本發(fā)明涉及潛水器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及能夠調(diào)節(jié)潛水器下潛上浮速度的裝置。

背景技術(shù)：

大深度載人潛水器是進(jìn)行海洋高效勘探、科學(xué)考察、開發(fā)作業(yè)的重要裝備，其可以攜帶海洋科學(xué)家進(jìn)入海洋深處，在海底現(xiàn)場直接觀察、分析和評估，還可操作各種作業(yè)工具實(shí)現(xiàn)高效作業(yè)，而目前只有中、美、俄、日、法五個(gè)國家研制有工作深度超過4500米的載人潛水器，其中我國的“蛟龍”號更是到達(dá)了7062米的世界最深載人深潛深度。

出于安全考慮，潛水器，尤其是對于大深度載人潛水器，通常選在白天進(jìn)行布放、作業(yè)以及回收，而由于深度較深，如果其下潛和上浮速度不足夠快，則上浮和下潛兩個(gè)過程會占用大量時(shí)間，留給其進(jìn)行水下作業(yè)時(shí)間較少，這對下潛成本高昂的大深度載人潛水器是不利的，因此，如何使大深度載人潛水器獲得盡可能高的、且對其而言處于安全范圍內(nèi)的下潛上浮速度極為重要。目前，大深度載人潛水器一般采用可棄壓載實(shí)現(xiàn)無動力下潛和上浮，如果要提升下潛上浮速度，就要增加較大的可棄壓載重量，這對重量要求極為嚴(yán)格的大深度潛水器而言是一種得不償失的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請人針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種潛水器下潛上浮速度的調(diào)節(jié)裝置，其通過穩(wěn)定翼水平與垂直狀態(tài)的調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)潛水器下潛上浮速度的大幅提升。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

潛水器下潛上浮速度的調(diào)節(jié)裝置，包括橫向設(shè)置的連接軸，連接軸通過軸承組件可轉(zhuǎn)動地支撐在潛水器本體上，連接軸的兩端關(guān)于潛水器的中縱剖面對稱；潛水器的兩個(gè)穩(wěn)定翼分別固接在連接軸的兩端；連接軸外周同軸套接有驅(qū)動轂，且連接軸與驅(qū)動轂為鍵連接；驅(qū)動轂與導(dǎo)軸的一端固接，導(dǎo)軸上滑動設(shè)有滑塊，導(dǎo)軸的另一端固設(shè)有擋板，擋板用于滑塊的限位；滑塊與油缸的活塞桿端部、曲柄一端均為鉸接，油缸的缸體、曲柄另一端均鉸接在潛水器本體上，且曲柄與潛水器本體的鉸接中心位于連接軸中心線的正上方，油缸的缸體與潛水器本體的鉸接中心在垂向上位于曲柄與潛水器本體的鉸接中心與連接軸的中心線之間。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：

所述導(dǎo)軸的中心線與驅(qū)動轂的中心線共面且垂直，驅(qū)動轂安裝在連接軸的中間位置。

所述滑塊上設(shè)有鉸接支座，油缸的活塞桿端部、曲柄均與鉸接支座鉸接；當(dāng)滑塊沿導(dǎo)軸軸向移動至與擋板接觸并限位時(shí)，曲柄與潛水器本體的鉸接中心與鉸接支座之間的距離為L₁，連接軸中心線與鉸接支座之間的距離為L₂，L₁等于L₂，且曲柄軸線與導(dǎo)軸軸線的夾角α為直角，油缸缸體與潛水器本體的鉸接中心位于所述夾角α的角平分線上，兩個(gè)穩(wěn)定翼處于水平或垂直狀態(tài)。

