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CN106585875A - 一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台 - Google Patents

一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台 Download PDF

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Abstract

一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台，由从下而上顺序设置并且相互关连的下平台结构、盘型支座结构、中平台结构与上平台结构组成。本发明应用到固定式气动撇缆枪上后，将取代手持式撇缆枪，在船舶施救、遇险或海上补给时，可自动抑制船体位姿变化对抛绳器指向的影响，确保撇缆枪始终指向指定方位，保证了发射精度又避免了人员潜在危险。从而能很大程度上缩短恶劣海况下船舶抛绳时间，提高抛绳成功率，降低受难船只以及救助船只的风险，解决目前海上拖带救助中撇缆操作时存在的准确度不高、距离不远、人员安全性不高等技术问题，最大程度的减少海难带来的人员伤亡和经济损失，它结构简单，造价低，便于推广应用。

Description

一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台
技术领域 本发明涉及一种稳定平台。
背景技术 拖带救助中的撇缆操作长期以来都是由救援人员使用手持式气动撇缆枪进行人工操作，人工操作时准确率低，救援环境恶劣，气动撇缆枪抛射距离近，存在很大的缺陷，而固定式气动撇缆枪受船体摇荡影响准确率大大降低。因此，开发出一种刚性好、响应速度快的稳定平台来对固定式撇缆枪进行角度校正成为了亟待解决的问题。
发明内容 为解决现有技术中所存在的技术问题，本发明提出以下技术方案：一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台，其特征在于：由从下而上顺序设置并且相互关连的下平台结构、盘型支座结构、中平台结构与上平台结构组成；下平台结构包括侧边设有安装孔的拱形支座，该拱形支座顶板中心设有通孔，通孔中安装有下平台上侧法兰与下平台胀紧套。4个倒L形勾爪分别固定于顶板上表面的四角，4个销轴座分别紧固在4个倒L形勾爪内侧，销轴分别将滚轮轴承置于销轴座中，4个倒L形勾爪和销轴的中心线均指向拱形支座3顶板的几何中心，下平台电机与下平台减速器连接。盘型支座结构包括设有中心孔的支座体下端圆盘，胀紧套置于支座体下端圆盘的中心孔内，支座体下端圆盘上表面两侧分别垂直固定有支撑板，支撑板上端均固定有法兰。至少2个盘型支座缓冲垫固定于支座体下端圆盘上表面并与支撑板交错成90度角。下平台电机与下平台减速器连接，下平台减速器的输出轴穿越下平台上侧法兰的内圈、下平台下侧法兰的内圈与支座体下端圆盘上的胀紧套紧固。支座体下端圆盘下表面设有圆形凹槽，该圆形凹槽与拱形支座顶板上的4个滚轮轴承之间为滑动配合间隙。支座体下端圆盘的周边与4个倒L形勾爪之间留有间距。中平台结构包括四角上方固定有中平台缓冲垫且截面为长方形的中框架，该中框架的四边中心位置均设有通孔。中平台电机经中平台电机侧减速器与角接触球轴承i连接并被置于中框架一侧长边的通孔以及盘型支座结构中的一个支座体上端法兰i内，而制动器经制动器侧减速器与角接触球轴承ii连接并被置于中框架另一侧长边的通孔以及盘型支座结构中的另一个支座体上端法兰ii内。上平台结构包括倒U形截面的上框架，该上框架的两脚下方均设有通孔，上平台电机与上平台减速器连接后的两端即上平台阶梯传动轴与上平台阶梯轴分别通过角接触球轴承iv与角接触球轴承iii被置于上框架的两脚下方均设有的通孔以及中平台结构中的中框架的短边通孔之中。固定于支座体下端圆盘上表面的盘型支座缓冲垫数量可以为三个，一侧一个，另一侧三个。下平台结构、盘型支座结构、中平台结构与上平台结构的通孔均设有法兰结构。下平台结构拱形支座的侧边均设有三角形加固板。
本发明应用到固定式气动撇缆枪上后，将取代手持式撇缆枪，在船舶施救、遇险或海上补给时，可自动抑制船体位姿变化对抛绳器指向的影响，确保撇缆枪始终指向指定方位，保证了发射精度又避免了人员潜在危险。从而能很大程度上缩短恶劣海况下船舶抛绳时间，提高抛绳成功率，降低受难船只以及救助船只的风险，解决目前海上拖带救助中撇缆操作时存在的准确度不高、距离不远、人员安全性不高等技术问题，最大程度的减少海难带来的人员伤亡和经济损失。它结构简单，造价低，便于推广应用。
附图说明
