阅读说明：本技术 适用于防水耐压舱的自动开合盖装置及自动开合盖方法 (Automatic cover opening and closing device and method suitable for waterproof pressure-resistant cabin ) 是由 曾铮 刘博� 陈思奇 鱼逸轩 卢迪 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种适用于防水耐压舱的自动开合盖装置及自动开合盖方法,包括：筒状部件1、顶盖部件、第一执行部件、第二执行部件；所述顶盖部件包括：顶盖构件5、顶盖连接件8；所述顶盖构件5通过顶盖连接件8与筒状部件1；所述第一执行部件与顶盖构件5相连；所述第一执行部件与筒状部件1相连；所述第一执行部件能够实现顶盖构件5的开合运动；所述第二执行部件采用以下任一种状态：-伸长状态；-缩短状态；所述第二执行部件与筒状部件1相连；所述第二执行部件处于伸长状态时能够对顶盖施加压力。本发明能够实现水下航行器舱体下潜时防水密封,水面上时舱盖可完全打开,可释放对空观测装置,可实现海空立体连续观测侦察。(The invention provides an automatic cover opening and closing device and an automatic cover opening and closing method suitable for a waterproof pressure-resistant cabin, which comprise the following steps: the device comprises a cylindrical component 1, a top cover component, a first execution component and a second execution component; the top cover member includes: a top cover member 5, a top cover connector 8; the top cover component 5 is connected with the cylindrical part 1 through a top cover connecting piece 8; the first actuator is connected to the cover member 5; the first execution component is connected with the cylindrical component 1; the first actuator is capable of effecting opening and closing movements of the cover member 5; the second executing component adopts any one of the following states: -an elongated state; -a shortened state; the second execution part is connected with the cylindrical part 1; the second actuator is capable of applying pressure to the top cover when in an extended state. The invention can realize waterproof sealing when the cabin body of the underwater vehicle dives, can completely open the cabin cover when the cabin cover is on the water surface, can release the air observation device, and can realize continuous observation and reconnaissance of a sea-air space.)

适用于防水耐压舱的自动开合盖装置及自动开合盖方法

技术领域

本发明涉及防水耐压舱密封技术领域，具体地，涉及一种适用于防水耐压舱的自动开合盖装置及自动开合盖方法。

背景技术

现代海域环境探测中，需要采集某处环境水域与空域两个工作空间的环境数据，传统的水下航行器以及空中飞行器均为分别独立工作，因为水空工作环境的不同，以及水下工作对密封性的严格要求，较难在同一位置的竖直工作区间内穿过交界面连续取得数据。所以需要水下航行器发射飞行装置以获取海面以上的空域环境进行探测，而从水下发射飞行装置需要克服水阻力，并对飞行装置的动力与密封性有较高要求，现阶段技术较难达到，更常规的方法是采用运载装置，将飞行装置装在运载装置中，运载装置上浮到水面后择机释放飞行装置。

专利文献CN105642169A中提出了一种自动开合盖装置，该装置采用滚筒旋转混合方式使原材料混合更加均匀，但该开合盖装置不满足水密性要求，不能满足整体合盖后舱体水密性要求，不能用于水下航行器开合盖装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于防水耐压舱的自动开合盖装置及自动开合盖方法。

根据本发明提供的一种适用于防水耐压舱的自动开合盖装置，包括：筒状部件1、顶盖部件、第一执行部件、第二执行部件；所述顶盖部件包括：顶盖构件5、顶盖连接件8；所述顶盖构件5通过顶盖连接件8与筒状部件1；所述第一执行部件与顶盖构件5相连；所述第一执行部件与筒状部件1相连；所述第一执行部件能够实现顶盖构件5的开合运动；所述第二执行部件采用以下任一种状态：-伸长状态；-缩短状态；所述第二执行部件与筒状部件1相连；所述第二执行部件处于伸长状态时能够对顶盖施加压力。

优选地，所述筒状部件1包括：第一法兰盘构件3、o型圈构件4、底部固定箍构件18、底部加强构件19以及底部法兰构件20；所述第一法兰盘构件3、o型圈构件4设置于筒状部件1的上端；所述顶盖构件5处于盖合状态时与o型圈构件4紧密接触；底部固定箍构件18、底部加强构件19以及底部法兰构件20设置于筒状部件1的底部。

