一种载人潜水器甲板轨道车机构

技术领域

本发明涉及潜水器水面支持设备领域，具体是一种载人潜水器甲板轨道车机构。

背景技术

载人潜水器是指具有水下观察和作业能力的潜水装置，主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞、救生等任务，并可以作为潜水人员水下活动的作业基地。载人潜水器，特别是深海载人潜水器，是海洋开发的前沿与制高点之一。它可以完成多种复杂任务，包括通过摄像、照相对海底资源进行勘查、执行水下设备定点布放、海底电缆和管道检测等，现有的国内外科考船只能搭载一台载人潜水器进行水下科考任务，甲板面仅铺设一条纵向轨道，只配备一辆负责输送转运的纵向轨道车，不能满足两台载人潜水器同时搭载及布放回收，在需要两台载人潜水器作业时，只能分批次作业，增加了科考成本。同时目前国内外输转系统布放转运负载只能达到30吨，不能搭载万米载人潜水器，且缺少使万米载人潜水器运行稳定的措施，所以人们需要一种载人潜水器甲板轨道车机构来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种载人潜水器甲板轨道车机构，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种载人潜水器甲板轨道车机构，包括纵向轨道车以及运行轨道，所述运行轨道为一种可变轨道结构,包括纵向运转轨道、纵向静停轨道、横向转运装置，所述纵向运转轨道一侧平行设置有纵向静停轨道；所述横向转运装置包括横向轨道及其设置其上的横向轨道车，所述横向轨道车与横向轨道传动连接；所述横向转运装置一端与纵向运转轨道垂直设置，另一端与纵向静停轨道垂直设置；所述纵向运转轨道和纵向静停轨道上均设置有纵向轨道车，所述各纵向轨道车通过横向转运装置分别在纵向运转轨道和纵向静停轨道间交替出库或入库。

进一步的，所述纵向轨道车包括纵向轨道车框架、车轮、液压驱动系统、电气控制系统和行使控制系统，所述车轮与纵向轨道车框架转动连接，所述液压驱动系统包括油箱、液压表、过滤器、电机泵组、合流管路、液压电机，所述电机泵组与电源电性连接，所述油箱与电机泵组通过油管连接，所述液压表与油管固定连接，所述油管上设置有过滤器，所述电机泵组通过合流管路与液压电机连接，所述液压电机与纵向轨道车框架固定连接，所述液压电机对称固定设置于纵向轨道车框架中部，所述液压电机通过齿轮与纵向运转轨道与纵向静停轨道上设置的齿条啮合传动连接，齿轮齿条的传动结构可将纵向轨道车框架锁止在轨道的任意位置上，不受船舶纵倾影响；

进一步的，所述电气控制系统包括电控箱、控制盒、电磁阀和电缆卷筒，所述电控箱、控制盒、电磁阀和电缆卷筒与纵向轨道车框架固定连接，所述电控箱包括无线控制箱，所述电控箱、控制盒和电缆卷筒与电源电性连接。

进一步的，所述行使控制系统包括限位开关，所述限位开关设置有两个，其中一个限位开关设置于纵向轨道车框架一侧，另一个限位开关设置于纵向轨道车框架另一侧，所述纵向运转轨道与纵向静停轨道上安装有限位块。

进一步的，所述电控箱包括无线控制箱，所述无线控制箱与电源电性连接。

进一步的，所述纵向轨道车框架前后两端安装有缓冲阻尼器，所述缓冲阻尼器与纵向轨道车框架固定连接，所述纵向运转轨道和横向轨道一侧设置有限位柱，在纵向轨道车框架失去控制撞向轨道两端尽头时，限位柱起缓冲作用，保护轨道车结构、系统和其上搭载的载人潜水器的安全。

进一步的，所述纵向轨道车框架前后两侧各装有两个水平轮，所述水平轮与纵向轨道车框架转动连接，所述纵向轨道车框架两侧水平轮轴心间距为3000mm，所述纵向轨道车框架中心距离车轮踏面高度为400mm，所述纵向轨道车框架两侧设置有防倾钩，所述防倾钩与纵向轨道车框架固定连接，纵向轨道车行驶时，水平轮会贴紧倾斜一侧的轨道侧壁，既能保证小车沿轨道直线运行，避免行走齿轮和齿条之间产生偏磨，也承受了船舶横倾纵倾时轨道车产生的水平分力，纵向轨道车框架高度和宽轨距的设计，在母船横倾30°情况下，纵向轨道车框架及其上搭载的载人潜水器的重心依然处在轨道车左右行走车轮之间，可以避免整套系统在恶劣海况下发生倾覆。

