一種水下自主釋放裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水下自主釋放裝置，包括一級釋放單元和二級釋放單元；一級釋放單元包括導流罩、一級釋放器和一級控制艙；二級釋放單元包括信標和二級釋放器，信標包括保護罩、天線、二級控制艙和底座，二級控制艙置于保護罩內(nèi)，天線設置在二級控制艙的頂部端蓋上，并穿過保護罩頂部連接軸的中心貫穿孔，底座固定在保護罩底部，用于對二級控制艙限位，二級釋放器固定在底座上；二級釋放單元置于導流罩內(nèi)，保護罩頂部連接軸置于一級釋放器的凹槽中被鎖住。該裝置采用二次釋放技術(shù)，母船在完成一次釋放后即可離開，在通電時釋放目標，大幅降低了內(nèi)置電源的能源損耗，且結(jié)構(gòu)簡單，可重復利用，安全性高。
【專利說明】—種水下自主釋放裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水下作業(yè)輔助設備【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種水下自主釋放裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著陸地不可再生資源的日漸枯竭，海洋因其蘊藏著豐富的生物及礦產(chǎn)資源，已成為人類可持續(xù)發(fā)展的寶貴財富。開發(fā)利用海洋資源已經(jīng)上升到關(guān)系國家發(fā)展的戰(zhàn)略高度，各國爭相研究海洋技術(shù)以求取得先機。在海洋開發(fā)技術(shù)中，水下機器人作為母船可搭載許多作業(yè)工具，用于完成特定的作業(yè)任務。其中，定點定時釋放作業(yè)是最基礎(chǔ)的作業(yè)任務。
[0003]現(xiàn)有的釋放工具大多采用一次釋放的作業(yè)方式，所采用的驅(qū)動方式主要為爆破式、電機式和電磁鐵式。爆破式的釋放機構(gòu)通常采用爆炸螺栓，不可重復利用，且危險性較高；電機式的釋放機構(gòu)通常采用力矩電機，結(jié)構(gòu)復雜，對水密性要求較高。此外，一次釋放的作業(yè)方式完全依賴于作業(yè)母船，對母船的動力定位要求較高，需要作業(yè)母船長時間停留，因而限制了母船的作業(yè)能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種水下自主釋放裝置，采用二次釋放技術(shù)，母船在完成一次釋放后即可離開，在通電時釋放目標，大幅降低了內(nèi)置電源的能源損耗，且結(jié)構(gòu)簡單，水密可靠性高，可重復利用，安全性高。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種水下自主釋放裝置，其特征在于，包括一級釋放單元和二級釋放單元；所述一級釋放單元包括導流罩、一級釋放器和一級控制艙，所述一級釋放器安裝在所述導流罩上，使所述一級釋放器內(nèi)的凹槽與所述導流罩的頂部開孔同軸；所述二級釋放單元包括信標和二級釋放器，所述信標包括保護罩、天線、二級控制艙和底座，所述二級控制艙置于所述保護罩內(nèi)，所述天線設置在所述二級控制艙的頂部端蓋上，并穿過所述保護罩頂部連接軸的中心貫穿孔，所述底座固定在所述保護罩底部，用于對所述二級控制艙限位，所述二級釋放器固定在所述底座上，使所述二級釋放器內(nèi)的凹槽裸露在外，用于鎖住或釋放目標物件；所述二級釋放單元置于所述導流罩內(nèi)，所述保護罩頂部連接軸置于所述一級釋放器的凹槽中被鎖住。
[0006]優(yōu)選地，所述一級釋放器或所述二級釋放器包括彈簧、兩個卡舌、兩個杠桿、兩個連桿、銜鐵和電磁鐵；兩個杠桿分別設置在所述一級釋放器或所述二級釋放器的凹槽兩側(cè)，一端通過所述彈簧連接，另一端分別通過一個連桿與所述銜鐵上的驅(qū)動桿連接，兩個杠桿的桿臂上分別設有一個卡舌，所述電磁鐵與所述銜鐵相對放置；所述電磁鐵用于在未通電時吸引所述銜鐵，帶動所述連桿運動，使所述卡舌相向靠近，鎖住所述一級釋放器或所述二級釋放器的凹槽內(nèi)的目標物件，還用于在通電時產(chǎn)生反磁場消除磁力，在彈簧作用力下釋放所述銜鐵，使所述卡舌反向遠離，釋放所述一級釋放器或所述二級釋放器的凹槽內(nèi)的目標物件。