优选地，所述第一执行部件包括：旋转电机构件9、旋转电机连接件10、旋转电机支撑台构件11；所述旋转电机构件9通过旋转电机连接件10与旋转电机支撑台构件11连接；旋转电机支撑台构件11能够实现旋转电机构件9处于工作状态时的稳固；所述旋转电机构件9与顶盖构件5相连接。

优选地，所述旋转电机构件9的行程为90°；

优选地，所述第一执行部件包括：电机控制电路单元；电机控制电路单元包括：继电器构件、船盖自动开合控制器构件、主控板构件、深度计构件；所述旋转电机构件9采用旋转电机；所述继电器构件与船盖自动开合控制器构件相连；所述继电器构件与主控板构件相连；所述主控板构件与深度计构件相连；所述主控板构件与继电器构件相连；所述船盖自动开合控制器构件与旋转电机相连；所述继电器构件控制旋转电机处于开机状态或者关闭状态，当旋转电机达到最大行程时，内部电机空转，电流增大，预先设定船盖自动开合控制器的最大工作电流，在电流达到设定值时，控制器实现断电和电流方向正反转，为下次工作做好准备。

优选地，第二执行部件包括：伸缩式电机部件、伸缩式电机固定连接部件、伸缩式电机底座部件13；所述伸缩式电机部件通过伸缩式电机固定连接部件、伸缩式电机底座部件13与筒状部件1侧面相连；所述伸缩式电机部件包括：伸缩式电机施压接触构件；所述伸缩式电机施压接触构件设置于伸缩式电机部件的上部；所述伸缩式电机施压接触构件能够对顶盖构件5施加压力。

优选地，所述伸缩式电机部件包括：第一伸缩式电机构件12、第二伸缩式电机构件15、第三伸缩式电机构件16以及第四伸缩式电机构件17；所述伸缩式电机固定连接部件包括：第一伸缩式电机固定连接部件14、第二伸缩式电机固定连接部件2；所述第一伸缩式电机构件12、第二伸缩式电机构件15、第三伸缩式电机构件16、第四伸缩式电机构件17沿筒状部件1侧面周向分布；所述第三伸缩式电机构件16、第四伸缩式电机构件17长度大于第一伸缩式电机构件12、第二伸缩式电机构件15的长度；所述第三伸缩式电机构件16、第四伸缩式电机构件17通过第一伸缩式电机固定连接部件14、第二伸缩式电机固定连接部件2与筒状部件1连接；所述第一伸缩式电机构件12、第二伸缩式电机构件15通过第一伸缩式电机固定连接部件14与筒状部件1连接。

优选地，所述伸缩式电机部件与电机控制电路单元相连；伸缩式电机部件采用伸缩式电机；所述船盖自动开合控制器构件与伸缩式电机相连；所述伸缩式电机施压接触构件包括：伸缩式电机上部螺母6、伸缩式电机上部螺栓7；当伸缩式电机上部螺母6触碰到顶盖构件5并且受到阻力后，伸缩式电机的工作电流增大，当伸缩式电机传递给顶盖构件5的压力到达要求时，利用预先设定船盖自动开合控制器的参数来实现伸缩式电机断电和电流的正反转。

优选地，所述所述第三伸缩式电机构件16、第四伸缩式电机构件17设定第一开始伸缩时间点；所述第一伸缩式电机构件12、第二伸缩式电机构件15设置第二开始伸缩时间点；所述第二开始伸缩时间点晚于第一开始伸缩时间点10s左右。四个伸缩式电机的正反限流模块并联工作，互不影响，保证顶盖5上部受到均匀压力，尽量避免顶盖5的不规格变形。

