一种水下浮动管（柱）状物位置控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种水下浮动管（柱）状物位置控制装置。该装置包括：一段与被控制的浮动管（柱）状物同轴且相固定的配流直管，一段动力水流输入管，一段与配流直管滑配的方向控制管，两根复位弹簧，带护套的控制软钢索及其操控机构。配流直管和方向控制管对应位置均设有周向排水口，前后左右每个方向至少设有一个排水口。通过操控机构分别操控带护套的轴向控制软钢索和转动控制软钢索来控制方向控制管沿配流直管的轴向位置和转动位置，由此控制从动力水流输入管输入配流直管内的水流经方向控制管排出的方向和大小，利用水流的反向作用力来推动控制浮动管（柱）状物的位置。
【专利说明】一种水下浮动管(柱)状物位置控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水下浮动管(柱)状物位置控制装置。
【背景技术】
[0002]海参是高价值海产品！除了本身就有特殊的营养价值外，不容易捕捞也是其价格昂贵的原因。人们要带上氧气罩，潜到海底冒着生命危险去捕捞。长久在海下捕捞，对人的身体很有害。因为海参的捕捞季节是春季和深秋季节，气温较低，海水的压强大，好多人都会患上潜水综合症。
[0003]有人发明了微型潜水艇用于海参捕捞。潜水艇不仅要满足结构的抗压性，还需解决设备防水等许多问题，结构复杂，产品造价高，捕捞效果也不显著，而且还面临安全许可证等问题。也有人发明了水下观察型海参捕捞机器人(机械手)，机器人同样需要解决电气设备的防水问题，且水下搜寻捕捞海参的效率不高，经验证其捕捞效率还不如人工，且不能长时间连续工作。
[0004]如果能将管道直接伸入海底将海参吸上捕捞船将是很好解决的方法，关键是如何控制长管道在水下的移动，以搜寻海参，本发明一种水下浮动管(柱)状物位置控制装置将很好地解决这一问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种简单可靠的水下浮动管(柱)状物位置控制装置。
[0006]本发明一种水下浮动管(柱)状物位置控制装置包括:一段与水下浮动管(柱)状物同轴的配流直管，一段动力水流输入管，一段空套在配流直管外的方向控制管，两根复位弹簧，一套带护套的轴向控制软钢索，一套带护套的转动控制软钢索及其操控机构。
[0007]本发明的特点在于通过在船上操作操控机构来操控带护套的轴向控制软钢索和转动控制软钢索，调控与配流直管滑配的方向控制管相对于配流直管的轴向位置和转动位置，调节配流直管上的四个方向不同位置的出水孔与方向控制管上的对应方向和位置的排水口的导通关系，进而调节由动力水流输入管输入配流直管的水流经方向控制管排出的方向和流量大小，利用水流的反向作用力来推动和控制水下浮动柱状物的位置。在船上操作操控软钢索调控方向控制管位置，操控可靠，无水下电气设备，结构简单，成本低；利用具有一定压力的水流或压缩空气作为驱动动力，其水泵或空压机放在船上，无需水下电气设备，无防水密封要求，设备结构简单，驱动效率高，寿命长，成本低。
[0008]上述位置控制装置，所述配流直管套在被控制的浮动管(柱)状物外，由同轴的内管和外管及端盖固定形成一环形腔；配流直管的内管可以被控制的浮动管(柱)状物直接替代。
[0009]上述位置控制装置，所述配流直管外管上至少设有一圈周向排水口，前后左右四个方向还设有排水口，每个方向至少设有一个排水口(注:图中每个方向为四个孔)；前后方向的排水口的轴向位置与左右方向排水口的轴向位置错开一段距离。[0010]上述位置控制装置，所述配流直管一端连接有动力水流输入管，驱动水流由动力水流输入管进入配流直管；
上述位置控制装置，所述驱动介质可以采用具有一定压力的水流，也可以是压缩空气。[0011 ] 上述位置控制装置，所述方向控制管套在配流直管外，方向控制管内壁与配流直管外壁滑配，方向控制管可沿配流直管轴向滑动或绕轴转动(摆动);
