中继器及水下工作站的制作方法

文档序号:32733945发布日期:2022-12-28 10:47阅读:81来源:国知局
中继器及水下工作站的制作方法

1.本发明涉及水下作业设备领域,具体是指一种中继器及水下工作站。


背景技术:

2.地球上海洋总面积约占地球表面积的71%,蕴藏的资源十分丰富,随着科学技术的进步,人们将目光聚焦于深海的探索与资源开发,深海载人潜水器(hov)、无人水下机器人(rov,auv)及深渊着陆器(lander)等装备正是人类探索深海奥秘的重要工具,水下50米到11000米的区域被人们定义为全海深,随着下潜深度的增加,海水作为天然的屏障,阻断了绝大多数信号的传输,现有的布放方式大多数为水面布放,无法排除水面复杂水流对光纤链路的影响,同时缺乏有效的实时观测手段,为了保证与深海设备稳定可靠的信号传输,中国专利cn113922881a公开了一种深海装备光纤释放管理中继器,包括中继器框架,所述中继器框架的顶部通过销轴转动连接有承重头,所述中继器框架的内部固定连接有高压接线变压器箱、耐压电子舱和信号接线箱,所述承重头的内部插接有光电复合铠装缆,且光电复合铠装缆的底端穿过承重头与高压接线变压器箱固定连接,所述高压接线变压器箱的内部设置有变压器,变压器与耐压电子舱电性连接,所述耐压电子舱通过水密电缆与信号接线箱相连接,所述中继器框架的内部固定连接有推进器、抛载电机、水下摄像头、水下灯和光纤微缆线团,所述中继器框架的内部固定连接有压力补偿器,上述专利的不足:一是上述专利使用时通过光电复合铠装缆将装置和深海设备一体布放到指定深海环境中,深海设备通过线缆与中继器连接,深海设备回收时容易撞到中继器,造成两者受损,进而降低水下作业效率,增加维修成本;二是上述专利中中继器内部设置推进器,拆卸、维修十分不便;三是现有技术中的压力补偿器结构简单,深海环境变化多样,外压瞬间增大时,容易造成设备压溃,而且现有的压力补偿器容积变化难以精确测量;四是上述专利中只设置了光纤微缆线团,无法回收线缆,容易缠绕,而且线缆何时回收到位无法确定,导致深海设备在回收时容易碰撞中继器;五是现有技术中深海设备通常是单独作业,操作人员通过中继器一次只能控制一个深海设备,作业效率低。


技术实现要素:

3.本发明的目的是为了解决现有技术不足,提供一种可缓震、外置推进器、压力补偿快、排缆顺畅、回收方便、多台机器人可同时作业的中继器及水下工作站。
4.为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
5.一种中继器,包括中继器框架,其特征在于:所述中继器框架下端设有缓冲垫,所述缓冲垫与中继器框架固定连接,以利于通过缓冲垫使得中继器与深海设备对接时起到缓冲作业,减少深海设备对接时对中继器的冲击力。
6.本发明所述缓冲垫上设有缓冲固定板,所述缓冲固定板上端与中继器框架固定连接,下端与缓冲垫固定连接,以利于通过缓冲固定板将缓冲垫固定在中继器框架下端,同时缓冲垫拆卸更换方便。
7.本发明所述缓冲垫呈环形,缓冲垫的材质为橡胶,弹性好,耐酸碱。
8.本发明所述中继器框架外壁间隔设有移动推进器,所述移动推进器与中继器框架固定连接,以利于方便中继器自主移动与深海设备对接,同时中继器设置在外侧,方便维修。
9.本发明所述移动推进器经安装板与中继器框架可拆卸连接,更换方便。
10.本发明所述中继器框架内设有液压系统和压力补偿机构,以利于方便深海作业。
11.本发明所述压力补偿机构包括液压油囊、拉伸弹簧和油囊导向组件,所述液压系统的液压油设置在液压油囊内,所述液压油囊上设有进油口和出油口,所述液压油囊的进油口和出油口分别经管路与液压系统连接,所述液压油囊两侧间隔设有拉伸弹簧,所述液压油囊两侧设有油囊导向组件,所述液压油囊上端固定设有上端盖,下端固定设有下端盖,所述拉伸弹簧上端与上端盖固定连接,下端与下端盖固定连接,所述油囊导向组件包括导向座和导向杆,所述液压油囊外侧间隔设有导向座,所述导向座下端与中继器框架固定连接,导向座上部与下端盖固定连接,所述导向座内设有导向杆,所述导向杆下端插入导向座内与导向座滑动连接,导向杆上端与上端盖固定连接,以利于液压油囊能够根据水下的压力来自行调整压力,使液压油保持压力平衡。
12.本发明所述液压油囊上设有液压油位检测机构,所述液压油位检测机构包括第一铰接杆、第二铰接杆、磁铁块ⅰ和磁性感应器ⅰ,所述上端盖和下端盖之间设有第一铰接杆和第二铰接杆,所述第一铰接杆一端与上端盖铰接,另一端与第二铰接杆一端铰接,所述第二铰接杆另一端与下端盖铰接,所述第二铰接杆下部设有磁铁块ⅰ,所述磁铁块ⅰ与第二铰接杆固定连接,所述磁铁块ⅰ下方设有磁性感应器ⅰ,所述磁性感应器ⅰ固定在下端盖上,以利于水压改变了液压油囊的体积,液压油囊体积变化带动上端盖相对下端盖运动,进而带动第一铰接杆和第二铰接杆运动,磁性感应器ⅰ感应磁铁块ⅰ的距离,得出液压油囊内液压油位信息。
