一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置。包括底板、安裝在底板上方的立板支架、位于底板下方的壓載塊，蝸桿安裝在左右的立板A之間，傳動軸安裝在前后的立板B之間，蝸輪安裝在傳動軸上，并且蝸輪與蝸桿相嚙合，掛鉤A通過鍵A與傳動軸連接，鍵A一部分位于掛鉤A的內(nèi)棘輪中，鍵A另一部分位于傳動軸內(nèi)并且鍵A的下端安裝有彈簧，鍵A與彈簧能配合掛鉤A實現(xiàn)繞傳動軸單向轉(zhuǎn)動，掛鉤B的上端掛在掛鉤A上，掛鉤B的另一端伸出底板與壓載塊連接，壓載塊通過預(yù)緊螺釘實現(xiàn)預(yù)緊。本裝置既可以實現(xiàn)壓載塊的可靠釋放，又可以在設(shè)備正常工作時實現(xiàn)壓載塊的固定安裝。
【專利說明】一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水下作業(yè)設(shè)備的應(yīng)急裝置，尤其適用于水下機器人的一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自主式水下機器人等水下作業(yè)設(shè)備工作在復(fù)雜的海洋環(huán)境中，不僅受到周圍環(huán)境的威脅，而且其自身也可能因各種突發(fā)事件而發(fā)生故障。當(dāng)自主式水下機器人診斷出極限故障或者其容錯控制策略失效時，放棄作業(yè)任務(wù)，拋載上浮是自主式水下機器人自救的唯一途徑。因此，壓載釋放裝置是自主式水下機器人等水下作業(yè)設(shè)備安全保障系統(tǒng)中的必要裝備。
[0003]現(xiàn)有的機械式水下拋載裝置，如海洋工程2001年第19卷第2期刊登的“ ‘探索者’號自治式水下機器人拋載系統(tǒng)的研究”的文章中設(shè)計的“鉤子”、專利號為200910301964.9名稱為“一種開鎖式水下拋載機構(gòu)”的專利文件設(shè)計的拋載機構(gòu)、專利號為201020599181.1名稱為“嵌入式壓載釋放機構(gòu)”的專利文件設(shè)計的釋放機構(gòu)、專利號為201020214507.4名稱為“一種深海壓載釋放裝置”的專利文件設(shè)計的釋放裝置等，可以完成壓載的可靠釋放，但并未提及壓載的固定或者預(yù)緊問題，同時，壓載重量的增加勢必會增加各接觸面之間的摩擦力，將較大程度地增加釋放動作所需的動力，從而需要較大功率的電動機或電磁鐵，增加了設(shè)備的重量和體積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便的水下機器人應(yīng)急釋放裝置。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置，包括底板、安裝在底板上方的立板支架、位于底板下方的壓載塊，還包括預(yù)緊螺釘、掛鉤A、掛鉤B、鍵A、安裝在立板支架中的渦輪蝸桿機構(gòu)，
[0007]立板支架由左右的立板A和前后的立板B構(gòu)成；
[0008]渦輪蝸桿機構(gòu)包括蝸桿、渦輪、傳動軸，蝸桿安裝在左右的立板A之間，傳動軸安裝在前后的立板B之間，蝸輪安裝在傳動軸上，并且蝸輪與蝸桿相嚙合；
[0009]掛鉤A上開有內(nèi)棘輪,掛鉤A的內(nèi)棘輪套在傳動軸上,傳動軸上與掛鉤A相接觸的位置開有一個鍵槽，掛鉤A通過鍵A與傳動軸連接，鍵A —部分位于掛鉤A的內(nèi)棘輪中，鍵A另一部分位于傳動軸的鍵槽中并且鍵A的下端安裝有彈簧，鍵A與彈簧配合掛鉤A實現(xiàn)繞傳動軸單向轉(zhuǎn)動，掛鉤B的上端掛在掛鉤A上，掛鉤B的另一端伸出底板與壓載塊連接，預(yù)緊螺釘從壓載塊的下端穿過并且與底板接觸。
[0010]本發(fā)明一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置還可以包括:
[0011](I)渦輪蝸桿機構(gòu)還包括兩個滑動軸承A和兩個滑動軸承B，蝸桿的兩端分別通過一個滑動軸承A安裝在對應(yīng)的立板A上，傳動軸的兩端分別通過一個滑動軸承B安裝在對應(yīng)的立板B上。[0012](2)蝸輪與其相鄰的滑動軸承B之間安裝有墊片。
