專利名稱：潛水器應(yīng)急釋放裝置模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種潛水器應(yīng)急釋放裝置，具體地說是一種應(yīng)用在潛水器 上，利用電磁鐵的吸合原理來進(jìn)行對(duì)載物釋放的水下裝置。(二) 背景技術(shù)潛水器及其它水下作業(yè)設(shè)備是探索海洋環(huán)境和開發(fā)海洋資源的重要裝備，自 身的可靠性和安全性是反映其智能程度的重要依據(jù)。當(dāng)潛水器或水下作業(yè)設(shè)備出 現(xiàn)故障，無法完成任務(wù)，乃至部件失效，系統(tǒng)失靈，危機(jī)運(yùn)行安全時(shí)，需要采取 緊急釋放壓載、救生信標(biāo)浮球等方法，以使機(jī)器人無動(dòng)力浮出水面，并通過信標(biāo) 確定出事地點(diǎn)，等待救援，以減少經(jīng)濟(jì)及技術(shù)損失。潛水器應(yīng)急釋放裝置成為潛 水器和其它水下作業(yè)設(shè)備的可靠作業(yè)、安全運(yùn)行的重要保障。同時(shí)，針對(duì)復(fù)雜的水下環(huán)境，對(duì)潛水器應(yīng)急釋放裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制驅(qū)動(dòng) 方式都提出了更高的要求，既要保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、密封的可靠，又要實(shí)現(xiàn)控制的 冗余、驅(qū)動(dòng)的可行，使其成為集機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣控制及軟件算法于一身的機(jī)電一 體化裝置。目前，國內(nèi)的相似產(chǎn)品主要有沈陽自動(dòng)化所的"探索者號(hào)CR02"， 釋放裝置采用電磁裝置和電爆管，壓載類型為應(yīng)急壓載、蓄電池組和信標(biāo)浮球。 哈爾濱工程大學(xué)的智水系列，釋放裝置采用機(jī)電裝置和電爆管，壓載類型為應(yīng)急壓載浮球。(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種電路與機(jī)械相結(jié)合，能夠?yàn)樗聶C(jī)器人及其它水 下設(shè)備釋放壓載或浮球提供一種可行方案的潛水器應(yīng)急釋放裝置模塊。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括釋放裝置母體，釋放裝置母體上開有十 字交叉的孔，十字交叉的孔的垂向孔的上部固定安裝失電吸盤式電磁鐵、下部安 裝芯棒，芯棒的中部加工有兩平面，平面末端具有倒角小斜面，十字交叉的孔的 橫向孔中安裝閥桿和止推片，閥桿端部設(shè)置電磁鐵，閥桿上套裝彈簧，闊桿端部 和電磁鐵與芯棒的中部的平面配合，橫向孔外由端蓋封閉，垂向孔的上方由密封 艙端蓋封閉且密封艙端蓋與釋放裝置母體之間有用于放置電路與電池組件的密封艙。本發(fā)明的工作原理如下擬定條件為一個(gè)單元下掛一定質(zhì)量的掛載，在沒有 得到陸基指令前不拋載重物，在得到指令后拋載；另外，在遇到水下斷電等緊急 情況時(shí)能夠自動(dòng)拋載，實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的緊急上浮，保證儀器的安全。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下1. 采用電磁鐵裝置，即時(shí)觸發(fā)，掉電觸發(fā)。2. 采用失電式吸盤電磁鐵與普通電磁鐵相結(jié)合方式。3. 在機(jī)構(gòu)上采取力的放大結(jié)構(gòu)。使用較小的電磁鐵承受較大的載荷。4. 適應(yīng)于水下工作深度的要求(500米以下為深海)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的 總體結(jié)構(gòu)尺寸小，水下電器倉的密封性能好，與水下機(jī)器人的電氣接口和與載體 的安裝能兼容匹配。本發(fā)明的工作特點(diǎn)如下裝置在正常工作時(shí)只對(duì)零件電磁鐵7進(jìn)行供電，而零件電磁鐵7需要的電流 很小，解決了長時(shí)間水下工作的供能問題，保證了裝置的低能耗，保證了在系統(tǒng) 失去能源的情況下的可靠釋放，裝置有即時(shí)觸發(fā)特性，本裝置設(shè)定的初始載荷較 小，在經(jīng)過對(duì)電磁鐵的置換后可使載荷增大，而仍然保持了裝置的小巧及低能耗 的特點(diǎn)。(四)