13.本发明所述中继器框架内设有液压补偿机构,所述液压补偿机构包括油筒、油囊罩、油囊固定板、导向套和缓冲弹簧,所述中继器框架内至少设有一个油筒,所述油筒与中继器框架固定连接,油筒内设有油囊罩,所述油囊罩左侧设有油囊固定板,右侧设有导向套,所述油囊固定板、油囊罩和导向套三者固定连接,所述油囊罩套在油囊固定板上,油囊罩外端呈喇叭状向左向油筒内壁延伸并与油筒内壁密封固定连接形成储油腔,所述储油腔内设有液压油,所述储油腔一侧设有进油口和出油口,所述储油腔的进油口和出油口分别经管路与液压系统连接,所述导向套内设有缓冲弹簧,所述缓冲弹簧左端置于导向套内并与导向套内壁相抵靠,右端伸出导向套与油筒内壁右侧相抵靠,以利于油囊罩经缓冲弹簧挤压变形实现液压油的压力平衡。
14.本发明所述油筒上设有油筒液位检测机构,所述油筒液位检测机构包括隔套、磁铁块ⅱ和磁性感应器ⅱ,所述导向套内设有隔套,所述隔套右端与油筒内壁右侧固定连接,左端伸入导向套内,所述隔套与导向套同轴设置,缓冲弹簧套在隔套上,所述隔套内间隔相对设有磁铁块ⅱ和磁性感应器ⅱ,所述磁铁块ⅱ左端与导向套固定连接,右端伸入隔套内形成自由感应端,所述磁性感应器ⅱ与油筒固定连接,以利于通过磁性感应器ⅱ感应磁铁块ⅱ的位置,进而了解油囊罩的伸缩情况,从而确定油囊罩内液压油量。
15.本发明所述油囊固定板外周设有向右突出的限位台,所述限位台与油囊固定板固
定连接,所述导向套隔着油囊罩抵在油囊固定板上,导向套外壁经限位台限位,以利于通过限位台限位导向套的位置,增加导向套左右移动的稳定性。
16.本发明所述中继器框架上端固定设有支架线缆接头,所述中继器框架内设有线缆盘, 所述线缆盘上设有线缆,所述线缆一端与支架线缆接头固定连接,另一端绕过线缆盘呈自由连接端,所述线缆盘两侧分别设有安装架,所述线缆盘固定在线缆轴上,线缆轴两端分别经轴承与安装架固定连接,所述线缆轴由线缆马达驱动,所述安装架与中继器框架固定连接,以利于当中继器连接深海设备时,通过线缆马达驱动线缆盘转动,线缆拉着深海设备,实现深海设备的收放。
17.本发明所述线缆盘一侧设有线缆导向机构,所述线缆导向机构包括导向架、线缆轮、线缆轮轴和驱动马达,所述线缆盘一侧设有导向架,所述导向架下端与中继器框架铰接,所述导向架上设有线缆轮,所述线缆轮固定在线缆轮轴上,所述线缆轮轴两端经轴承与导向架固定连接,所述线缆轮轴一端穿出导向架由驱动马达驱动,所述驱动马达固定在导向架上,所述线缆盘上线缆绕过线缆轮,从导向架下端穿出形成自由连接端,以利于通过导向架的线缆轮进行排缆,使得线缆收放流畅。
18.本发明所述导向架上设有线缆预紧组件,所述线缆预紧组件包括预紧轮、预紧轮轴、预紧弹簧和预紧块,所述线缆轮一侧沿着线缆进出方向间隔设有预紧轮,所述预紧轮上设有环形的线缆槽,所述预紧轮套在预紧轮轴上与预紧轮轴活动连接,所述预紧轮轴两端分别设有预紧弹簧和预紧块,所述导向架上设有预紧轮轴凹槽,所述预紧轮轴两端卡在预紧轮轴凹槽内,预紧轮轴两端穿出预紧轮轴凹槽分别与预紧弹簧一端固定连接,所述预紧弹簧朝向线缆轮轴心设置,预紧弹簧另一端与预紧块固定连接,所述预紧块与导向架固定连接,以利于线缆置于线缆轮与预紧轮之间,通过预紧弹簧使得线缆始终紧靠线缆轮,实现线缆的收放。
19.本发明所述导向架上至少设有一个从动轮,所述从动轮位于线缆轮的上方或下方,所述从动轮固定在从动轮轴上,所述从动轮轴两端经轴承与导向架固定连接,所述从动轮轴一端固定设有从动齿轮,所述线缆轮轴一端固定设有驱动齿轮,所述从动齿轮经链条与驱动齿轮链接,以利于通过设置从动轮,线缆穿过从动轮和线缆轮进行收放,提高了线缆轮和从动轮对线缆的收放力度,提高线缆的收放速度。
20.本发明所述从动轮一侧沿着线缆进出方向间隔设有从动预紧轮,所述从动预紧轮上设有环形的线缆槽,所述从动预紧轮套在从动预紧轮轴上与从动预紧轮轴活动连接,所述从动预紧轮轴两端分别设有从动预紧弹簧和从动预紧块,所述导向架上设有从动预紧轮轴凹槽,所述从动预紧轮轴两端卡在从动预紧轮轴凹槽内,从动预紧轮轴两端穿出从动预紧轮轴凹槽分别与从动预紧弹簧一端固定连接,所述从动预紧弹簧朝向从动轮轴心设置,从动预紧弹簧另一端与从动预紧块固定连接,所述从动预紧块与导向架固定连接,以利于线缆置于从动轮与从动预紧轮之间,通过从动预紧弹簧使得线缆始终紧靠从动轮,实现线缆的收放。
21.本发明所述线缆盘和导向架之间设有丝杠,所述丝杠的丝杆经齿轮、链条与线缆轴传动连接,所述丝杠的丝杆两端经轴承与安装架固定连接,所述丝杠与导向架之间设有连杆,所述连杆一端与导向架的中部或上部铰接,另一端与丝杠的滑块铰接,通过丝杠使得排缆更加整齐有序。
22.本发明所述丝杠上方设有导向板,所述导向架呈倾斜状,所述导向架上端设有导向轮,所述导向轮与导向板相抵靠,所述导向轮套在导向轮轴上与导向轮轴活动连接,所述导向轮轴两端与导向架固定连接,所述导向板与中继器框架固定连接,以利于导向架随丝杠摆动时,导向轮与导向板相抵靠,抵着导向板摆动,起到导向稳定的作用。
23.本发明所述中继器框架内设有线缆锁紧机构,以利于通过线缆锁紧机构锁紧线缆。