图1为本发明一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台的立体示意图
图2为本发明一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台的下平台结构的立体图
图3为图1的S-S剖视图
图4为图3的Ⅰ部放大图
图5为本发明一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台的盘型支座结构的立体图
图6为本发明一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台的中平台结构的立体图
图7为图1的K-K剖视图
图8为图7的Ⅱ部放大图
图9为本发明一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台的上平台结构的立体图
图10为图1的T-T剖视图
图11为图10的Ⅲ部放大图
图12为图10的Ⅳ部放大图
图中：1、下平台电机，2、下平台减速器，3、拱形支座，4、倒L形勾爪，，5、销轴，6、滚轮轴承，7、销轴座，8、下平台上侧法兰，9、下平台胀紧套，10、支座体下端圆盘，11、盘型支座缓冲垫，12、三角支撑板，13-1、支座体上端法兰i，13-2、支座体上端法兰ii，14、中平台电机，15、中平台电机侧减速器，16、制动器，17、制动器侧减速器，18、中框架，19、中平台电机侧轴承外端盖，20、角接触球轴承i，21、中平台电机侧轴承内端盖，22、中平台胀紧套，23、中平台阶梯传动轴，24、制动器侧轴承内端盖，25、角接触球轴承ii，26、制动器侧轴承外端盖，27、联轴器，28、中平台缓冲垫，29、上平台电机，30、上平台减速器，31、上框架，32、上平台阶梯轴，33、上平台非电机侧轴承外端盖，34、角接触球轴承iii，35、上平台非电机侧轴承内端盖，36、锁紧螺母，37、上平台电机侧轴承内端盖，38、角接触球轴承iv，39、上平台电机侧轴承外端盖，40、上平台阶梯传动轴，41、下平台下侧法兰。
具体实施方式 从附图1可以看出，这种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台，由从下而上顺序设置并且相互关连的下平台结构、盘型支座结构、中平台结构与上平台结构组成；其中下平台结构中的拱形支座3通过两侧支撑架下端的通孔固定在船台甲板上。下平台结构拱形支座3的侧边均设有三角形加固板。盘型支座结构中的支座体下端圆盘10中心通孔通过下平台胀紧套9与下平台结构中的减速器2轴和拱形支座3上表面中心通孔配合，圆盘10下表面环形凹槽与下平台结构中的拱形支座3上表面上的滚轮轴承6之间为滑动配合间隙。圆盘10外缘与下平台结构中的拱形支座3上表面上的倒L形勾爪4之间有间距。中平台结构中的电机侧减速器15轴通过联轴器27、角接触球轴承i-20与盘型支座结构中的支座体上端法兰i-13-1配合，通过联轴器27、中平台胀紧套22与中框架18长边通孔配合。中平台结构中的制动器侧减速器17轴通过中平台阶梯传动轴23、角接触球轴承ii-25与盘型支座结构中的支座体上端法兰ii-13-2配合，通过阶梯传动轴23与中框架18长边通孔配合。上平台结构中的减速器轴通过上平台阶梯传动轴40与角接触球轴承iv-38内圈配合，轴承38外圈与中平台结构中的中框架18短边通孔配合。上平台结构中的上平台阶梯轴32与角接触球轴承iii-34内圈配合，轴承34外圈与中平台结构中的中框架18短边通孔配合。
附图2、3、4、5显示出下平台结构与盘型支座结构以及它们之间的连接关系。下平台结构包括的结构件有下平台电机1、下平台减速器2、拱形支座3、倒L形勾爪4、销轴5、销轴座7、滚轮轴承6、下平台上侧法兰8、下平台下侧法兰41、下平台胀紧套9。下平台电机1也固定于船台甲板上并与下平台减速器2通过螺栓连接。下平台减速器2的传动轴分别穿越下平台上侧法兰8内圈、下平台下侧法兰41内圈、与下平台胀紧套9内径过盈配合。下平台上侧法兰8、下平台下侧法兰41与拱形支座3顶板通过螺栓连接，胀紧套9外圈与盘型支座结构中的支座体下端圆盘10中心通孔过盈配合。4个倒L形勾爪4通过螺栓连接在拱形支座3顶板四角，4个销轴座7紧邻着4个倒L形勾爪4通过螺栓连接在拱形支座3顶板四角，销轴5分别与销轴座7、滚轮轴承6配合，倒L形勾爪4和销轴5的中心线指向拱形支座3顶板的几何中心，倒L形勾爪4内侧与盘型支座结构中的支座体下端圆盘10圆周配合，滚轮轴承6与盘型支座结构中的支座体下端圆盘10下表面环形沟槽嵌入并相互之间为滑动配合间隙。
盘型支座结构包括的结构件有支座体下端圆盘10、支座体上端法兰i-13-1、支座体上端法兰ii-13-2、三角支撑板12、盘型支座缓冲垫11。支座体上端法兰i-13-1与ii-13-2焊接在三角支撑板12上端，三角支撑板12下端对称焊接在支座体下端圆盘10上表面两侧，盘型支座缓冲垫11与支座体下端圆盘10通过螺钉连接。
