一种多用途载人潜水器抛载装置及其抛载方法

技术领域

本发明涉及潜水器技术领域，尤其是一种多用途载人潜水器抛载装置及其抛载方法。

背景技术

载人潜水器是深海探测和开发的关键技术装备，主要用于水下资源勘探、海底科考、海洋生物及矿物采样等任务。

载人潜水器携带能源有限，一般通过无动力方式实现上潜下浮的功能。潜水器下潜时，由于自身重量大于浮力，实现负浮力下潜；当潜水器下潜至接近预定作业位置时，通常会通过一套抛载装置抛弃下潜压载，以使得潜水器的水下重量与自身浮力近似平衡；当潜水器完成作业任务需上浮时，则通过另一套抛载装置抛弃上浮压载，以使得潜水器水下重量小于自身浮力，实现正浮力上浮。另外，当潜水器无法正常抛载或存在危险情况时，则还需另外的应急抛载装置完成抛载功能。

现有技术中，载人潜水器的上潜和下浮会分别配设一套专用的抛载装置，分别用于下潜和上浮情况下的抛载；并且应急抛载通过另外的执行元件执行。也就是说，现有潜水器的各类抛载装置在抛弃压载时均需两个以上或是多个执行元件，系统复杂性高。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的多用途载人潜水器抛载装置及其抛载方法，从而实现压载组件不同形式的抛载，整体结构简化，紧凑巧妙，使用方便，大大满足于潜水器上潜下浮和应急抛载的需要。

本发明所采用的技术方案如下：

一种多用途载人潜水器抛载装置，包括基座，基座内沿着周向间隔布设有多个插片，从下向上伸至基座内安装有压载组件，压载组件包括有内外嵌套的小压载和大压载，小压载挂装支承于大压载内部，单个插片均沿着径向插装至伸入基座内的大压载端部，经由插片的插装使得大压载支承于基座并相对固定；还包括动力机构，动力机构驱使多个插片同步径向向内或径向向外移动，径向向内移动的插片将解除大压载对于小压载的挂装支承，径向向外移动的插片将脱离大压载而解除基座对于大压载的支承。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述大压载贯穿轴向开设有竖向布设的中心孔，中心孔包括有上部的大孔部，大孔部底端与下方小孔部之间形成台阶面；所述小压载顶端侧向延伸形成挂装部，小压载的挂装部从下向上穿过小孔部后，小压载以轴向为中心相对于大压载转动，使得挂装部底面与台阶面相抵接触实现挂装；所述大孔部周向壁面上贯穿开设有供插片插装的径向孔，插片内端头正对着小压载的挂装部。

所述大压载小孔部和小压载挂装部设置为尺寸相配的矩形结构，挂装部向上穿过小孔部后随着小压载转动，使得挂装部相对于小孔部周向位置错开而挂装于台阶面上；朝向小压载的插片内端头设置为外凸弧形结构。

所述大压载包括大压载本体，大压载本体顶面向上延伸有伸入基座并与插片插装的凸台；小压载包括有小压载本体，小压载本体顶面经由颈部衔接有挂装部，颈部的截面尺寸小于挂装部的截面尺寸。

还包括环形结构的中间盘，沿着径向内外贯穿中间盘开设有供插片插装的插槽，单个插片顶面向上或底面向下延伸有凸柱，中间盘上开设有供凸柱穿过并移动的径向槽；所述中间盘上方和下方分别叠层布设有同为环形结构的驱动盘，驱动盘上开设有供凸柱插装移动的导向槽，导向槽与径向之间构成夹角；所述驱动盘由动力机构带动转动后，经由导向槽、凸柱带动插片径向移动。

所述插片的数量为沿着周向均布的四个，相对的插片成组，一组插片顶面设置有向上穿至上方驱动盘导向槽中的凸柱，另一组插片底面设置有向下穿至下方驱动盘导向槽中的凸柱。

单个驱动盘均侧向延伸有支臂，支臂端部均与动力机构转动安装，动力机构同步经由支臂推动或拉动驱动盘转动。

所述动力机构的结构为：包括液压缸，液压缸输出端朝向基座的中心，液压缸输出端端部安装有驱动杆，驱动杆两端分别经由转轴组件转动安装有连杆，连杆与对应的支臂端部经由转轴组件转动安装。