24.本发明所述线缆锁紧机构包括锁紧架、第一锁紧组件和第二锁紧组件,所述中继器框架内设有锁紧架,所述锁紧架下端与中继器框架固定连接,所述锁紧架两侧对称设有第一锁紧组件和第二锁紧组件,所述第一锁紧组件包括第一锁紧卡扣、第一铰接板、第一铰接轴、第一液压缸、第一铰接连板和第一连杆,所述第二锁紧组件包括第二锁紧卡扣、第二铰接板、第二铰接轴、第二液压缸、第二铰接连板和第二连杆,所述锁紧架中部设有线缆通道,所述线缆通道两侧分别设有穿孔,所述线缆通道两侧对称设有第一锁紧卡扣和第二锁紧卡扣,所述第一锁紧卡扣呈倾斜状,所述第一锁紧卡扣上端与锁紧架铰接,下端设有锁紧槽,第一锁紧卡扣两侧分别设有第一铰接板,所述第一铰接板上端与第一锁紧卡扣铰接,下端设有第一铰接轴,所述第一铰接板下端与第一铰接轴铰接,所述第一铰接轴上设有第一液压缸,所述第一铰接轴两端穿出第一铰接板设有第一铰接连板,所述第一铰接连板上端与第一铰接轴铰接,下端设有第一连杆,所述第一铰接连板下端与第一连杆铰接,所述第一连杆两端与锁紧架固定连接,所述第一液压缸一端与锁紧架铰接,另一端朝向线缆通道与第一铰接轴铰接,所述第二锁紧卡扣呈倾斜状,所述第二锁紧卡扣上端与锁紧架铰接,下端设有锁紧槽,第二锁紧卡扣两侧分别设有第二铰接板,所述第二铰接板上端与第二锁紧卡扣铰接,下端设有第二铰接轴,所述第二铰接板下端与第二铰接轴铰接,所述第二铰接轴上设有第二液压缸,所述第二铰接轴两端穿出第二铰接板设有第二铰接连板,所述第二铰接连板上端与第二铰接轴铰接,下端设有第二连杆,所述第二铰接连板下端与第二连杆铰接,所述第二连杆两端与锁紧架固定连接,所述第二液压缸一端与锁紧架铰接,另一端朝向线缆通道与第二铰接轴铰接, 所述线缆穿出导向架进入线缆通道,第一液压缸驱动第一铰接轴带动第一锁紧卡扣下端穿过穿孔置于线缆通道内,第二液压缸驱动第二铰接轴带动第二锁紧卡扣下端穿过穿孔置于线缆通道内,将穿过线缆通道的线缆夹紧,以利于通过第一液压缸和第二液压缸使得第一锁紧卡扣上的锁紧槽和第二锁紧卡扣上的锁紧槽相对,夹持住线缆。
25.本发明所述锁紧架上设有线缆锁紧感应机构,所述线缆锁紧感应机构包括线缆连接套、联动架、联动轴、第一联动板、第二联动板、检测架、磁铁块ⅲ、感应固定架、磁性感应器ⅲ、弹簧连接杆、复位弹簧和弹簧连接杆,所述线缆通道内穿设有线缆连接套,所述线缆连接套上端的外径小于线缆通道的内径,所述线缆连接套下部的外径大于线缆通道的外径,所述线缆连接套上端的高度不低于线缆通道上端的高度,所述线缆穿过线缆连接套并与线缆连接套固定连接,所述锁紧架上设有联动架,所述联动架上设有联动轴,所述联动架与联动轴铰接,所述联动架一端向锁紧架中部延伸设有感应线缆座,所述联动架另一端间隔设有第一联动板和第二联动板,所述感应线缆座与联动架固定连接,所述感应线缆座上设有感应线缆槽,所述感应线缆槽与线缆通道同轴设置,所述感应线缆槽下端向下延伸置于线缆通道内,所述感应线缆槽下端与线缆连接套相抵靠,并可被线缆连接套顶出,以利于
线缆回收到位后,线缆连接套向上卡在线缆通道内,线缆连接套将感应线缆槽向上顶出,所述联动轴两端与锁紧架固定连接,所述第一联动板一端与联动架固定连接,另一端上下间隔设有连接孔和限位连接槽,所述第一联动板远离第二联动板的一侧设有检测架,所述检测架一端与联动轴铰接,另一端上下间隔设有磁铁块ⅲ,所述检测架远离第一联动板的一侧设有感应固定架,所述检测架上下间隔设有第一螺栓和第二螺栓,所述检测架经第一螺栓、连接孔和螺母与第一联动板连接,所述检测架经第二螺栓、限位连接槽和螺母与第一联动板限位连接,所述感应固定架一端与锁紧架固定连接,另一端间隔设有两个磁性感应器ⅲ,当感应线缆槽下端伸入线缆通道内时,两个磁性感应器ⅲ至多有一个感应到磁铁块ⅲ,当感应线缆槽下端被线缆连接套顶出线缆通道时,两个磁性感应器ⅲ均可感应到磁铁块ⅲ,所述第二联动板一端与联动架固定连接,另一端设有弹簧连接杆,所述第二联动板远离第一联动板的一侧设有弹簧连接板,所述弹簧连接板下端与锁紧架固定连接,弹簧连接板上端设有复位弹簧,所述复位弹簧上端与弹簧连接板固定连接,下端与弹簧连接杆固定连接,所述弹簧连接杆与第二联动板固定连接,以利于感应线缆槽下端被线缆连接套顶出线缆通道时,复位弹簧受到拉伸,当线缆被放出后,感应线缆槽在复位弹簧回弹力作用下复位,感应线缆槽下端伸入线缆通道内。
26.本发明所述中继器框架内设有底部线缆导向组件,所述底部线缆导向组件包括线缆架和滚轮组,所述线缆架包括第一线缆架和第二线缆架,所述第一线缆架和第二线缆架间隔设置,所述第一线缆架和第二线缆架之间沿着线缆走向至少设有一组滚轮组,所述第一线缆架和第二线缆架分别与中继器框架固定连接,一组滚轮组包括上下间隔设置的滚轮ⅰ和滚轮ⅱ,所述滚轮ⅰ上设有环形的凹槽,所述滚轮ⅰ活动套在滚轮轴ⅰ上,所述滚轮轴ⅰ两端与第一线缆架和第二线缆架固定连接,所述滚轮ⅱ上设有环形的凹槽,所述滚轮ⅱ活动套在滚轮轴ⅱ上,所述滚轮轴ⅱ两端与第一线缆架和第二线缆架固定连接,以利于滚轮ⅰ和滚轮ⅱ间隔相对,形成线缆穿槽,便于线缆走向。
