一种旋转式快速锁紧/释放装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一一种旋转式快速锁紧/释放装置，包括锁紧释放机构、驱动机构和控制单元。锁紧释放机构的定位盘、钢珠以及可绕探头舱体转动的限位盘和驱动机构的限位销相配合，实现对测量探头的六自由度锁紧和快速释放；同时，定位盘上的霍尔传感器用于检测安装磁铁的限位盘旋转，准确记录深度参数计算的时间零点。本发明专利技术具有结构简单、可靠性高的特点，非常适合于测量探头的锁紧和释放，为快速机动的机载投弃式剖面测量仪的发展和广泛应用，提供了一一种有效的测量探头锁紧和释放手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋测量仪器，特别是涉及机载投弃式剖面测量仪中测量探头的锁紧/释放装置。
技术介绍
随着海洋环境要素测量技术发展，小型化的海洋测量仪器得到了大力发展。特别是，与飞机平台相结合形成机载投弃式剖面测量仪，逐渐成为一种新的发展趋势，可以实现海洋环境要素的快速、机动、大范围的实时测量。机载投弃式剖面测量仪搭载测量温度、电导率、海流等海洋环境要素的各种小型化剖面测量探头，从而具备海洋环境要素剖面测量能力，如AXBT(机载投弃式温度剖面测量仪)、AXCTD(机载投弃式电导率温度剖面测量仪)和AXCP(机载投弃式海流剖面测量仪)。在机载投弃式剖面测量仪中，剖面测量探头在测量仪中的可靠固定和快速释放，是顺利进行海洋环境要素测量的关键技术之一。作为进行海洋环境要素测量的机载投弃式剖面测量仪，要求测量探头的锁紧/释放装置必须具有结构简单和可靠性高的特点，同时还需要能够准确获得测量探头的释放时刻。由于剖面测量探头的深度参数是依靠探头运动时间来计算的，探头释放时刻就是探头开始运动的时间零点，测量探头释放时刻的准确获得对于确保深度参数的准确计算十分重要。现有机载投弃式剖面测量仪的探头释放机构，通过加热烧断方式切断固定舱体盖板的拉绳，使盖板在弹簧拉力作用下翻转，进而使舱体内的探头在自重作用下脱离舱体，进入水中进行测量。现有技术的探头释放机构结构简单，但无法对测量探头进行六个自由度的完全定位锁紧，不适合在有较大振动、冲击的机载平台上使用。并且释放时盖板和弹簧会随着测量探头同时自由下落，可能对测量探头造成损伤，导致测量工作失败。更为重要的是，通过熔断拉绳进行探头释放，显然实际的熔断耗时会受到环境温度、电池电量等的影响，能够使用的探头释放时刻也只能是一个统计平均的结果。由于无法准确获得探头运动的时间零点，必然导致深度参数计算误差的增大，从而直接影响海洋环境要素剖面测量数据的质量。
技术实现思路
针对目前机载投弃式剖面测量仪中使用的探头锁紧/释放装置所存在各种问题，本专利技术推出一种旋转式快速锁紧/释放装置，通过套在探头舱体外并与钢珠配合的限位盘实现对测量探头的锁紧和释放，实现测量探头的六自由度锁紧和快速释放；同时，由安装在定位盘上的霍尔传感器检测限位盘的旋转到位，获得测量探头释放信号，准确记录深度计算的时间零点，提高了探头深度参数计算的准确性。本专利技术涉及的旋转式快速锁紧/释放装置用于固定和释放机载投弃式剖面测量仪中的测量探头，包括锁紧释放机构、驱动机构和控制单元，控制单元和驱动机构的动力、传动部件安装在测量仪的密封舱内，锁紧释放机构位于密封舱外；驱动机构中的限位销穿过锁紧释放机构中的定位盘插入限位盘中，对限位盘进行位置锁定；控制单元与驱动机构的微型直流减速电机导线连接。所述锁紧释放机构包括探头舱体、定位盘、限位盘、钢珠和拉力弹簧，定位盘固定嵌套在探头舱体下部筒体的外侧，限位盘置于定位盘与探头舱体下部的圆盘之间，探头舱体侧壁圆孔内安装钢珠；限位盘的转动和外侧拉力弹簧的配合、定位盘和限位盘中限位销的插入和拔出，以及限位盘侧壁凹槽和凸起与探头舱体侧壁中钢珠的配合，实现对探头舱体内测量探头的锁紧和释放。