基于ROV的深海按压式电磁开关装置及其使用方法与流程

基于rov的深海按压式电磁开关装置及其使用方法
技术领域
[0001]
本发明属于rov水下设备领域，具体地说是一种基于rov的深海按压式电磁开关装置及其使用方法。


背景技术：

[0002]
近年来，随着海洋生物、海洋地质、海洋勘探等深度研究，逐渐利用水下缆控潜水器(rov)进行深海的精细化作业，完成可视、可控的实验研究。水下设备的需求日益增多。有些水下设备需要现场开关完成电源和通讯控制，为适用于深海和rov的作业需要，与常规电源开关相比，首先需要完成电路密封，其他操作性方便。现有技术中公开了一些水下开关，如2019年5月7日授权公告的、授权公告号为cn208836103u的“一种霍尔开关及水下助推器”所记载的，使用盒状结构使用弹簧按压方式完成开关动作，但是此设备不适用深海。2020年4月17日公布、申请公布号为cn111030665a的“一种感应式水下开关”，2008年9月17日授权公告的、授权公告号为cn201117520y的“一种水下开关”，2019年7月23日授权公告的、授权公告号为cn209149986u的“一种按压式水下开关”，2020年8月4日授权公告的、授权公告号为cn211182060u的“一种拨动式水下开关”，上述专利文献所记载的，都是使用全密封防水结构，触动开关以及电或磁器件完全密封，通过旋转或按压或拨动方式完成磁或电接触性开关，适用于水下作业，但在深水水压作用下，受到强外高压影响，开关在动作过程中需保持密封性，其密封难度较高，同时活动的灵活度受到很大影响，rov作业时，其开关动作的灵活性也操作不便。2019年3月1日授权公告的、授权公告号为cn208570438u的“一种非接触式水下开关”所记载的，利用弹性密封体作为密封材料隔绝海水和实现机械式按压开关，在深水条件下，受到强外高压影响，弹性密封体会形成较大变形，导致直接连通。2020年1月10日授权公告的、授权公告号为cn209929199u的“一种用于水下机器人的水下开关”所记载的，是使用机器人机械手抓取旋转盘的旋转方式，完成机械棘轮转动带动电路开关，在深海条件下，转动密封的稳定和安全性会大大降低，在长期使用过程中主流还是使用按压式、波动式等方式完成机械动作。这些水下开关能够很好完成部分水下开关的功能，但是不适用于rov操作或深海作业。


