(nèi)部模塊連接關(guān)系為控制開關(guān)(35)與輸入信號調(diào)理電路(36)、 MCU控制模塊 (37)、耦合隔離電路(40)、電磁鐵驅(qū)動(39)相連接，反饋信號調(diào)理電路(38)與MCU 控制模塊(37)相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海設(shè)備投放器，其特征在于所述的連接錐(34) 頂部是半球體，中部為圓柱體，底部為法蘭盤，半球體的底面為內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，靠 近圓柱體是寬度為b的環(huán)形平面，環(huán)形平面外緣到半球體的底面外緣是向外、 向下傾斜a度角的錐臺側(cè)面，連接錐的法蘭盤和需要投放設(shè)備通過螺栓進行固 定連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種深海設(shè)備投放器。它包括投放器、控制器和連接錐。投放器和船上的同軸纜、纜索連接，連接錐被安裝在需要投放的設(shè)備頂部，投放時，連接錐被投放器鎖閉而形成連接，通過纜索依靠重力下放，將投放器及被投放設(shè)備投放到海底指定位置后，通過控制器啟動電磁鐵，投放器的推桿機構(gòu)實現(xiàn)開鎖，實現(xiàn)投放器和連接錐分離，收回投放器完成投放。本發(fā)明與傳統(tǒng)深海設(shè)備投放方法相比，具有體積小、結(jié)構(gòu)靈活巧妙，控制簡單，投放可靠，載重量大，脫離了人工脫鉤或遠程無人遙控機器(ROV)的輔助脫鉤操作，降低投放成本、難度、復雜度，通過裝載在具有移動定位功能的設(shè)備上還可以同時實現(xiàn)大載量設(shè)備的投放和回收等優(yōu)點，可用于任何水深的海域里。
文檔編號B63C11/00GK101318545SQ20081006183
公開日2008年12月10日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者俞徐海, 李德俊, 楊燦軍, 陳燕虎, 黃豪彩 申請人:浙江大學