[0013](3)掛鉤A與渦輪之間安裝有軸套。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015]1、對壓載塊進行預(yù)緊，避免壓載塊在水下作業(yè)設(shè)備工作時晃動，有利于提高水下作業(yè)設(shè)備的控制性能，同時，預(yù)緊操作在機器人底部進行，無需拆除釋放裝置上方的已經(jīng)安裝好的其他部件，操作方便，尤其是流線型自主式水下機器人，壓載的安裝與預(yù)緊，不涉及外部流線型殼體的拆裝。
[0016]2、利用蝸輪蝸桿的自鎖來克服壓載的懸掛力以及預(yù)緊螺釘?shù)念A(yù)緊力，雖然增加負(fù)載會增加各接觸面間的摩擦力，但此負(fù)載力的方向與釋放動作所需動力的方向一致，因此只需要在蝸桿上施加較小的動力，即可破壞自鎖，釋放壓載，因此可以采用小功率的動力源，減小了動力源的體積與重量。
[0017]3、在蝸輪蝸桿機構(gòu)與壓載預(yù)緊機構(gòu)之間增加棘輪機構(gòu)，利用棘輪的單向性可以在動力源不上電且蝸輪在任意旋轉(zhuǎn)位置的情況下，完成壓載塊的懸掛安裝，因此壓載安裝方便。
[0018]4、基于壓載的安裝、預(yù)緊以及釋放的方式，無需在釋放裝置上方預(yù)留額外的壓載安裝以及預(yù)緊等操作所需空間或者釋放動作所需空間，因此，結(jié)構(gòu)緊湊，所需空間小。
[0019]5、可以根據(jù)水下作業(yè)設(shè)備底部的剩余空間設(shè)計壓載塊的形狀，既可以充分利用空間，又
[0020]可避免額外增加水下作業(yè)設(shè)備的運行阻力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明專利的整體結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0022]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0023]圖3為圖1的B-B剖視圖。
[0024]圖4為本發(fā)明專利的整體結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0025]圖5為本發(fā)明專利的整體結(jié)構(gòu)簡圖的仰視圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置進行詳細(xì)說明。
[0027]本發(fā)明專利主要由蝸輪蝸桿機構(gòu)、棘輪機構(gòu)、可棄壓載預(yù)緊機構(gòu)三部分組成。蝸桿與動力源相連，動力源可以是獨立封裝的電動機、液壓馬達或者是從設(shè)備密封艙里直接輸出的動力軸，蝸輪與棘輪相連，棘輪機構(gòu)的掛鉤上懸掛有壓載塊。蝸輪蝸桿機構(gòu)依靠其自鎖性既為釋放裝置末端的壓載塊提供懸掛力，又可利用較小的輸入力矩完成壓載的釋放；棘輪機構(gòu)利用其單向性實現(xiàn)了壓載的非上電安裝；可棄壓載預(yù)緊機構(gòu)主要由壓載塊和預(yù)緊螺釘組成，在壓載塊懸掛在棘輪機構(gòu)的掛鉤上以后，預(yù)緊螺釘完成壓載塊的固定。
[0028]水下機器人應(yīng)急釋放裝置的工作過程如下:作業(yè)設(shè)備下水前，將壓載塊懸掛在棘輪機構(gòu)的掛鉤上，調(diào)整掛鉤位置，使壓載塊盡可能的接近釋放裝置的底板，然后調(diào)節(jié)預(yù)緊螺釘，將壓載塊進行預(yù)緊；作業(yè)設(shè)備下水作業(yè)后，當(dāng)其發(fā)生危險時，控制器發(fā)出信號，驅(qū)動蝸桿旋轉(zhuǎn)，從而帶動蝸輪旋轉(zhuǎn)，破壞了自鎖，釋放壓載。[0029]如圖1所示，本發(fā)明專利主要由蝸輪蝸桿機構(gòu)、棘輪機構(gòu)、壓載預(yù)緊機構(gòu)三部分組成，蝸桿2通過滑動軸承I和滑動軸承9安裝在立板3以及立板10上。