技术实现要素：

[0003]
针对目前深海仪器研究过程中遇到的电源和控制开关的技术瓶颈问题，本发明的目的在于提供一种基于rov的深海按压式电磁开关装置及其使用方法。
[0004]
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0005]
本发明的电磁开关装置包括t型把手、上端盖、磁块、上盖体、耐压壳体、霍尔传感器、阀座、筛绢及固定压块，其中阀座的下端密封连接于内置电源或控制系统的电源通讯控制桶上，上端与所述耐压壳体的下端密封螺纹连接，所述耐压壳体的上端可相对移动地插设于上盖体的下端，该上盖体的上端与所述上端盖的下端螺纹连接，所述上端盖内部容置有磁块，所述t型把手分别与上端盖的上端及磁块螺纹连接；所述耐压壳体内部设有霍尔传
感器，该霍尔传感器的下端通过电缆与所述电源通讯控制桶内部的电源或通讯控制系统连接；所述上盖体的下端内壁开设有凹槽，该凹槽内容置有限位胶圈，所述耐压壳体的外表面分别开设有上限位槽及下限位槽，所述上盖体相对耐压壳体移动过程中，所述限位胶圈分别卡入上限位槽及下限位槽中实现限位；所述上端盖上开设有与上盖体内部相连通的下端通孔，该下端通孔的上端面盖有筛绢，所述筛绢通过安装于上端盖上的固定压块固定，所述固定压块上开设有与所述下端通孔相连通的上端通孔。
[0006]
其中：所述上端盖上端开有螺纹孔a、下端设有与所述螺纹孔相连通的通孔，所述磁块容置于该通孔内；所述t型把手的下端分别制有下端螺纹及中段螺纹，该t型把手的下端伸入所述上端盖内部，通过所述下端螺纹与所述磁块螺纹连接，通过所述中段螺纹与所述螺纹孔a螺纹连接。
[0007]
所述上盖体内部为中空结构，内设滤网，所述上盖体相对耐压壳体上提或下压过程中由下方进入上盖体内部的海水通过所述滤网过滤。
[0008]
所述上盖体内部为中空结构，其内部通过所述下端通孔、筛绢、上端通孔与外界水体相连，内部水体在所述t型把手下压时通过所述下端通孔、筛绢、上端通孔依次排出，外界水体在所述t型把手上提时通过所述上端通孔、筛绢、下端通孔进入上盖体内部，所述筛绢过滤外界杂质。
[0009]
所述阀座的下端制有与电源通讯控制桶螺纹连接的外螺纹a，上端开设有螺纹孔b，所述耐压壳体的下端制有与所述螺纹孔b螺纹连接的外螺纹b。
[0010]
所述阀座与电源通讯控制桶接触的表面上开设有密封槽b，该密封槽b内容置有密封圈b，所述阀座与电源通讯控制桶之间的密封通过密封圈b完成；所述耐压壳体下端外表面开设有密封槽a，该密封槽a内容置有密封圈a，所述耐压壳体与阀座之间的密封通过密封圈a实现。
[0011]
所述下端通孔的轴向中心线与上端通孔的轴向中心线共线。
[0012]
本发明基于rov的深海按压式电磁开关装置的使用方法，包括以下步骤：
[0013]
步骤一，使用rov携带所述深海按压式电磁开关装置到达固定点位进行作业，使用rov机械手抓取t型把手下压，所述上端盖内部水体通过下端通孔、筛绢、上端通孔依次排出，所述磁块与耐压壳体上端面接触，所述限位胶圈卡入下限位槽内；所述霍尔传感器通过磁场效应启动，上盖体下端面与阀座上端面接触；所述霍尔传感器通过电缆作用到电源通讯控制桶内部的电源或通讯控制器完成设备的开关启动；
[0014]
步骤二，启动工作完成后，使用rov机械手上提所述t型把手，外界水体通过所述上端通孔、筛绢、下端通孔进入上盖体内部，所述磁块与耐压壳体上端面脱离，所述霍尔传感器通过磁场效应停止，所述上盖体下端面与阀座上端面脱离，所述限位胶圈卡入上限位槽内，所述电源通讯控制桶内部的电源或通讯控制器完成设备的开关停止；
[0015]
步骤三，作业完成后，利用rov带回所述深海按压式电磁开关装置。
[0016]
本发明的优点与积极效果为：
[0017]
本发明无需从密封筒内引出导线或者开封密封筒才能接通电源开关，通过非接触式开关通过霍尔元器件完成开关动作，利用rov精准定位能力、集控联动方式和联合作业能力，对电磁开关进行操作，操作方便、可靠，密封部分小，受水深深度影响小，方便维护，机械部分使用非金属材料，可明显提高防腐能力，适用于长期深海作业。
附图说明
[0018]
图1为本发明电磁开关装置处于关闭状态的结构示意图；
[0019]
图2为图1中的d—d剖视图；
[0020]
图3为图2中的a处局部放大图；
[0021]
图4为本发明电磁开关装置处于开启状态的结构示意图；
[0022]
图5为图4中的f—f剖视图；
[0023]
其中：1为t型把手，2为上端盖，3为磁块，4为上盖体，5为滤网，6为限位胶圈，7为耐压壳体，8为密封圈a，9为霍尔传感器，10为密封圈b，11为外螺纹a，12为阀座，13为电缆，14为下端通孔口，15为下端通孔，16为筛绢，17为固定压块，18为螺栓，19为上端通孔，20为电源通讯控制桶，21为下端螺纹，22为中段螺纹，23为盖体螺纹，24为下限位槽，25为上限位槽，26为外螺纹b，27为上盖体下端面，28为耐压壳体上端面，29为耐压壳体上端面，30为凹槽，31为密封槽a，32为密封槽b。
具体实施方式
[0024]
