本發(fā)明涉及的是一種水下對接液壓鎖緊裝置。

背景技術：

自治式水下機器人（簡稱auv）在深海探測、水下施工等領域發(fā)揮著重要的作用，但是由于其自身攜帶的能源有限，難以在水下長時間地連續(xù)工作，通常需要打撈上岸進行充電。而水下對接液壓鎖緊裝置能夠與auv進行對接，繼而進行充電和數(shù)據(jù)交換，延長auv的作業(yè)時間。由于海洋中海流方向時常變化，為保證auv和對接裝置的對接成功率，需調(diào)整對接裝置開口方向使其與海流方向保持一致，在完成角度調(diào)整后需要對對接裝置的轉(zhuǎn)軸進行鎖緊使其角度位置固定。因此軸類零件鎖緊裝置對于調(diào)整對接裝置開口方向以及提高對接成功率具有十分重要的作用。

軸類零件是機械裝備中常見的部件，很多大型機械設備通常需要通過旋轉(zhuǎn)來改變自身位置從而實現(xiàn)相應的功能，因此這些設備會包含能夠自由旋轉(zhuǎn)的軸。在設備完成旋轉(zhuǎn)達到相應的角度位置之后，通常需要相關裝置對其軸類零件進行鎖緊，以使其位置固定。針對包含有大直徑豎直放置的軸類零件的機械設備，需要使用較大的力進行鎖緊，此外，由于軸類零件外表面呈圓形，相對于矩形部件更容易發(fā)生鎖緊裝置與軸類零件虛接觸的現(xiàn)象。因此，研制專門應用于不同直徑軸類零件的鎖緊裝置，對于相關機械設備實現(xiàn)軸類零件位置固定具有重要的意義。

目前，適用于大直徑豎直放置的軸類零件鎖緊的裝置很少。申請?zhí)枮閏n201410730024.2，名稱為“軸座液壓推進機構”的專利文件是通過頂桿壓迫彈簧片的形式對軸座進行鎖緊；專利號為zl201310594149.2，名稱為“鎖緊裝置”的專利文件是通過固定住鎖緊螺母實現(xiàn)將軸承鎖緊的目的；專利號為zl201480001472.7，名稱為“鎖緊裝置”的專利文件是通過裝置中心兩側(cè)的彈性夾持部實現(xiàn)對導管的鎖緊。以上專利的技術方式和應用對象均與本專利不同。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于不同直徑軸類零件的一種軸類零件鎖緊裝置，鎖緊裝置通過若干個液壓推進機構對軸類零件進行鎖緊，壓力傳感器對每個液壓推進機構的鎖緊力進行檢測，確保對軸類零件的精確鎖緊。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種用于水下對接軸類零件的液壓鎖緊裝置，包括支架機構、液壓油裝置、液壓推進機構、角度檢測裝置、壓力檢測裝置以及上位機，其中，

所述支架機構包括上部軸套、連接耳、連接架和連接盤，軸類零件外壁通過軸承與上部軸套旋轉(zhuǎn)支撐連接，上部軸套的外壁上連接連接耳，連接耳與連接架的一端連接，連接架另一端固定連接所述連接盤后支撐于水底，連接盤的中央為軸類零件，連接盤的盤周上繞軸類零件的周向均勻設置若干所述液壓推進機構，若干液壓推進機構能夠?qū)⑺鲚S類零件鎖緊或松開；

每個液壓推進機構均通過電磁換向閥與液壓油裝置連接；

所述液壓推進機構包括：液壓馬達、齒輪傳動機構、絲杠螺母副以及鎖緊塊；其中，液壓馬達的傳動軸通過齒輪傳動機構與絲杠螺母副傳動連接，絲杠螺母副上的螺母副與鎖緊塊固定連接；