圖1是本發(fā)明的水下潛水器釋放裝置模塊主剖視圖； 圖2是本發(fā)明的水下潛水器釋放裝置模塊俯剖視圖； 圖3本發(fā)明的零件芯棒主視圖； 圖4是圖3的剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述本發(fā)明有以下幾部分組成開槽圓柱頭螺釘1、密封艙端蓋2、 0形密封圈3、釋放裝置母體4、失電吸盤式電磁鐵5、圓柱銷6、電磁鐵7、彈簧8、閥桿9、 止推片IO、端蓋ll、芯棒12、開槽圓柱頭螺釘13、開槽圓柱頭螺釘14和密封 墊片15 (如附圖l，附圖2所示)。零件的安裝連接是0形密封圈3套在密封艙 端蓋2上為一體，并用開槽圓柱頭螺釘與釋放裝置母體4相連接形成密封艙用于放置電路與電池組件，電磁鐵7、彈簧8、閥桿9、止推片IO、端蓋ll順次裝入 母體側(cè)面并用螺釘固定完成連接。其中，零件開槽圓柱頭螺釘l、密封艙端蓋2、 0形密封圈3、釋放裝置母 體4、止推片10、端蓋11、開槽圓柱頭螺釘13、開槽圓柱頭螺釘14和密封墊 片15為裝置結(jié)構(gòu)體，不實(shí)現(xiàn)裝置的釋放作用。但是由于裝置的工作條件是在深 海中工作，所以要求裝置要有一定的抗壓性能及耐腐蝕性能，上述主要結(jié)構(gòu)體零 件采用特種鋁材加工。零件失電吸盤式電磁鐵5具有以下特征結(jié)構(gòu)是中間為普通電磁鐵，旁邊纏 繞電線。在電磁鐵沒有上電的時(shí)候具有一定的吸引力，在加載工作電壓的時(shí)候電 磁鐵完全失去電磁吸引力，而且電磁吸引力小于掛載的重力。零件芯棒12 (見附圖3)是本裝置的關(guān)鍵部件，采用調(diào)制鋼材料并進(jìn)行離子 鍍處理，保證芯棒12不被腐蝕，具有耐磨耐熱和潤滑的作用，其中部的兩平面 與零件閥桿9內(nèi)部安裝的電磁鐵7相配合壓緊(見附圖1);平面末端具有倒角 小斜面，為芯棒12的工作面。在安裝完成以后，零件止推片10和端蓋11是固 定不動(dòng)的，這時(shí)候彈簧8就會(huì)給閥桿9預(yù)緊推力，使得閥桿9在安裝的過程中能 貼緊芯棒的中部平面。由于彈簧預(yù)緊力的存在，芯棒12的倒角小斜面會(huì)得到一 個(gè)向上的分力，但是這個(gè)力很小，不足以克服掛載的重力，但是安裝在閥桿內(nèi)的 小電磁鐵通電后，會(huì)使這個(gè)力變大，使掛載不脫離母體。零件開槽圓柱頭螺釘l、密封艙端蓋2、 0形密封圈3、釋放裝置母體4、開 槽圓柱頭螺釘14和密封墊片15的作用是形成一個(gè)密封的空腔，用于安裝裝置的 驅(qū)動(dòng)電路與裝置的工作電池，零件密封艙端蓋2上開有孔，用金屬密封電氣接頭 密封，是裝置與外界連接，為電池提供外部能源與信號(hào)傳輸?shù)慕涌?。本發(fā)明的安裝與拋載工作是這樣實(shí)現(xiàn)的將載物掛在零件芯棒12的掛鉤上， 令裝置通電，將芯棒裝入零件釋放裝置母體4中，即可完成安裝過程；正常情 況下，在零件失電吸盤式電磁鐵5或零件電磁鐵7單獨(dú)加載工作電壓的情況下， 都會(huì)使系統(tǒng)拋載；只有在零件失電吸盤式電磁鐵5不加載工作電壓且零件電磁鐵 7加載工作電壓時(shí)才會(huì)保持載物不拋。在安裝完成以后，零件止推10和端蓋11 是固定不動(dòng)的，這時(shí)候彈簧8就會(huì)給閥桿9一個(gè)預(yù)緊推力，使得閥桿在安裝的過 程中能貼緊芯棒的銑削(中部)平面。由于預(yù)緊力的存在，彈簧會(huì)給倒角小斜面一個(gè)力，這個(gè)力的分力會(huì)給閥桿一個(gè)向上的力，但是這個(gè)力很小，不足以克服掛 載的重力，但是安裝在閥桿內(nèi)的小電磁鐵通電后，會(huì)使這個(gè)力變大，使掛載不脫 離母體。系統(tǒng)設(shè)定了超時(shí)拋、掉電拋和指令拋三種工作實(shí)施方案，其具體實(shí)施過程如下本發(fā)明的超時(shí)拋實(shí)施方案如下超時(shí)拋，在潛水器水下工作的時(shí)間超過了預(yù) 定的時(shí)間后，系統(tǒng)拋載；系統(tǒng)的預(yù)定時(shí)間又可編程定時(shí)器控制，當(dāng)系統(tǒng)的工作 時(shí)間超過了預(yù)定時(shí)間后，可編程定時(shí)器執(zhí)行拋載指令，零件電磁鐵7失去工作電 壓，零件芯棒12小角度工作斜面的力由于安裝在零件閥桿9內(nèi)的零件電磁鐵7 失電而變小，由于受到重力的分力零件閥桿9向零件端蓋11方向移動(dòng)，零件止推片10的作用是阻止零件彈簧8隨零件閥桿9向零件端蓋11方向移動(dòng)。