根据本发明提供的一种适用于防水耐压舱的自动开合盖方法，所述适用于防水耐压舱的自动开合盖方法采用适用于防水耐压舱的自动开合盖装置，包括：步骤1：通过旋转电机牵引顶盖支架实现顶盖构件5在竖直平面内的旋转从而实现开合，通过与筒体部件1侧面相连的电机挤压顶盖，实现顶盖构件5与筒体部件1之间的密封；步骤2：旋转电机通过顶盖连接件和顶盖构件5连接，旋转电机本身通过螺栓和支架固定在筒体上端，电机工作时以电机为轴驱动连接杆在竖直平面内旋转，从而带动顶盖旋转，实现顶盖构件5的90度旋转开合，确保筒体上方无遮挡；步骤3：伸缩式电机部件与筒体侧面相连，与固定钢圈配合将四个电机固定在筒体侧面，远离旋转电机的两个伸缩式电机的行程较大，靠近旋转电机的两个伸缩式电机行程较短，保证伸缩式电机伸长时为顶盖旋转开合留有足够空间，伸缩式电机收缩时配合o型橡胶圈法兰将顶盖向下压紧，实现顶盖构件5与筒体部件1端口之间的密封；步骤4：根据水深传感器与浮潜装置配合，在水面上执行解除密封与开盖操作；步骤5：舱盖自动开合控制器收到电机压紧舱盖后电流过流这一反馈信号后，控制电机停转，能够在保证舱盖压紧后舱体水密性要求的同时保证电机不会长时间堵转烧坏。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明为水下航行器实现对空发射内部组件的功能提供了一种自动开合盖装置，水下航行器下潜时防水密封，水面上时舱盖可完全打开，可对空发射观测装置，可实现海空立体连续观测侦察。

2、本开合盖装置采用两组电机以满足开盖要求的同时满足水密性要求，不需要复杂的机电控制与机械结构，成本低廉。

3、本开合盖装置使用的电机均带有过流保护和电流自动正反调节模块，能够在保证舱盖压紧后舱体水密性要求的同时保证电机不会长时间堵转烧坏。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明防水耐压舱自动水密开合盖装置结构示意图。

图2为本发明的电机控制电路单元示意图。

图中：

筒状部件1 旋转电机支撑台构件11

第二伸缩式电机固定连接部件2 第一伸缩式电机构件12

第一法兰盘构件3 伸缩式电机底座部件13

o型圈构件4 第一伸缩式电机固定连接部件14

顶盖构件5 第二伸缩式电机构件15

伸缩式电机上部螺母6 第三伸缩式电机构件16

伸缩式电机上部螺栓7 第四伸缩式电机构件17

顶盖连接件8 底部固定箍构件18

旋转电机构件9 底部加强构件19

旋转电机连接件10 底部法兰构件20

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种适用于防水耐压舱的自动开合盖装置，包括：筒状部件1、顶盖部件、第一执行部件、第二执行部件；所述顶盖部件包括：顶盖构件5、顶盖连接件8；所述顶盖构件5通过顶盖连接件8与筒状部件1；所述第一执行部件与顶盖构件5相连；所述第一执行部件与筒状部件1相连；所述第一执行部件能够实现顶盖构件5的开合运动；所述第二执行部件采用以下任一种状态：-伸长状态；-缩短状态；所述第二执行部件与筒状部件1相连；所述第二执行部件处于伸长状态时能够对顶盖施加压力。

优选地，所述筒状部件1包括：第一法兰盘构件3、o型圈构件4、底部固定箍构件18、底部加强构件19以及底部法兰构件20；所述第一法兰盘构件3、o型圈构件4设置于筒状部件1的上端；所述顶盖构件5处于盖合状态时与o型圈构件4紧密接触；底部固定箍构件18、底部加强构件19以及底部法兰构件20设置于筒状部件1的底部。

优选地，所述第一执行部件包括：旋转电机构件9、旋转电机连接件10、旋转电机支撑台构件11；所述旋转电机构件9通过旋转电机连接件10与旋转电机支撑台构件11连接；旋转电机支撑台构件11能够实现旋转电机构件9处于工作状态时的稳固；所述旋转电机构件9与顶盖构件5相连接。

优选地，所述旋转电机构件9的行程为90°；

优选地，所述第一执行部件包括：电机控制电路单元；电机控制电路单元包括：继电器构件、船盖自动开合控制器构件、主控板构件、深度计构件；所述旋转电机构件9采用旋转电机；所述继电器构件与船盖自动开合控制器构件相连；所述继电器构件与主控板构件相连；所述主控板构件与深度计构件相连；所述主控板构件与继电器构件相连；所述船盖自动开合控制器构件与旋转电机相连；所述继电器构件控制旋转电机处于开机状态或者关闭状态，当旋转电机达到最大行程时，内部电机空转，电流增大，预先设定船盖自动开合控制器的最大工作电流，在电流达到设定值时，控制器实现断电和电流方向正反转，为下次工作做好准备。