27.本发明所述第一线缆架和第二线缆架之间设有线缆导入组件,所述线缆导入组件包括导入轮、导入辊、导入轮轴、导入辊轴和挡板,所述第一线缆架和第二线缆架之间沿着线缆进入的方向设有导入轮和导入辊,所述导入轮和导入辊间隔设置,所述导入轮两侧分别设有挡板,所述导入轮活动套在导入轮轴上,所述导入轮上设有导入线缆槽,所述导入轮轴两端与第一线缆架和第二线缆架固定连接,所述导入辊活动套在导入辊轴上,所述导入辊轴两端与第一线缆架和第二线缆架固定连接,所述挡板置于导入轮和导入辊之间,挡板一端与导入轮轴固定连接,另一端与导入辊轴固定连接,以利于线缆置于两个挡板、导入轮和导入辊之间,方便线缆导入进入滚轮ⅰ和滚轮ⅱ之间。
28.本发明所述导向架上端固定设有导向摄像机和导向照明灯,以利于方便监测查看线缆走向。
29.本发明所述中继器框架内设有防护罩,所述防护罩下端与中继器框架固定连接,以利于通过防护罩保护中继器框架。
30.本发明所述中继器框架内设有控制仓,所述控制仓与中继器框架固定连接,所述控制仓内设有中继器控制系统,所述中继器控制系统经线缆与支架线缆接头连接,所述驱动马达、线缆马达、第一液压缸、第二液压缸、磁性感应器ⅰ、磁性感应器ⅱ、磁性感应器ⅲ、导向摄像机和导向照明灯分别与中继器控制系统连接,以利于中继器控制系统控制支架上
的所有部件。
31.一种水下工作站,包括工作框架,所述工作框架上间隔设有推进器,其特征在于:所述工作框架内间隔设有上述所述的中继器,所述中继器置于工作框架内,所述中继器框架与工作框架固定连接,以利于通过每个中继器连接一个水下机器人,方便工作站同时控制多个水下机器人协同作业。
32.本发明所述工作框架上端固定设有总线缆接头,所述支架线缆接头经线缆与总线缆接头连接,以利于方便通过总线缆接头来控制工作框架连接的所有水下机器人。
33.本发明所述工作框架上端和下端分别间隔设有观测设备,所述观测设备与工作框架固定连接,所述观测设备与总线缆接头连接,所述观测设备包括观测摄像机和观测照明灯,以利于通过观测设备观察每个支架上线缆收放情况。
34.本发明所述工作框架呈多面体状,以利于根据需要或者现场情况设置工作框架的形状。
35.本发明由于采用上述结构,具有可缓震、外置推进器、压力补偿快、排缆顺畅、回收方便、多台机器人可同时作业等优点。
附图说明
36.图1是本发明中继器的一种结构示意图。
37.图2是本发明中继器另一种结构示意图。
38.图3是本发明中缓冲垫的放大结构示意图。
39.图4是本发明中继器去掉移动推进器的立体示意图。
40.图5是本发明中继器内液压系统和压力补偿机构结构示意图。
41.图6是本发明中压力补偿机构的放大示意图。
42.图7是本发明中液压油位检测机构的放大示意图。
43.图8是本发明图11的侧视图。
44.图9是本发明中液压补偿机构的放大示意图。
45.图10是本发明中图9的剖视图。
46.图11是本发明中线缆盘与线缆导向机构的放大结构示意图。
47.图12是本发明图11的侧视图。
48.图13是本发明中线缆导向机构与丝杠连接的示意图。
49.图14是本发明中线缆导向机构一个角度的示意图。
50.图15是本发明中线缆导向机构另一个角度的示意图。
51.图16是本发明中线缆锁紧机构的一个角度的放大示意图。
52.图17是本发明中线缆锁紧机构的另一个角度的放大示意图。
53.图18是本发明线缆锁紧机构中第一锁紧组件和第二锁紧组件的结构示意图。
54.图19是本发明图18的主视图。
55.图20是本发明中线缆连接套的放大示意图。
56.图21是本发明中底部线缆导向组件的放大示意图。
57.图22是本发明中图21去掉第二线缆架的结构示意图。
58.图23是本发明中水下工作站的一种结构示意图。
59.图24是本发明中水下工作站的另一种结构示意图。
60.附图标记:导向架1,线缆轮2,驱动马达3,线缆预紧组件4,预紧轮5,预紧轮轴6,预紧弹簧7,预紧块8,线缆槽9,预紧轮轴凹槽10,从动轮11,从动预紧轮12,从动预紧轮轴13,从动预紧弹簧14,从动预紧块15,中继器框架16,线缆盘17,丝杠18,线缆马达19,线缆导向机构20,连杆21,导向板22,导向轮23,线缆锁紧机构24,锁紧架25,第一锁紧组件26,第二锁紧组件27,第一锁紧卡扣28,第一铰接板29,第一铰接轴30,第一液压缸31,第一铰接连板32,第一连杆33,第二锁紧卡扣34,第二铰接板35,第二铰接轴36,第二液压缸37,第二铰接连板38,第二连杆39,线缆通道40,线缆锁紧感应机构41,线缆连接套42,联动架43,联动轴44,第一联动板45,第二联动板46,检测架47,磁铁块ⅲ48,感应固定架49,磁性感应器ⅲ50,弹簧连接板51,复位弹簧52,弹簧连接杆53,感应线缆槽54,限位连接槽55,底部线缆导向组件56,滚轮组57,第一线缆架58,第二线缆架59,滚轮ⅰ60,滚轮ⅱ61,线缆导入组件62,导入轮63,导入辊64,挡板65,导向摄像机66,导向照明灯67,防护罩68,支架线缆接头69,工作框架70,推进器71,中继器72,液压系统73,压力补偿机构74,液压油囊75,拉伸弹簧76,油囊导向组件77,上端盖78,下端盖79,导向座80,导向杆81,液压油位检测机构82,第一铰接杆83,第二铰接杆84,磁铁块ⅰ85,磁性感应器ⅰ86,液压补偿机构87,油筒88,油囊罩89,油囊固定板90,导向套91,缓冲弹簧92,储油腔93,油筒液位检测机构94,隔套95,磁铁块ⅱ96,磁性感应器ⅱ97,限位台101,总线缆接头102,观测设备103,缓冲垫104,缓冲固定板105,移动推进器106,安装架107。