[0007]優(yōu)選地，所述兩個杠桿的支點通過所述一級釋放器或所述二級釋放器的外殼固定。
[0008]優(yōu)選地，所述支點靠近其對應的杠桿與彈簧連接的一端，所述卡舌位于所述支點及其對應的杠桿的另一端之間。
[0009]優(yōu)選地，所述保護罩包括浮力材料，所述浮力材料用于使所述二級釋放單元在被所述一級釋放單元釋放時能脫離所述導流罩，還用于使所述二級釋放單元在釋放目標物件后能浮出水面。
[0010]優(yōu)選地，所述一級控制艙用于接收母船的釋放命令，控制所述一級釋放器中的電磁鐵通斷電。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述二級控制艙內(nèi)設有控制器和無線發(fā)射裝置；所述控制器用于控制所述二級釋放器內(nèi)的電磁鐵通斷電，還用于控制所述無線發(fā)射裝置通斷電及發(fā)射無線電信號；所述無線發(fā)射裝置用于在所述二級釋放單元浮出水面后，發(fā)射無線電信號，使母船能夠搜索所述二級釋放單元并進行打撈回收。
[0012]優(yōu)選地，所述天線的下方設有動密封的頂針，所述頂針貫穿所述二級控制艙的頂部端蓋，與所述二級控制艙內(nèi)的常閉型上電開關(guān)接觸；所述頂針用于在所述一級釋放單元鎖住所述二級釋放單元，所述天線被壓縮時，使所述上電開關(guān)處于斷開狀態(tài)，使所述控制器不上電，還用于在所述一級釋放單元釋放所述二級釋放單元，所述天線彈出時，使所述上電開關(guān)處于閉合狀態(tài)，使所述控制器上電工作。
[0013]優(yōu)選地，所述二級控制艙的底部端蓋上設有兩個水密接插件，一個與所述二級釋放器中的電磁鐵的電源線相連，另一個用于作為復用功能的調(diào)試接口，供外部PC機與所述控制器通信，設定所述二級釋放單元釋放目標物件的時間。
[0014]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0015]1、采用二次釋放技術(shù)，母船在完成一次釋放后即可離開，延時或定時的釋放要求主要由第二次自主釋放控制。
[0016]2、本發(fā)明的釋放機構(gòu)將電磁鐵與杠桿單元結(jié)合，增強了電磁鐵的驅(qū)動能力，由于采用了失電型電磁鐵，在通電時釋放目標，大幅降低了內(nèi)置電源的能源損耗，這對二級釋放過程尤為重要。
[0017]3、本發(fā)明的釋放裝置結(jié)構(gòu)簡單，只需對電磁鐵作靜密封處理，水密可靠性高，可重復利用，安全性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例的水下自主釋放裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實施例的二級釋放單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明實施例的釋放器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:1_導流罩，2- 一級釋放器，3- 一級控制艙，4-信標，5- 二級釋放器，6-載荷，7-支撐鋼架，8-浮力材料，9-喉箍，10-天線，11- 二級控制艙，12-底座，13-彈簧，14-杠桿支點，15-卡舌，16-杠桿，17-連桿，18-銜鐵，19-電磁鐵?！揪唧w實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明實施例的水下自主釋放裝置包括一級釋放單元和二級釋放單元。其中，一級釋放單元包括導流罩1、一級釋放器2和一級控制艙3。一級釋放器2和一級控制艙3安裝在導流罩I上，一級釋放器2內(nèi)的凹槽與導流罩I的頂部開孔同軸。二級釋放單元包括信標4和二級釋放器5。
[0024]圖2是本發(fā)明實施例的二級釋放單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，信標4包括支撐鋼架7、浮力材料8、喉箍9、天線10、二級控制艙11和底座12。浮力材料8包裹支撐鋼架7，并由喉箍9固定。天線10在二級控制艙11的頂部端蓋上，二級控制艙11置于支撐鋼架7內(nèi)，天線10穿過支撐鋼架7的頂部連接軸的中心貫穿孔。底座12固定在支撐鋼架7的底部，對二級控制艙11起限位作用。二級釋放器5與一級釋放器2結(jié)構(gòu)相同，固定在底座12上，其內(nèi)的凹槽裸露在外。