优选地，第二执行部件包括：伸缩式电机部件、伸缩式电机固定连接部件、伸缩式电机底座部件13；所述伸缩式电机部件通过伸缩式电机固定连接部件、伸缩式电机底座部件13与筒状部件1侧面相连；所述伸缩式电机部件包括：伸缩式电机施压接触构件；所述伸缩式电机施压接触构件设置于伸缩式电机部件的上部；所述伸缩式电机施压接触构件能够对顶盖构件5施加压力。

优选地，所述伸缩式电机部件包括：第一伸缩式电机构件12、第二伸缩式电机构件15、第三伸缩式电机构件16以及第四伸缩式电机构件17；所述伸缩式电机固定连接部件包括：第一伸缩式电机固定连接部件14、第二伸缩式电机固定连接部件2；所述第一伸缩式电机构件12、第二伸缩式电机构件15、第三伸缩式电机构件16、第四伸缩式电机构件17沿筒状部件1侧面周向分布；所述第三伸缩式电机构件16、第四伸缩式电机构件17长度大于第一伸缩式电机构件12、第二伸缩式电机构件15的长度；所述第三伸缩式电机构件16、第四伸缩式电机构件17通过第一伸缩式电机固定连接部件14、第二伸缩式电机固定连接部件2与筒状部件1连接；所述第一伸缩式电机构件12、第二伸缩式电机构件15通过第一伸缩式电机固定连接部件14与筒状部件1连接。

优选地，所述伸缩式电机部件与电机控制电路单元相连；伸缩式电机部件采用伸缩式电机；所述船盖自动开合控制器构件与伸缩式电机相连；所述伸缩式电机施压接触构件包括：伸缩式电机上部螺母6、伸缩式电机上部螺栓7；当伸缩式电机上部螺母6触碰到顶盖构件5并且受到阻力后，伸缩式电机的工作电流增大，当伸缩式电机传递给顶盖构件5的压力到达要求时，利用预先设定船盖自动开合控制器的参数来实现伸缩式电机断电和电流的正反转。

优选地，所述所述第三伸缩式电机构件16、第四伸缩式电机构件17设定第一开始伸缩时间点；所述第一伸缩式电机构件12、第二伸缩式电机构件15设置第二开始伸缩时间点；所述第二开始伸缩时间点晚于第一开始伸缩时间点10s左右。四个伸缩式电机的正反限流模块并联工作，互不影响，保证顶盖5上部受到均匀压力，尽量避免顶盖5的不规格变形。

如图1、图2所示，具体地，在一个实施例中，一种自动开合盖装置，由开合盖执行组件和开合盖执行机构组成；开合盖组件实现筒顶端的密封，防止在高水压环境下外部水进入筒体内部；开合盖执行机构通过旋转电机带动顶盖旋转实现开合盖的开合。

开合盖执行组件包括顶盖5、顶盖连接件8、旋转电机9、四个旋转电机固定螺栓10、旋转电机支撑平台11、两个固定箍2，顶盖5和顶部连接件8之间通过两个螺栓连接，旋转电机9和顶盖固定件通过螺栓固定，从而实现旋转电机9和顶盖的连接，进而实现开合盖运动。两个固定箍2将电机支撑平台固定在筒上，旋转电机9通过四个旋转电机固定螺栓10与电机支架之间连接，实现旋转电机9的相对稳定；旋转电机9行程为90°，继电器控制旋转电机开关，当旋转电机达到最大行程时，内部电机空转，电流增大，预先设定船盖自动开合控制器的最大工作电流，在电流达到设定值时，控制器实现断电和电流方向正反转，为下次工作做好准备。