所述角度檢測裝置設置在上部平臺上，用于實時檢測軸類零件所在的角度位置；

所述壓力檢測裝置設置于每個液壓推進機構的液壓回路中；

所述下位機與所述液壓油裝置、電磁換向閥、角度檢測裝置以及壓力檢測裝置控制連接。

所述液壓推進機構包括四個，四個液壓推進機構在連接盤上相互間呈90°角布置。

所述鎖緊塊包括：兩個夾爪、連接在兩個夾爪之間的平板以及過渡圓柱塊，每個夾爪與平板之間均呈135°角，平板通過螺栓與過渡圓柱塊相連，過渡圓柱塊嵌設在絲杠螺母副的螺母副內(nèi)。

所述齒輪傳動機構外部設有齒輪盒，液壓馬達和絲杠螺母副分布在所述齒輪盒兩側(cè)并通過螺栓與齒輪盒相連；液壓馬達的傳動軸穿過齒輪盒與齒輪傳動機構中的主動齒輪通過鍵相連，齒輪傳動機構中的從動齒輪與絲杠通過鍵相連，齒輪盒上開有用于與連接盤螺栓連接的螺紋孔。

所述連接盤包括圓盤及底盤，圓盤通過連接架固定連接在水下對接裝置的最底部，圓盤上通過螺栓緊固件連接所述底盤。

所述底盤包括上底盤和下底盤，上底盤與下底盤之間通過螺栓進行連接，下底盤上設有螺栓連接孔。

所述角度檢測裝置為電子羅盤。

所述壓力檢測裝置為壓力傳感器。

本發(fā)明還公開了一種基于所述用于水下對接軸類零件的液壓鎖緊裝置的鎖緊方法，包括以下幾個步驟：

第一步、上部平臺帶動軸類零件旋轉(zhuǎn)，角度檢測裝置對軸類零件調(diào)整角度進行實時檢測，并將檢測信號發(fā)送給下位機；

第二步、當下位機檢測到軸類零件完成角度調(diào)整后需要對軸類零件進行鎖緊使其角度位置固定時，下位機發(fā)送指令給液壓油裝置，液壓油裝置將液壓油注入到液壓管路中，同時，電磁換向閥開啟，連接盤上的若干液壓推進機構同時對軸類零件進行鎖緊；

第三步、當完成鎖緊后，液壓推進機構中的液壓馬達停止轉(zhuǎn)動，壓力檢測裝置檢測每個液壓推進機構的液壓回路中的工作壓力，將壓力信號傳輸給下位機，下位機上顯示有每個鎖緊塊的鎖緊力，方便操作者讀取，如果某個液壓推進機構發(fā)生虛接觸現(xiàn)象或者鎖緊力不足，則其顯示的鎖緊力值會比較小，此時通過下位機控制電磁換向閥對鎖緊塊的位置進行微調(diào)，確保對軸類零件的精確鎖緊。

本發(fā)明技術方案的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：

1、本裝置中的液壓推進機構通過齒輪傳動機構、絲杠螺母副兩個機構進行減速，使鎖緊塊以較低的速度進行鎖緊，既可以使液壓系統(tǒng)精確調(diào)整鎖緊塊的位置，又增大了鎖緊塊對軸類零件的鎖緊力，可滿足大型軸類零件對鎖緊力的要求；

2、本裝置的鎖緊塊拆裝十分方便，針對不同直徑的軸類零件，只需更換鎖緊塊即可實現(xiàn)鎖緊，擴大了鎖緊裝置的應用范圍，滿足了不同直徑軸類零件的鎖緊要求；

3、本鎖緊裝置的多個液壓推進機構在同一水平面內(nèi)繞軸類零件周向均勻布置，多個液壓推進機構同時運動，使四個鎖緊塊上的共8個夾爪對軸類零件進行鎖緊，克服了單一機構容易與軸類零件發(fā)生虛接觸或打滑現(xiàn)象的難題；

4、該裝置的多個液壓推進機構液壓回路上均有壓力傳感器對液壓推進機構的鎖緊力進行檢測、控制，避免發(fā)生虛接觸或鎖緊力不足的現(xiàn)象，確保對軸類零件的精確鎖緊。

