[發(fā)明專(zhuān)利]一種深海磁耦合傳動(dòng)拋載機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811599697.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109677573B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章杰;閔強(qiáng)利;劉來(lái)連;余忠晶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一0研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B63C11/52
• 分類(lèi)號(hào): B63C11/52
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 11120
• 代理人: 廖輝;仇蕾安

本發(fā)明公開(kāi)了一種深海磁耦合傳動(dòng)拋載機(jī)構(gòu)，該拋載機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、外筒、外轉(zhuǎn)子、基體、內(nèi)轉(zhuǎn)子和伸縮桿，外圍設(shè)備為艙體和重塊；基體的外部與艙體之間為密封連接，基體的空腔與外界相同形成艙外部分，基體的外表面位于艙內(nèi)；外轉(zhuǎn)子安裝在基體的空腔內(nèi)，外轉(zhuǎn)子與伸縮桿形成螺紋配合，伸縮桿受基體內(nèi)的滑槽限位形成絲杠螺母副，重塊受艙體上限位槽的軸向限位，伸縮桿伸出基體后對(duì)重塊進(jìn)行徑向限位；所述電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子在外筒提供的安裝空間內(nèi)形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，內(nèi)轉(zhuǎn)子利用磁耦合原理帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)伸縮桿沿基體內(nèi)的滑槽縮回后拋載重塊。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)水下滑翔器等無(wú)人自主航行器的全海深應(yīng)急拋載上浮回收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)查技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于深海UUV、水下滑翔器等水下無(wú)人自主航行器在工作中出現(xiàn)故障或指令控制時(shí)的拋載緊急上浮技術(shù)。

背景技術(shù)

海洋既是生命的重要支持系統(tǒng)，也為人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展提供資源保障。當(dāng)今國(guó)際政治、軍事以及任何經(jīng)濟(jì)、科技活動(dòng)都和海洋密切相關(guān)，海上任何活動(dòng)都離不開(kāi)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的海洋環(huán)境信息保障，而海洋環(huán)境信息的獲取必須依靠可靠、高效、經(jīng)濟(jì)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)查技術(shù)。海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)查技術(shù)的基礎(chǔ)是平臺(tái)技術(shù)。

隨著海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)的飛速進(jìn)步和對(duì)深遠(yuǎn)洋探索的需求，新型的無(wú)人自主探測(cè)平臺(tái)，如深海UUV，水下滑翔器、剖面浮標(biāo)等備受科學(xué)家和使用者的青睞，此類(lèi)無(wú)人自主探測(cè)平臺(tái)往往成本較低廉，布放、打撈方便，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、連續(xù)、高效觀(guān)測(cè)。

然而，此類(lèi)裝備在長(zhǎng)時(shí)間的工作過(guò)程中，不可避免的會(huì)遇到機(jī)械故障、程序問(wèn)題、通訊異常、能源耗盡，或漂浮物撞擊、漁網(wǎng)纏繞等特殊情況，這個(gè)時(shí)候則需要一套意外拋載系統(tǒng)。拋載機(jī)構(gòu)動(dòng)作、重塊被拋棄，航行器自重減小，使其處在較大的正浮力狀態(tài)，從而緊急上浮至水面，發(fā)送位置信息，等待維護(hù)或者打撈。拋載機(jī)構(gòu)要滿(mǎn)足功能可靠、體積小，便于維護(hù)，同時(shí)適應(yīng)淡水和海水環(huán)境使用環(huán)境，岸上調(diào)試能夠快速?gòu)?fù)位等要求。

目前常用的拋載機(jī)構(gòu)，主要分為機(jī)械式、熔斷式和火工品炸斷式。機(jī)械式拋載機(jī)構(gòu)主要以電機(jī)或者電磁鐵拉動(dòng)卡套，釋放鋼珠，進(jìn)而解除推桿限位，推桿在海水壓力作用下被壓回，從而釋放重塊；熔斷式拋載機(jī)構(gòu)主要利用電化學(xué)反應(yīng)，熔斷絲浸泡在海水中形成回路，通電后陽(yáng)極被氧化、消耗，直至熔斷，進(jìn)而重塊被釋放；火工品炸斷式拋載，是利用火工件爆炸分離。機(jī)械式拋載結(jié)構(gòu)復(fù)雜，復(fù)位經(jīng)常需要使用彈簧等零件，因而動(dòng)作可靠性較差，且由于存在動(dòng)密封環(huán)節(jié)，隨著使用水深增大、海水壓力增大，動(dòng)密封處密封圈和運(yùn)動(dòng)軸之間的摩擦力持續(xù)增大，這就使所需動(dòng)作扭矩增大，甚至無(wú)法動(dòng)作。熔斷式拋載一般結(jié)構(gòu)不是十分規(guī)則、緊湊，而且在淡水環(huán)境中不能使用，這就提高了樣機(jī)研制階段水池、湖上試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)；再者，熔斷時(shí)間(熔斷絲粗細(xì))和負(fù)載能力是一對(duì)矛盾，因此為了滿(mǎn)足在規(guī)定時(shí)間內(nèi)熔斷釋放的需求，熔斷式拋載往往顯得負(fù)載能力有限，需要增加機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移受力。火工品炸斷式拋載結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，缺點(diǎn)是只能一次性使用，導(dǎo)致成本增加，而且存在一定的使用風(fēng)險(xiǎn)和使用管控。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種深海磁耦合傳動(dòng)拋載機(jī)構(gòu)，利用磁耦合原理驅(qū)動(dòng)外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)與螺紋連接的伸縮桿沿基體內(nèi)的滑槽縮回，釋放拋載塊，實(shí)現(xiàn)水下滑翔器等無(wú)人自主航行器的全海深應(yīng)急拋載上浮回收。

一種深海磁耦合傳動(dòng)拋載機(jī)構(gòu)，該拋載機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、外筒、外轉(zhuǎn)子、基體、內(nèi)轉(zhuǎn)子和伸縮桿，外圍設(shè)備為艙體和重塊；

所述基體為一端開(kāi)放一端封閉的空腔結(jié)構(gòu)，基體的外部與艙體之間為密封連接，基體的空腔與外界相同形成艙外部分，基體的外表面位于艙內(nèi)；所述外轉(zhuǎn)子安裝在基體的空腔內(nèi)，外轉(zhuǎn)子與伸縮桿形成螺紋配合，伸縮桿受基體內(nèi)的滑槽限位形成絲杠螺母副，所述重塊受艙體上限位槽的軸向限位，伸縮桿伸出基體后對(duì)重塊進(jìn)行徑向限位；所述電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子在外筒提供的安裝空間內(nèi)形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，內(nèi)轉(zhuǎn)子利用磁耦合原理帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)伸縮桿沿基體內(nèi)的滑槽縮回后拋載重塊。