所述滑塊設(shè)有貫通孔，導(dǎo)軸可滑動地穿套在所述貫通孔內(nèi)。

所述滑塊設(shè)有限位面和安裝面，限位面用于與擋板抵接限位；安裝面與導(dǎo)軸的中心線平行，鉸接支座設(shè)在安裝面上。

所述滑塊為長方體或正方體。

所述油缸的行程大于曲柄與潛水器本體的鉸接中心與連接軸中心線之間的垂向距離。

本發(fā)明的技術(shù)效果：

本發(fā)明通過帶有驅(qū)動轂的導(dǎo)軸、油缸驅(qū)動滑塊在導(dǎo)軸上移動從而可以帶動與導(dǎo)軸連接的連接軸兩端的穩(wěn)定翼逆時(shí)針或順時(shí)針轉(zhuǎn)動，并通過曲柄、導(dǎo)軸上限位的擋板的設(shè)置，來控制導(dǎo)軸、連接軸及穩(wěn)定翼的逆時(shí)針或順時(shí)針轉(zhuǎn)動的最大角度為90°并在滑塊與擋板抵接限位時(shí)鎖死，由此實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定翼水平狀態(tài)與垂直狀態(tài)的切換，控制潛水器下潛及上浮過程中穩(wěn)定翼始終處于垂直狀態(tài)，可以減小潛水器下潛、上浮的阻力，從而有效提升潛水器下潛上浮的速度；在潛水器下潛到位或者上浮至水面后，油缸驅(qū)動控制穩(wěn)定翼處于水平狀態(tài)，保證潛水器的水動力學(xué)性能不受影響；由于整個(gè)調(diào)節(jié)裝置具備兩個(gè)死點(diǎn)，且穩(wěn)定翼在水平初始狀態(tài)和垂直狀態(tài)時(shí)，整個(gè)調(diào)節(jié)裝置均處于死點(diǎn)位置，能夠保證穩(wěn)定翼在洋流等干擾力矩的作用下被可靠鎖定從而維持其工作位置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明從潛水器艏部看過去的橫向的簡易結(jié)構(gòu)示意圖，圖中潛水器并未示意出來。

圖2為圖1中的側(cè)視圖，圖中，驅(qū)動轂與連接軸處為局部剖視，且圖中滑塊與擋板為抵接限位狀態(tài)。

圖3為圖2中連接軸旋轉(zhuǎn)90°之后的狀態(tài)圖。

圖4為圖2中連接軸從抵接限位狀態(tài)旋轉(zhuǎn)角小于90°的中間狀態(tài)圖。

圖5為導(dǎo)軸與驅(qū)動轂的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為導(dǎo)軸與滑塊的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、連接軸；2、軸承組件；3、穩(wěn)定翼；4、驅(qū)動轂；41、鍵槽；5、導(dǎo)軸；6、擋板；7、滑塊；71、鉸接支座；72、限位面；73、安裝面；8、油缸；81、活塞桿；9、曲柄。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

見圖1、圖2，本發(fā)明包括橫向設(shè)置的連接軸1，連接軸1通過軸承組件2可轉(zhuǎn)動地支撐在潛水器本體上，連接軸1的兩端關(guān)于潛水器的中縱剖面對稱，優(yōu)選在潛水器的中縱剖面的兩側(cè)對稱設(shè)有軸承組件2；潛水器的兩個(gè)穩(wěn)定翼3分別固接在連接軸1的兩端；連接軸1外周同軸套接有驅(qū)動轂4，且連接軸1與驅(qū)動轂4為鍵連接，見圖5，驅(qū)動轂4優(yōu)選為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，且驅(qū)動轂4的內(nèi)周面上設(shè)有鍵槽41，鍵槽41與連接軸4上設(shè)置的鍵凸部接合；驅(qū)動轂4與導(dǎo)軸5的一端固接，導(dǎo)軸5上滑動設(shè)有滑塊7，導(dǎo)軸5的另一端固設(shè)有擋板6，擋板6用于滑塊7的限位；滑塊7與油缸8的活塞桿81端部、曲柄9一端均為鉸接，油缸8的缸體、曲柄9另一端均鉸接在潛水器本體上，且曲柄9與潛水器本體的鉸接中心A位于連接軸1中心線的正上方，油缸8的缸體與潛水器本體的鉸接中心B在垂向上位于曲柄9與潛水器本體的鉸接中心A與連接軸1的中心線之間。

所述導(dǎo)軸5的中心線與驅(qū)動轂4的中心線共面且垂直，驅(qū)動轂4安裝在連接軸1的中間位置，確保結(jié)構(gòu)對稱。

具體地，為確保兩個(gè)穩(wěn)定翼3的調(diào)節(jié)一致，所述滑塊7上設(shè)有鉸接支座71，油缸8的活塞桿81端部、曲柄9均與鉸接支座71鉸接；當(dāng)滑塊7沿導(dǎo)軸5軸向移動至與擋板6接觸并限位時(shí)，曲柄9與潛水器本體的鉸接中心A與鉸接支座71之間的距離為L₁，連接軸1中心線與鉸接支座71之間的距離為L₂，L₁等于L₂，且曲柄9軸線與導(dǎo)軸5軸線的夾角α為直角，油缸8缸體與潛水器本體的鉸接中心B位于所述夾角α的角平分線上，兩個(gè)穩(wěn)定翼3處于水平或垂直狀態(tài)。為了確保連接軸1能夠隨著導(dǎo)軸5和驅(qū)動轂4轉(zhuǎn)動90°，所述油缸8的行程大于曲柄9與潛水器本體的鉸接中心與連接軸1中心線之間的垂向距離。由于擋板6、鉸接的曲柄9的結(jié)構(gòu)設(shè)置以及前述特殊幾何關(guān)系的設(shè)置，使得本發(fā)明所述整個(gè)調(diào)節(jié)裝置具備兩個(gè)死點(diǎn)，即穩(wěn)定翼3在水平初始狀態(tài)和垂直狀態(tài)時(shí)，整個(gè)調(diào)節(jié)裝置均處于死點(diǎn)位置，能夠保證穩(wěn)定翼3在洋流等干擾力矩的作用下被可靠鎖定從而維持其工作位置。

