一种用于潜水器布放的多功能缓冲抗摇液压装置的制作方法

1.本实用新型涉及船舶装置技术领域，特别涉及一种用于潜水器布放的多功能缓冲抗摇液压装置。


背景技术：

2.深海科学是科学前沿的重要方向之一，深海科学研究依赖于技术手段和装备支撑。而载人潜水器作为一种特别重要的深潜作业装备，可用于执行水下考察、地质勘探、样本采集、管道维修及打捞救生等任务。安全可靠的潜水器吊放系统是潜水器水面支持系统核心装备之一。潜水器吊放装置悬挂于门架之上，在布放作业过程时，因门架角度的改变或者船舶横摇或者纵摇，吊放装置会随着船舶横纵摇产生横向或者纵向的摇晃。吊放装置的横纵摇势必会影响吊放作业的安全性，也会影响吊放装置的使用寿命，因此性能优良的抗横/纵摇装置是完成吊放作业的重要保障。
3.现有技术中常规的抗横/纵摇装置的缓冲刚度一般是固定的，并且只有被动缓冲抗摇功能，无主动姿态调整功能。吊放装置在布放不同吨位的潜水器时所需的抗摇缓冲刚度是不同的，固定的缓冲刚度无法适应不同负载的要求，采用刚度不匹配的缓冲装置作业时容易出现缓冲效果不佳乃至出现安全隐患。同时在船舶横倾/纵倾等情况下，需要利用抗摇缓冲机构对吊放装置姿态进行主动调整，常规的被动抗摇缓冲装置也无法实现这一功能。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种用于潜水器布放的多功能缓冲抗摇液压装置，其所述多功能缓冲抗摇液压装置包括门架系统、吊放装置和抗摇系统；
5.所述门架系统包括门架，所述门架底端通过转轴设置在船舷附近，能够沿舷外至舷内方向摆动；
6.所述吊放装置一端与潜水器连接，另一端通过抗摇系统与门架连接；
7.所述抗摇系统包括第一油缸、第二油缸、第一油缸支架、第二油缸支架、吊放连接板；
8.所述第一油缸的缸体通过第一油缸支架设置在门架顶部舷外侧端，第二油缸的缸体通过第二油缸支架设置在门架顶部舷内侧端；第二油缸支架与第二油缸连接点位置相对于第一油缸支架与第一油缸连接点位置更趋近于门架底端；第一油缸和第二油缸的活塞杆均与吊放连接板两端连接，吊放连接板中心通过销轴与吊放装置连接。
9.更近一步地，所述门架系统包括门架液压缸，所述门架液压缸包括缸体和活塞，所述缸体通过转轴与所述门架并排设置，并更靠近船舷内侧，所述活塞与所述门架连接，用于支撑门架和控制门架转动。
10.更近一步地，所述吊放装置包括吊放连杆和弯折连接头，所述吊放连杆为竖直结构，底部连接所述潜水器，顶部连接所述弯折连接头；所述弯折连接头顶部通过转轴与所述
吊放连接板连接，其弯折方向使所述吊放连杆靠近舷外一侧。
11.更近一步地，所述抗摇系统包括抗摇液压模块，所述抗摇液压模块包括电磁换向阀、双向平衡阀；
12.所述电磁换向阀的两路输入端连接进油口和回油口，电磁换向阀具有a和b两个输出端，两路输出端分别连接双向平衡阀；
13.所述双向平衡阀的b输出端通过b1油路进入第一油缸的有杆腔，通过b2油路进入第二油缸的无杆腔；a输出端通过a1油路进入第二油缸的有杆腔，通过a2油路进入第一油缸的无杆腔。
14.更近一步地，所述抗摇系统包括比例溢流阀、比例节流阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀和第六单向阀；
15.双向平衡阀的第一输出端分别连接第三单向阀的出水口、第五单向阀的进水口和阀组a口；第二输出端分别连接第四单向阀的出水口、第六单向阀的进水口和阀组b口；
16.第三单向阀的进水口与第四单向阀的进水口连接；第五单向阀的出水口与第六单向阀的出水口连接；
17.比例溢流阀的出水口连接第三单向阀和第四单向阀的进水口；比例溢流阀的入水口连接第五单向阀的出水口与第六单向阀的出水口；
18.比例节流阀的入水口连接第三单向阀和第四单向阀的进水口；比例节流阀的出水口连接第五单向阀的出水口与第六单向阀的出水口。
19.更近一步地，所述比例节流阀能够调节阻尼尺寸，从而实现不同吨位和海况的抗摇调节；
20.所述比例溢流阀能够对不同负载进行不同安全保护压力值的调整。