[0030]如圖2所示，傳動軸8通過滑動軸承18和滑動軸承22安裝在立板17以及立板21上，與蝸桿2相嚙合的蝸輪5左側(cè)靠在墊片20上，右側(cè)靠在軸套23上，并通過鍵19與傳動軸8進行傳動，軸套的右側(cè)安裝有掛鉤A13，掛鉤A13右側(cè)靠在傳動軸8的軸肩上，掛鉤A13通過鍵11與傳動軸8進行傳動，鍵11在V型彈簧7的作用下實現(xiàn)上下滑動，從而實現(xiàn)掛鉤A13的單向轉(zhuǎn)動。
[0031]掛鉤A13上開有內(nèi)棘輪，掛鉤A13的內(nèi)棘輪套在傳動軸8上，掛鉤A13的內(nèi)棘輪指的是:在掛鉤A13與傳動軸8的接觸位置，在掛鉤A上繞傳動軸的一圈設(shè)有多個凹槽，凹槽的上端的一側(cè)為直角，另一側(cè)不是直角。傳動軸8上與掛鉤A13相接觸的位置開有一個鍵槽，掛鉤A13通過鍵11與傳動軸8連接，鍵11上端的形狀與掛鉤A13的凹槽的形狀一致。
[0032]如圖3、圖5所示，壓載塊16通過掛鉤B12掛在掛鉤A13上，壓載塊16與掛鉤B12通過螺釘24進行連接，壓載塊通過螺釘15進行預(yù)緊，預(yù)緊螺釘布置在壓載塊的4角。
[0033]如圖4所示，立板17、3、21、10通過螺釘4等8個螺釘進行連接，立板3、10通過螺釘6等4個螺釘與底板14進行連接。
[0034]本發(fā)明專利的具體工作過程如下:作業(yè)設(shè)備下水前，調(diào)整掛鉤A13位置，將壓載塊16懸掛在掛鉤A13上，推動壓載塊16，使壓載塊16盡可能的接近釋放裝置的底板14，然后調(diào)節(jié)預(yù)緊螺釘15，將壓載塊16進行預(yù)緊；作業(yè)設(shè)備下水作業(yè)后，當(dāng)其發(fā)生危險時，控制器發(fā)出信號，驅(qū)動蝸桿2旋轉(zhuǎn)，從而帶動蝸輪5旋轉(zhuǎn)，破壞了蝸桿2與蝸輪5之間的自鎖，掛鉤B12順時針旋轉(zhuǎn)，釋放壓載塊16。
【權(quán)利要求】
1.一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置，包括底板、安裝在底板上方的立板支架、位于底板下方的壓載塊，其特征在于:還包括預(yù)緊螺釘、掛鉤A、掛鉤B、鍵A、安裝在立板支架中的渦輪蝸桿機構(gòu)， 立板支架由左右的立板A和前后的立板B構(gòu)成； 渦輪蝸桿機構(gòu)包括蝸桿、渦輪、傳動軸，蝸桿安裝在左右的立板A之間，傳動軸安裝在前后的立板B之間，蝸輪安裝在傳動軸上，并且蝸輪與蝸桿相嚙合； 掛鉤A上開有內(nèi)棘輪，掛鉤A的內(nèi)棘輪套在傳動軸上，傳動軸上與掛鉤A相接觸的位置開有一個鍵槽，掛鉤A通過鍵A與傳動軸連接，鍵A —部分位于掛鉤A的內(nèi)棘輪中，鍵A另一部分位于傳動軸的鍵槽中并且鍵A的下端安裝有彈簧，鍵A與彈簧配合掛鉤A實現(xiàn)繞傳動軸單向轉(zhuǎn)動，掛鉤B的上端掛在掛鉤A上，掛鉤B的另一端伸出底板與壓載塊連接，預(yù)緊螺釘從壓載塊的下端穿過并且與底板接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置，其特征在于:所述的渦輪蝸桿機構(gòu)還包括兩個滑動軸承A和兩個滑動軸承B，蝸桿的兩端分別通過一個滑動軸承A安裝在對應(yīng)的立板A上，傳動軸的兩端分別通過一個滑動軸承B安裝在對應(yīng)的立板B上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置，其特征在于:所述的蝸輪與其相鄰的滑動軸承B之間安裝有墊片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種水下機器人應(yīng)急釋放裝置，其特征在于:所述的掛鉤A與渦輪之間安裝有軸套。
【文檔編號】B25J11/00GK103753560SQ201410023248
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】張銘鈞, 殷寶吉, 劉維新, 王玉甲, 劉星 申請人:哈爾濱工程大學(xué)