附图6、7、8是对中平台结构的揭示。它包括的结构件有中平台电机14、中平台电机侧减速器15、中平台电机侧轴承外端盖19、角接触球轴承i-20、中平台电机侧轴承内端盖21、联轴器27、中平台胀紧套22、中框架18、中平台缓冲垫28、中平台阶梯传动轴23、制动器侧轴承内端盖24、角接触球轴承ii-25、制动器侧轴承外端盖26、制动器侧减速器17、制动器16。中平台电机14与中平台电机侧减速器15通过螺栓连接，中平台电机侧减速器15轴与联轴器27通过键连接，联轴器27分别与中平台电机侧轴承外端盖19内圈、角接触球轴承i-20内圈、中平台电机侧轴承内端盖21内圈、中平台胀紧套22配合，角接触球轴承i-20外圈与盘型支座结构中的支座体上端法兰i-13-1内圈配合，中平台电机侧轴承外端盖19、中平台电机侧轴承内端盖21与盘型支座结构中的支座体上端法兰ii-13-2通过螺栓连接，中平台胀紧套22外圈与中框架18长边通孔过盈配合，中平台缓冲垫28与中框架18通过螺钉连接。制动器16与制动器侧减速器17通过螺栓连接，制动器侧减速器17轴与中平台阶梯传动轴23通过键连接，中平台阶梯传动轴23分别与制动器侧轴承外端盖26内圈、角接触球轴承ii-25内圈、制动器侧轴承内端盖24内圈、中框架18长边通孔内圈配合，角接触球轴承ii-25外圈与盘型支座结构中的支座体上端法兰i-13-1内圈配合，制动器侧轴承内端盖24、制动器侧轴承外端盖26与盘型支座结构中的支座体上端法兰ii-13-2通过螺栓连接，中平台阶梯传动轴23与中框架18通过螺栓连接。
附图9、10、11、12是对上平台结构的描绘。它包括的结构件有上平台电机29、上平台减速器30、上框架31、上平台阶梯轴32、上平台非电机侧轴承外端盖33、角接触球轴承iii-34、上平台非电机侧轴承内端盖35、锁紧螺母36、上平台电机侧轴承内端盖37、角接触球轴承iv-38、上平台电机侧轴承外端盖39、上平台阶梯传动轴40。上平台电机29与上平台减速器30通过螺栓连接，上平台减速器30轴与上平台阶梯传动轴40通过键连接，上平台阶梯传动轴40分别与角接触球轴承iv-38内圈、上平台电机侧轴承内端盖37内圈、上平台电机侧轴承外端盖39内圈、上框架31法兰内圈配合，角接触球轴承iv-38外圈与中平台结构中的中框架18短边通孔配合，上平台电机侧轴承外端盖39与中平台结构中的中框架18通过螺栓连接，上平台阶梯传动轴40与上框架31法兰通过螺栓连接。上平台阶梯轴32分别与上框架31法兰内圈、上平台非电机侧轴承外端盖33内圈、角接触球轴承iii-34内圈、上平台非电机侧轴承内端盖35内圈配合，角接触球轴承iii-34外圈与中平台结构中的中框架18短边通孔配合，上平台阶梯轴32与锁紧螺母36通过螺纹连接，上平台非电机侧轴承内端盖35与中平台结构中的中框架18通过螺栓连接，上平台阶梯轴32与上框架31法兰通过螺栓连接。
本发明的工作原理是：下平台结构中的拱形支座3通过两侧支撑架下端的通孔固定在船台甲板上。气动撇缆枪固定于上框架31上。当本机启动时，下平台结构中的下平台电机1通过下平台胀紧套9驱动盘型支座结构中的支座体下端圆盘10进行转动，支座体下端圆盘10可绕下平台减速器2传动轴做360度的旋转运动。下平台机构中的滚轮轴承6可在盘型支座结构中的支座体下端圆盘10下表面设有的环形沟槽内进行滚动，起承重作用，下平台结构中的拱形支座3上表面上的倒L形勾爪4与支座体下端圆盘10外沿配合，防止支座体下端圆盘10转动时滚轮轴承6脱轨。中平台结构中的中平台电机14通过中平台电机侧减速器15、联轴器27、中平台胀紧套22驱动中框架18进行转动，中框架18可绕中平台电机侧减速器15轴做偏离垂直方向正负35度的转动。当过度转动时，盘型支座结构中的盘型支座缓冲垫11可以减轻中框架18对盘型支座结构的冲击力。中平台结构中的制动器16通过制动器侧减速器17、中平台阶梯传动轴23与中框架18固定连接，制动器16跟随中框架18进行转动。当撇缆枪发射时，中平台电机14停止转动，制动器16进行制动不让中框架18进行转动，防止中框架18受到的冲击力转矩传导至中平台电机14。上平台结构中的上平台电机29通过减速器30、上平台阶梯传动轴40驱动上框架31进行转动，上框架31可绕上平台减速器30轴做偏离垂直方向正负25度的转动运动，过度转动时，中框架18上的中平台缓冲垫28可以减轻上框架31对中框架18的冲击力。上平台电机29、中平台电机14、下平台电机1分别驱动上框架31、中框架18、支座体下端圆盘10进行转动，不论船体位姿怎样变化，都能够确保撇缆枪始终指向指定方位，实现了对三个自由度上角度进行补偿的目的。

