一种立柱回转机构及船用立柱绞车的制作方法

1.本发明涉及船用立柱绞车技术领域，尤其涉及一种立柱回转机构及船用立柱绞车。


背景技术：

2.在深海科考中，需将海洋科研设备(如探测器、水下摄像机)布放至海底，并停留至不同深度，以收集不同深度的数据。船用立柱小绞车能够完成海洋科研设备的布放和回收。为了实现上述需求，要求绞车的传动机构回转速度高，并具备自锁性。
3.转盘轴承的传动效率高，回转速度高，不具有自锁性，难以满足海洋科研设备停留至不同深度的需求。蜗轮蜗杆机构来对绞车的转动进行角度控制，利用的是蜗轮蜗杆具有自锁性的特点，但传动效率低，回转速度慢，布放和回收海洋科研设备费时费力。
4.有鉴于此，需要提出一种新的技术方案来解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种立柱回转机构及船用立柱绞车，传动效率高，回转速度快，具有自锁性。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
7.本发明的第一方面提供一种立柱回转机构，转盘轴承，所述转盘轴承包括内圈和设于所述内圈外周的外圈，所述外圈可相对于所述内圈回转；
8.同步齿盘，所述同步齿盘同轴设置于所述转盘轴承的外周；
9.抱箍，所述抱箍同轴设置于所述同步齿盘的外周，所述抱箍的内周壁上设有齿槽，所述齿槽用于与所述同步齿盘上的同步齿啮合连接；
10.固定立柱，所述固定立柱与所述内圈连接,并与所述同步齿盘一体成型；
11.回转立柱，所述回转立柱与所述固定立柱同轴设置，所述回转立柱与所述外圈连接，并与所述抱箍一体成型。
12.可选地，所述抱箍包括箍套和锁紧件，所述箍套的两端形成两对安装耳，所述锁紧件穿设于所述箍套的其中一对安装耳上的通孔，用于压紧所述箍套于所述同步齿盘，使所述同步齿盘上的同步齿与所述抱箍内壁上的齿槽啮合。
13.可选地，所述锁紧件上缠绕设置两个弹性件，所述两安装耳之间设有支撑件，所述弹性件的两端分别抵接于所述安装耳和所述支撑件，具有撑开两安装耳的趋势。
14.可选地，所述箍套开设限位孔，所述限位孔处设有锁紧销。
15.可选地，所述限位孔为两个，两个限位孔分别设于所述箍套的相对两端。
16.可选地，所述锁紧件包括锁紧轮盘和传动杆，所述锁紧轮盘设于所述传动杆的一端，所述传动杆穿设于所述箍套的安装耳上形成的通孔。
17.可选地，所述传动杆上设有台阶部，所述台阶部位于所述安装耳的外侧，用于抵接其中一个安装耳朝向另一个安装耳运动。
18.可选地，所述抱箍包括第一本体和第二本体，所述第一本体与所述第二本体可拆卸连接。
19.可选地，通过紧固件固定所述箍套的另一对所述安装耳。
20.本发明的第二方面，提供一种船用立柱绞车，包括：
21.立柱回转机构，所述立柱回转机构缠绕有绳索，绳索的一端用于固定海洋科研设备；
22.驱动装置，所述驱动装置与所述立柱回转机构连接，以驱动回转立柱相对固定立柱回转；
23.控制器，所述控制器与所述驱动装置电连接，用于控制所述驱动装置开启或停止。
24.相比于现有技术，本发明带来以下技术效果：
25.立柱回转机构具有同步齿盘与抱箍，当需要自锁时，在外力作用下控制抱箍压紧于同步齿盘，使抱箍内壁上的齿槽与同步齿盘的同步齿啮合，以限制抱箍相对于同步齿盘转动，从而限制回转立柱相对于固定立柱回转。当需要回转立柱相对固定立柱自由回转，同步齿盘与抱箍分离，内圈与外圈的传动效率高，回转速度快。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1示出了本发明一实施例的回转立柱机构的前视图；
28.图2为图1的左视图；
29.图3为本发明的回转立柱机构的横向剖视图；
30.图4为本发明的回转立柱机构的纵向剖视图。
31.主要元件符号说明：
32.10-立柱回转机构；11-转盘轴承；111-内圈；112-外圈；12-同步齿盘；121-同步齿；13-抱箍；131-箍套；1311-齿槽；1312-安装耳；1313-限位孔；132-锁紧件；1321-传动杆；1322-锁紧轮盘；1323-台阶部；133-弹性件；134-支撑件；135-紧固件；14-锁紧销；20-固定立柱；30-回转立柱。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.船用立柱绞车，固定设置于甲板上，用于将海洋科研设备布放于海水中，并用于由海水中回收至甲板上，船用立柱绞车包括：
38.立柱回转机构，立柱回转机构缠绕有绳索，绳索的一端用于固定海洋科研设备。