[0025]二級釋放單元置于導流罩I內(nèi)，支撐鋼架7的頂部連接軸為表面設有環(huán)形凹槽的圓柱結(jié)構(gòu)，置于一級釋放器2內(nèi)的凹槽中，通過凹槽內(nèi)的卡舌鎖住，此時，天線10被壓縮。載荷6的一端為表面設有環(huán)形凹槽的圓柱結(jié)構(gòu)，置于二級釋放器5的凹槽中，通過凹槽內(nèi)的卡舌鎖住。
[0026]一級釋放器2和二級釋放器5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。釋放器包括彈簧13、兩個卡舌15、兩個杠桿16、兩個連桿17、銜鐵18和電磁鐵19。兩個杠桿16分別設置在釋放器的凹槽兩側(cè)，一端通過彈簧13連接，另一端分別通過連桿17與銜鐵18上的驅(qū)動桿連接，驅(qū)動桿可根據(jù)需要選擇是否能夠穿過釋放器的凹槽側(cè)壁。杠桿臂上分別設有卡舌15，卡舌15能穿過釋放器的凹槽側(cè)壁。兩個杠桿支點14可以通過釋放器的外殼固定。電磁鐵19與銜鐵18相對放置。優(yōu)選地，杠桿支點14靠近杠桿16與彈簧13連接的一端，卡舌15位于杠桿支點14及杠桿16與連桿17連接的一端之間，能有效增強電磁鐵19的驅(qū)動能力，增大卡舌15的活動范圍，獲得良好的釋放及固定效果。
[0027]具體地，當電磁鐵19未通電時，其自然磁石具有的磁力會吸引銜鐵18，帶動連桿17運動，使杠桿16克服彈簧13的拉力，從而使卡舌15相向靠近，鎖住凹槽內(nèi)的目標物件；當電磁鐵19通電時，其內(nèi)部線圈產(chǎn)生反磁場，使其對銜鐵18失去吸引力，因為無法克服彈簧13的拉力，卡舌15反向遠離，釋放目標物件。
[0028]本發(fā)明實施例的釋放器在鎖住目標時不需要上電，只在釋放目標瞬時才需通電，大幅降低了內(nèi)置電源的能源損耗，這對二級釋放過程尤為重要。
[0029]具體地，二級控制艙11的頂部端蓋和底部端蓋均采用O型橡膠圈密封并通過螺栓固定，底部端蓋裝有兩個水密接插件，一個與二級釋放器5中的電磁鐵的電源線相連，另一個作為復用功能的調(diào)試接口，供外部PC機通過RS232與二級控制艙11內(nèi)的控制器通信，設定釋放載荷6的延時時間或絕對時間。二級控制艙11內(nèi)的控制器用于控制二級釋放器5內(nèi)的電磁鐵通斷電，還用于控制二級控制艙11內(nèi)的無線發(fā)射裝置通斷電及發(fā)射無線電信號。
[0030]具體地，天線10的下方設有動密封的頂針，貫穿二級控制艙11的頂部端蓋，與艙內(nèi)的常閉型上電開關(guān)接觸。天線10被壓縮時，頂針受到天線底部壓迫，使上電開關(guān)處于斷開狀態(tài)，艙內(nèi)控制器不工作，天線10彈出時，頂針壓迫被解除，使上電開關(guān)處于閉合狀態(tài)，艙內(nèi)控制器上電工作。
[0031]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，下面對本發(fā)明的水下自主釋放裝置的工作原理進行詳細說明。
[0032]一級釋放單元中的一級控制艙3通過水密電纜接收到母船的釋放命令后，給一級釋放器2中的電磁鐵通電。電磁鐵通電后產(chǎn)生反磁場消除磁力，使卡舌反相遠離，釋放二級釋放單元。二級釋放單元與載荷6在自身重力的作用下脫離導流罩1，壓縮的天線10彈出，觸發(fā)上電開關(guān)，使信標4內(nèi)的二級控制艙11內(nèi)的控制器上電工作。二級控制艙11內(nèi)的控制器通過預編程序在設定的時間點使二級釋放器5中的電磁鐵通電，釋放載荷6。荷載6被釋放后，二級釋放單元受浮力作用上浮，信標4浮出水面后，控制器使二級控制艙11內(nèi)的無線發(fā)射裝置上電并發(fā)射無線電信號，母船借助定向天線接收無線電信號，搜索二級釋放單元進行打撈回收。