进一步的，所述纵向轨道车框架上表面左右两侧设置有横向导向支架和横向顶杆，所述横向导向支架和横向顶杆与纵向轨道车框架活动连接，通过调整纵向轨道车框架上表面横向导向支架和横向顶杆的安装位置，可以搭载11000m载人潜水器和4500m载人潜水器。

进一步的，所述纵向轨道车框架中部两侧设置有压载铁搁置平台，所述压载铁搁置平台与纵向轨道车框架固定连接，压载铁搁置平台方便维护人员利用推车安装和拆卸压载铁，降低人员劳动强度。

进一步的，所述纵向轨道车框架两侧设置有系固支架，所述纵向轨道车框架与纵向运转轨道和纵向静停轨道通过系固支架活动连接，系固支架可防止涌浪对母船造成的横摇影响，且不占用有限的甲板空间。

更进一步的，所述纵向轨道车框架中部设置有潜水器检修孔，所述潜水器检修孔两侧设置有站人平台，所述纵向轨道车框架尾部设置有U型口，方便维护人员对载人潜水器进行维护检修。轨道车车尾做U型开口设计，满足两型载人潜水器尾部电池安装与维护要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明在结构上简单合理，在纵向运转轨道一侧添加纵向静停轨道，就可以同时搭载两台载人潜水器，同时在纵向运转轨道和纵向静停轨道之间添加横向轨道，在纵向轨道车的辅助下，能够实现载人潜水器的换轨；

2、纵向轨道车框架上设置有横向导向支架和横向顶杆，通过调整纵向轨道车框架上表面横向导向支架和横向顶杆的安装位置，可以搭载11000m载人潜水器和4500m载人潜水器；

3、纵向轨道车重心距离车轮踏面高度400mm、左右车轮间距3000mm，使纵向轨道车整体低重心，同时在水平轮和防倾钩的作用下，可以提高纵向轨道车的防倾覆能力。

附图说明

图1为一种载人潜水器甲板轨道车机构的整体结构示意图；

图2为一种载人潜水器甲板轨道车机构的纵向轨道车框架结构示意图；

图3为一种载人潜水器甲板轨道车机构的液压驱动系统结构示意图；

图4为一种载人潜水器甲板轨道车机构的电气控制系统结构示意图；

图5为一种载人潜水器甲板轨道车机构的限位开关结构示意图；

图6为一种载人潜水器甲板轨道车机构的纵向轨道车重心距车轮踏面示意图；

图7为一种载人潜水器甲板轨道车机构的水平轮轴距示意图；

图8为一种载人潜水器甲板轨道车机构的水平轮结构示意图；

图9为一种载人潜水器甲板轨道车机构的水平轮与轨道示意图；

图10为一种载人潜水器甲板轨道车机构的压载铁搁置平台结构示意图；

图11为一种载人潜水器甲板轨道车机构的横向导向支架与横向顶杆结构示意图；

图12为一种载人潜水器甲板轨道车机构的系固支架结构示意图；

图13为一种载人潜水器甲板轨道车机构的系固支架与轨道剖视图；

图14为一种载人潜水器甲板轨道车机构的系固支架与轨道接触立体结构示意图；

图15为一种载人潜水器甲板轨道车机构的潜水器检修孔结构示意图。

图中：1、纵向轨道车框架，2、车轮，3、横向轨道，4、防倾钩，5、液压驱动系统，6、电气控制系统，8、缓冲器，9、限位柱，11、水平轮，12、纵向运转轨道，13、纵向轨道车，14、纵向静停轨道，15、横向轨道车，16、横向轨道，17、油箱，18、液压表，19、过滤器，20、电机泵组，21、合流管路，22、液压电机，23、电控箱，24、无线控制箱，25、控制盒，26、电缆卷筒，27、限位开关，28、横向导向支架，29、横向顶杆，30、压载铁搁置平台，31、系固支架，32、潜水器检修孔，33、站人平台，34、U型口。