开合盖组件包括第一伸缩式电机12、第二伸缩式电机15、第三伸缩式电机16、第四伸缩式电机17、固定箍14、伸缩式电机底座13、密封法兰3、O型圈4，固定箍14将第一伸缩式电机12与固定箍14紧密压紧、固定箍14与筒体紧密压紧，通过静摩擦力作用实现第一伸缩式电机相对于筒体的固定；第二伸缩式电机15固定方式与第一伸缩式电机12同理，由于第三伸缩式电机16、第四伸缩式电机17机身较长，故分别采用两个伸缩式电机底座来固定，固定原理和和第一伸缩式电机12相同。伸缩式电机同样通过船盖自动开合控制器来工作：在伸缩式电机上部螺母6触碰到顶盖5并且受到阻力后，伸缩式电机的工作电流增大，当伸缩式电机传递给顶盖的压力到达要求时，预先设定船盖自动开合控制器的参数来实现伸缩式电机断电和电流的正反转；由于第一、第二伸缩式电机和第三、第四伸缩式电机的行程不同，为了保证四个伸缩式电机大致在同一时间对顶盖施力，在合盖过程中第一、第二伸缩式电机的开始伸缩时间点要比第三、第四伸缩式电机晚10s左右。四个伸缩式电机的正反限流模块并联工作，互不影响，保证顶盖5上部受到均匀压力，尽量避免顶盖5的不规格变形。

根据本发明提供的一种适用于防水耐压舱的自动开合盖方法，所述适用于防水耐压舱的自动开合盖方法采用适用于防水耐压舱的自动开合盖装置，包括：步骤1：通过旋转电机牵引顶盖支架实现顶盖构件5在竖直平面内的旋转从而实现开合，通过与筒体部件1侧面相连的电机挤压顶盖，实现顶盖构件5与筒体部件1之间的密封；步骤2：旋转电机通过顶盖连接件和顶盖构件5连接，旋转电机本身通过螺栓和支架固定在筒体上端，电机工作时以电机为轴驱动连接杆在竖直平面内旋转，从而带动顶盖旋转，实现顶盖构件5的90度旋转开合，确保筒体上方无遮挡；步骤3：伸缩式电机部件与筒体侧面相连，与固定钢圈配合将四个电机固定在筒体侧面，远离旋转电机的两个伸缩式电机的行程较大，靠近旋转电机的两个伸缩式电机行程较短，保证伸缩式电机伸长时为顶盖旋转开合留有足够空间，伸缩式电机收缩时配合o型橡胶圈法兰将顶盖向下压紧，实现顶盖构件5与筒体部件1端口之间的密封；步骤4：根据水深传感器与浮潜装置配合，在水面上执行解除密封与开盖操作；步骤5：舱盖自动开合控制器收到电机压紧舱盖后电流过流这一反馈信号后，控制电机停转，能够在保证舱盖压紧后舱体水密性要求的同时保证电机不会长时间堵转烧坏。

具体地，在一个实施例中，一种适用于防水耐压舱的自动开合盖方法的流程如下：旋转电机9带动顶盖5至水平位置，此时旋转电机停止工作；之后第三伸缩式电机16和第四伸缩式电机17先通电工作，伸缩式电机开始收缩；根据预先定好的程序，四个伸缩式电机大致在同一时间点和顶盖接触，伸缩式电机上部的螺母对顶盖施加压力，伸缩式电机受阻，工作电流增大，正反限流控制模块断电并使电流方向反转；顶盖5对O型橡胶圈4施加压力，O型橡胶圈受力变形与顶盖5和密封法兰3紧密接触，进而达到密封的效果，合盖动作完成。第一、第二、第三、第四伸缩式电机通电，电机伸长上升，待第三、第四伸缩式电机都上升至最顶端后，旋转电机12通电带动顶盖5旋转至竖直位置，开盖动作完成。

本发明为水下航行器实现对空发射内部组件的功能提供了一种自动开合盖装置，水下航行器下潜时防水密封，水面上时舱盖可完全打开，可实现海空立体连续观测侦察。本开合盖装置采用两组电机以满足开盖要求的同时满足水密性要求，不需要复杂的机电控制与机械结构，成本低廉。本开合盖装置使用的电机均带有过流保护和电流自动正反调节模块，能够在保证舱盖压紧后舱体水密性要求的同时保证电机不会长时间堵转烧坏。

本发明公开了一种防水耐压舱的自动开合盖装置，实现耐压舱下潜时防水密封，水面上时舱盖可完全打开。由开合盖执行机构和开合盖组件组成，开合盖执行机构通过电机带动与顶盖相连的支架，实现顶盖在竖直平面内90度角的旋转开合；开合盖组件利用与筒体支架相连的电机将顶盖压紧，实现顶盖与筒体之间的密封。本发明采用两组电机驱动开合盖的方式，在保证防水耐压舱满足水下密封条件的同时，又能够在水面上对空发射携带小型探测装置，可实现海空立体连续观测侦察。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。