一种水下作业工具库快速换接装置，属于船舶与海洋工程装备技术领域。本发明专利技术由母头装配体、公头装配体、ROV操作提手三部分组成；提升ROV操作提手将公头装配体移至母头端装配体附近，利用公头外壳锥面引导定位、导向圆柱与母头外壳导向锥槽导向对中，顺时针旋转传动轴后套筒后段的六边形柱，带动传动轴及锁紧叶片壳体旋转45°，锁紧叶片壳体与锁紧块壳体锁紧，继续顺时针旋转六边形柱，带动传动轴轴向运动推动液压公接头与液压母接头的油路接通，完成换接过程。本发明专利技术导向对中精度高，具备较大的位姿容差能力，锁紧结构具有极高的稳定性、抗振性，传动结构简单紧凑，传动平稳性高、动态响应速度快，可操作性高，能够适应深海环境作业的任务要求。
【技术实现步骤摘要】
一种水下作业工具库快速换接装置
本专利技术属于船舶与海洋工程装备
，具体涉及一种水下作业工具库快速换接装置。
技术介绍
无人遥控潜器(ROV)是海洋装备工作体系的重要组成部分，广泛应用与水下环境作业领域。ROV控制ROV机械手操作各种作业工具完成各类作业任务；同时，依靠水下换接装置和工具库，完成不同工具之间的更换与存储。水下换接装置是由导向和锁紧机构组合而成，可以实现液压油路的快速连接与分离。水下换接装置的固定端安装在ROV机身上并与液压动力源相连通，移动端通过液压油管与工具相连通。作业前需要ROV机械手提升移动端与固定端进行对接，ROV机械手再操作接通液压油源的工具进行作业。现有的水下换接装置在应用中存在很多问题：1.导向对中问题。水下换接装置的对接需要依靠ROV机械手操作，装置的对中难度高、位姿容差能力小，会增加机械手的控制难度，降低对中精度，严重时会出现卡阻和楔紧现象导致对接失败。2.锁紧解锁问题。水下换接装置大多采用液压活塞插销式锁紧，该方式是利用液压缸实现锁紧功能，通过液压锁紧回路控制锁紧及解锁，操作繁琐，并且液压缸易发生内泄漏而使活塞滑移，影响稳定性。目前国外已设计出多种水下换接装置来解决以上问题，但仍然存在结构复杂、可靠性差、操作难度大等情况，而我国对于水下换接装置的研究较少，尚未解决相关技术难题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种水下作业工具库快速换接装置。为实现上述目的，一种水下作业工具库快速换接装置，由三部分组成，第一部分为母头装配体1，第二部分为公头装配体2，第三部分为ROV操作提手3。母头装配体1包括母头外壳101、锁紧块壳体102、液压母接头103、第一定位销1021、第二定位销1022，公头装配体2包括公头外壳201、公头外壳后盖202、锁紧叶片壳体203、传动轴204、传动轴前套环205、传动轴后套筒206、公头后套筒207、液压公接头固定座208、液压公接头209、第一导向圆柱2011、第二导向圆柱、矩形限位键2031，其特征在于：锁紧块壳体102与ROV机身相连，锁紧块壳体102的内部底部有多条液压油路通道，通道口有内螺纹孔，内螺纹孔与液压母接头103后端的外螺纹接合，锁紧块壳体102的内部底部有与液压油路通道平行且对称分布的第一定位销1021和第二定位销1022，锁紧块壳体102的外部前端有四个相邻间隔90°的V型锁紧块，V型锁紧块前端为锥面，锁紧块壳体102的外部中端法兰有螺纹孔，通过螺栓与母头外壳101底部的螺纹孔连接，母头外壳101前端开口过沿每隔180°设置一个导向锥槽，母头外壳101侧面有与导向锥槽相连通的U型槽；公头外壳201为中空结构，前端为锥面，锥面外圆表面每隔180°有与母头外壳101侧面U型槽对应的第一导向圆柱2031和第二导向圆柱，公头外壳201的后半段的下部开矩形孔，上部轴向有螺纹孔，通过螺栓与ROV操作提手3相连，公头外壳201的底部周向有螺纹孔，通过螺栓与公头外壳后盖202相连，公头外壳后盖202中部开有两级台阶孔，两级台阶孔外部周向有螺纹孔，通过螺栓与公头后套筒207的底部外圆周向螺纹孔相连，公头后套筒207开口为大喇叭口，底部中间开有一个传动轴后套筒206后段稍大的圆形通孔；锁紧叶片壳体203的前段为空心圆柱结构，内部有四个相邻间隔90°与锁紧块壳体102的四个V型锁紧块形状相互对应的V型锁紧叶片，锁紧叶片壳体203下部后半段开矩形孔，锁紧叶片壳体203的后段为实心圆柱结构，其中部开内梯形螺纹，与传动轴204中间段的外圆周面梯型螺纹相互啮合，传动轴204的尾段为实心方柱结构并有耐磨圈，与传动轴后套筒206内部的方形盲孔相接合，传动轴后套筒206由两段构成，前段为圆柱结构，其外圆周面由两个大小不同的直径段构成，后段为六边形柱状结构，传动轴204前段为实心圆柱结构，与传动轴前套环205相接合，传动轴前套环205外圆周面由两个大小不同的直径段构成，传动轴前套环205中部开有两级台阶孔，外部周向有螺纹孔，通过螺栓与液压公接头固定座208的尾段底部螺纹孔相连，液压公接头固定座208的尾段为空心方柱结构，前段为空心圆柱结构，中间段为实心圆盘结构，实心圆盘上有与第一定位销1021、第二定位销1022相对应的定位套筒，实心圆盘上有多个内螺纹孔通孔，与液压公接头209后端的外螺纹相连接。