具体实施方式
61.下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
62.一种中继器,包括中继器框架16,其特征在于:所述中继器框架16下端设有缓冲垫104,所述缓冲垫104与中继器框架16固定连接,以利于通过缓冲垫使得中继器与深海设备对接时起到缓冲作业,减少深海设备对接时对中继器的冲击力。
63.本发明所述缓冲垫104上设有缓冲固定板105,所述缓冲固定板105上端与中继器框架16固定连接,下端与缓冲垫104固定连接,以利于通过缓冲固定板将缓冲垫固定在中继器框架下端,同时缓冲垫拆卸更换方便。
64.本发明所述缓冲垫104呈环形,缓冲垫104的材质为橡胶,弹性好,耐酸碱。
65.本发明所述中继器框架16外壁间隔设有移动推进器106,所述移动推进器106与中继器框架16固定连接,以利于方便中继器自主移动与深海设备对接,同时中继器设置在外侧,方便维修。
66.本发明所述移动推进器106经安装板与中继器框架16可拆卸连接,更换方便。
67.本发明所述中继器框架16内设有液压系统73和压力补偿机构74,以利于方便深海作业。
68.本发明所述压力补偿机构74包括液压油囊75、拉伸弹簧76和油囊导向组件77,所述液压系统73的液压油设置在液压油囊75内,所述液压油囊75上设有进油口和出油口,所述液压油囊75的进油口和出油口分别经管路与液压系统73连接,所述液压油囊75两侧间隔设有拉伸弹簧76,所述液压油囊75两侧设有油囊导向组件77,所述液压油囊75上端固定设有上端盖78,下端固定设有下端盖79,所述拉伸弹簧76上端与上端盖78固定连接,下端与下
端盖79固定连接,所述油囊导向组件77包括导向座80和导向杆81,所述液压油囊75外侧间隔设有导向座80,所述导向座80下端与中继器框架16固定连接,导向座80上部与下端盖79固定连接,所述导向座80内设有导向杆81,所述导向杆81下端插入导向座80内与导向座80滑动连接,导向杆81上端与上端盖78固定连接,以利于液压油囊能够根据水下的压力来自行调整压力,使液压油保持压力平衡。
69.本发明所述液压油囊75上设有液压油位检测机构82,所述液压油位检测机构82包括第一铰接杆83、第二铰接杆84、磁铁块ⅰ85和磁性感应器ⅰ86,所述上端盖78和下端盖79之间设有第一铰接杆83和第二铰接杆84,所述第一铰接杆83一端与上端盖78铰接,另一端与第二铰接杆84一端铰接,所述第二铰接杆84另一端与下端盖79铰接,所述第二铰接杆84下部设有磁铁块ⅰ85,所述磁铁块ⅰ85与第二铰接杆84固定连接,所述磁铁块ⅰ85下方设有磁性感应器ⅰ86,所述磁性感应器ⅰ86固定在下端盖79上,以利于水压改变了液压油囊的体积,液压油囊体积变化带动上端盖相对下端盖运动,进而带动第一铰接杆和第二铰接杆运动,磁性感应器ⅰ感应磁铁块ⅰ的距离,得出液压油囊内液压油位信息。
70.本发明所述中继器框架16内设有液压补偿机构87,所述液压补偿机构87包括油筒88、油囊罩89、油囊固定板90、导向套91和缓冲弹簧92,所述中继器框架16内至少设有一个油筒88,所述油筒88与中继器框架16固定连接,油筒88内设有油囊罩89,所述油囊罩89左侧设有油囊固定板90,右侧设有导向套91,所述油囊固定板90、油囊罩89和导向套91三者固定连接,所述油囊罩89套在油囊固定板90上,油囊罩89外端呈喇叭状向左向油筒88内壁延伸并与油筒88内壁密封固定连接形成储油腔93,所述储油腔93内设有液压油,所述储油腔93一侧设有进油口和出油口,所述储油腔93的进油口和出油口分别经管路与液压系统73连接,所述导向套91内设有缓冲弹簧92,所述缓冲弹簧92左端置于导向套91内并与导向套91内壁相抵靠,右端伸出导向套91与油筒88内壁右侧相抵靠,以利于油囊罩经缓冲弹簧挤压变形实现液压油的压力平衡。
71.本发明所述油筒88上设有油筒液位检测机构94,所述油筒液位检测机构94包括隔套95、磁铁块ⅱ96和磁性感应器ⅱ97,所述导向套91内设有隔套95,所述隔套95右端与油筒88内壁右侧固定连接,左端伸入导向套91内,所述隔套95与导向套91同轴设置,缓冲弹簧92套在隔套95上,所述隔套95内间隔相对设有磁铁块ⅱ96和磁性感应器ⅱ97,所述磁铁块ⅱ96左端与导向套91固定连接,右端伸入隔套95内形成自由感应端,所述磁性感应器ⅱ97与油筒88固定连接,以利于通过磁性感应器ⅱ感应磁铁块ⅱ的位置,进而了解油囊罩的伸缩情况,从而确定油囊罩内液压油量。
72.本发明所述油囊固定板90外周设有向右突出的限位台101,所述限位台101与油囊固定板90固定连接,所述导向套91隔着油囊罩89抵在油囊固定板90上,导向套91外壁经限位台101限位,以利于通过限位台限位导向套的位置,增加导向套左右移动的稳定性。