39.驱动装置，驱动装置与立柱回转机构连接，以驱动回转立柱相对固定立柱回转；
40.控制器，控制器与驱动装置电连接，用于控制驱动装置开启或停止。
41.驱动装置作用下，立柱回转机构顺时针回旋放出绳索，带动海洋科研设备的下降，以将海洋科研设备由甲板布放至海水中。在驱动装置作用下，立柱回转机构逆时针回旋去收紧绳索，带动海洋科研设备的上升，以将海洋科研设备由海水中回收至甲板上。
42.具体的，当海洋科研设备下降至指定深度、甲板或海底时，控制驱动装置停止工作。当海洋科研设备需要下降或上升时，控制驱动装置开始工作。
43.实施例一
44.请参阅图1至图4，在本发明的一实施例中，提供一种立柱回转机构10，用于船用立柱绞车，立柱回转机构10包括：
45.转盘轴承11，转盘轴承11包括内圈111和设于内圈111外周的外圈112，外圈112可相对于内圈111回转；
46.同步齿盘12，同步齿盘12同轴设置于转盘轴承11的外周；
47.抱箍13，抱箍13同轴设置于同步齿盘12的外周，抱箍13的内周壁上设有齿槽1311，齿槽1311用于与同步齿盘12上的同步齿121啮合连接；其中，抱箍13和同步齿盘12的同步齿121精度要求较低，制造成本低。
48.固定立柱20，固定立柱20与内圈111连接,并与同步齿盘12一体成型；
49.回转立柱30，回转立柱30与固定立柱20同轴设置，回转立柱30与外圈112连接，并与抱箍13一体成型。
50.立柱回转机构10具有同步齿盘12与抱箍13，当需要自锁时，在外力作用下控制抱箍13压紧于同步齿盘12，使抱箍13内壁上的齿槽1311与同步齿盘12的同步齿121啮合，以限制抱箍13相对于同步齿盘12转动，从而限制回转立柱30相对于固定立柱20回转。当需要回转立柱30相对固定立柱20自由回转时，使同步齿盘12与抱箍13分离，内圈111与外圈112的传动效率高，回转速度快。其次，在达到相同的传递效率的前提下，相比于蜗轮蜗杆机构，立柱回转机构10的体积小、质量低。
51.在一个具体的实施例中，抱箍13包括箍套131和锁紧件132，箍套131的两端形成两
对安装耳1312，锁紧件132穿设于箍套131的其中一对安装耳1312上的通孔，用于压紧箍套131于同步齿盘12，使同步齿盘12上的同步齿121与抱箍13内壁上的齿槽1311啮合。
52.具体的，顺时针转动锁紧件132，以驱动箍套131压紧于同步齿盘12，即箍套131内壁的齿槽1311与同步齿盘12上的同步齿121啮合，以限制回转立柱30相对于固定立柱20回转。逆时针转动锁紧件132，使抱箍13与同步齿盘12分离，使回转立柱30能够相对于固定立柱20自由回转。
53.锁紧件132用于传递压紧力，使箍套131内壁的齿槽1311与同步齿盘12上的同步齿121压紧，箍套131内壁的齿槽1311与同步齿盘12上的同步齿121啮合，操作简便，结构简单可靠。
54.在一个具体的实施例中，锁紧件132上缠绕设置两个弹性件133，两安装耳1312之间设有支撑件134，弹性件133的两端分别抵接于安装耳1312和支撑件134，具有撑开两安装耳1312的趋势。
55.在顺时针转动锁紧件132时，两相对的安装耳1312不断靠近，压缩弹性件133。在逆时针转动锁紧件132时，弹性件133恢复弹性形变以撑开两相对的安装耳1312，使同步齿盘12的同步齿121与箍套131内壁上的齿槽1311分离，操作简单。
56.在一个具体的实施例中，锁紧件132包括锁紧轮盘1322和传动杆1321，锁紧轮盘1322设于传动杆1321的一端，传动杆1321穿设于箍套131的安装耳1312上形成的通孔。
57.通过锁紧轮盘1322的设置，使用者能够转动轮盘以带动传动杆1321回转，操作方便，实用性强。
58.在一个具体的实施例中，传动杆1321上设有台阶部1323，台阶部1323位于安装耳1312的外侧，用于抵接其中一个安装耳1312朝向另一个安装耳1312运动。
59.当需锁紧抱箍13与同步齿盘12时，通过转动锁紧轮盘1322，以带动台阶部1323推动其中一个安装耳1312朝向另一个安装耳1312运动，以给与箍套131压力。
60.在一个具体的实施例中，抱箍13包括第一本体和第二本体，第一本体与第二本体可拆卸连接。
61.可拆卸连接能够提高抱箍13的安装效率，降低安装难度。
62.在一个具体的实施例中，通过紧固件135固定箍套131的另一对安装耳1312。
63.紧固件135为螺栓，通过旋紧螺栓的螺母，使螺母与螺钉的头部两侧夹紧安装耳1312，固定牢固可靠。