下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0025]
如图1～5所示，本发明的电磁开关装置包括t型把手1、上端盖2、磁块3、上盖体4、耐压壳体7、霍尔传感器9、阀座12、筛绢16及固定压块17，其中阀座12的下端密封连接于内置电源或控制系统的电源通讯控制桶20上，上端与耐压壳体7的下端密封螺纹连接，耐压壳体7的上端可相对移动地插设于上盖体4的下端，该上盖体4的上端与上端盖2的下端螺纹连接，上端盖2内部容置有磁块3，t型把手1分别与上端盖2的上端及磁块3螺纹连接；耐压壳体7内部设有霍尔传感器9，该霍尔传感器9的下端通过电缆13与电源通讯控制桶20内部的电源或通讯控制系统连接；上盖体4的下端内壁开设有凹槽30，该凹槽30内容置有限位胶圈6，耐压壳体7的外表面分别开设有上限位槽25及下限位槽26，上盖体4相对耐压壳体7移动过程中，限位胶圈26分别卡入上限位槽25及下限位槽26中实现限位；即在rov机械手进行上提、下压两个动作，上提时限位胶圈6刚到达上限位槽25，下压时限位胶圈6刚到到达下限位槽24，此两处用于上下限制使用，因为使用橡胶材料，使用摩擦力完成上下滑动，方便进行操作，同时限位胶圈6也起到防止外界杂质进入的效果。上端盖2上开设有与上盖体4内部相连通的下端通孔15，该下端通孔15的上端面盖有筛绢16，筛绢16通过固定压块17固定在上端盖2的下端通孔15处，固定压块17通过螺栓18固定于上端盖2上，固定压块17的中间开设有与下端通孔15相连通的上端通孔19，该下端通孔15的轴向中心线与上端通孔19的轴向中心线与共线。
[0026]
本实施例的上端盖2上端开有螺纹孔a、下端设有与螺纹孔相连通的通孔，磁块3容置于该通孔内；t型把手1的下端(即t型竖边的下端)分别制有下端螺纹21及中段螺纹22，该t型把手1的下端伸入上端盖2内部，通过下端螺纹21与磁块3螺纹连接，通过中段螺纹22与螺纹孔a螺纹连接。
[0027]
本实施例的上盖体4内部为中空结构，内设滤网5，当上盖体4相对耐压壳体7随t型把手1上提或下压过程中，由下方进入上盖体4内部的海水通过滤网5过滤，防止泥沙混合。本实施例的上盖体4的下端的轴向截面呈“凹”型，将耐压壳体7的上端包裹在里面。上盖体4的内部通过下端通孔15、筛绢16、上端通孔19与外界水体相连，内部水体在t型把手1下压时
通过下端通孔15、筛绢16、上端通孔19依次排出，外界水体在t型把手1上提时通过上端通孔19、筛绢16、下端通孔15进入上盖体4内部，筛绢16过滤外界杂质。
[0028]
本实施例的阀座12的下端制有与电源通讯控制桶20螺纹连接的外螺纹a11，上端开设有螺纹孔b，耐压壳体7的下端制有与螺纹孔b螺纹连接的外螺纹b26。
[0029]
本实施例的阀座12与电源通讯控制桶20接触的表面上开设有密封槽b32，该密封槽b32内容置有密封圈b10，阀座12与电源通讯控制桶20之间的密封通过密封圈b10完成；耐压壳体7下端外表面开设有两道密封槽a31，每道密封槽a31内均容置有密封圈a8，耐压壳体7与阀座12之间的密封通过两个密封圈a8实现。
[0030]
本实施例的上端盖2、上盖体4、滤网5可以采用非金属材料(如橡胶)进行加工，既可以避免磁化也防止海水腐蚀。耐压壳体7采用ti合金进行加工完成，既可以减少耐压壳体7的厚度，也可以保障霍尔传感器9的灵敏反应，避免外界干扰。
[0031]
本发明基于rov的深海按压式电磁开关装置的使用方法，包括以下步骤：
[0032]
步骤一，使用rov携带深海按压式电磁开关装置到达固定点位进行作业，使用rov机械手抓取t型把手1下压，上端盖2内部水体通过下端通孔15、筛绢16、上端通孔19依次排出，磁块3与耐压壳体上端面29接触，霍尔传感器9通过磁场效应启动，上盖体下端面27与阀座上端面28接触；霍尔传感器9通过电缆13作用到电源通讯控制桶20内部的电源或通讯控制器完成设备的开关启动；本实施的霍尔传感器9为利用霍尔效应的磁感应式开关，霍尔传感器9可感应磁场的磁感应强度的变化，磁块3移动导致固定点位磁场的变化，影响霍尔传感器9所在位置的磁感应，当霍尔传感器9所在位置的磁感应强度达到设定值后，霍尔传感器9输出相应的信号，开启开关；在上盖体4下压过程中，限位胶圈6由上限位槽25下滑卡入下限位槽24内；
[0033]
步骤二，启动工作完成后，使用rov机械手上提t型把手1，外界水体通过上端通孔19、筛绢16、下端通孔15进入上盖体4内部，磁块3与耐压壳体上端面29脱离，霍尔传感器9通过磁场效应停止，上盖体下端面27与阀座上端面28脱离，电源通讯控制桶20内部的电源或通讯控制器完成设备的开关停止；在上盖体4上提过程中，限位胶圈6由下限位槽24重新卡入上限位槽25内复位；
[0034]
步骤三，作业完成后，利用rov带回所述深海按压式电磁开关装置。
[0035]
本发明利用rov精准定位能力、集控联动方式和联合作业能力，对电磁开关进行操作，操作方便、可靠。密封部分小，方便维护，机械部分使用非金属材料，可明显提高防腐能力，适用于长期深海作业。