ROV操作提手3为等腰梯形平板结构，中部有两个对称分布的直角梯形状通孔，底部有螺纹孔，通过螺栓与公头外壳201上部螺纹孔相连接。公头外壳201壳体上有一个45°的弧形限位槽，与锁紧叶片壳体203外圆表面的矩形限位键2031相互嵌套连接，矩形限位键2031只能沿弧形限位槽顺时针或逆时针转动45°，不能沿轴向、径向攒动。传动轴204前段外圆周面上有耐磨圈，大直径段外圆周面左边与液压公接头固定座208底面相抵触，右边与传动轴前套环205的第二级台阶孔底面相抵触，传动轴204只能沿周向转动，不能沿轴向、径向攒动。传动轴后套筒206前段外圆周面上有耐磨圈，大直径段外圆周面左边与公头外壳后盖202的第二级台阶孔底面相抵触，右边与公头后套筒207底面相抵触，传动轴后套筒206只能沿周向转动，不能沿轴向、径向攒动。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种水下作业工具库快速换接装置，利用锥面引导定位、导向锥槽与导向圆柱配合校姿的二次锥面导向对中，具备较大的位姿容差能力，并且利用不同的锥面锥度以及配合长度可以得到不同的容差范围，结构简单可靠，导向对中精度高；利用锁紧块壳体的V型锁紧块与锁紧叶片壳体的V型锁紧叶片旋转定位配合来完成锁紧，锁紧前两部分的对称轴线相互垂直，沿轴线没有干涉，锁紧完成后两部分相互挤压贴合，具有极高的稳定性、抗振性，解锁是锁紧的逆过程，反向旋转同样的角度即可解锁，操作简单、快速，可靠性高；由于传动轴与锁紧叶片壳体的螺纹啮合作用，传动轴既可以带动锁紧叶片壳体旋转完成锁紧及解锁，又可以在锁紧叶片壳体内部做轴向直线运动实现液压公接头与液压母接头的油路接通及断开，结构简单、紧凑，且传动平稳性高、动态响应速度快；该装置的导向对接及拔出、锁紧及解锁、油路接通及断开过程都是利用ROV机械手独立完成的，可操作性高，能够适应深海环境作业的任务要求。附图说明图1为本专利技术装置在未对接状态的外观示意图；图2为本专利技术装置在未对接状态的结构示意图；图3为本专利技术装置在对接完成状态的配合示意图；图4为本专利技术中的锁紧块壳体外观示意图；图5为本专利技术中的锁紧叶片壳体外观示意图；图6为本专利技术中的锁紧块壳体与锁紧叶片壳体在解锁状态的局部示意图；图7为本专利技术中的锁紧块壳体与锁紧叶片壳体在锁紧状态的局部示意图。图8为本专利技术中的公头外壳与锁紧叶片壳体在解锁状态的配合示意图；图9为本专利技术中的公头外壳与锁紧叶片壳体在锁紧状态的配合示意图；具体实施方式：下面结合附图对本专利技术做进一步的描述：实施例1一种水下作业工具库快速换接装置，由三部分组成，第一部分为母头装配体1，第二部分为公头装配体2，第三部分为ROV操作提手3。母头装配体1包括母头外壳101、锁紧块壳体102、液压母接头103、第一定位销1021、第二定位销1022，公头装配体2包括公头外壳201、公头外壳后盖202、锁紧叶片壳体203、传动轴2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水下作业工具库快速换接装置，由三部分组成，第一部分为母头装配体(1)，第二部分为公头装配体(2)，第三部分为ROV操作提手(3)。母头装配体(1)包括母头外壳(101)、锁紧块壳体(102)、液压母接头(103)、第一定位销(1021)、第二定位销(1022)，公头装配体(2)包括公头外壳(201)、公头外壳后盖(202)、锁紧叶片壳体(203)、传动轴(204)、传动轴前套环(205)、传动轴后套筒(206)、公头后套筒(207)、液压公接头固定座(208)、液压公接头(209)、第一导向圆柱(2011)、第二导向圆柱、矩形限位键(2031)，其特征在于：锁紧块壳体(102)与ROV机身相连，锁紧块壳体(102)的内部底部有多条液压油路通道，通道口有内螺纹孔，内螺纹孔与液压母接头(103)后端的外螺纹接合，锁紧块壳体(102)的内部底部有与液压油路通道平行且对称分布的第一定位销(1021)和第二定位销(1022)，锁紧块壳体(102)的外部前端有四个相邻间隔90°的V型锁