一种水下航行器定深抛锚装置的制作方法

1.本实用新型属于水下机器人技术领域，特别是涉及一种水下航行器定深抛锚装置。


背景技术：

2.水下航行器已被广泛应用于科学考察、深海作业、打捞救生等领域，因其特殊性能要求，小体积及高空间利用率是其重要的研究设计指标。在执行某些探测任务时，水下航行器被要求具备在指定区域定深悬浮的功能，并且定深探测任务完成后能继续执行航行探测任务。目前主要的方法是，抛载重力锚后，通过海水泵或油囊实现对航行器的浮力调节，这种方式会增加水下航行器的研制成本和复杂性，降低了水下航行器的可靠性，降低水下航行器的有效空间利用率。
3.因此，现有的水下航行器定深抛锚装置实用性不强，无法满足实际使用中的需求，所以市面上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种水下航行器定深抛锚装置，通过设置玻璃微珠和抓地锚，可以在水下航行器抛载抓地锚后，抓地锚能够自主展开增强抓地效果，并且水下航行体衡重参数性能影响不大，解决了现有的在时候用的时候会增加水下航行器的复杂性和会降低水下航行器可靠性的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.本实用新型为一种水下航行器定深抛锚装置，包括舱段壳体、凯夫拉缆绳和定深锚释放器，所述凯夫拉缆绳的一端连接在抓地锚上，所述凯夫拉缆绳的另一端连接在缆绳头释放器上，所述缆绳头释放器固定连接在舱段壳体中，所述抓地锚通过螺母固定在定深锚释放器的底部，所述定深锚释放器固定连接在舱段壳体中，所述舱段壳体的腔体中填充有玻璃微珠，所述玻璃微珠外表面与舱段壳体空腔共形，所述玻璃微珠内表面与抓地锚外形共形，所述玻璃微珠均分为三块，所述抓地锚包括锚杆和底板，所述底板上转动连接有一组环形阵列的锚杆，所述锚杆通过销轴转动连接在底板上，所述锚杆的顶部固定连接有绳头固定件，锚杆外形呈蘑菇状，顶端质量重，且质心与旋转轴之间存在力臂，在自由状态下，锚杆会绕销轴转动至水平状态，锚杆展开后会增大与水底的接触面，增强抓地效果。
7.进一步地，所述舱段壳体的腔体中包括凯夫拉缆绳、玻璃微珠和抓地锚，所述凯夫拉缆绳平铺在玻璃微珠和抓地锚顶部的凹槽内，抓地锚呈合拢状态，嵌入玻璃微珠中，所述舱段壳体的一侧设置有滑轮，玻璃微珠的外表面呈小角度圆锥形，可以用于释放后玻璃微珠后从水下航行器舱段壳体腔体中滑落，在滑出舱段壳体后，玻璃微珠就会与抓地锚分离，通过设置滑轮，可以在运输的时候，避免凯夫拉缆绳与舱段壳体的边缘摩擦，防止在水下航行器悬停的时候凯夫拉缆绳断裂。
8.进一步地，所述定深锚释放器包括基座、钢珠和释放杆，所述基座中滑动连接限位
塞，所述限位塞的顶部插接有电磁铁，所述限位塞将钢珠卡接在释放杆的顶部，所述基座的底部通过螺栓连接支撑座，所述释放杆的顶部插接在支撑座中，基座内表面筒壁对限位塞的移动起导向作用，限位塞的上部与基座之间采用两道径向密封方式，限位塞底部的薄壁圆筒可以对钢珠进行限位，钢珠为实心圆形钢球，支撑座与释放杆之间连接有限位法兰，可以用于防止水压作用力传导至电磁铁的作用轴，增强释放动作的可靠性。
9.进一步地，所述电磁铁固定连接在舱段壳体的内部，所述电磁铁的作用轴上固定有限位舌，所述限位舌为圆锥形，所述限位舌的一端插入限位塞顶部的限位孔中，所述基座与舱段壳体连接，所述基座与舱段壳体之间设置有o 型圈，通过将限位舌插进限位孔中，可以用于对限位塞进行固定和限位，定深锚释放器和缆绳头释放器与舱段壳体固定连接，并各有径向和轴向两道o 型圈密封。
