本發(fā)明涉及一種深水金剛石繩鋸機(jī)，屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

深水金剛石繩鋸機(jī)，憑借其串珠繩的柔性和金剛石的剛性，作業(yè)對(duì)象廣，并且不受作業(yè)環(huán)境和切割物形狀的限制，它被應(yīng)用于海底構(gòu)件的維修、核電廠的拆除等特殊領(lǐng)域的工作中。深水繩鋸機(jī)通常由ROV(水下有纜機(jī)器人)攜帶，并輔助操作，進(jìn)行水下作業(yè)。海上裝置及設(shè)備鑒于其復(fù)雜的工作特性，在拆除作業(yè)上其工作量巨大，作業(yè)過程錯(cuò)綜繁瑣、波及面廣泛并且拆除中受限于環(huán)保、安全、及其經(jīng)濟(jì)相關(guān)因素，使深水金剛石繩鋸機(jī)在作業(yè)過程中由于張緊力的不斷變化使串珠繩的壽命嚴(yán)重下降，切削馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力無法有效施加到串珠繩上，使串珠繩隨著切削力的增加常常出現(xiàn)打滑，由于沒有過載保護(hù)和減振設(shè)施，在作業(yè)過程中常常出現(xiàn)斷繩、驅(qū)動(dòng)損壞、操作人員受傷等一系列問題。

中國專利申請(qǐng)(公開號(hào)CN104858495A)公開了一種深海管道切割用繩鋸機(jī)，該繩鋸機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)采用齒輪帶動(dòng)絲杠進(jìn)給，但是進(jìn)給驅(qū)動(dòng)沒有過載保護(hù)，在水下切削復(fù)雜結(jié)構(gòu)物極易損壞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外，串珠繩采用螺母絲杠方式進(jìn)行張緊，使串珠繩的剛性太強(qiáng)，不易減輕串珠繩作業(yè)過程中的振動(dòng)，容易斷繩，由于ROV能攜帶的質(zhì)量在20kg以內(nèi)，該機(jī)具不具備深水作業(yè)與ROV操作的適配性。

中國專利申請(qǐng)(公開號(hào)CN203843300A)公開了一種水下金剛石繩鋸機(jī)，該繩鋸機(jī)設(shè)有水下液壓控制系統(tǒng)及動(dòng)力系統(tǒng)，避免了深水作業(yè)時(shí)繩鋸機(jī)本體和液壓站之間管路的損耗和二次設(shè)計(jì)，但是該機(jī)具體積大，質(zhì)量重，不利于ROV的攜帶和操作，限制了水下作業(yè)的靈活性和應(yīng)用范圍，并且采用三輪布置方式，切割管徑范圍窄，串珠繩的剛性大，影響串珠繩的壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種深水金剛石繩鋸機(jī)，用于完成水下結(jié)構(gòu)物的切割修復(fù)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括具有滑軌的下支架、安裝在下支架滑軌中的上支架、安裝在下支架上端的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、安裝在上支架上的進(jìn)給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、串珠繩張緊機(jī)構(gòu)和切削驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及安裝在下支架下端的夾緊機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在下支架上端的支撐座、安裝在支撐座下端的進(jìn)給馬達(dá)、與進(jìn)給馬達(dá)連接的減速器、安裝在減速器輸出端的小鏈輪、安裝在下支架上的絲杠，絲杠由上至下依次設(shè)置有帶有轉(zhuǎn)軸的手柄、壓蓋、碟簧、可以上下竄動(dòng)的大鏈輪和銷軸，大鏈輪底部設(shè)置有與銷軸配合的半圓柱形凹槽，大鏈輪與小鏈輪之間安裝有鏈條，所述絲杠上還安裝有絲母，絲母與上支架固連；

所述進(jìn)給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在上支架的左上端，上支架的左上端通過基座安裝有推桿，推桿的端部與控制進(jìn)給馬達(dá)流量的節(jié)流閥閥體內(nèi)的閥芯固連，且基座與節(jié)流閥閥體間設(shè)置有閥芯恢復(fù)彈簧，節(jié)流閥閥體的端部固連有導(dǎo)向滑塊，導(dǎo)向滑塊安裝在上支架上方形凹槽中設(shè)置的導(dǎo)軌中，所述導(dǎo)向滑塊的端面固連有從動(dòng)輪；