紧块，V型锁紧块前端为锥面，锁紧块壳体(102)的外部中端法兰有螺纹孔，通过螺栓与母头外壳(101)底部的螺纹孔连接，母头外壳(101)前端开口过沿每隔180°设置一个导向锥槽，母头外壳(101)侧面有与导向锥槽相连通的U型槽；公头外壳(201)为中空结构，前端为锥面，锥面外圆表面每隔180°有与母头外壳(101)侧面U型槽对应的第一导向圆柱(2031)和第二导向圆柱，公头外壳(201)的后半段的下部开矩形孔，上部轴向有螺纹孔，通过螺栓与ROV操作提手(3)相连，公头外壳(201)的底部周向有螺纹孔，通过螺栓与公头外壳后盖(202)相连，公头外壳后盖(202)中部开有两级台阶孔，两级台阶孔外部周向有螺纹孔，通过螺栓与公头后套筒(207)的底部外圆周向螺纹孔相连，公头后套筒(207)开口为大喇叭口，底部中间开有一个传动轴后套筒(206)后段稍大的圆形通孔；锁紧叶片壳体(203)的前段为空心圆柱结构，内部有四个相邻间隔90°与锁紧块壳体(102)的四个V型锁紧块形状相互对应的V型锁紧叶片，锁紧叶片壳体(203)下部后半段开矩形孔，锁紧叶片壳体(203)的后段为实心圆柱结构，其中部开内梯形螺纹，与传动轴(204)中间段的外圆周面梯型螺纹相互啮合，传动轴(204)的尾段为实心方柱结构并有耐磨圈，与传动轴后套筒(206)内部的方形盲孔相接合，传动轴后套筒(206)由两段构成，前段为圆柱结构，其外圆周面由两个大小不同的直径段构成，后段为六边形柱状结构，传动轴(204)前段为实心圆柱结构，与传动轴前套环(205)相接合，传动轴前套环(205)外圆周面由两个大小不同的直径段构成，传动轴前套环(205)中部开有两级台阶孔，外部周向有螺纹孔，通过螺栓与液压公接头固定座(208)的尾段底部螺纹孔相连，液压公接头固定座(208)的尾段为空心方柱结构，前段为空心圆柱结构，中间段为实心圆盘结构，实心圆盘上有与第一定位销(1021)、第二定位销(1022)相对应的定位套筒，实心圆盘上有多个内螺纹孔通孔，与液压公接头(209)后端的外螺纹相连接。...
【技术特征摘要】
1.一种水下作业工具库快速换接装置，由三部分组成，第一部分为母头装配体(1)，第二部分为公头装配体(2)，第三部分为ROV操作提手(3)。母头装配体(1)包括母头外壳(101)、锁紧块壳体(102)、液压母接头(103)、第一定位销(1021)、第二定位销(1022)，公头装配体(2)包括公头外壳(201)、公头外壳后盖(202)、锁紧叶片壳体(203)、传动轴(204)、传动轴前套环(205)、传动轴后套筒(206)、公头后套筒(207)、液压公接头固定座(208)、液压公接头(209)、第一导向圆柱(2011)、第二导向圆柱、矩形限位键(2031)，其特征在于：锁紧块壳体(102)与ROV机身相连，锁紧块壳体(102)的内部底部有多条液压油路通道，通道口有内螺纹孔，内螺纹孔与液压母接头(103)后端的外螺纹接合，锁紧块壳体(102)的内部底部有与液压油路通道平行且对称分布的第一定位销(1021)和第二定位销(1022)，锁紧块壳体(102)的外部前端有四个相邻间隔90°的V型锁紧块，V型锁紧块前端为锥面，锁紧块壳体(102)的外部中端法兰有螺纹孔，通过螺栓与母头外壳(101)底部的螺纹孔连接，母头外壳(101)前端开口过沿每隔180°设置一个导向锥槽，母头外壳(101)侧面有与导向锥槽相连通的U型槽；公头外壳(201)为中空结构，前端为锥面，锥面外圆表面每隔180°有与母头外壳(101)侧面U型槽对应的第一导向圆柱(2031)和第二导向圆柱，公头外壳(201)的后半段的下部开矩形孔，上部轴向有螺纹孔，通过螺栓与ROV操作提手(3)相连，公头外壳(201)的底部周向有螺纹孔，通过螺栓与公头外壳后盖(202)相连，公头外壳后盖(202)中部开有两级台阶孔，两级台阶孔外部周向有螺纹孔，通过螺栓与公头后套筒(207)的底部外圆周向螺纹孔相连，公头后套筒(207)开口为大喇叭口，底部中间开有一个传动轴后套筒(206)后段稍大的圆形通孔；锁紧叶片壳体(203)的前段为空心圆柱结构，内部有四个相邻间隔90°与锁紧块壳体(102)的四个V型锁紧块形状相互对应的V型锁紧叶片，锁紧叶片壳体(203)下部后半段开矩形孔，锁...
【专利技术属性】
技术研发人员：弓海霞，程晏晏，汤伟，陶浩涵，侯恕萍，王立权，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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