73.本发明所述中继器框架16上端固定设有支架线缆接头69,所述中继器框架16内设有线缆盘17, 所述线缆盘17上设有线缆,所述线缆一端与支架线缆接头69固定连接,另一端绕过线缆盘17呈自由连接端,所述线缆盘17两侧分别设有安装架107,所述线缆盘17固定在线缆轴上,线缆轴两端分别经轴承与安装架107固定连接,所述线缆轴由线缆马达19驱动,所述安装架107与中继器框架16固定连接,以利于当中继器连接深海设备时,通过线缆马达驱动线缆盘转动,线缆拉着深海设备,实现深海设备的收放。
74.本发明所述线缆盘17一侧设有线缆导向机构20,所述线缆导向机构20包括导向架1、线缆轮2、线缆轮轴和驱动马达3,所述线缆盘17一侧设有导向架1,所述导向架1下端与中继器框架16铰接,所述导向架1上设有线缆轮2,所述线缆轮2固定在线缆轮轴上,所述线缆轮轴两端经轴承与导向架1固定连接,所述线缆轮轴一端穿出导向架1由驱动马达3驱动,所述驱动马达3固定在导向架1上,所述线缆盘17上线缆绕过线缆轮2,从导向架1下端穿出形成自由连接端,以利于通过导向架的线缆轮进行排缆,使得线缆收放流畅。
75.本发明所述导向架1上设有线缆预紧组件4,所述线缆预紧组件4包括预紧轮5、预紧轮轴6、预紧弹簧7和预紧块8,所述线缆轮2一侧沿着线缆进出方向间隔设有预紧轮5,所述预紧轮5上设有环形的线缆槽9,所述预紧轮5套在预紧轮轴6上与预紧轮轴6活动连接,所述预紧轮轴6两端分别设有预紧弹簧7和预紧块8,所述导向架1上设有预紧轮轴凹槽10,所述预紧轮轴6两端卡在预紧轮轴凹槽10内,预紧轮轴6两端穿出预紧轮轴凹槽10分别与预紧弹簧7一端固定连接,所述预紧弹簧7朝向线缆轮2轴心设置,预紧弹簧7另一端与预紧块8固定连接,所述预紧块8与导向架1固定连接,以利于线缆置于线缆轮与预紧轮之间,通过预紧弹簧使得线缆始终紧靠线缆轮,实现线缆的收放。
76.本发明所述导向架1上至少设有一个从动轮11,所述从动轮11位于线缆轮2的上方或下方,所述从动轮11固定在从动轮轴上,所述从动轮轴两端经轴承与导向架1固定连接,所述从动轮轴一端固定设有从动齿轮,所述线缆轮轴一端固定设有驱动齿轮,所述从动齿轮经链条与驱动齿轮链接,以利于通过设置从动轮,线缆穿过从动轮和线缆轮进行收放,提高了线缆轮和从动轮对线缆的收放力度,提高线缆的收放速度。
77.本发明所述从动轮11一侧沿着线缆进出方向间隔设有从动预紧轮12,所述从动预紧轮12上设有环形的线缆槽,所述从动预紧轮12套在从动预紧轮轴13上与从动预紧轮轴13活动连接,所述从动预紧轮轴13两端分别设有从动预紧弹簧14和从动预紧块15,所述导向架1上设有从动预紧轮轴凹槽,所述从动预紧轮轴13两端卡在从动预紧轮轴凹槽内,从动预紧轮轴13两端穿出从动预紧轮轴凹槽分别与从动预紧弹簧14一端固定连接,所述从动预紧弹簧14朝向从动轮轴心设置,从动预紧弹簧14另一端与从动预紧块15固定连接,所述从动预紧块15与导向架1固定连接,以利于线缆置于从动轮与从动预紧轮之间,通过从动预紧弹簧使得线缆始终紧靠从动轮,实现线缆的收放。
78.本发明所述线缆盘17和导向架1之间设有丝杠18,所述丝杠18的丝杆经齿轮、链条与线缆轴传动连接,所述丝杠18的丝杆两端经轴承与安装架107固定连接,所述丝杠18与导向架1之间设有连杆21,所述连杆21一端与导向架1的中部或上部铰接,另一端与丝杠18的滑块铰接,通过丝杠使得排缆更加整齐有序。
79.本发明所述丝杠18上方设有导向板22,所述导向架1呈倾斜状,所述导向架1上端设有导向轮23,所述导向轮23与导向板22相抵靠,所述导向轮23套在导向轮轴上与导向轮轴活动连接,所述导向轮轴两端与导向架1固定连接,所述导向板22与中继器框架16固定连接,以利于导向架随丝杠摆动时,导向轮与导向板相抵靠,抵着导向板摆动,起到导向稳定的作用。
80.本发明所述中继器框架16内设有线缆锁紧机构24,以利于通过线缆锁紧机构锁紧线缆。
81.本发明所述线缆锁紧机构24包括锁紧架25、第一锁紧组件26和第二锁紧组件27,
所述中继器框架16内设有锁紧架25,所述锁紧架25下端与中继器框架16固定连接,所述锁紧架25两侧对称设有第一锁紧组件26和第二锁紧组件27,所述第一锁紧组件26包括第一锁紧卡扣28、第一铰接板29、第一铰接轴30、第一液压缸31、第一铰接连板32和第一连杆33,所述第二锁紧组件27包括第二锁紧卡扣34、第二铰接板35、第二铰接轴36、第二液压缸37、第二铰接连板38和第二连杆39,所述锁紧架25中部设有线缆通道40,所述线缆通道40两侧分别设有穿孔,所述线缆通道40两侧对称设有第一锁紧卡扣28和第二锁紧卡扣34,所述第一锁紧卡扣28呈倾斜状,所述第一锁紧卡扣28上端与锁紧架25铰接,下端设有锁紧槽,第一锁紧卡扣28两侧分别设有第一铰接板29,所述第一铰接板29上端与第一锁紧卡扣28铰接,下端设有第一铰接轴30,所述第一铰接板29下端与第一铰接轴30铰接,所述第一铰接轴30上设有第一液压缸31,所述第一铰接轴30两端穿出第一铰接板29设有第一铰接连板32,所述第一铰接连板32上端与第一铰接轴30铰接,下端设有第一连杆33,所述第一铰接连板32下端与第一连杆33铰接,所述第一连杆33两端与锁紧架25固定