所述串珠繩張緊機(jī)構(gòu)包括張緊輪、張緊絲杠、張緊絲母、減振彈簧、張緊滑塊，所述上支架上設(shè)置有方形通孔，張緊滑塊安裝在方形通孔兩側(cè)設(shè)置的張緊導(dǎo)軌中，張緊輪安裝在張緊滑塊的端面上，張緊絲杠的一端與方形通孔的內(nèi)表面固連、另一端伸入至張緊滑塊設(shè)置的圓孔中，張緊絲母安裝在張緊絲杠上，張緊絲母與張緊滑塊之間設(shè)置有減震彈簧；

所述切削驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在上支架的右上端，包括與上支架固連的固定板、安裝在固定板端面上的切削馬達(dá)、與切削馬達(dá)輸出端連接的驅(qū)動(dòng)輪，且驅(qū)動(dòng)輪位于固定板與上支架之間；

所述上支架的下端對(duì)稱設(shè)置有一號(hào)傳動(dòng)輪和二號(hào)傳動(dòng)輪，首尾封閉的串珠繩依次繞過驅(qū)、張緊輪、從動(dòng)輪、一號(hào)傳動(dòng)輪和二號(hào)傳動(dòng)輪；

所述夾緊機(jī)構(gòu)有兩個(gè)且對(duì)稱設(shè)置在下支架的下方的兩端，每個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)包括與下支架固連的上夾緊瓣、與上夾緊瓣鉸接的下夾緊瓣、夾緊缸，且下夾緊瓣的中間位置與上夾緊瓣的下端鉸接，夾緊缸的一端與上夾緊瓣的上端鉸接、夾緊缸的輸出端與下夾緊瓣的上端鉸接。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

所述下支架的外端面依次設(shè)置有浮力材料、深水閥箱和后支撐板，后支撐板與下支架之間還設(shè)置有ROV扶手，深水閥箱上設(shè)置有ROV操作手柄。

該機(jī)具的工作過程是這樣實(shí)現(xiàn)的，首先手動(dòng)調(diào)整繩鋸機(jī)的張緊機(jī)構(gòu)，使串珠繩的張力達(dá)到一定程度，然后由ROV攜帶繩鋸機(jī)到達(dá)深水作業(yè)地點(diǎn)，ROV通過操作手柄使夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊缸工作，通過夾緊瓣把待切割管道夾緊，切削馬達(dá)開始帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使串珠繩沿著驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪、從動(dòng)輪、一號(hào)傳動(dòng)輪、二號(hào)傳動(dòng)輪做循環(huán)運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)給馬達(dá)通過鏈條驅(qū)動(dòng)絲杠，使絲母帶動(dòng)上支架沿導(dǎo)軌向下直線運(yùn)動(dòng)，與被切割管道摩擦接觸開始切割，切割結(jié)束后上支架向上快速回退，完成作業(yè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能在串珠繩張力超出一定范圍，進(jìn)給馬達(dá)不能驅(qū)動(dòng)絲杠時(shí)，使進(jìn)給馬達(dá)和絲杠的傳動(dòng)分離，進(jìn)而對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行過載保護(hù)；

2.手自一體的進(jìn)給系統(tǒng)能在不同的作業(yè)工況下選擇不同的驅(qū)動(dòng)方式，應(yīng)用靈活、便于水下作業(yè)；

3.進(jìn)給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠隨著串珠繩的張力自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)給速度，使串珠繩的張力始終保持在合理的范圍內(nèi)，有效的保證了串珠繩的壽命和機(jī)具的切削效率；

4.采用輪式串珠繩張緊機(jī)構(gòu)，使串珠繩與驅(qū)動(dòng)輪的包角增大，馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)效率大大增強(qiáng)，減輕了串珠繩在作業(yè)過程中與驅(qū)動(dòng)輪的打滑；

