[发明专利]一种深海自适应夹紧装置及其自适应夹紧方法

说明书

本发明涉及一种深海自适应夹紧装置及其自适应夹紧方法，一种深海自适应夹紧装置，包括缸筒，所述缸筒开口端通过导向套连接活塞杆，且活塞杆位于缸筒内一端连接活塞片，缸筒内通过活塞片分成无杆腔和有杆腔，所述缸筒外侧密封连接缸体，所述缸体和缸筒之间行成第一密封腔，且第一密封腔和无杆腔之间通过阻尼孔连通，所述缸筒外侧与补偿皮囊一端连接，补偿皮囊另一端连接在导向套和缸筒之间，且补偿皮囊与缸筒之间形成第二密封腔，所述第二密封腔与有杆腔通过通孔连通，所述缸筒和缸体分别开设充油口和充气口，实现装置的预紧及位移补偿，且结构简单，可靠性好。

技术领域

本发明涉及预紧设备领域，尤其涉及一种深海自适应夹紧装置及其自适应夹紧方法。

背景技术

海洋蕴含丰富的资源，是人类赖以生存和发展的物质源泉，也是国际竞争的重要领域。为了进行海洋的探测和开发，各国先后研制各种形式的海洋探测和开发装备，包括各种ROV、AUV、载人潜器、深海挖沟装备、深海石油探测和开采设备、深海检修设备等。为了完成不同的作业任务，或补偿深海压力变化对耐压结构变形的影响，这些深海装备常配置有不同形式的夹紧装置。在水深较浅的海域，由于环境压力较低，耐压结构变形量较小，常采用固定的夹紧装置，并未对夹紧装置进行位移补偿；但随着作业深度的增加，耐压结构的变形量不断增大，此时若不对所夹紧的物体进行位移补偿，可能就会出现松脱等安全隐患。

现有的夹紧装置常采用液压系统夹紧方式实现装置的预紧及位移补偿；采用此方式需配置液压泵源、控制阀、压力检测装置、蓄能器等设备，需对补偿量进行检测和控制，系统元件多、控制系统复杂，特别在深海环境下，此方式可靠性低。

发明内容

本申请人针对以上缺点，进行了研究改进，提供一种深海自适应夹紧装置及其自适应夹紧方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种深海自适应夹紧装置，包括缸筒，所述缸筒开口端通过导向套连接活塞杆，且活塞杆位于缸筒内一端连接活塞片，缸筒内通过活塞片分成无杆腔和有杆腔，所述缸筒外侧密封连接缸体，所述缸体和缸筒之间行成第一密封腔，且第一密封腔和无杆腔之间通过阻尼孔连通，所述缸筒外侧与补偿皮囊一端连接，补偿皮囊另一端连接在导向套和缸筒之间，且补偿皮囊与缸筒之间形成第二密封腔，所述第二密封腔与有杆腔通过通孔连通，所述缸筒和缸体分别开设充油口和充气口。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述缸筒尾端连接关节轴承，所述活塞杆连接球铰。

一种自适应夹紧装置自适应夹紧方法，通过充油口可使液压油送入有杆腔内，再通过充气口可使高压气体通过第一密封腔和阻尼孔进入无杆腔，通过气体即可驱动活塞杆伸出，驱动夹紧物体，且夹紧装置包括以下工况：

1)水面工况：此时环境压力几乎为0，第一密封腔和无杆腔压力相等，始终使活塞杆处于伸出预紧状态，此时预紧力最大，可有效抵抗水面波浪等外部载荷；

2)下潜工况：下潜时，水压不断增大，被夹物体收缩，无杆腔内的高压空气推动活塞杆继续伸出，始终保持夹紧装置与物体的贴合并预紧，同时有杆腔内的液压油通过通孔进入第二密封腔内，使补偿皮囊膨胀；

3)上浮工况：上浮使，水压逐渐减小，被夹物体膨胀，膨胀推力使活塞杆缩回，始终保持夹紧装置与物体的贴合并预紧，此时第一密封腔和无杆腔内气体被压缩，压力上升，同时补偿皮囊被环境压力压缩，第二密封腔内的液压油通过通孔回流到有杆腔内，实现有杆腔容积的补偿；

4)动载荷工况：动载荷加载在活塞杆上，即可通过活塞片压缩无杆腔内气体，无杆腔内气体可通过阻尼孔进入第一密封腔，受阻尼孔的阻尼作用，无杆腔气体所产生的瞬时刚度增加，可有效抵抗外部载荷。