连接,所述第一液压缸31一端与锁紧架25铰接,另一端朝向线缆通道40与第一铰接轴30铰接,所述第二锁紧卡扣34呈倾斜状,所述第二锁紧卡扣34上端与锁紧架25铰接,下端设有锁紧槽,第二锁紧卡扣34两侧分别设有第二铰接板35,所述第二铰接板35上端与第二锁紧卡扣34铰接,下端设有第二铰接轴36,所述第二铰接板35下端与第二铰接轴36铰接,所述第二铰接轴36上设有第二液压缸37,所述第二铰接轴36两端穿出第二铰接板35设有第二铰接连板38,所述第二铰接连板38上端与第二铰接轴36铰接,下端设有第二连杆39,所述第二铰接连板38下端与第二连杆39铰接,所述第二连杆39两端与锁紧架25固定连接,所述第二液压缸37一端与锁紧架25铰接,另一端朝向线缆通道40与第二铰接轴36铰接, 所述线缆穿出导向架1进入线缆通道40,第一液压缸31驱动第一铰接轴30带动第一锁紧卡扣28下端穿过穿孔置于线缆通道40内,第二液压缸37驱动第二铰接轴36带动第二锁紧卡扣34下端穿过穿孔置于线缆通道40内,将穿过线缆通道40的线缆夹紧,以利于通过第一液压缸和第二液压缸使得第一锁紧卡扣上的锁紧槽和第二锁紧卡扣上的锁紧槽相对,夹持住线缆。
82.本发明所述锁紧架25上设有线缆锁紧感应机构41,所述线缆锁紧感应机构41包括线缆连接套42、联动架43、联动轴44、第一联动板45、第二联动板46、检测架47、磁铁块ⅲ48、感应固定架49、磁性感应器ⅲ50、弹簧连接杆53、复位弹簧52和弹簧连接杆53,所述线缆通道40内穿设有线缆连接套42,所述线缆连接套42上端的外径小于线缆通道40的内径,所述线缆连接套42下部的外径大于线缆通道40的外径,所述线缆连接套42上端的高度不低于线缆通道40上端的高度,所述线缆穿过线缆连接套42并与线缆连接套42固定连接,所述锁紧架25上设有联动架43,所述联动架43上设有联动轴44,所述联动架43与联动轴44铰接,所述联动架43一端向锁紧架25中部延伸设有感应线缆座,所述联动架43另一端间隔设有第一联动板45和第二联动板46,所述感应线缆座与联动架43固定连接,所述感应线缆座上设有感应线缆槽54,所述感应线缆槽54与线缆通道40同轴设置,所述感应线缆槽54下端向下延伸置于线缆通道40内,所述感应线缆槽54下端与线缆连接套42相抵靠,并可被线缆连接套42顶出,以利于线缆回收到位后,线缆连接套向上卡在线缆通道内,线缆连接套将感应线缆槽向上顶出,所述联动轴44两端与锁紧架25固定连接,所述第一联动板45一端与联动架43固定连接,另一端上下间隔设有连接孔和限位连接槽55,所述第一联动板45远离第二联动板46的一侧设有检测架47,所述检测架47一端与联动轴44铰接,另一端上下间隔设有磁铁块

48,所述检测架47远离第一联动板45的一侧设有感应固定架49,所述检测架47上下间隔设有第一螺栓和第二螺栓,所述检测架47经第一螺栓、连接孔和螺母与第一联动板45连接,所述检测架47经第二螺栓、限位连接槽55和螺母与第一联动板45限位连接,所述感应固定架49一端与锁紧架25固定连接,另一端间隔设有两个磁性感应器ⅲ50,当感应线缆槽54下端伸入线缆通道40内时,两个磁性感应器ⅲ50至多有一个感应到磁铁块ⅲ48,当感应线缆槽54下端被线缆连接套42顶出线缆通道40时,两个磁性感应器ⅲ50均可感应到磁铁块ⅲ48,所述第二联动板46一端与联动架43固定连接,另一端设有弹簧连接杆53,所述第二联动板46远离第一联动板45的一侧设有弹簧连接板51,所述弹簧连接板51下端与锁紧架25固定连接,弹簧连接板51上端设有复位弹簧52,所述复位弹簧52上端与弹簧连接板51固定连接,下端与弹簧连接杆53固定连接,所述弹簧连接杆53与第二联动板46固定连接,以利于感应线缆槽下端被线缆连接套顶出线缆通道时,复位弹簧受到拉伸,当线缆被放出后,感应线缆槽在复位弹簧回弹力作用下复位,感应线缆槽下端伸入线缆通道内。
83.本发明所述中继器框架16内设有底部线缆导向组件56,所述底部线缆导向组件56包括线缆架和滚轮组57,所述线缆架包括第一线缆架58和第二线缆架59,所述第一线缆架58和第二线缆架59间隔设置,所述第一线缆架58和第二线缆架59之间沿着线缆走向至少设有一组滚轮组57,所述第一线缆架58和第二线缆架59分别与中继器框架16固定连接,一组滚轮组57包括上下间隔设置的滚轮ⅰ60和滚轮ⅱ61,所述滚轮ⅰ60上设有环形的凹槽,所述滚轮ⅰ60活动套在滚轮轴ⅰ上,所述滚轮轴ⅰ两端与第一线缆架58和第二线缆架59固定连接,所述滚轮ⅱ61上设有环形的凹槽,所述滚轮ⅱ61活动套在滚轮轴ⅱ上,所述滚轮轴ⅱ两端与第一线缆架58和第二线缆架59固定连接,以利于滚轮ⅰ和滚轮ⅱ间隔相对,形成线缆穿槽,便于线缆走向。