由中间盘、叠层于上方和下方的驱动盘、以及插片构成抛载机构，基座包括有上下间隔布设的上盖和基板，上盖和基板之间构成容纳抛载机构的空间；所述上盖边缘向下弯折延伸有悬臂，基板边缘向外延伸有侧耳，悬臂与侧耳相抵贴合并由紧固件紧固；所述基板中部开设有供压载组件向上穿过的通孔。

一种所述的多用途载人潜水器抛载装置的抛载方法，包括三种抛载模式，单独抛载小压载、单独抛载大压载和抛载压载组件整体；

单独抛载小压载的方法为：

动力机构工作，驱使多个插片同步径向向内移动，从而解除小压载相对于大压载的挂装，使得小压载在重力作用下下落脱离大压载，实现小压载的抛载；

单独抛载大压载的方法为：

在抛载小压载之后，动力机构反向工作，驱使多个插片同步径向向外移动，在插片脱离大压载时，则解除大压载经由插片在基座上的支承，大压载在重力作用下下落脱离基座，实现大压载的抛载；

抛载压载组件整体的方法为：

在小压载挂装于大压载内部时，动力机构工作，驱使多个插片同步径向向外移动，解除大压载在基座上的支承，使得大压载带着小压载在重力作用下共同下落脱离基座，实现压载组件整体的抛载。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过内外嵌套的小压载、大压载构成压载组件，在插片的径向移动作用下，使得压载组件能够以单独小压载、单独大压载、或整体进行抛载，从而实现了压载组件不同形式的抛载，整体结构简化，紧凑巧妙，使用方便，大大满足于潜水器上潜下浮常规抛载和应急抛载的需要；

本发明中不同形式的抛载均由插片的移动触动，插片的径向内移、径向外移均由动力机构驱动，从而实现了由一套执行元件实现不同需求的抛载使用，大大简化了整体结构和使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为本发明压载组件的结构示意图。

图4为本发明压载组件的爆炸图。

图5为本发明抛载机构的结构示意图。

图6为本发明中间盘与插片的安装示意图。

图7为本发明基座的结构示意图。

图8为本发明在抛载小压载时的状态示意图。

图9为图8中B处的局部放大图。

图10为本发明在抛载大压载时的状态示意图。

其中：1、动力机构；2、基座；3、抛载机构；4、压载组件；

11、液压缸；12、驱动杆；13、转轴组件；14、连杆；

21、上盖；22、基板；211、悬臂；221、通孔；222、侧耳；

31、驱动盘；32、插片；33、中间盘；311、支臂；312、导向槽；321、凸柱；322、外凸弧形结构；331、插槽；332、径向槽；

41、大压载；42、小压载；411、中心孔；412、径向孔；413、凸台；414、大压载本体；4111、大孔部；4112、台阶面；4113、小孔部；421、小压载本体；422、颈部；423、挂装部。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图5所示，本实施例的一种多用途载人潜水器抛载装置，包括基座2，基座2内沿着周向间隔布设有多个插片32，从下向上伸至基座2内安装有压载组件4，压载组件4包括有内外嵌套的小压载42和大压载41，小压载42挂装支承于大压载41内部，单个插片32均沿着径向插装至伸入基座2内的大压载41端部，经由插片32的插装使得大压载41支承于基座2并相对固定；还包括动力机构1，动力机构1驱使多个插片32同步径向向内或径向向外移动，径向向内移动的插片32将解除大压载41对于小压载42的挂装支承，径向向外移动的插片32将脱离大压载41而解除基座2对于大压载41的支承。

本实施例中，通过内外嵌套的小压载42、大压载41构成压载组件4，在插片32的径向移动作用下，使得压载组件4能够以单独小压载42、单独大压载41、或整体进行抛载，从而实现了压载组件4不同形式的抛载。