10.进一步地，所述限位塞底部的内表面为锥面的薄壁圆筒，所述限位塞与释放杆之间连接有压缩弹簧，所述释放杆的一端开设有环形槽，所述释放杆的另一端开设有外螺纹，所述释放杆通过螺母与抓地锚的底板连接，通过设置释放杆，可以用于限定玻璃微珠和抓地锚的垂直方向位移，通过在释放杆的顶部开设环形槽，可以用于卡住钢珠。
11.进一步地，所述缆绳头释放器的底部设置有缆绳头固定块，所述缆绳头固定块的一端与钢珠连接，所述缆绳头固定块的另一端与凯夫拉缆绳的绳头连接，所述凯夫拉缆绳与滑轮活动连接，缆绳头释放器基本组成和工作原理与定深锚释放器一致，唯一的变化是将释放杆换成较短的缆绳头固定块。
12.本实用新型具有以下有益效果：
13.1、本实用新型通过设置玻璃微珠，在抓地锚被释放的时候，玻璃微珠就会从舱段壳体中滑落，由于玻璃微珠和抓地锚在水下为微负浮力，释放后对水下航行器衡重性能参数影响较小，无需增加其他浮力调节机构，可继续执行航行任务。
14.2、本实用新型通过设置抓地锚，在释放的时候，抓地锚的锚杆会在重力的作用下自动展开，增加与水底的接触面积，增加抓地锚的抓力，结构简单，安全可靠，非常的方便。
附图说明
15.图1为一种水下航行器定深抛锚装置的结构示意图；
16.图2为本实用新型舱段壳体内部结构示意图；
17.图3为本实用新型抓地锚展开后结构示意图；
18.图4为本实用新型定深锚释放器的结构示意图。
19.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
20.1、舱段壳体；11、滑轮；2、凯夫拉缆绳；3、玻璃微珠；4、抓地锚；41、锚杆；42、销轴；43、绳头固定件；44、底板；5、定深锚释放器；51、基座；52、限位塞；53、钢珠；54、支撑座；55、释放杆；56、o型圈；57、压缩弹簧；58、电磁铁；581、限位舌；6、缆绳头释放器；61、缆绳头固定块。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
22.请参阅图1所示，本实用新型为一种水下航行器定深抛锚装置，包括舱段壳体1、凯夫拉缆绳2和定深锚释放器5，凯夫拉缆绳2的一端连接在抓地锚4上，凯夫拉缆绳2的另一端连接在缆绳头释放器6上，缆绳头释放器6 固定连接在舱段壳体1中，抓地锚4通过螺母固定在定深锚释放器5的底部，定深锚释放器5固定连接在舱段壳体1中，舱段壳体1的腔体中填充有玻璃微珠3。
23.其中如图1-3所示，舱段壳体1的腔体中包括凯夫拉缆绳2、玻璃微珠3 和抓地锚4，凯夫拉缆绳2平铺在玻璃微珠3和抓地锚4顶部的凹槽内，抓地锚4呈合拢状态，嵌入玻璃微珠3中，舱段壳体1的一侧设置有滑轮11，所述玻璃微珠3外表面与舱段壳体1空腔共形，玻璃微珠3内表面与抓地锚4 外形共形，玻璃微珠3均分为三块，抓地锚4包括锚杆41和底板44，底板 44上转动连接有一组环形阵列的锚杆41，锚杆41通过销轴42转动连接在底板44上，锚杆41的顶部固定连接有绳头固定件43，释放杆55通过螺母与抓地锚4的底板44连接，在使用的时候，定深锚释放器5将释放杆55进行释放，使玻璃微珠3和抓地锚4可以从舱段壳体1中的腔体脱落，当玻璃微珠3 滑出舱段壳体1的时候，就会与抓地锚4分离，抓地锚4的锚杆41就会在重力的作用下，围绕底板44上的销轴42转动至水平状态，此时抓地锚4就可以通过展开的锚杆41，增大与水底的接触面积，当抓地锚4沉底的时候，此时抓地锚4通过绳头固定件43连接在凯夫拉缆绳2的一端，凯夫拉缆绳2的另一端连接在水下航行器上，就可以使水下航行器更加稳定的在水中悬浮。