具体实施方式

下为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1：如图1所示，一种载人潜水器甲板轨道车机构，包括纵向轨道车13以及运行轨道，运行轨道为一种可变轨道结构,包括纵向运转轨道12、纵向静停轨道14、横向转运装置，纵向运转轨道12一侧平行设置有纵向静停轨道14；横向转运装置包括横向轨道3及其设置其上的横向轨道车15，横向轨道车15与横向轨道16传动连接；横向转运装置一端与纵向运转轨道12垂直设置，另一端与纵向静停轨道14垂直设置；纵向运转轨道12和纵向静停轨道14上均设置有纵向轨道车13，各纵向轨道车13通过横向转运装置分别在纵向运转轨道12和纵向静停轨道14间交替出库或入库。

如图2和图3所示，纵向轨道车12包括纵向轨道车框架1、车轮2、液压驱动系统5、电气控制系统6和行使控制系统，车轮2与纵向轨道车框架1转动连接，液压驱动系统5包括油箱17、液压表18、过滤器19、电机泵组20、合流管路21、液压电机22，电机泵组20与电源电性连接，油箱17与电机泵组20通过油管连接，液压表18与油管固定连接，油管上设置有过滤器19，电机泵组20通过合流管路21与液压电机22连接，液压电机22与纵向轨道车框架1固定连接，液压电机22对称固定设置于纵向轨道车框架1中部，液压电机22通过齿轮与纵向运转轨道12与纵向静停轨道14上设置的齿条啮合传动连接，在工作海况下，齿轮齿条结构可以将纵向轨道车框架1锁止在轨道的任意位置上，不受船舶纵倾影响；

如图4所示，电气控制系统6包括电控箱23、控制盒25、电磁阀和电缆卷筒26，电控箱23、控制盒25、电磁阀和电缆卷筒26与纵向轨道车框架1固定连接，电控箱23包括无线控制箱24，电控箱23、控制盒25和电缆卷筒26与电源电性连接。

电控箱23包括无线控制箱24，无线控制箱24与电源电性连接，无线控制箱24通过无线连接至无线控制器，替代了传统的比例手柄，且无线控制器尺寸较小，避免了传统的手柄故障，减少海上维护工作量。

如图5所示，行使控制系统包括限位开关27，限位开关27设置有两个，其中一个限位开关27设置于纵向轨道车框架1一侧，另一个限位开关27设置于纵向轨道车框架1另一侧，纵向运转轨道12与纵向静停轨道14上安装有限位块，限位开关27与电源电性连接，当纵向轨道车框架1入库或出库时，纵向轨道车框架1的限位开关27触碰到限位块时，限位开关27触发，断开纵向轨道车框架1的电源，纵向轨道车框架1停止运行。

液压驱动系统5中的换向阀在电气控制系统6的控制下，通过电控箱23实现轨道车缓慢启动和停车，轨道车行驶速度由零逐渐增大到最高速或由最高速逐渐减小到零，可减弱轨道车启停冲击，提高潜水器乘坐人员舒适度，延长系统使用寿命。

纵向轨道车框架1前后两端安装有缓冲阻尼器8，缓冲阻尼器8与纵向轨道车框架1固定连接，纵向运转轨道12和横向轨道3一侧设置有限位柱9，在轨道车失去控制撞向轨道两端尽头时，缓冲阻尼器8与限位柱9发生缓冲碰撞，能够避免纵向轨道车框架1直接冲出轨道。

如图6、7、8、9所示，纵向轨道车框架1前后两侧各装有两个水平轮11，水平轮11与纵向轨道车框架1转动连接，纵向轨道车框架1两侧水平轮11轴心间距为3000mm，纵向轨道车框架1中心距离车轮2踏面高度为400m，水平轮11贴紧一侧的轨道侧壁，另一侧与轨道留有一定的间隙，间隙大小满足轨道直线度要求，船舶在航行中，在海浪的作用下，船舶会产生横向倾斜和摇摆，纵向轨道车每侧两只水平轮可在船舶倾斜时顶住横向轨道自由滚动，避免轨道车偏移。

低高度的设置使纵向轨道车框架1整体中心降低，同时加上宽轨距的设计，在母船横倾30°情况下，轨道车及其上搭载的载人潜水器的重心依然处在轨道车左右行走车轮之间，可以确保整套系统在恶劣海况下不会发生倾覆。纵向轨道车框架1两侧设置有防倾钩4，防倾钩4与纵向轨道车框架1固定连接，在船舶倾角过大超过30°后，当纵向轨道车框架1出现一侧两只车轮2悬空，该侧防倾钩4会扣住轨道，避免由于船体倾角过大导致轨道车倾覆。