21.本实用新型达到的有益效果是：
22.本实用新型提供的抗摇液压装置既可以主动模式来调整潜水器吊放装置角度姿态，又可以被动模式下实现潜水器吊放装置的抗摇缓冲。
23.本实用新型采用不对称结构的双液压缸和弯折的连接杆安装潜水器，使潜水器更靠近舷外一侧，在布放和回收的过程中有效避免了潜水器与船体发生剐蹭和磕碰的意外。
24.本实用新型提供的抗摇液压装置通过比例溢流阀在极端条件下或者阻尼参数设置不合理时，可以实现回路保护，避免抗摇装置机械部件出现过载损坏。
25.本实用新型提供的抗摇液压装置中单向阀组成的液压桥路，使得一个比例节流阀就可以实现前后两个方向的抗摇缓冲功能；也使得一个比例溢流阀就可以实现前后两个方向的压力保护功能。
附图说明
26.图1为一种用于潜水器布放的多功能缓冲抗摇液压装置的结构示意图。
27.图2为一种用于潜水器布放的多功能缓冲抗摇液压装置中抗摇液压模块的原理示意图。
28.门架11、吊放装置12、潜水器13、第一油缸14、第二油缸15、吊放连接板16、电磁换向阀1、双向平衡阀2、比例溢流阀3、比例节流阀4、第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀7、第四单向阀8、第五单向阀9和第六单向阀10。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型的技术方案进行更详细的说明，本实用新型包括但不仅限于下述实施例。
30.如附图1所示，本实用新型提出了一种用于潜水器布放的多功能缓冲抗摇液压装置，该多功能缓冲抗摇液压装置包括门架系统、吊放装置和抗摇系统。
31.门架系统包括门架11和门架液压缸；门架11底端通过转轴设置在船舷附近，能够沿舷外至舷内方向摆动；门架液压缸包括缸体和活塞，缸体通过转轴与门架并排设置，并更靠近船舷内侧，活塞与门架11连接，用于支撑门架11和控制门架11转动。
32.吊放装置12包括吊放连杆和弯折连接头，吊放连杆为竖直结构，底部连接潜水器13，顶部连接弯折连接头；弯折连接头顶部通过转轴与吊放连接板16连接，其弯折方向使吊放连杆靠近舷外一侧。
33.抗摇系统包括第一油缸14、第二油缸15、第一油缸支架、第二油缸支架、吊放连接板16和抗摇液压模块。
34.第一油缸14的缸体通过第一油缸支架设置在门架顶部舷外侧端，第二油缸15的缸体通过第二油缸支架设置在门架顶部舷内侧端。其中，第二油缸支架与第二油缸15连接点位置相对于第一油缸支架与第一油缸14连接点位置更趋近于门架底端。第一油缸14和第二油缸15的活塞杆均与吊放连接板16两端连接，吊放连接板中心16通过销轴与吊放装置12连接。
35.当吊放装置12向船尾部外弦摆动时，第一油缸14的活塞杆被动伸出，第二油缸15的活塞杆被动缩回，两个油缸共同以一定的阻尼抵抗摆动悬架向后摆动从而起到抗摇缓冲作用。同理当吊放装置12向前内弦摆动时，第一油缸14的活塞杆被动伸出，第二油缸15的活塞杆被动缩回，两个油缸共同以一定的阻尼抵抗摆动悬架向前摆动从而起到抗摇缓冲作用。
36.如附图2所示，抗摇液压模块包括电磁换向阀1、双向平衡阀2、比例溢流阀3、比例节流阀4、第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀7、第四单向阀8、第五单向阀9和第六单向阀10。
37.电磁换向阀1的两路输入端连接进油口和回油口，电磁换向阀1具有a和b两个输出端，两路输出端分别通过双向平衡阀2连接阀组a口和阀组b口。双向平衡阀2的第一输出端分别连接第一单向阀5的出水口、第三单向阀7的出水口、第五单向阀9的进水口和阀组a口；第二输出端分别连接第二单向阀6的出水口、第四单向阀8的出水口、第六单向阀10的进水口和阀组b口。第一单向阀5的进水口与第二单向阀6的进水口连接；第三单向阀7的进水口与第四单向阀8的进水口连接；第五单向阀9的出水口与第六单向阀10的出水口连接。比例溢流阀3的出水口连接第三单向阀7和第四单向阀8的进水口；比例溢流阀3的入水口连接第五单向阀9的出水口与第六单向阀10的出水口。比例节流阀4的入水口连接第三单向阀7和第四单向阀8的进水口；比例节流阀4的出水口连接第五单向阀9的出水口与第六单向阀10的出水口。油液经阀组a口输出通过a1油路进入第二油缸的有杆腔，通过a2油路进入第一油缸的无杆腔；油液经阀组b口输出通过b1油路进入第一油缸的有杆腔，通过b2油路进入第二油缸的无杆腔。