24.其中如图1-4所示，定深锚释放器5包括基座51、钢珠53和释放杆55，基座51中滑动连接限位塞52，限位塞52的顶部插接有电磁铁58，限位塞52 将钢珠53卡接在释放杆55的顶部，基座51的底部通过螺栓连接支撑座54，释放杆55的顶部插接在支撑座54中，电磁铁58固定连接在舱段壳体1的内部，电磁铁58的作用轴上固定有限位舌581，限位舌581为圆锥形，限位舌 581的一端插入限位塞52顶部的限位孔中，基座51与舱段壳体1连接，基座 51与舱段壳体1之间设置有o型圈56，限位塞52底部的内表面为锥面的薄壁圆筒，限位塞52与释放杆55之间连接有压缩弹簧57，释放杆55的一端开设有环形槽，释放杆55的另一端开设有外螺纹，释放杆55通过螺母与抓地锚4的底板44连接，缆绳头释放器6的底部设置有缆绳头固定块61，缆绳头固定块61的一端与钢珠53连接，缆绳头固定块61的另一端与凯夫拉缆绳2 的绳头连接，凯夫拉缆绳2与滑轮11活动连接，在水下航行器需要悬浮的时候，首先定深锚释放器5中的电磁铁58会收缩限位舌581，使限位舌581离开限位塞52顶部的限位孔，当限位塞52失去限位舌581的限位后，钢珠53 就会接触约束，压缩弹簧57就会复原，并将本身的弹性势能转化为释放杆55 的动能，释放杆55就会在压缩弹簧57和自身重力的影响下，加速离开基座 51，同时将玻璃微珠3和抓地锚4抛出舱段壳体1的腔体，并使抓地锚4沉底，当抓地锚4沉底的时候，水下航行器通过凯夫拉缆绳2连接在抓地锚4 上，可以实现悬浮在水中，当定深探测任务结束后，缆绳头释放器6中的电磁铁58就会使缆绳头释放器6中的限位塞52失去限位，从而使缆绳头释放器6中的压缩弹簧57将缆绳头固定块61弹出，使缆绳头固定块61在弹力和重力的作用下，离开缆绳头释放器6，并将连接在缆绳头固定块61上的凯夫拉缆绳2一起抛进水中，使水下航行器失去抓地锚4的约束，可以继续进行航行探测的任务。
25.本实施例的一个具体应用为：第一步，在安装时，首先将凯夫拉缆绳2、抓地锚4和玻璃微珠3组装后整体装入舱段壳体1的腔体内，第二步，然后将定深锚释放器5中的释放杆55通过钢珠53卡接在基座51中，第三步，在水下航行器悬浮的时候，首先将释放杆55弹出定
深锚释放器5，抓地锚4和玻璃微珠3就会同时被抛出舱段壳体1，抓地锚4就会沉入水底，并通过凯夫拉缆绳2使水下航行器可以悬浮在水中，当水下航行器需要航行探测的时候，通过缆绳头释放器6可以将连接有凯夫拉缆绳2的缆绳头固定块61弹出，使缆绳头固定块61离开水下航行器，当缆绳头固定块61离开水下航行器时，水下航行器就会失去抓地锚4的约束，就可以进行航行探测。
26.以上仅为本实用新型的优选实施例，并不限制本实用新型，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进，均属于在本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种水下航行器定深抛锚装置，包括舱段壳体(1)、凯夫拉缆绳(2)和定深锚释放器(5)，其特征在于：所述凯夫拉缆绳(2)的一端连接在抓地锚(4)上，所述凯夫拉缆绳(2)的另一端连接在缆绳头释放器(6)上，所述缆绳