84.本发明所述第一线缆架58和第二线缆架59之间设有线缆导入组件62,所述线缆导入组件62包括导入轮63、导入辊64、导入轮轴、导入辊轴和挡板65,所述第一线缆架58和第二线缆架59之间沿着线缆进入的方向设有导入轮63和导入辊64,所述导入轮63和导入辊64间隔设置,所述导入轮63两侧分别设有挡板65,所述导入轮63活动套在导入轮轴上,所述导入轮63上设有导入线缆槽,所述导入轮轴两端与第一线缆架58和第二线缆架59固定连接,所述导入辊64活动套在导入辊轴上,所述导入辊轴两端与第一线缆架58和第二线缆架59固定连接,所述挡板65置于导入轮63和导入辊64之间,挡板65一端与导入轮轴固定连接,另一端与导入辊轴固定连接,以利于线缆置于两个挡板、导入轮和导入辊之间,方便线缆导入进入滚轮ⅰ和滚轮ⅱ之间。
85.本发明所述导向架1上端固定设有导向摄像机66和导向照明灯67,以利于方便监测查看线缆走向。
86.本发明所述中继器框架16内设有防护罩68,所述防护罩68下端与中继器框架16固定连接,以利于通过防护罩保护中继器框架。
87.本发明所述中继器框架16内设有控制仓,所述控制仓与中继器框架16固定连接,所述控制仓内设有中继器控制系统,所述中继器控制系统经线缆与支架线缆接头69连接,所述驱动马达3、线缆马达19、第一液压缸31、第二液压缸37、磁性感应器ⅰ86、磁性感应器ⅱ97、磁性感应器ⅲ50、导向摄像机66和导向照明灯67分别与中继器控制系统连接,以利于中继器控制系统控制支架上的所有部件。
88.一种水下工作站,包括工作框架70,所述工作框架70上间隔设有推进器71,其特征在于:所述工作框架70内间隔设有上述所述的中继器72,所述中继器72置于工作框架70内,所述中继器框架16与工作框架70固定连接,以利于通过每个中继器连接一个水下机器人,方便工作站同时控制多个水下机器人协同作业。
89.本发明所述工作框架70上端固定设有总线缆接头102,所述支架线缆接头69经线缆与总线缆接头102连接,以利于方便通过总线缆接头来控制工作框架连接的所有水下机器人。
90.本发明所述工作框架70上端和下端分别间隔设有观测设备103,所述观测设备103与工作框架70固定连接,所述观测设备103与总线缆接头102连接,所述观测设备103包括观测摄像机和观测照明灯,以利于通过观测设备观察每个支架上线缆收放情况。
91.本发明所述工作框架70呈多面体状,以利于根据需要或者现场情况设置工作框架的形状。
92.如附图1-附图22为本发明中继器以及中继器内部件的结构放大图,中继器通过线缆与深海设备对接,深海设备如水下机器人,中继器下端设置缓冲垫,可在机器人回收到位时,机器人上端与中继器下端对接,通过缓冲垫缓冲,避免两者撞击受损;中继器外置推进器,使得推进器可以自由移动,寻找水下机器人并与之对接;本发明在中继器内部设置了压力补偿机构和液压补偿机构,方便中继器在深海使用;本实用还设置了线缆导向机构,丝杠可为往复丝杠,方便有序排缆,通过线缆锁紧机构,方便中继器与水下机器人对接后,可通过线缆锁紧机构锁紧线缆连接套,确保对接准确无误,水下机器人不在晃动,线缆不受拉扯,通过线缆锁紧感应机构了解何时线缆回收到位,
93.如附图23和附图24,本发明中水下工作站中工作框架的形状可根据实际工况进行选择,如附图23中的正多面体状,或附图24中的长方体状,根据需要设置即可,并不局限于这两个形状,工作框架内可根据需要设置多个中继器,每个中继器上均可设置中继器控制系统和支架线缆接头,中继器控制系统与支架线缆接头对应连接,支架线缆接头通过线缆与总线缆接头连接,总线缆接头再通过线缆与水上控制平台连接,每个中继器上的线缆盘上的线缆,一端与支架线缆接头连接,另一端绕过线缆盘、进入从动轮与从动预紧轮之间,在进入线缆轮和预紧轮之间,然后穿出,进入底部线缆导向组件的导入轮和导入辊之间,在穿出,依次穿过每一组滚轮组的滚轮ⅰ和滚轮ⅱ之间穿出,进入线缆锁紧机构的线缆通道、线缆连接套中,再次穿出,与所需要操控的水下机器人对接,线缆连接套套在线缆上与线缆固定连接,线缆连接套下端可水下机器人与连接,如此可通过线缆连接套保护线缆,减少对线缆的拉扯,延长线缆的使用寿命,使用前,水下工作站上每一个中继器上的线缆下端均通过线缆连接套与一个水下机器人对接,每一个中继器上的驱动马达、线缆马达、第一液压缸、第二液压缸、磁性感应器ⅲ、导向摄像机、导向照明灯、液压系统、磁性感应器ⅰ、磁性感应器ⅱ均与其所在的中继器上的中继器控制系统连接,推进器、观测设备与水下工作站上的总线缆接头连接,
94.使用时,将水下工作站和水下机器人一起搭载在大型船只上,到达目标海域后,大型船只可将水下工作站和水下机器人吊放入水下,到达一定深度后释放水下工作站和水下机器人,水下工作站通过推进器调整自身的姿态,水下工作站的工作框架上端和下端分别间隔设有观测设备,方便时时监测水下情况,同时了解线缆进出情况,操作人员通过水上控
制平台可同时操控多个水下机器人协同作业,工作效率高,而且通过在每个中继器内设置线缆导向机构,避免了多个线缆缠绕的问题,同时通过线缆锁紧机构可对线缆进行限位和检测,线缆控制更加灵活,此外,本发明还设置了压力补偿机构和液压补偿机构,保持液压装置中液压油在深海的平衡。
95.本发明由于采用上述结构,具有可缓震、外置推进器、压力补偿快、排缆顺畅、回收方便、多台机器人可同时作业等优点。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1