所述控制单元包括控制电路板、电池组、霍尔传感器和磁铁，控制电路板用于对驱动机构进行动作控制，控制电路板通过导线分别与电池组、驱动机构的微型直流减速电机和霍尔传感器连接。霍尔传感器和磁铁分别安装在锁紧释放机构中的定位盘和限位盘上，用于检测限位盘的旋转。在释放测量探头时，限位盘绕探头舱体旋转，磁铁会从霍尔传感器下方通过，从而控制单元通过霍尔传感器获得释放信号，准确记录深度参数计算的时间零点。所述锁紧释放机构的探头舱体为下部带有圆盘的筒体，筒体内径与探头舱体内的测量探头的外径相当。探头舱体上端通过螺钉与测量仪密封舱端盖连接，探头舱体下部圆盘上方的筒体侧壁上在圆周方向120°间隔均匀设置3个圆孔，圆孔内安装钢珠。探头舱体下部筒体侧壁上的3个圆孔与测量探头外侧圆周上间隔120°均匀布置的3个圆形凹槽对应。所述锁紧释放机构的定位盘为中间开有通孔的盘状结构，嵌套在探头舱体下部并通过螺钉固定，中轴线与探头舱体中轴线重合。定位盘上设置定位孔和安装孔，定位孔中插入可垂直移动的驱动机构的限位销，安装孔用于安装控制装置的霍尔传感器。所述锁紧释放机构的限位盘为中间开有通孔的盘状结构，置于定位盘与探头舱体下部的圆盘之间，套在设置钢珠安装圆孔的探头舱体部分的外侧，限位盘可以转动。限位盘中间通孔的侧壁上开有3个楔形凹槽，凹槽之间形成凸起，3个凹槽和3个凸起分别在圆周上120°间隔均布。旋转限位盘，通过凸起和凹槽的转换实现测量探头的锁紧和释放。限位盘中间通孔侧壁上的凸起抵住探头舱体侧壁圆孔内的钢珠时,钢珠进入探头外侧圆周上的圆形凹槽内,推入的钢珠锁紧探头舱体内的测量探头；限位盘中间通孔侧壁上的凹槽对准探头舱体侧壁上安装钢珠的圆孔时，钢珠失去限位盘侧壁上凸起的支撑，测量探头依靠自重将钢珠推开后下落释放。所述限位盘上设置限位孔，限位孔与定位盘上的定位孔相对应，距离探头舱体中轴线的距离相等。在锁紧测量探头时，穿过定位盘上定位孔的限位销插入到限位盘上的限位孔中，用于防止限位盘的转动。所述锁紧释放机构的拉力弹簧设置在限位盘外侧，一端由螺钉固定在限位盘外侧，另一端固定在探头舱体下部的圆盘上。测量探头处于锁紧状态时，驱动机构的限位销穿过定位盘插入到限位盘的限位孔中，拉力弹簧处于拉伸状态，与限位销配合锁定限位盘。释放测量探头时，限位盘失去驱动机构的限位销的定位，在拉力弹簧作用下旋转，限位盘中间通孔侧壁上的凹槽对准探头舱体侧壁上安装钢珠的圆孔时，测量探头依靠自重将钢珠推开后下落释放。所述驱动机构固定安装在密封舱端盖上，包括微型直流减速电机、联轴器、传动螺柱、连杆、限位销、导向筒。微型直流减速电机、联轴器、传动螺柱、连杆、限位销和导向筒垂直排列，置于同一条中轴线上，与定位盘上的定位孔的中轴线重合。所述微型直流减速电机通过连接法兰固定安装在导向筒上端圆盘上。所述导向筒采用两端带有圆盘的筒体形状，下端通过螺钉固定到密封舱端盖，导向筒中间加工有一段内螺纹，和传动螺柱中间段的螺纹构成旋转副。电机旋转时，联轴器带动传动螺柱旋转，经由传动螺柱和导向筒构成的旋转副，将旋转运动转化为直线运动，从而传动螺柱在旋转的同时作开始向上或向下的直线运动。所述传动螺柱和联轴器置于导向筒内，联轴器固定安装在微型直流减速电机轴伸上，同时联轴器位于传动螺柱上部的圆筒内。传动螺柱为圆柱形，中间段加工螺纹，与导向筒中间段内螺纹构成旋转副。联轴器下部的拨叉与传动螺柱上部的圆筒内的通槽相配合，将电机的转动传递给传动螺柱。所述传动螺柱下部的圆柱段穿过密封舱端盖上的通孔,并通过连杆与限位销相连接。传动螺柱下部的圆柱段和密封舱端盖上的通孔之间采用O型圈密封，保证密封舱的水密。所述连杆为两端扁平的棒状结构，两端通过开口销分别与传动螺柱和限位销连接。限位销为中间带有台阶的圆柱体，穿过锁紧释放机构的定位盘上的定位孔，固定在限位盘的限位孔中。微型直流减速电机的旋转运动，通过传动螺柱和导向筒之间的旋转副转化为直线运动，经由连杆牵引限位销进行上下直线运动，从而可以对锁紧释放机构中的限位盘的周向位置进行解锁或锁定。