头释放器(6)固定连接在舱段壳体(1)中，所述抓地锚(4)通过螺母固定在定深锚释放器(5)的底部，所述定深锚释放器(5)固定连接在舱段壳体(1)中，所述舱段壳体(1)的腔体中填充有玻璃微珠(3)；所述玻璃微珠(3)外表面与舱段壳体(1)空腔共形，所述玻璃微珠(3)内表面与抓地锚(4)外形共形，所述玻璃微珠(3)均分为三块；所述抓地锚(4)包括锚杆(41)和底板(44)，所述底板(44)上转动连接有一组环形阵列的锚杆(41)，所述锚杆(41)通过销轴(42)转动连接在底板(44)上，所述锚杆(41)的顶部固定连接有绳头固定件(43)。2.根据权利要求1所述的一种水下航行器定深抛锚装置，其特征在于，所述舱段壳体(1)的腔体中包括凯夫拉缆绳(2)、玻璃微珠(3)和抓地锚(4)，所述凯夫拉缆绳(2)平铺在玻璃微珠(3)和抓地锚(4)顶部的凹槽内，抓地锚(4)呈合拢状态，嵌入玻璃微珠(3)中，所述舱段壳体(1)的一侧设置有滑轮(11)。3.根据权利要求1所述的一种水下航行器定深抛锚装置，其特征在于，所述定深锚释放器(5)包括基座(51)、钢珠(53)和释放杆(55)，所述基座(51)中滑动连接限位塞(52)，所述限位塞(52)的顶部插接有电磁铁(58)，所述限位塞(52)将钢珠(53)卡接在释放杆(55)的顶部，所述基座(51)的底部通过螺栓连接支撑座(54)，所述释放杆(55)的顶部插接在支撑座(54)中。4.根据权利要求3所述的一种水下航行器定深抛锚装置，其特征在于，所述电磁铁(58)固定连接在舱段壳体(1)的内部，所述电磁铁(58)的作用轴上固定有限位舌(581)，所述限位舌(581)为圆锥形，所述限位舌(581) 的一端插入限位塞(52)顶部的限位孔中，所述基座(51)与舱段壳体(1)连接，所述基座(51)与舱段壳体(1)之间设置有o型圈(56)。5.根据权利要求4所述的一种水下航行器定深抛锚装置，其特征在于，所述限位塞(52)底部的内表面为锥面的薄壁圆筒，所述限位塞(52)与释放杆(55)之间连接有压缩弹簧(57)，所述释放杆(55)的一端开设有环形槽，所述释放杆(55)的另一端开设有外螺纹，所述释放杆(55)通过螺母与抓地锚(4)的底板(44)连接。6.根据权利要求1所述的一种水下航行器定深抛锚装置，其特征在于，所述缆绳头释放器(6)的底部设置有缆绳头固定块(61)，所述缆绳头固定块(61)的一端与钢珠(53)连接，所述缆绳头固定块(61)的另一端与凯夫拉缆绳(2)的绳头连接，所述凯夫拉缆绳(2)与滑轮(11)活动连接。

技术总结
本实用新型公开了一种水下航行器定深抛锚装置，涉及水下机器人技术领域。本实用新型包括舱段壳体、凯夫拉缆绳和定深锚释放器，凯夫拉缆绳的一端连接在抓地锚上，凯夫拉缆绳的另一端连接在缆绳头释放器上，缆绳头释放器固定连接在舱段壳体中，抓地锚通过螺母固定在定深锚释放器的底部，定深锚释放器固定连接在舱段壳体中，舱段壳体的腔体中填充有玻璃微珠，所述玻璃微珠外表面与舱段壳体空腔共形，玻璃微珠内表面与抓地锚外形共形。本实用新型的玻璃微珠和抓地锚组合在水中呈微负浮力状态，抛载后对水下航行器的衡重性能影响较小，可实现水下航行器在指定深度进行探测任务，而且抛载后对水下航行器的航行性能影响不大，应用范围广。广。广。


技术研发人员：李小涛 夏孔明 曹甜 卢波
受保护的技术使用者：武汉中科海讯电子科技有限公司
技术研发日：2021.08.19
技术公布日：2022/5/25