本发明属于水下设备布放回收领域，具体地说是一种艇用拖曳声纳的布放回收装置，门架系统包括一级门架、一级液压缸、二级门架及二级液压缸，一级门架的一端铰接于艇平台上，另一端与二级门架的一端铰接，二级门架的另一端与声纳托架相连，一级液压缸的一端铰接于艇平台上，另一端与一级门架铰接，二级液压缸的两端分别铰接于一、二级门架上；被布放回收的拖曳声纳上安装有保护罩，保护罩与艇平台上设置的绞车滑轮系统相连，声纳托架上安装有对保护罩进行锁紧的锁紧机构；一级液压缸、二级液压缸及锁紧机构的锁紧动力源分别通过液压管路与安装在艇平台上的液压系统相连。本发明可以实现对拖曳声纳在水面进行布放回收，结构安全可靠，易于操作。
1.一种艇用拖曳声纳的布放回收装置，其特征在于：包括门架系统、声纳托架、保护罩(9)、绞车滑轮系统及液压系统(7)，其中门架系统包括一级门架(4)、一级液压缸(5)、二级门架(14)及二级液压缸(13)，该一级门架(4)的一端铰接于艇平台(18)上，另一端与所述二级门架(14)的一端铰接，该二级门架(14)的另一端与所述声纳托架相连，所述一级液压缸(5)的一端铰接于艇平台(18)上，另一端与所述一级门架(4)铰接，所述二级液压缸(13)的两端分别铰接于一、二级门架(4、14)上；被布放回收的拖曳声纳(1)上安装有保护罩(9)，该保护罩(9)与艇平台(18)上设置的绞车滑轮系统相连，所述声纳托架上安装有对保护罩(9)进行锁紧的锁紧机构；所述一级液压缸(5)、二级液压缸(13)及锁紧机构的锁紧动力源分别通过液压管路与安装在艇平台(18)上的液压系统(7)相连；
所述声纳托架包括铰接架(10)及鞍型架(22)，该铰接架(10)的上端与所述二级门架(14)的另一端铰接，下端连接有防止拖曳声纳(1)在布放回收过程时晃动的鞍型架(22)；所述锁紧机构安装在鞍型架(22)上；
所述锁紧机构包括方形板(23)、推拉板(24)、锁紧液压缸(25)、鞍型架下平台(26)及鞍型架上平台(27)，该鞍型架下平台(26)及鞍型架上平台(27)分别安装在所述鞍型架(22)上、上下设置，所述方形板(23)下部的立柱(37)连接于保护罩(9)上；所述锁紧液压缸(25)安装在鞍型架下平台(26)上、并通过液压管路与液压系统(7)相连，所述推拉板(24)的一端与所述锁紧液压缸(25)的输出端连接，另一端为“凹”字形，所述推拉板(24)由锁紧液压缸(25)驱动在鞍型架上平台(27)与鞍型架下平台(26)之间往复移动，通过“凹”字形的另一端对所述立柱(37)锁紧或解锁。
2.根据权利要求1所述艇用拖曳声纳的布放回收装置，其特征在于：所述方形板(23)的上表面设有与铰车滑轮系统连接的起吊环(19)。
3.根据权利要求1所述艇用拖曳声纳的布放回收装置，其特征在于：所述鞍型架(22)的前后两端均安装有减小对接过程对鞍型架(22)冲击的减震橡胶垫(20)。
4.根据权利要求1所述艇用拖曳声纳的布放回收装置，其特征在于：所述艇平台(18)上的非工作工位分别设有支撑一级门架(4)的一级门架支撑座(6)、支撑二级门架(14)的二级门架支撑座(12)、支撑拖曳声纳(1)的声纳支撑座(2)，所述艇平台(18)的布放回收工位设有对二级门架(14)限位的限位座(3)。
5.根据权利要求4所述艇用拖曳声纳的布放回收装置，其特征在于：所述限位座(3)的下端安装在艇平台(18)上，上端为斜面，所述二级门架(14)在布放回收工位抵接于该斜面。
6.根据权利要求1所述艇用拖曳声纳的布放回收装置，其特征在于：所述绞车滑轮系统包括绞车(8)、定滑轮(11)及缆线(15)，该绞车(8)安装在所述艇平台(18)上、并通过液压管路与液压系统(7)相连，所述定滑轮(11)连接于二级门架(14)上，所述绞车(8)上缠绕的缆线(15)穿过定滑轮(11)后由所述声纳托架穿过、与所述保护罩(9)连接。
7.根据权利要求1所述艇用拖曳声纳的布放回收装置，其特征在于：所述液压系统(7)包括电机液压泵模块、液压阀体、液压锁(33)及液压马达(34)，该电机液压泵模块中的液压泵(30)的入口与液压油箱(28)相连，出口分为四路、分别通过液压管路与一级液压缸(5)、二级液压缸(13)、锁紧机构的锁紧动力源及液压马达(34)相连，在各路的液压管路上均设有液压阀体和液压锁(33)，所述液压马达(34)与绞车滑轮系统中的绞车(8)相连。