本实施例中，不同形式的抛载均由插片32的移动触动，插片32的径向内移、径向外移均由动力机构1驱动，从而实现了由一套执行元件实现不同需求的抛载使用，大大简化了整体结构和使用。

如图3和图4所示，大压载41贯穿轴向开设有竖向布设的中心孔411，中心孔411包括有上部的大孔部4111，大孔部4111底端与下方小孔部4113之间形成台阶面4112；小压载42顶端侧向延伸形成挂装部423，小压载42的挂装部423从下向上穿过小孔部4113后，小压载42以轴向为中心相对于大压载41转动，使得挂装部423底面与台阶面4112相抵接触实现挂装；大孔部4111周向壁面上贯穿开设有供插片32插装的径向孔412，插片32内端头正对着小压载42的挂装部423。

本实施例中，小压载42从上向上穿至大压载41中后，由小压载42相对于大压载41轴向转动后，使得挂装部423底面与台阶面4112接触贴合，实现小压载42在大压载41内部的挂装，即小压载42在大压载41内部的安装；在插片32径向向内移动时，插片32内端头将接触并施力推动小压载42的挂装部423，促使小压载42相对于大压载41反向转动而使得挂装部423逐渐脱离台阶面4112，直至挂装部423与小孔部4113正对时，小压载42相对于大压载41的挂装脱离，小压载42将在自身重力作用下向下掉落，实现抛载。

当然，在插片32径向外移，直至插片32脱离大压载41的径向孔412时，大压载41经由插片32在基座2上的支承接触，大压载41将在自身重力作用下向下掉落，实现抛载。

大压载41小孔部4113和小压载42挂装部423设置为尺寸相配的矩形结构，挂装部423向上穿过小孔部4113后随着小压载42转动，使得挂装部423相对于小孔部4113周向位置错开而挂装于台阶面4112上，如图2所示，实现小压载42在大压载41内部的挂装；朝向小压载42的插片32内端头设置为外凸弧形结构322，外凸弧形结构322的设置，使得插片32经由内移接触施力于内端小压载42的挂装部423时，能够顺利顺畅地驱使小压载42施力而发生转动。

大压载41包括大压载本体414，大压载本体414顶面向上延伸有伸入基座2并与插片32插装的凸台413；小压载42包括有小压载本体421，小压载本体421顶面经由颈部422衔接有挂装部423，颈部422的截面尺寸小于挂装部423的截面尺寸。

本实施例中，大压载41的大压载本体414可以根据实际情况进行外形和尺寸大小的设计，比如图4中大压载本体414设置为直径较大的柱形结构，以满足于使用需求；当然，小压载42的小压载本体421也是可以根据实际情况进行外形和尺寸大小的设计，比如图4中小压载本体421设置为直径大于颈部422的圆柱形结构，只需要在大压载41内部开设供小压载42容纳的空间即可，当然，在实际情况下，小压载42的尾部向外凸出于大压载41时，也是不影响使用的。

如图5和图6所示，还包括环形结构的中间盘33，沿着径向内外贯穿中间盘33开设有供插片32插装的插槽331，单个插片32顶面向上或底面向下延伸有凸柱321，中间盘33上开设有供凸柱321穿过并移动的径向槽332，使得插片32在凸柱321-径向槽332的配装导向下相对于中间盘33在径向方向上移动，同时由径向槽332的设置来限制插片32径向移动的距离，并将径向槽332设置为非径向贯通的槽，以防止插片32径向移动时从中间盘33上脱出。

中间盘33上方和下方分别叠层布设有同为环形结构的驱动盘31，驱动盘31上开设有供凸柱321插装移动的导向槽312，导向槽312与径向之间构成夹角；驱动盘31由动力机构1带动转动后，经由导向槽312、凸柱321带动插片32径向移动。

在使用过程中，驱动盘31的导向槽312与中间盘33相应的径向槽332之间相互交叉，插片32的凸柱321从交叉处穿过；在驱动盘31转动时，经由导向槽312驱使凸柱321沿着中间盘33的径向槽332长度方向移动，实现插片32相对于中间盘33的径向移动。