如图9所示，纵向轨道车框架1上表面左右两侧设置有横向导向支架28和横向顶杆29，横向导向支架28和横向顶杆29与纵向轨道车框架1活动连接，横向导向支架28和横向顶杆29分别安装于纵向轨道车框架1上表面左右两侧，纵向位置分别对应两型潜水器座底支架。横向顶杆29用来固定载人潜水器座底支架，限制潜水器由于船体摇摆导致的左右位移，同时承受横向水平力作用。横向导向支架28在载人潜水器布放回收时，限制载人潜水器座底支架左右晃动的幅度，使潜水器顺利落座或离开轨道车搭载平面，增加布放回收的安全性，可以避免潜水器上珍贵的浮体材料和轻外壳受到损伤。

如图10所示，纵向轨道车框架1中部两侧设置有压载铁搁置平台30，压载铁搁置平台30与纵向轨道车框架1固定连接，压载铁搁置平台30用于载人潜水器装载压载铁时临时搁置，采用螺栓安装，不需要时可以拆卸。

如图11、 12、13和图14所示，纵向轨道车框架1两侧设置有系固支架31，纵向轨道车框架1与纵向运转轨道12和纵向静停轨道14通过系固支架31活动连接，系固支架31用于临时将轨道车系固在轨道上，系固支架31使用时上端放置在轨道车左右两侧的不锈钢板上，不损坏其余部位的油漆，下端钩在轨道上板的下表面上，旋转上端的把手并钣紧。该支架在母船飘航时使用，可防止涌浪对母船造成的横摇影响，且不占用有限的甲板空间。每个支架可承受6吨的拉力载荷，左右各两件，共四件。

纵向轨道车框架1中部设置有潜水器检修孔32，潜水器检修孔32两侧设置有站人平台33，纵向轨道车框架1尾部设置有U型口34，潜水器检修孔32的开口位置和大小适应两型载人潜水器底部检修要求，站人平台布置在轨道车左右两侧，U型口34能够满足两型载人潜水器尾部电池安装与维护要求。

如图1所示，一辆从船艉布放位置到机库停放位置沿船舯线方向铺设的纵向轨道车，该纵向轨道车在母船上共配置两台，这两台轨道车各自搭载一台载人潜水器，共两台载人潜水器。

纵向轨道车出入库操作流程

接通纵向轨道车13电源插头，将车载控制盒25电源主开关旋到打开（on）的位置上，检查并旋开所有紧停按钮，将无线遥控器上的钥匙插到相应的位置上，按下无线遥控器上启动按钮，泵站启动，按下“出库”按钮，轨道车启动，并匀速运行。运行过程中需保持“出库”按钮在按下状态，松开按钮后轨道车即停止运行，但泵站继续保持运行状态。纵向轨道车13到达预定位置后松开“出库”按钮，轨道车停止，可根据现场状况点动“出库”或“入库”按钮，微调轨道车位置。当吊放装置准备起吊潜水器时，需按下无线遥控器或车载控制盒上的“停止”按钮，轨道车泵站停止运行，将车载控制盒上主开关旋钮旋到关闭（off）位置上，并按下紧停按钮。

纵向轨道车13入库操作流程和出库操作流程一致，停车后拔下无线遥控器上的钥匙。

纵向轨道车13换轨操作流程

将辅助的横向轨道车15行驶到需要对接的左右极限位置处，横向轨道车15限位开关在触碰横向轨道16上相应的限位块后自动停车，按下横向轨道车15遥控器上“停止”按钮，停泵后按下遥控器上红色紧停按钮。

启动纵向轨道车13，按下“出/入库”按钮，行驶到横向轨道16上，纵向轨道车13限位开关在触碰横向轨道16上的限位块后自动停车，按下纵向轨道车13遥控器上“停止”按钮，停泵后按下遥控器上红色紧停按钮。

旋出横向轨道车15遥控器上紧停按钮，启动横向轨道车15，将横向轨道车15行驶至另一端对接位置处，横向轨道车15限位开关触碰相应限位块自动停车，按下遥控器上“停止”按钮，停泵后按下遥控器上红色紧停按钮。

旋出纵向轨道车13遥控器上紧停按钮，启动纵向轨道车13，将纵向轨道车13行驶至需要的位置。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。