見圖2、圖4、圖6，所述滑塊7設(shè)有貫通孔，導(dǎo)軸5可滑動地穿套在所述貫通孔內(nèi)；滑塊7設(shè)有限位面72和安裝面73，限位面72用于與擋板6抵接限位；安裝面73與導(dǎo)軸5的中心線平行，鉸接支座71設(shè)在安裝面73上；所述滑塊7優(yōu)選為為長方體或正方體的六面體結(jié)構(gòu)。

設(shè)置兩個(gè)穩(wěn)定翼3的初始狀態(tài)：當(dāng)油缸8的活塞桿81回縮，帶動滑塊7沿著導(dǎo)軸5軸向朝著油缸8缸體移動至與擋板6接觸并有擋板6對其移動限位時(shí)，此時(shí)穩(wěn)定翼3處于水平狀態(tài)，設(shè)定此時(shí)穩(wěn)定翼3的位置為初始位置，圖2示出了穩(wěn)定翼3處于初始位置下時(shí)油缸8、導(dǎo)軸5、曲柄9、滑塊7的位置，此時(shí)由于擋板6的作用，滑塊7軸線移動受限，兩個(gè)穩(wěn)定翼3被鎖定在水平狀態(tài)。

潛水器下潛上浮速度的調(diào)節(jié)操作：潛水器布放下潛前或者上浮前，兩個(gè)穩(wěn)定翼3均處于水平狀態(tài)的初始位置，當(dāng)潛水器需要下潛或者上浮時(shí)，控制油缸8的活塞桿81伸出，推動滑塊7沿導(dǎo)軸5軸向移動，滑塊7先是沿著導(dǎo)軸5軸向背離擋板6移動，當(dāng)滑塊7在潛水器的縱向方向上移動至超出連接軸1中心線所在橫剖面時(shí)，滑塊7在活塞桿81的伸出作用力下，又沿著導(dǎo)軸5軸向朝向擋板6移動，滑塊7移動的同時(shí)推動導(dǎo)軸5繞著連接軸1的中心軸線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至滑塊7的限位面72與擋板6接觸并限位，此時(shí)，連接軸1及兩個(gè)穩(wěn)定翼3隨著導(dǎo)軸5及驅(qū)動轂4一同順時(shí)針轉(zhuǎn)動了90°，從而使穩(wěn)定翼3由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)動至垂直狀態(tài)，且由于此時(shí)整個(gè)調(diào)節(jié)裝置處于死點(diǎn)位置，穩(wěn)定翼3被鎖定在垂直狀態(tài)，潛水器的整個(gè)下潛或上浮過程均能保持穩(wěn)定翼3處于垂直狀態(tài)，圖3示出了穩(wěn)定翼3處于垂直狀態(tài)時(shí)油缸8、導(dǎo)軸5、曲柄9、滑塊7的位置，由于穩(wěn)定翼3處于垂直狀態(tài)，減小了下潛或上浮過程中的阻力，由此可以大幅提升潛水器下潛或上浮的速度；當(dāng)潛水器下潛到指定作業(yè)深度開始作業(yè)時(shí)或上浮至水面后，控制油缸8的活塞桿81回縮，帶動滑塊7先是背離擋板6移動后又朝向擋板6移動，直至滑塊7再次與擋板6接觸并限位，滑塊7的移動帶動連接軸4及穩(wěn)定翼3繞著連接軸4中心軸線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動90°，從而使兩個(gè)穩(wěn)定翼3由垂直狀態(tài)恢復(fù)至水平狀態(tài)的初始位置。

本發(fā)明所述穩(wěn)定翼3采用潛水器固有的水平穩(wěn)定翼，水平穩(wěn)定翼在潛水器航行時(shí)用以保證潛水器的水動力性能，本發(fā)明對潛水器固有的水平穩(wěn)定翼進(jìn)行改進(jìn)，通過將水平穩(wěn)定翼設(shè)置成可轉(zhuǎn)動并在水平狀態(tài)和垂直狀態(tài)鎖定的結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)潛水器本體上浮下潛速度的提升和潛水器航行時(shí)水動力性能的保持。

以上描述是對本發(fā)明的解釋，不是對發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。