但是由 于止推片上面開槽，并不影響零件閥桿9的運(yùn)動(dòng)。零件閥桿9向零件端蓋11運(yùn) 動(dòng)，直到工作斜面與零件芯棒12工作斜面完全脫開為止。這時(shí)候零件芯棒12上 面只有零件失電吸盤式電磁鐵5的力，不足以克服掛載的重力，使零件芯棒12 沿零件釋放裝置母體4中的孔向下運(yùn)動(dòng)，掛載脫離裝置。本發(fā)明的掉電拋實(shí)施方案如下當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)拋載；由于系統(tǒng)斷電零件電磁鐵7失去工作電壓，零件芯棒12工作斜面的力由于安裝在零件閥桿 9內(nèi)的零件電磁鐵7失電而變小，由于受到重力的分力零件閥桿9向零件端蓋11 方向移動(dòng)，零件止推片10的作用是阻止零件彈簧8隨零件閥桿9向零件端蓋11 方向移動(dòng)。但是由于止推片上面開槽，并不影響零件閥桿9的運(yùn)動(dòng)。零件閥桿9 向零件端蓋11運(yùn)動(dòng)，直到工作斜面與零件芯棒12工作斜面完全脫開為止。這時(shí) 候零件芯棒12上面只有零件失電吸盤式電磁鐵5的力，不足以克服掛載的重力， 使零件芯棒12沿零件釋放裝置母體4中的孔向下運(yùn)動(dòng)，掛載脫離裝置。本發(fā)明的指令拋實(shí)施方案如下當(dāng)裝置上搭載的指令系統(tǒng)接收到裝上的人員 正常指令拋載時(shí)，系統(tǒng)拋載。機(jī)構(gòu)的工作原理與掉電拋和超時(shí)拋相同。本裝置拋載時(shí)，使零件電磁鐵7失去工作電壓即可拋載，此時(shí)拋載動(dòng)作由于 機(jī)構(gòu)失效無法完成時(shí)，將零件失電吸盤式電磁鐵4通工作電壓，失電式電磁鐵失 去吸力，這時(shí)候零件芯棒12上面只有零件電磁鐵7與零件彈簧8的力在小角度 工作斜面的向上分力，不能克服掛載的重力，零件芯棒12沿零件釋放裝置母體4中的孔向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，把零件閥桿9向零件端蓋11方向推開，將壓載拋出， 實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行級(jí)的雙保險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1、一種潛水器應(yīng)急釋放裝置模塊，它包括釋放裝置母體，其特征是釋放裝置母體上開有十字交叉的孔，十字交叉的孔的垂向孔的上部固定安裝失電吸盤式電磁鐵、下部安裝芯棒，芯棒的中部加工有兩平面，平面末端具有倒角小斜面，十字交叉的孔的橫向孔中安裝閥桿和止推片，閥桿端部設(shè)置電磁鐵，閥桿上套裝彈簧，閥桿端部和電磁鐵與芯棒的中部的平面配合，橫向孔外由端蓋封閉，垂向孔的上方由密封艙端蓋封閉且密封艙端蓋與釋放裝置母體之間有用于放置電路與電池組件的密封艙。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水器應(yīng)急釋放裝置模塊，其特征是密封艙端 蓋上開有孔，該孔用金屬密封電氣接頭密封。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種潛水器應(yīng)急釋放裝置模塊。它包括釋放裝置母體，釋放裝置母體上開有十字交叉的孔，十字交叉的孔的垂向孔的上部固定安裝失電吸盤式電磁鐵、下部安裝芯棒，芯棒的中部加工有兩平面，平面末端具有倒角小斜面，十字交叉的孔的橫向孔中安裝閥桿和止推片，閥桿端部設(shè)置電磁鐵，閥桿上套裝彈簧，閥桿端部和電磁鐵與芯棒的中部的平面配合，橫向孔外由端蓋封閉，垂向孔的上方由密封艙端蓋封閉且密封艙端蓋與釋放裝置母體之間有用于放置電路與電池組件的密封艙。
文檔編號(hào)B63G8/00GK101402396SQ20081013758
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者浩 劉, 李利維, 王玉甲 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)