上述位置控制装置，所述方向控制管在与配流直管的周向排水口相对应的位置设有周向排水口，前后左右四个方向还设有排水口，每个方向的排水口的数量与配流直管对应方向的排水口数量一致(注:图中每个方向为四个孔)；四个方向的排水口轴向位置相同，前后方向排水口的中心与方向控制管中心不对称，有一偏角；左右方向排水口的中心与方向控制管中心也不对称，有一偏角。通过与配流直管上对应孔的导通来控制推力方向，还可以减小方向控制管的摆动角度。
[0012]上述位置控制装置，所述的方向控制管两端各设有复位弹簧，两根复位弹簧的近端分别作用在在方向控制管两端的环状弹簧座上，两根复位弹簧远端的环状弹簧座固定在配流直管的外壁上。
[0013]上述位置控制装置，所述的方向控制管沿配流直管的轴向滑动由一套带护套的轴向控制软钢索进行控制。方向控制管绕配流直管轴的转动由另一套带护套的转动控制软钢索实现控制。
[0014]【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1水下浮动柱状物位置控制装置装配示意图 图2配流管和动力水流输入管装配结构示意图
图3方向控制管结构示意图
图4前后(左右)方向排水口的中心与方向控制管中心有一偏角 图5方向控制管处于中间初始位置时各排水口位置关系 图6方向控制管轴向上移时各排水口位置关系 图7方向控制管轴向上移且顺时针转动时各排水口位置关系 图8方向控制管轴向下移且顺时针转动时各排水口位置关系 图9方向控制管轴向下移时各排水口位置关系
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0017]请参阅图1，本发明一种水下浮动管(柱)状物位置控制装置包括:配流直管1，方向控制管2，动力水流输入管3，复位弹簧4，带护套的控制软钢索5，活动卡板6，滑块7，摆动钢索支架8，弹簧座9及操控机构(未画出)等组成。
[0018]请参阅图2，配流直管I又由配流直管外管11和内管12及两个端盖13组成。内管12可以是被控制的浮动管(柱)状物直接替代。外管11和内管12同轴，通过两个端盖13固定连接，内部形成环形腔。在配流直管外管11上设有至少一圈周向排水口 14，该周向排水口也可以联通成环形槽。前后左右四个方向还设有排水口，每个方向设有至少一个排水口 ；图2中，左方向排水口 17(该图中右侧排水孔18看不见)，前后方向排水口 15、16，(图2中每个方向设为四个排水口);前后左右四个方向排水口互成90度；前后方向的排水口的轴向位置与左右方向排水口的轴向位置错开一段距离。
[0019]配流直管外管11的一端连接有动力水流输入管3，驱动水流由动力水流输入管3进入配流直管环形腔；
请参阅图1，在配流直管I外还套有方向控制管2。方向控制管2的内壁与配流直管I的外壁滑配，方向控制管2可沿配流直管I轴向滑动或绕轴转动(摆动)。
[0020]请参阅图3，方向控制管2在与配流直管外管上的周向排水口 14相对应的位置设有周向排水口 21。前后左右四个方向也设有排水口，左方向排水口 24(该图中右侧排水孔25看不见)，前方排水口 22，后方排水口 23。每个方向的排水口的数量与配流直管对应方向的排水口数量一致(图3中每个方向为四个排水口)。四个方向的排水口轴向位置相同。 [0021]请参阅图4，前后方向排水口的中心与方向控制管中心不对称，有一偏角(图中为45度)；左右方向排水口的中心与方向控制管中心也不对称,有一偏角(图中为45度)。
[0022]请参阅图3，方向控制管2中段设有限位环26，两端固定安装有弹簧座27a和27b，在弹簧座外侧还可以留有一段环形管作为限位环28，用以控制方向控制管的轴向极限位置。在方向控制管2的一段还装有一小段圆柱形导杆29，导杆29 —段固定在弹簧座27上，另一端固定在导杆固定板27c上。导杆29的作用稍后介绍。