所述控制单元包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转式快速锁紧/释放装置，用于固定和释放机载投弃式剖面测量仪中的测量探头，其特征在于：包括锁紧释放机构、驱动机构和控制单元，控制单元和驱动机构的动力、传动部件安装在测量仪的密封舱内，锁紧释放机构位于密封舱外；驱动机构中的限位销穿过锁紧释放机构中的定位盘插入限位盘中，对限位盘进行位置锁定；控制单元与驱动机构中的电机导线连接；所述锁紧释放机构包括探头舱体、定位盘、限位盘、钢珠和拉力弹簧，定位盘固定嵌套在探头舱体下部筒体的外侧，限位盘置于定位盘与探头舱体下部的圆盘之间，探头舱体侧壁圆孔内安装钢珠；限位盘的转动和外侧拉力弹簧的配合、定位盘和限位盘中限位销的插入和拔出，以及限位盘内壁凹槽和凸起与探头舱体侧壁中钢珠的配合，实现对探头舱体内测量探头的锁紧和释放；所述控制单元包括控制电路板、电池组、霍尔传感器和磁铁，控制电路板用于对驱动机构进行动作控制，控制电路板通过导线分别与电池组、微型直流减速电机和霍尔传感器连接；霍尔传感器和磁铁分别安装在锁紧释放机构中的定位盘和限位盘上，用于检测限位盘的旋转；在释放测量探头时，限位盘绕探头舱体旋转，磁铁会从霍尔传感器下方通过，从而控制单元通过霍尔传感器获得释放信号，准确记录深度参数计算的时间零点。...

【技术特征摘要】
1.一种旋转式快速锁紧/释放装置，用于固定和释放机载投弃式剖面测量仪中的测量探头，其特征在于：包括锁紧释放机构、驱动机构和控制单元，控制单元和驱动机构的动力、传动部件安装在测量仪的密封舱内，锁紧释放机构位于密封舱外；驱动机构中的限位销穿过锁紧释放机构中的定位盘插入限位盘中，对限位盘进行位置锁定；控制单元与驱动机构中的电机导线连接；所述锁紧释放机构包括探头舱体、定位盘、限位盘、钢珠和拉力弹簧，定位盘固定嵌套在探头舱体下部筒体的外侧，限位盘置于定位盘与探头舱体下部的圆盘之间，探头舱体侧壁圆孔内安装钢珠；限位盘的转动和外侧拉力弹簧的配合、定位盘和限位盘中限位销的插入和拔出，以及限位盘内壁凹槽和凸起与探头舱体侧壁中钢珠的配合，实现对探头舱体内测量探头的锁紧和释放；所述控制单元包括控制电路板、电池组、霍尔传感器和磁铁，控制电路板用于对驱动机构进行动作控制，控制电路板通过导线分别与电池组、微型直流减速电机和霍尔传感器连接；霍尔传感器和磁铁分别安装在锁紧释放机构中的定位盘和限位盘上，用于检测限位盘的旋转；在释放测量探头时，限位盘绕探头舱体旋转，磁铁会从霍尔传感器下方通过，从而控制单元通过霍尔传感器获得释放信号，准确记录深度参数计算的时间零点。2.根据权利要求1所述的旋转式快速锁紧/释放装置，其特征在于，所述锁紧释放机构的探头舱体为下部带有圆盘的筒体，筒体内径与探头舱体内的测量探头外径相当；探头舱体上端通过螺钉与测量仪密封舱端盖连接，探头舱体下部圆盘上方的筒体侧壁上在圆周方向120°间隔均匀设置3个圆孔，圆孔内安装钢珠；探头舱体下部筒体侧壁上的3个圆孔与测量探头外侧圆周上间隔120°均匀布置的3个圆形凹槽对应。3.根据权利要求1所述的旋转式快速锁紧/释放装置，其特征在于，所述锁紧释放机构的定位盘为中间开有通孔的盘状结构，嵌套在探头舱体下部并通过螺钉固定，中轴线与探头舱体中轴线重合；定位盘上设置定位孔和安装孔，定位孔中插入可垂直移动的驱动机构的限位销，安装孔用于安装控制单元的霍尔传感器。4.根据权利要求1所述的旋转式快速锁紧/释放装置，其特征在于，所述锁紧释放机构的限位盘为中间开有通孔的盘状结构，置于定位盘与探头舱体下部的圆盘之间，套在设置钢珠安装圆孔的探头舱体部分的外侧，限位盘可以转动；限位盘中间通孔的侧壁上开有3个楔形凹槽，凹槽之间形成凸起，3个凹槽和3个凸起分别在圆周上120°间隔均布；旋转限...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永军，尼建军，董涛，门雅彬，孙东波，
申请(专利权)人：国家海洋技术中心，
类型：发明
国别省市：天津;12