Claims (4)

1.一种用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台，其特征在于：由从下而上顺序设置并且相互关连的下平台结构、盘型支座结构、中平台结构与上平台结构组成；
所述下平台结构包括侧边设有安装孔的拱形支座(3)，该拱形支座(3)顶板中心设有通孔，所述通孔中安装有下平台上侧法兰(8)与下平台胀紧套(9)，4个倒L形勾爪(4)分别固定于所述顶板上表面的四角，4个销轴座(7)分别紧固在4个倒L形勾爪(4)内侧，销轴(5)分别将滚轮轴承(6)置于所述销轴座(7)中，所述4个倒L形勾爪(4)和销轴(5)的中心线均指向拱形支座3顶板的几何中心，下平台电机(1)与下平台减速器(2)连接；
所述盘型支座结构包括设有中心孔的支座体下端圆盘(10)，胀紧套(9)置于所述支座体下端圆盘(10)的中心孔内，支座体下端圆盘(10)上表面两侧分别垂直固定有支撑板(12)，所述支撑板(12)上端均固定有法兰(13)，至少2个盘型支座缓冲垫(11)固定于所述支座体下端圆盘(10)上表面并与支撑板(12)交错成90度角，所述下平台电机(1)与下平台减速器(2)连接，下平台减速器(2)的输出轴穿越下平台上侧法兰(8)的内圈、下平台下侧法兰(41)的内圈、与所述支座体下端圆盘(10)上的胀紧套(9)紧固，所述支座体下端圆盘(10)下表面设有圆形凹槽，该圆形凹槽与所述拱形支座(3)顶板上的4个滚轮轴承(6)之间为滑动配合间隙，所述支座体下端圆盘(10)的周边与所述4个倒L形勾爪(4)之间留有间距；
所述中平台结构包括四角上方固定有中平台缓冲垫(28)且截面为长方形的中框架(18)，该中框架(18)的四边中心位置均设有通孔，中平台电机(14)经中平台电机侧减速器(15)与角接触球轴承i(20)连接并被置于所述中框架(18)一侧长边的通孔以及所述盘型支座结构中的一个支座体上端法兰i(13-1)内，而制动器(16)经制动器侧减速器(17)与角接触球轴承ii(25)连接并被置于所述中框架(18)另一侧长边的通孔以及所述盘型支座结构中的另一个支座体上端法兰ii(13-2)内；
所述上平台结构包括倒U形截面的上框架(31)，该上框架(31)的两脚下方均设有通孔，上平台电机(29)与上平台减速器(30)连接后的两端即上平台阶梯传动轴(40)与上平台阶梯轴(32)分别通过角接触球轴承iv(38)与角接触球轴承iii(34)被置于上框架(31)的两脚下方均设有的通孔以及中平台结构中的中框架(18)的短边通孔之中。
2.根据权利要求1所述的用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台，其特征在于：固定于所述支座体下端圆盘(10)上表面的盘型支座缓冲垫(11)数量为三个，一侧一个，另一侧三个。
3.根据权利要求1所述的用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台，其特征在于：所述的下平台结构、盘型支座结构、中平台结构与上平台结构的通孔均设有法兰结构。
4.根据权利要求1所述的用于气动撇缆枪的三自由度稳定平台，其特征在于：所述的下平台结构拱形支座(3)的侧边均设有三角形加固板。
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