附圖說明

圖1是鎖緊裝置的俯視圖；

圖2是鎖緊裝置的主視圖；

圖3是單個液壓推進機構的剖視圖；

圖4是壓力傳感器的位置示意圖及液壓原理圖；

圖5是軸類零件示意圖及電子羅盤位置圖；

圖6是下位機控制電路原理圖。

其中，1為鎖緊塊；2為過渡圓柱塊；3為絲杠螺母副；4為主動齒輪；5為被動齒輪；（6，11，12，13）為齒輪盒；7為液壓馬達；8為上底盤；9為下底盤；10為安裝座；14為15為螺母副；16為套筒；17為絲杠；18為過濾器；19為電機；20為柱塞泵；21為單向閥；22為電磁換向閥；23為壓力傳感器；24為溢流閥；25為油箱；26為圓盤；27為軸類零件；28為平臺；29為電子羅盤。

具體實施方式

下面結合具體實施例以及說明書附圖對本發(fā)明的技術方案做更詳細的描述。

如圖5所示，所示，軸類零件27的上方與平臺28相連，電子羅盤29安裝在軸類零件的頂端，通過電纜將平臺28的角度信號實時發(fā)送到下位機。

軸類零件27的底部是自由旋轉(zhuǎn)的，坐落在圓盤26上。底盤通過螺栓緊固件固定在圓盤26上。

底盤上表面沿盤周對稱設置4個液壓推進機構，每個液壓推進機構包括鎖緊塊1、過渡圓柱塊2、絲杠螺母副3、主動齒輪4、被動齒輪5、齒輪盒6、液壓馬達7。

鎖緊塊1通過螺栓與過渡圓柱塊2相連，過渡圓柱塊2嵌在螺母副15內(nèi)并通過定位銷釘固定，從而使鎖緊塊1固定在螺母副15前端，液壓馬達7和絲杠螺母副3分布在齒輪盒6兩側(cè)并通過螺栓與齒輪盒6相連，液壓馬達7與主動齒輪4通過鍵相連，絲杠17與被動齒輪5同樣通過鍵相連，絲杠17外側(cè)是套筒16，套筒16與齒輪盒6通過螺栓進行連接，絲杠17、螺母副15、套筒16共同構成絲杠螺母副3。

作為本發(fā)明技術方案的進一步限定，所述底盤包括上底盤8和下底盤9，上底盤8,與下底盤9通過螺栓進行連接，下底盤9開有通孔，通過螺栓連接件與圓盤26相連接。

液壓推進機構的齒輪盒6上開有螺紋孔，齒輪盒6外側(cè)是安裝座10，齒輪盒6、安裝座10通過螺栓連接固定在鎖緊裝置的上底盤8上。

壓力傳感器23通過螺紋連接直接安裝在4個液壓回路之中，當需要對軸類零件進行鎖緊時，電機19帶動柱塞泵20將液壓油從油箱25經(jīng)過濾器18注入到液壓管路中，單向閥21防止液壓油回流，溢流閥24的作用是設定系統(tǒng)的最大工作壓力。

本發(fā)明公開了一種基于所述用于水下對接軸類零件的液壓鎖緊裝置的鎖緊方法，包括以下幾個步驟：

第一步、上部平臺帶動軸類零件旋轉(zhuǎn)，角度檢測裝置對軸類零件調(diào)整角度進行實時檢測，并將檢測信號發(fā)送給下位機；

第二步、當下位機檢測到軸類零件完成角度調(diào)整后需要對軸類零件進行鎖緊使其角度位置固定時，下位機發(fā)送指令給液壓油裝置，液壓油裝置將液壓油注入到液壓管路中，同時，電磁換向閥開啟，連接盤上的若干液壓推進機構同時對軸類零件進行鎖緊；

第三步、當完成鎖緊后，液壓推進機構中的液壓馬達停止轉(zhuǎn)動，壓力檢測裝置檢測每個液壓推進機構的液壓回路中的工作壓力，將壓力信號傳輸給下位機，下位機上顯示有每個鎖緊塊的鎖緊力，方便操作者讀取，如果某個液壓推進機構發(fā)生虛接觸現(xiàn)象或者鎖緊力不足，則其顯示的鎖緊力值會比較小，此時通過下位機控制電磁換向閥對鎖緊塊的位置進行微調(diào)，確保對軸類零件的精確鎖緊。