[0023]请再参阅图1，在方向控制管2的两端各设有复位弹簧4，复位弹簧一端与方向控制管两端的弹簧座27a和27b接触，另一端与固定在配流管外管11上的环状弹簧座91和92接触。
[0024]请参阅图1，方向控制管2沿配流直管的轴向滑动由两根带护套的轴向控制软钢索51和52进行控制。轴向控制软钢索51和52的首端与空套在方向控制管2与限位环26之间的环形槽内的活动卡板6固定。通过操控装置(未画出)向下拉动钢索51，钢索51通过活动卡板6使方向控制管2轴向下移；向上拉动钢索52，方向控制管2轴向上移。松开钢索51或52，方向控制管2在复位弹簧4的作用力下回到中间起始状态。活动卡板6的作用是保证方向控制管2的轴向移动和绕轴摆动互不干涉。
[0025]方向控制管2沿配流直管轴心的摆动由两根带护套的摆动控制软钢索53和54进行控制。摆动控制软钢索53和54的首端与滑块7固定，滑块7空套在方向控制管2的圆柱形导杆29上。软钢索53和54的套管首端与摆动钢索支架8固定，摆动钢索支架8与弹簧座92固定。通过操控装置(未画出)拉动钢索53，钢索53通过滑块7和导杆29使方向控制管2逆时针转动；拉动钢索54，钢索54通过滑块7和导杆29使方向控制管2顺时针转动。滑块7和导杆29的作用是保证方向控制管2的绕轴摆动和轴向移动互不干涉。
[0026]位置控制原理:
请参阅图5。各软拉索都不拉动时，方向控制管2在两端复位弹簧4的作用力下处于中间初始位置。配流直管中段位置的周向排水口 14与方向控制管中段位置的周向排水口 21相对应(图5上图)。配流直管上左右排水口 17、18和前后排水口 15、16四个方向都被方向控制管封住。由动力水流输入管3输入配流直管I腔内的水流经由配流直管中段位置的周向排水口 14及方向控制管中段位置的周向排水口 21排出，水流的反向作用力平衡，浮动管保持位置不变。[0027]浮动管前后方向控制:
请参阅图1。如向上拉动轴向控制软钢索52，活动卡板6带动方向控制管2沿配流直管I轴向上移。配流直管上的的周向排水口 14和左右方向排水口 17、18都被方向控制管的管壁封堵(请参阅图6中的上图和中图)；此时，配流直管外管11前后方向中的某一排水口如16与方向控制管上对应方向的排水口 23正对导通(请参阅图6中的下图)，由动力水流输入管3输入配流直管I腔内的水流经16排水口和方向控制管上的23排水口排出。水流的反向作用力推动浮动柱状物位置控制装置带动浮动柱状物向前方向移动。
[0028]请参阅图1。如拉动转动控制软钢索54，使方向控制管2绕配流直管I顺时针转动一个角度，使配流直管上往前方向的排水口 15与方向控制管上对应排水口 22正对导通(请参阅图7中的下图)，配流直管上往后方向的排水口 16被方向控制管管壁完全堵住。由动力水流输入管3输入配流直管I腔内的水流经15前排水口和方向控制管上的22排水口排出。水流的反向作用力推动浮动柱状物位置控制装置带动浮动柱状物向后方向移动。
[0029]要减小浮动柱状物位置控制装置移动速度，可调控软钢索52，减小方向控制管2的轴向移动量，使配流直管上的周向排水口 14与方向控制管上的周向排水口 21略微导通分流。减小经15排水口排出的流量，减小水流反作用力，可以降低速度。如松开轴向控制软钢索52，方向控制管2在两端复位弹簧4的作用力下回复到中间初始位置，浮动柱状物位置控制装置回到图6初始状态，浮动管保持位置不变。
[0030]浮动管左右方向控制:
请参阅图1。如向下拉动轴向控制软钢索51,活动卡板6带动方向控制管2沿配流直管I轴向下移。配流直管上 的的周向排水口 14和前后方向排水口 15、16都被方向控制管的管壁封堵(请参阅图8中的上图和下图)；此时，配流直管外管11左右方向中的某一排水口如18与方向控制管上对应方向的排水口 25正对导通(请参阅图8中的中图)，由动力水流输入管3输入配流直管I腔内的水流经18排水口和方向控制管上的25排水口向右排出。水流的反向作用力推动浮动柱状物位置控制装置带动浮动柱状物向左方向移动。