5.串珠繩張緊機(jī)構(gòu)采用螺母絲杠和強(qiáng)力彈簧進(jìn)行張緊，保證了機(jī)具的切削能力，有效的減少了串珠繩的振動(dòng)；

6.機(jī)具配有浮力材料、深水閥箱、ROV扶手和ROV操作手柄，能由ROV攜帶在深水環(huán)境下作業(yè)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)前視圖；

圖2是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)后視圖；

圖3是本發(fā)明上支架后視圖；

圖4是本發(fā)明進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)與手動(dòng)示意圖；

圖5是本發(fā)明進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)爆炸圖；

圖6是本發(fā)明進(jìn)給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本發(fā)明串珠繩張緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖；

圖8是本發(fā)明切削驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖；

圖9是本發(fā)明夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。

圖中主要標(biāo)號(hào)說明：

1.進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，2.串珠繩張緊機(jī)構(gòu)，3.切削驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，4.進(jìn)給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，5.夾緊機(jī)構(gòu)，6.上支架，7.下支架，8.串珠繩，9.導(dǎo)軌，10.絲母，11.滑塊，12.浮力材料，13.深水閥箱，14.ROV操作手柄，15.ROV扶手，16.后支撐板，17.管道，18.一號(hào)傳動(dòng)輪，19.二號(hào)傳動(dòng)輪，101.手柄，102.轉(zhuǎn)軸，103.壓蓋，104.碟簧，105大鏈輪，106.鏈條，107小鏈輪，108.支撐座，109.銷軸，110.絲杠，111.減速器，112.進(jìn)給馬達(dá)，201.張緊輪，202.張緊絲杠，203.張緊絲母，204.減振彈簧，205.張緊滑塊，301.驅(qū)動(dòng)輪，302.切削馬達(dá)，303.固定板，401.從動(dòng)輪，402.導(dǎo)向滑塊，403.節(jié)流閥閥體，404.閥芯恢復(fù)彈簧，405.推桿，501.夾緊缸，502上夾緊瓣，503.下夾緊瓣。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，主要由進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1、串珠繩張緊機(jī)構(gòu)2、切削驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、進(jìn)給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4和夾緊機(jī)構(gòu)5組成，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1整體用螺釘安裝到下支架7中間，通過絲杠110和絲母10與上支架6相連，能沿著兩根固定在下支架6兩邊的導(dǎo)軌9上下滑動(dòng)，串珠繩張緊機(jī)構(gòu)2、進(jìn)給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4和切削驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3整體安裝在上支架6上，一根串珠繩8與從動(dòng)輪401張緊輪201、兩個(gè)傳動(dòng)輪18和19以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪301相連，夾緊機(jī)構(gòu)5整體固定到下支架7上，浮力材料12、ROV扶手15、深水閥箱13和ROV操作手柄14安裝在后支撐板16與下支架7之間，本發(fā)明采用進(jìn)給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使其在作業(yè)過程中能夠隨著串珠繩的張力變化而調(diào)節(jié)進(jìn)給速度，有效的保證了串珠繩的壽命、機(jī)具的切削效率和切削作業(yè)的可靠性。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能使進(jìn)給馬達(dá)和絲杠的傳動(dòng)分離，進(jìn)而對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行過載保護(hù)，同時(shí)在機(jī)具沒有動(dòng)力的情況下，可以轉(zhuǎn)動(dòng)手柄進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)手自一體驅(qū)動(dòng)進(jìn)給。串珠繩張緊機(jī)構(gòu)采用強(qiáng)力彈簧和螺母絲杠進(jìn)行張緊，能有效的減少切割過程中串珠繩的振動(dòng)。機(jī)具配備浮力材料和深水閥箱，適合深水環(huán)境作業(yè)。