8.根据权利要求7所述艇用拖曳声纳的布放回收装置，其特征在于：所述液压泵(30)出口连接的四路液压管路中，与所述液压马达(34)连接的液压管路上设有比例阀(35)，其余三路液压管路中均设有电磁换向阀(31)、单向节流阀(32)和液压锁(33)；溢流阀(36)的入口通过液压管路与液压泵(30)的出口相连，所述溢流阀(36)的出口与液压油箱(28)相连。
一种艇用拖曳声纳的布放回收装置
技术领域
[0001] 本发明属于水下设备布放回收领域，具体地说是一种艇用拖曳声纳的布放回收装置。
背景技术
[0002] 拖曳声纳是布置在运载平台尾端、在水中进行探测目标的设备。目前，对于拖曳声纳的布放回收大多采用A型架结构；该布放回收方式的缺点是声纳被拖出水面后，由于采用单点起吊的方式，声纳会在空中自由晃动，所以必须通过人为参与才能实现对声纳的布放回收。这是一种相对传统、陈旧的布放回收方式，同时由于工作人员在小艇上作业，大大地增加了在海况不好时候布放回收的危险性。
发明内容
[0003] 为了解决目前拖曳声纳相对传统、高危险性的布放回收方式存在的上述问题，本发明的目的在于提供了一种艇用拖曳声纳的布放回收装置。该布放回收装置采用液压驱动两级门架运动并利用高可靠性的机械锁紧结构实现对拖曳声纳在水面上的布放和回收操作，避免了声纳起吊后在空中的晃动，减少了人为作业的可能性，结构安全可靠。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0005] 本发明包括门架系统、声纳托架、保护罩、绞车滑轮系统及液压系统，其中门架系统包括一级门架、一级液压缸、二级门架及二级液压缸，该一级门架的一端铰接于艇平台上，另一端与所述二级门架的一端铰接，该二级门架的另一端与所述声纳托架相连，所述一级液压缸的一端铰接于艇平台上，另一端与所述一级门架铰接，所述二级液压缸的两端分别铰接于一、二级门架上；被布放回收的拖曳声纳上安装有保护罩，该保护罩与艇平台上设置的绞车滑轮系统相连，所述声纳托架上安装有对保护罩进行锁紧的锁紧机构；所述一级液压缸、二级液压缸及锁紧机构的锁紧动力源分别通过液压管路与安装在艇平台上的液压系统相连；
[0006] 其中：所述声纳托架包括铰接架及鞍型架，该铰接架的上端与所述二级门架的另一端铰接，下端连接有防止拖曳声纳在布放回收过程时晃动的鞍型架；所述锁紧机构安装在鞍型架上；
[0007] 所述锁紧机构包括方形板、推拉板、锁紧液压缸、鞍型架下平台及鞍型架上平台，该鞍型架下平台及鞍型架上平台分别安装在所述鞍型架上、上下设置，所述方形板下部的立柱连接于保护罩上；所述锁紧液压缸安装在鞍型架下平台上、并通过液压管路与液压系统相连，所述推拉板的一端与所述锁紧液压缸的输出端连接，另一端为“凹”字形，所述推拉板由锁紧液压缸驱动在鞍型架上平台与鞍型架下平台之间往复移动，通过“凹”字形的另一端对所述立柱锁紧或解锁；所述方形板的上表面设有与铰车滑轮系统连接的起吊环；
[0008] 所述鞍型架的前后两端均安装有减小对接过程对鞍型架冲击的减震橡胶垫；
[0009] 所述艇平台上的非工作工位分别设有支撑一级门架的一级门架支撑座、支撑二级门架的二级门架支撑座、支撑拖曳声纳的声纳支撑座，所述艇平台的布放回收工位设有对二级门架限位的限位座；所述限位座的下端安装在艇平台上，上端为斜面，所述二级门架在布放回收工位抵接于该斜面；
[0010] 所述绞车滑轮系统包括绞车、定滑轮及缆线，该绞车安装在所述艇平台上、并通过液压管路与液压系统相连，所述定滑轮连接于二级门架上，所述绞车上缠绕的缆线穿过定滑轮后由所述声纳托架穿过、与所述保护罩连接；
[0011] 所述液压系统包括电机液压泵模块、液压阀体、液压锁及液压马达，该电机液压泵模块中的液压泵的入口与液压油箱相连，出口分为四路、分别通过液压管路与一级液压缸、二级液压缸、锁紧机构的锁紧动力源及液压马达相连，在各路的液压管路上均设有液压阀体和液压锁，所述液压马达与绞车滑轮系统中的绞车相连；
[0012] 所述液压泵出口连接的四路液压管路中，与所述液压马达连接的液压管路上设有比例阀，其余三路液压管路中均设有电磁换向阀、单向节流阀和液压锁；溢流阀的入口通过液压管路与液压泵的出口相连，所述溢流阀的出口与液压油箱相连。
[0013] 本发明的优点与积极效果为：