38.该多功能缓冲抗摇液压装置的工作原理如下：
39.潜水器吊放装置主动横/纵向姿态调整功能主要用于船舶横/纵倾状态下，将潜水器吊放装置主动调整一定角度以确保潜水器精确提升和下放：
40.比例溢流阀3、比例节流阀4不提供电信号，当电磁换向阀1电磁铁a通电，则电磁换向阀1b口出油，经过平衡阀后分为b1和b2两路分别进入第一油缸的有杆腔和第二油缸的无杆腔，使得第一油缸缩回同时第二油缸伸出，潜水器吊放装置向左调整角度；当电磁换向阀1电磁铁b通电，则电磁换向阀1的a口出油，经过平衡阀后分为a1和a2两路分别进入第一油缸的无杆腔和第二油缸的有杆腔，使得第一油缸伸出同时第二油缸缩回，潜水器吊放装置向右调整角度；双向平衡阀2可以抗衡油缸的负载，防止油缸两腔的油液回流从而保证潜水器吊放装置保持在一定角度。
41.船舶在海上航行或者作业时，船舶会产生一定周期和幅度的横/纵摇，船舶横/纵摇会影响潜水器吊放装置作业过程的安全性以及潜水器乘员的舒适性，本装置通过液压阀组实现潜水器吊放装置抗横/纵摇：
42.电磁换向阀1不通电处于中位，比例溢流阀3和比例节流阀4给定一定的电信号，使得比例溢流阀设定一定阈值的压力，比例节流阀4开启一定的开度，同时双向平衡阀2将油路封闭，组成一个内部循环油路：当潜水器吊放装置(含潜水器)因船舶摇动开始剧烈向舷外摆动时，会导致第一油缸缩回、第二油缸伸出，此时第一油缸无杆腔和第二油缸有杆腔的油液经过a2和a1口进入阀组a口后，再经过第五单向阀9、比例节流阀4、第四单向阀8，再经由阀组b口分为b1和b2口进入第一油缸的有杆腔和第二油缸的无杆腔，从而完成一个油路循环，由于比例节流阀4的阻尼作用，减缓了潜水器吊放装置向舷外摆动的幅度，起到缓冲抗摇作用；同理，当潜水器吊放装置(含潜水器)因船舶摇动造成开始剧烈向舷内摆动时，会导致第一油缸伸出、第二油缸缩回，此时第一油缸有杆腔和第二油缸无杆腔的油液经过b2和b1口进入阀组b口后，再经过第六单向阀10、比例节流阀4、第三单向阀7，再经由阀组a口分为a1和a2口进入第一油缸的无杆腔和第二油缸的有杆腔，从而完成一个油路循环，由于比例节流阀4的阻尼作用，减缓了潜水器吊放装置向舷内摆动的幅度，起到缓冲抗摇作用。
43.在特别恶劣的海况或者超出设备作业能力等极端条件下，潜水器吊放装置摆动过于剧烈时会造成管路压力剧烈升高造成系统超压，通过比例溢流阀3以及第三单向阀7至第六单向阀10组成的液压桥，可以对回路起到超压保护作用。当a口压力超过比例溢流阀3的设定值，a口压力油分别经由第五单向阀9、比例溢流阀3、第四单向阀8进入b口，从而对a口压力起到限制保护作用；同理，当b口压力超过比例溢流阀3的设定值，b口压力油分别经由第六单向阀10、比例溢流阀3、第三单向阀7进入a口，从而对b口压力起到限制保护作用；由第三单向阀7至第六单向阀10四个单向阀组成的液压桥，使得双向压力保护可以由一个比例溢流阀来实现。
44.实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据实施例和附图公开内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变换或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。

技术特征：
