[发明专利]水下运载器空间对接装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种对接装置，具体地说是水下对接装置。

背景技术

我们面临着陆地资源的不断消耗的现状，使得海洋资源的开发与利用成为了各国竞相投资研发的科研项目，人们在海洋中活动的范围越来越大，活动的时间也越来越长。水下运载器和海洋空间站的研发与研究增加了研制新型运载器间水下对接装置的迫切性。潜器间动态对接技术是海底探测、沉船打捞、水下工厂、海洋工作站，援潜救生和军事等领域的关键技术，为未来深海空间站在开发海洋油气资源、矿场资源，天然气水化合物以及工业化工开采等方面创造良好的开发条件，提供可靠的技术支持。随着海洋开发的不断深入以及国防方面需要的逐渐增加，潜器间物资与人员的交换将日益频繁，水下对接技术将成为海洋开发和利用的关键问题之一。

目前，水下对接技术主要用于潜器间以及海洋开发作业时海底工作人员及物资的交换和转移。早期的水下运载器对接装置有固定式对接裙和转动式对接裙，虽然有各自的优点，但在未知海况下，对接作业成功率低，且不能主动地实现对接。尤其是对接实现初连接后，由于没有可靠地机械锁紧机构，还会导致对接的失败。

发明内容

本发明的目的在于提供实现有倾角作业时的水下运载器的对接作业的水下运载器空间对接装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明水下运载器空间对接装置，其特征是：包括动态对接机构、锁紧机构、对接导引机构；动态对接机构包括对接裙口，对接裙口的上裙口与水下运载器固定在一起，对接裙口的下裙口上安装密封圈，下裙口的下方设置动环，动环下方设置蘑菇头半球锁，对接裙口的外侧设置对接液压缸，对接液压缸的上端连接水下运载器，对接液压缸的下端安装在动环上；对接导引机构包括导引板，导引板为中空的环形结构，锁紧机构包括外锁板、内锁板，外锁板位于导引板内部并与导引板固连，内锁板位于外锁板里并与外锁板形成用于放置蘑菇头半球锁的环形空隙，外锁板和内锁板上安装锁紧机构电磁铁，锁紧机构电磁铁使得外锁板内缩、内锁板外扩从而锁紧蘑菇头半球锁；被对接潜器平台位于导引板和锁紧机构的下方。

本发明还可以包括：

1、还包括盖板启闭机构，盖板启闭机构包括左盖板、右盖板、电机、第一-第二锥齿轮、第一-第二不完全齿轮、第一-第二圆柱齿轮、凸轮、顶杆，第一-第二不完全齿轮为复合齿轮，即上半部为不完全齿区，下半部为全齿区，电机与第一锥齿轮相连，第一锥齿轮连接第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一不完全齿轮同轴，第一不完全齿轮的下半部与第二不完全齿轮啮合，第一不完全齿轮的上半部与第一圆柱齿轮啮合，第二不完全齿轮的上半部与第二圆柱齿轮啮合，第一-第二圆柱齿轮上分别安装有顶杆，凸轮与第一不完全齿轮或第二不完全齿轮同轴，凸轮的表面设置两条廓线，两个顶杆与两条廓线相配合，左盖板与第一圆柱齿轮同轴，右盖板与第二圆柱齿轮同轴；

对接导引机构还包括导引板升降电缸、导引板升降电磁铁及导引板弹簧，导引板升降电磁铁安装在被对接潜器平台上，导引板升降电缸的缸体与导引板相连，导引板升降电缸的活塞端为自由状态，导引板弹簧的两端分别与潜器平台及导引板固连；

水下运载器与被对接潜器平台对接之前，导引板位于左盖板和右盖板的下方，外锁板的上平面低于内锁板的上平面，对接时，左盖板和右盖板在电机的带动下左右张开，外锁板和导引板在导引板升降电缸、导引板升降电磁铁及导引板弹簧的作用下上升使得外锁板的上平面与内锁板的上平面平齐。

2、还包括对接缓冲机构，对接缓冲机构包括液压缓冲缸、液压缓冲器、导轨，液压缓冲器和导轨安装在被对接潜器平台上，液压缓冲缸连接液压缓冲器并安装在导轨上，当液压缓冲器处于起点位置时，液压缓冲缸位于内锁板的下方，液压缓冲器伸长后可使液压缓冲缸位于导引板的下方。

3、所述的不完全齿轮的有齿区和无齿区的比例为2.36:1。

4、所述的对接液压缸有6个，为六自由度Stewart并联机构实现有倾角的对接。

本发明的优势在于：本发明结构简单，在完成要求的水下对接任务时可以实现快速、准确的主动初对接，通过液压缸的行程实现±30°倾角的对接、对中及密封。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为辅助对接锁紧机构初始状态图；

图3为本发明初始对接主视图；

图4为本发明盖板启闭机构图；

图5a为盖板启闭机构齿轮传动部分示意图a，图5b为盖板启闭机构齿轮传动部分示意图b；

图6为本发明蘑菇头锁紧机构图；