64.在其他的一些实施方式中，固定立柱20与内圈111连接，并与抱箍13一体成型，旋转立柱与外圈112连接，并与同步齿盘12一体成型。
65.或者固定立柱20与外圈112连接，并与同步齿盘12一体成型，回转立柱30与内圈111连接，并与抱箍13一体成型。
66.或者固定立柱20与外圈112固定连接，并与抱箍13一体成型，回转立柱30与内圈111连接，并与同步齿盘12一体成型。
67.上述实施方式作为本实施例的替代方案，同样能够实现当需要自锁时，在外力作用下控制抱箍13压紧于同步齿盘12，使抱箍13内壁上的齿槽1311与同步齿盘12的同步齿121啮合，以限制抱箍13相对于同步齿盘12转动，从而限制回转立柱30相对于固定立柱20回转。当需要回转立柱30相对固定立柱20自由回转时，使同步齿盘12与抱箍13分离，内圈111
与外圈112的传动效率高，回转速度快。
68.船用立柱绞车的工作原理如下：
69.海洋科研设备位于甲板上，固定于绳索的一端。当需要布放海洋科研设备时，控制立柱回转机构10的同步齿盘12与抱箍13分离，即逆时针转动锁紧件132，使抱箍13内壁上的齿槽1311与同步齿盘12的同步齿121分离。再通过控制器控制驱动装置工作，带动回转立柱30相对固定立柱20顺时针转动，使绳索朝海水中伸出，以带动海洋科研设备下降。
70.当海洋科研设备下降至指定深度后，控制器控制驱动装置停止工作，并手动控制立柱回转机构10自锁，即顺时针转动锁紧件132，以驱动抱箍13压紧于同步齿盘12，使抱箍13内壁上的齿槽1311与同步齿盘12的同步齿121啮合，以限制抱箍13相对于同步齿盘12转动，从而限制回转立柱30相对于固定立柱20回转。
71.当海洋科研设备完成指定深度的数据采集后，控制器控制驱动装置开始工作，并手动停止立柱回转机构10的同步齿盘12与抱箍13分离，即逆时针转动锁紧件132，使抱箍13内壁上的齿槽1311与同步齿盘12的同步齿121分离，回转立柱30相对固定立柱20顺时针转动，以带动绳索继续伸出，继续带动海洋科研设备下降，直至布放至海底。
72.当需回收海洋科研设备时，控制器控制驱动装置开始工作，并手动停止立柱回转机构10的同步齿盘12与抱箍13分离，回转立柱30相对固定立柱20逆时针转动，以将海洋科研设备回收至甲板上。
73.立柱回转机构10具有同步齿盘12与抱箍13，当需要自锁时，在外力作用下控制抱箍13压紧于同步齿盘12，使抱箍13内壁上的齿槽1311与同步齿盘12的同步齿121啮合，以限制抱箍13相对于同步齿盘12转动，从而限制回转立柱30相对于固定立柱20回转。当需要回转立柱30相对固定立柱20自由回转，使同步齿盘12与抱箍13分离，内圈111与外圈112的传动效率高，回转速度快。其次，在达到相同的传递效率的前提下，相比于蜗轮蜗杆，立柱回转机构10的体积小、质量低。船用立柱绞车具有该立柱回转机构10，能够实现将海洋科研设备布放至海底，并停留至不同深度收集数据的需求。
74.实施例二
75.请参阅图1至图4，本实施例与上述实施例基本相同，其区别在于：箍套131开设限位孔1313，限位孔1313处设有锁紧销14。其中，锁紧销14能够进入或伸出限位孔1313，锁紧销14的销轴具有自锁位。
76.具体的，当需要自动锁定固定立柱20与回转立柱30时，将锁紧销14的销轴拉出旋入自锁位，然后逆时针方向手动松开锁紧轮盘1322，弹性件133将抱箍13撑开，抱箍13与同步齿盘12分离，回转立柱30能够相对固定立柱20回转。当回转至锁紧销14位于限位孔1313处，锁紧销14的销轴会立刻插入限位孔1313，实现抱箍13与同步齿盘12的自动锁紧。无须自动锁定时，将锁紧销14的销轴拉出，不旋入自锁位，回转立柱30能够相对固定立柱20自由回转。
77.通过将锁紧销14的销轴预先旋入自锁位，同步齿盘12的同步齿121与箍套131内壁上的齿槽1311啮合，实现回转立柱30与固定立柱20自动锁定，以防止操作人员在忘记转动锁紧轮盘1322而失控，安全性强。
78.在一个具体的实施例中，限位孔1313为两个，两个限位孔1313分别设于箍套131的相对两端。
79.通过两个限位孔1313与两个锁紧销14的配合，箍套131受力均匀，牢固可靠。
80.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
81.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。