進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1由手柄101、大鏈輪105、小鏈輪107、支撐座108、進(jìn)給馬達(dá)112、碟簧104、鏈條106、減速器111、壓蓋103、銷軸109組成，其中轉(zhuǎn)軸102、大鏈輪105、小鏈輪107、碟簧104、壓蓋103、手柄101依次安裝在絲杠110上，進(jìn)給馬達(dá)112和減速器111連接成一個(gè)整體裝配到支撐座108上，小鏈輪107安裝到減速器111的輸出軸上，小鏈輪107通過鏈條106與大連輪105連接，絲杠110上的銷軸109一半嵌入大鏈輪105底部半圓柱形凹槽內(nèi)，手柄101可以繞轉(zhuǎn)軸102轉(zhuǎn)動(dòng)90度整體安裝在下支架7上。手柄101的轉(zhuǎn)軸102距側(cè)面的距離大于到底面的距離，手柄可以繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90度，手柄101和絲杠110在平行位置時(shí)，碟簧104不受力，大鏈輪105上下可以竄動(dòng)，進(jìn)給馬達(dá)112和絲杠110的傳動(dòng)分離，可以轉(zhuǎn)動(dòng)手柄101進(jìn)給，也即直接通過外力轉(zhuǎn)動(dòng)手柄帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，而不受馬達(dá)的牽制。手柄101和絲杠110在垂直位置時(shí)，手柄101可以壓緊碟簧104，絲杠110上的銷軸109一半嵌入大鏈輪105底部有半圓柱形凹槽內(nèi)，進(jìn)行傳動(dòng)進(jìn)給切削；也即可以實(shí)現(xiàn)手自一體的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。手柄和絲杠在垂直位置且當(dāng)絲杠110上的負(fù)載太大時(shí)，進(jìn)給馬達(dá)112不能驅(qū)動(dòng)絲杠110，會(huì)使大鏈輪105在鏈條的驅(qū)動(dòng)下克服碟簧104軸向受力使底部半圓柱形凹槽與銷軸109分離，使大連輪105繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而絲杠110不動(dòng)，對(duì)進(jìn)給裝置進(jìn)行過載保護(hù)。

進(jìn)給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4主要由從動(dòng)輪401、導(dǎo)向滑塊402、節(jié)流閥403、閥芯恢復(fù)彈簧404、推桿405組成，推桿405的一端固定在上支架6上，另一端與節(jié)流閥閥體403內(nèi)的閥芯相連，節(jié)流閥閥體403與導(dǎo)向滑塊402連成一個(gè)整體，安裝到上支架6方孔兩側(cè)的導(dǎo)軌上，能沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，串珠繩8的張緊力直接通過從動(dòng)輪401傳到節(jié)流閥的推桿405上，當(dāng)上支架6向下進(jìn)給速度增大時(shí)，串珠繩8上的張力增大，節(jié)流閥閥體403向下運(yùn)動(dòng)，使閥口開度變小，流入進(jìn)給馬達(dá)112的流量減小，進(jìn)給速度下降，反之在閥芯恢復(fù)彈簧404的作用下，使閥口開度增大，流入進(jìn)給馬達(dá)112的流量增大，進(jìn)給速度上升，這樣串珠繩8的張力始終保持在合理的范圍內(nèi)，達(dá)到通過張力變化調(diào)節(jié)進(jìn)給速度的目的。

串珠繩張緊機(jī)構(gòu)2由張緊輪201、張緊絲杠202、張緊絲母203、減振彈簧204、張緊滑塊205組成，張緊絲母203與張緊滑塊205相鄰一端開有圓孔，使減振彈簧204兩端伸入其中，另一端與張緊絲杠202配合，并將張緊絲杠202固定在上支架6上，張緊輪201裝配到張緊滑塊205上，整體安裝到上支架6方孔兩側(cè)的導(dǎo)軌上，能沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，其中方孔對(duì)張緊滑塊205具有限位作用，使減振彈簧204不能脫離整體機(jī)構(gòu)。

切削驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3由切削馬達(dá)302、驅(qū)動(dòng)輪301和固定板303組成，固定板303與上支架6連接成一個(gè)整體，驅(qū)動(dòng)輪301安裝在固定板303與上支架6之間，切削馬達(dá)302用螺釘安裝到固定板303上。

每個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)5由夾緊缸501、上夾緊瓣502、下夾緊瓣503組成，上夾緊瓣502固定在下支架7上，下夾緊瓣503中心通過鉸接與上夾緊瓣502連接，末端通過夾緊缸501與上夾緊瓣502的一端相連，隨著夾緊缸501的伸縮能繞著自身中心轉(zhuǎn)動(dòng)。