1.一种用于潜水器布放的多功能缓冲抗摇液压装置，其特征在于，所述多功能缓冲抗摇液压装置包括门架系统、吊放装置(12)和抗摇系统；所述门架系统包括门架(11)，所述门架(11)底端通过转轴设置在船舷附近，能够沿舷外至舷内方向摆动；所述吊放装置(12)一端与潜水器(13)连接，另一端通过抗摇系统与门架(11)连接；所述抗摇系统包括第一油缸(14)、第二油缸(15)、第一油缸支架、第二油缸支架、吊放连接板(16)；所述第一油缸(14)的缸体通过第一油缸支架设置在门架(11)顶部舷外侧端，第二油缸(15)的缸体通过第二油缸支架设置在门架(11)顶部舷内侧端；第二油缸支架与第二油缸(15)连接点位置相对于第一油缸支架与第一油缸(14)连接点位置更趋近于门架(11)底端；第一油缸(14)和第二油缸(15)的活塞杆均与吊放连接板两端连接，吊放连接板(16)中心通过销轴与吊放装置(12)连接。2.如权利要求1所述多功能缓冲抗摇液压装置，其特征在于，所述门架系统包括门架液压缸，所述门架液压缸包括缸体和活塞，所述缸体通过转轴与所述门架(11)并排设置，并更靠近船舷内侧，所述活塞与所述门架连接，用于支撑门架(11)和控制门架(11)转动。3.如权利要求1所述多功能缓冲抗摇液压装置，其特征在于，所述吊放装置(12)包括吊放连杆和弯折连接头，所述吊放连杆为竖直结构，底部连接所述潜水器(13)，顶部连接所述弯折连接头；所述弯折连接头顶部通过转轴与所述吊放连接板(16)连接，其弯折方向使所述吊放连杆靠近舷外一侧。4.如权利要求1所述多功能缓冲抗摇液压装置，其特征在于，所述抗摇系统包括抗摇液压模块，所述抗摇液压模块包括电磁换向阀(1)、双向平衡阀(2)；所述电磁换向阀(1)的两路输入端连接进油口和回油口，电磁换向阀(1)具有a和b两个输出端，两路输出端分别连接双向平衡阀(2)；所述双向平衡阀(2)的b输出端通过b1油路进入第一油缸的有杆腔，通过b2油路进入第二油缸的无杆腔；a输出端通过a1油路进入第二油缸的有杆腔，通过a2油路进入第一油缸的无杆腔。5.如权利要求4所述多功能缓冲抗摇液压装置，其特征在于，所述抗摇系统包括比例溢流阀(3)、比例节流阀(4)、第三单向阀(7)、第四单向阀(8)、第五单向阀(9)和第六单向阀(10)；双向平衡阀(2)的第一输出端分别连接第三单向阀(7)的出水口、第五单向阀(9)的进水口和阀组a口；第二输出端分别连接第四单向阀(8)的出水口、第六单向阀(10)的进水口和阀组b口；第三单向阀(7)的进水口与第四单向阀(8)的进水口连接；第五单向阀(9)的出水口与第六单向阀(10)的出水口连接；比例溢流阀(3)的出水口连接第三单向阀(7)和第四单向阀(8)的进水口；比例溢流阀(3)的入水口连接第五单向阀(9)的出水口与第六单向阀(10)的出水口；比例节流阀(4)的入水口连接第三单向阀(7)和第四单向阀(8)的进水口；比例节流阀(4)的出水口连接第五单向阀(9)的出水口与第六单向阀(10)的出水口。6.如权利要求5所述多功能缓冲抗摇液压装置，其特征在于，所述比例节流阀(4)能够
调节阻尼尺寸，从而实现不同吨位和海况的抗摇调节；所述比例溢流阀(3)能够对不同负载进行不同安全保护压力值的调整。

技术总结
本实用新型提供一种用于潜水器布放的多功能缓冲抗摇液压装置，包括门架系统、吊放装置和抗摇系统；门架系统能够沿舷外至舷内方向摆动；吊放装置一端与潜水器连接，另一端通过抗摇系统与门架连接；抗摇系统包括第一油缸、第二油缸、第一油缸支架、第二油缸支架、吊放连接板；第一油缸的缸体通过第一油缸支架设置在门架顶部舷外侧端，第二油缸的缸体通过第二油缸支架设置在门架顶部舷内侧端；第一油缸和第二油缸的活塞杆均与吊放连接板两端连接，吊放连接板中心通过销轴与吊放装置连接。本实用新型提供的抗摇液压装置既可以主动模式来调整潜水器吊放装置角度姿态，又可以被动模式下实现潜水器吊放装置的抗摇缓冲。现潜水器吊放装置的抗摇缓冲。现潜水器吊放装置的抗摇缓冲。


技术研发人员：何宇华 夏魁 张晓松 付万里 李彬
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/7/4