插片32的数量为沿着周向均布的四个，相对的插片32成组，一组插片32顶面设置有向上穿至上方驱动盘31导向槽312中的凸柱321，另一组插片32底面设置有向下穿至下方驱动盘31导向槽312中的凸柱321，从而使得两组插片32分别由上方、下方的驱动盘31转动来带动实现径向移动，而上方、下方两个驱动盘31的转动则可以由同一个动力机构1来驱动，当然，也可以而不同的动力来驱动。

单个驱动盘31均侧向延伸有支臂311，支臂311端部均与动力机构1转动安装，动力机构1同步经由支臂311推动或拉动驱动盘31转动。

在实际使用过程中，由同一个动力机构1经由相应支臂311带动上下两个驱动盘31转动时，两个驱动盘31的转动方向上相反的；由一个动力机构1带动两个驱动盘31同步反向转动，在使用中能够使得两个驱动盘31相互限位产生移动终止的限位，尤其是在驱使插片32径向移动时，由于上下两个驱动盘31同时反向转动，不会因插片32被某一驱动盘31的带动而使得中间盘33移动，有效保证了插片32径向移动的有效性和可靠性。

如图1所示，动力机构1的结构为：包括液压缸11，液压缸11输出端朝向基座2的中心，液压缸11输出端端部安装有驱动杆12，驱动杆12两端分别经由转轴组件13转动安装有连杆14，连杆14与对应的支臂311端部经由转轴组件13转动安装。

转轴组件13可以在轴向的两端经由挡圈实现安装后的轴向限位。

由中间盘33、叠层于上方和下方的驱动盘31、以及插片32构成抛载机构3；如图7所示，基座2包括有上下间隔布设的上盖21和基板22，上盖21和基板22之间构成容纳抛载机构3的空间；上盖21边缘向下弯折延伸有悬臂211，基板22边缘向外延伸有侧耳222，悬臂211与侧耳222相抵贴合并由紧固件紧固；基板22中部开设有供压载组件4向上穿过的通孔221。

本实施例中，可以经由基座2、动力机构1在潜水器的安装，实现压载装置在潜水器上的安装，在需要抛载时，再根据实际需要来进行压载的抛载。

本实施例的多用途载人潜水器抛载装置的抛载方法，包括三种抛载模式，单独抛载小压载42、单独抛载大压载41和抛载压载组件4整体；

单独抛载小压载42的方法为：

动力机构1工作，驱使多个插片32同步径向向内移动，从而解除小压载42相对于大压载41的挂装，使得小压载42在重力作用下下落脱离大压载41，实现小压载42的抛载；

具体为：如图8和图9所示，插片32的同步径向向内移动，将接触并施力于伸至大压载41中心孔411中的小压载42挂装部423，经由挂装部423受力驱使小压载42相对于大压载41转动，使得原本相对错开实现挂装的挂装部423和小孔部4113逐渐形状正对，使得小压载42脱离大压载41台阶面4112的挂装，从而小压载42将在重力作用下下落。

单独抛载大压载41的方法为：

在抛载小压载42之后，动力机构1反向工作，如图10所示，驱使多个插片32同步径向向外移动，在插片32脱离大压载41时，则解除大压载41经由插片32在基座2上的支承，大压载41在重力作用下下落脱离基座2，实现大压载41的抛载。

抛载压载组件4整体的方法为：

在小压载42挂装于大压载41内部时，动力机构1工作，驱使多个插片32同步径向向外移动，解除大压载41在基座2上的支承，使得大压载41带着小压载42在重力作用下共同下落脱离基座2，实现压载组件4整体的抛载。

本实施例中，在抛载前液压缸11处于原位，此时插片32相对于中间盘33的径向槽332处于中部位置，即插片32的凸柱321位于中间盘33的径向槽332中部、位于驱动盘31导向槽312的中部；在液压缸11输出端向前推送驱动杆12或是向后拉动驱动杆12时，插片32可以相对于中间盘33被动地沿径向内移或外移，对应于不同形式抛载的使用。

本发明实现了压载组件不同形式的抛载，整体结构简化，紧凑巧妙，使用方便，大大满足于潜水器上潜下浮常规抛载和应急抛载的需要。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。