[0031]请参阅图1。如拉动转动控制软钢索53，使方向控制管2绕配流直管I逆时针转动一个角度，使配流直管上往左方向的排水口 17与方向控制管上对应排水口 24正对导通(请参阅图9中图)，配流直管上往右方向的排水口 18被方向控制管管壁完全堵住。由动力水流输入管3输入配流直管I腔内的水流经17排水口和方向控制管上的24排水口向左排出。水流的反向作用力推动浮动柱状物位置控制装置带动浮动柱状物向右方向移动。
[0032]要减小浮动柱状物位置控制装置移动速度，可调控软钢索51，减小方向控制管2的轴向移动量，使配流直管上的周向排水口 14与方向控制管上的周向排水口 21略微导通分流。减小经17排水口排出的流量，减小水流反作用力，可以降低速度。如松开轴向控制软钢索51，方向控制管2在两端复位弹簧4的作用力下回复到中间初始位置，浮动柱状物位置控制装置回到图6初始状态，浮动管保持位置不变。
【权利要求】
1.一种水下浮动管(柱)状物位置控制装置，其特征是:该水下浮动管(柱)状物位置控制装置包括: 一段配流直管，套在被控制的浮动管(柱)状物外，由内管、外管及端盖形成一空腔，外有配流口 ； 一段方向控制管，布有排水口，与配流管滑配，与配流管上的配流口组合控制水流； 动力水流输入管，接入外供驱动水流，能量输入接口 ； 复位弹簧，使方向控制管不受外力控制时复位； 带护套的软钢索，用于控制方向控制管的位置。
2.按照权利要求1所述的位置控制装置，其特征是:配流直管由同轴的内管和外管及两个端盖组成，外管和内管通过两个端盖形成固定连接，内部形成环形腔，用于接收由动力水流输入管输入的水流；被控制的浮动管(柱)状物置于内管中且与内管固定(被控制的浮动管(柱)状物附图中未画出)；配流直管的内管可以被控制的浮动管(柱)状物直接替代。
3.按照权利要求1所述的位置控制装置，其特征是:配流直管至少设有一圈周向排水口或环形口，用于向四周均匀出水；配流直管前后左右四个方向还设有排水口，每个方向至少设有一个排水口 ；前后方向的排水口的轴向位置与左右方向排水口的轴向位置错开一段距离，以便前后方向与左右方向的运动分别进行控制。
4.按照权利要求1所述的位置控制装置，其特征是:配流直管一端还连接有动力水流输入管，用于引入外供驱动水流等。
5.按照权利要求4所述的位置控制装置，其特征是:由输入管输入的驱动介质可以是一定压力的水流，也可以是压缩空气。`
6.按照权利要求1所述的位置控制装置，其特征是:方向控制管套在配流直管外，与配流直管滑配，方向控制管可沿配流直管轴向滑动或绕轴转动(摆动)；方向控制管上设有的排水口与配流管上的配流口组合控制水流方向和流量，以控制速度。
7.按照权利要求6所述的位置控制装置，其特征是:方向控制管在与配流直管的周向排水口相对应的位置设有周向排水口 ；方向控制管前后左右四个方向还设有排水口，每个方向的排水口的数量与配流直管对应方向的排水口数量一致。
8.按照权利要求7所述的位置控制装置，其特征是:方向控制管四个方向的排水口轴向位置相同，前后方向排水口的中心与方向控制管中心不对称，有一偏角；左右方向排水口的中心与方向控制管中心也不对称，有一偏角，以便对前后方向与左右方向的运动分别进行控制。
9.按照权利要求6所述的位置控制装置，其特征是:方向控制管沿配流直管的轴向滑动由一套带护套的轴向控制软钢索进行控制；方向控制管绕配流直管轴的转动由另一套带护套的转动控制软钢索实现控制。
10.按照权利要求1所述的位置控制装置，其特征是:方向控制管两端各设有复位弹簧，以便撤销软钢索的控制后，方向控制管可以回到初始状态。
【文档编号】A01K79/00GK103719047SQ201310677682
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】王丽, 谢鑫建, 刘晓强 申请人:王丽, 谢鑫建