[0033]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水下自主釋放裝置，其特征在于，包括一級釋放單元和二級釋放單元； 所述一級釋放單元包括導流罩、一級釋放器和一級控制艙，所述一級釋放器安裝在所述導流罩上，使所述一級釋放器內(nèi)的凹槽與所述導流罩的頂部開孔同軸； 所述二級釋放單元包括信標和二級釋放器，所述信標包括保護罩、天線、二級控制艙和底座，所述二級控制艙置于所述保護罩內(nèi)，所述天線設置在所述二級控制艙的頂部端蓋上，并穿過所述保護罩頂部連接軸的中心貫穿孔，所述底座固定在所述保護罩底部，用于對所述二級控制艙限位，所述二級釋放器固定在所述底座上，使所述二級釋放器內(nèi)的凹槽裸露在外，用于鎖住或釋放目標物件； 所述二級釋放單元置于所述導流罩內(nèi)，所述保護罩頂部連接軸置于所述一級釋放器的凹槽中被鎖住。
2.如權(quán)利要求1所述的水下自主釋放裝置，其特征在于，所述一級釋放器或所述二級釋放器包括彈簧、兩個卡舌、兩個杠桿、兩個連桿、銜鐵和電磁鐵； 兩個杠桿分別設置在所述一級釋放器或所述二級釋放器的凹槽兩側(cè)，一端通過所述彈簧連接，另一端分別通過一個連桿與所述銜鐵上的驅(qū)動桿連接，兩個杠桿的桿臂上分別設有一個卡舌，所述電磁鐵與所述銜鐵相對放置； 所述電磁鐵用于在未通電時吸引所述銜鐵，克服彈簧作用力，帶動所述連桿運動，使所述卡舌相向靠近，鎖住所述一級釋放器或所述二級釋放器的凹槽內(nèi)的目標物件，還用于在通電時產(chǎn)生反磁場消除磁力，在彈簧作用力下釋放所述銜鐵，使所述卡舌反向遠離，釋放所述一級釋放器或所述二級釋放器的凹槽內(nèi)的目標物件。
3.如權(quán)利要求2所述的水下自主釋放裝置，其特征在于，所述兩個杠桿的支點通過所述一級釋放器或所述二級釋放器的外殼固定。
4.如權(quán)利要求3所述的水下自主釋放裝置，其特征在于，所述支點靠近其對應的杠桿與彈簧連接的一端，所述卡舌位于所述支點及其對應的杠桿的另一端之間。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的水下自主釋放裝置，其特征在于，所述保護罩包括浮力材料，所述浮力材料用于使所述二級釋放單元在被所述一級釋放單元釋放時能脫離所述導流罩，還用于使所述二級釋放單元在釋放目標物件后能浮出水面。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的水下自主釋放裝置，其特征在于，所述一級控制艙用于接收母船的釋放命令，控制所述一級釋放器中的電磁鐵通斷電。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的水下自主釋放裝置，其特征在于，所述二級控制艙內(nèi)設有控制器和無線發(fā)射裝置； 所述控制器用于控制所述二級釋放器內(nèi)的電磁鐵通斷電，還用于控制所述無線發(fā)射裝置通斷電及發(fā)射無線電信號； 所述無線發(fā)射裝置用于在所述二級釋放單元浮出水面后，發(fā)射無線電信號，使母船能夠搜索所述二級釋放單元并進行打撈回收。
8.如權(quán)利要求7所述的水下自主釋放裝置，其特征在于，所述天線的下方設有動密封的頂針，所述頂針貫穿所述二級控制艙的頂部端蓋，與所述二級控制艙內(nèi)的常閉型上電開關(guān)接觸； 所述頂針用于在所述一級釋放單元鎖住所述二級釋放單元，所述天線被壓縮時，使所述上電開關(guān)處于斷開狀態(tài)，使所述控制器不上電，還用于在所述一級釋放單元釋放所述二級釋放單元，所述天線彈出時，使所述上電開關(guān)處于閉合狀態(tài)，使所述控制器上電工作。
9.如權(quán)利要求8所述的水下自主釋放裝置，其特征在于，所述二級控制艙的底部端蓋上設有兩個水密接插件，一個與所述二級釋放器中的電磁鐵的電源線相連，另一個用于作為復用功能的調(diào)試接口，供外部PC機與所述控制器通信，設定所述二級釋放單元釋放目標物件的時間。
【文檔編號】B63C11/52GK103612730SQ201310597694
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】向先波, 吳冬華, 陳東, 徐國華, 鄭金榮, 牛澤民 申請人:華中科技大學