[0014] 1.本发明可以实现在回收时，水面艇可以通过缆线牵引拖曳声纳，使其与水面艇速度及轴线保持一致，这样可以有效地减小风浪对回收声纳的影响，降低了声纳与鞍型架的对接难度，降低了回收的风险性。
[0015] 2.本发明采用两级门架结构摆动幅度大，可以实现对拖曳声纳在水面进行布放回收，减小了人为作业的可能性，降低了布放回收的风险性。
[0016] 3.本发明采用液压系统实现门架、锁紧机构运动，同时驱动液压马达为绞车提供动力，结构可靠性高，降低布放回收的风险。
[0017] 4.本发明在鞍型架底侧布置减震橡胶垫，用来减小拖曳声纳在起吊过程中与鞍型架的冲击，避免对保护罩造成损伤，提高布放回收的安全性，提高对接时的可靠性。
[0018] 5.本发明结构紧凑，布置合理，安全可靠，易于操作，适用于小型水面艇对拖曳声纳的布放回收。
附图说明
[0019] 图1为本发明处于非工作工位的结构示意图；
[0020] 图2为本发明处于布放回收工位的结构示意图；
[0021] 图3为本发明声纳保护罩的结构示意图；
[0022] 图4为本发明铰接架的结构示意图；
[0023] 图5为本发明锁紧机构的结构示意图；
[0024] 图6为本发明液压系统的原理图；
[0025] 其中：1为拖曳声纳，2为声纳支撑座，3为二级门架限位座，4位一级门架，5为一级液压缸，6为一级门架支撑座，7为液压系统，8为绞车，9为保护罩，10为铰接架，11为定滑轮，12为二级门架支撑座，13为二级液压缸，14为二级门架，15为缆线，16为水线位置，17为液压缸座，18为艇平台，19为起吊环，20为减震橡胶垫，21为销轴，22为鞍型架，23为方形板，24为推拉板，25为锁紧液压缸，26为鞍型架下平台，27为鞍型架上平台，28为油箱，29为电机，30为液压泵，31为电磁换向阀，32为单向节流阀，33为液压锁，34为液压马达，35为比例阀，36为溢流阀，37为立柱。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0027] 如图1～2所示，本发明包括门架系统、声纳托架、保护罩9、绞车滑轮系统及液压系统7，其中门架系统包括一级门架4、一级液压缸5、二级门架14、二级液压缸13、一级门架支撑座6、二级门架支撑座12及限位座3，一级门架4一端通过液压缸座17与艇平台18连接，另一端与二级门架14的一端铰接，二级门架14的另一端与声纳托架相连；一级门架4的外侧设有推耳，一级液压缸5的一端铰接于艇平台18上，另一端与一级门架4外侧的推耳铰接；一级门架4的内侧和二级门架14的内侧均设有推耳，二级液压缸13的两端分别铰接于一级门架4内侧的推耳和二级门架14内侧的推耳；通过一级液压缸5和二级液压缸13实现两级门架的大幅度摆动，从而实现对拖曳声纳1在水线16位置回收到艇平台18上。在艇平台18上的非工作工位，分别设有支撑一级门架4的一级门架支撑座6、支撑二级门架14的二级门架支撑座12、支撑拖曳声纳1的声纳支撑座2，保证布放回收装置的可靠性。在艇平台18上的布放回收工位，设有二级门架限位座3，对二级门架14进行机械限位；限位座3的下端固定在艇平台18上，上端为斜面，二级门架14在布放回收工位抵接于该斜面，大大提高了布放回收装置在布放回收工位的安全性。
[0028] 如图3～5所示，声纳托架包括铰接架10、鞍型架22及减震橡胶垫20，铰接架10的上端通过销轴21与二级门架14的另一端铰接，可以实现在二级门架14的运动过程中，由于重力作用铰接架10始终保持水平，从而控制拖曳声纳1的姿态水平。铰接架10的下端设有鞍型架22，两者通过螺栓实现可靠性连接。布放回收过程中，拖曳声纳1靠在鞍型架22上，防止拖曳声纳1在布放回收时的晃动。鞍型架22的下部呈弧形，两端均设有减震橡胶垫20，减小对接过程对鞍型架22的冲击。鞍型架22的上部设有对保护罩9进行锁紧的锁紧机构。
[0029] 被布放回收的拖曳声纳1上安装有保护罩9，保护罩9为弧形、上表面设有方形板23，该方形板23的下表面设有与保护罩9上表面连接的立柱37，方形板上表面设有起吊环
19，保护罩9的下表面与拖曳声纳1实现螺栓连接。
[0030] 声纳托架通过锁紧机构与保护罩9相连接。锁紧机构包括方形板23，推拉板24，锁紧液压缸25，鞍型架上平台27和鞍型架下平台26，鞍型架下平台26及鞍型架上平台27分别安装在鞍型架22上、上下设置，推拉板24布置在鞍型架上平台27和鞍型架下平台26之间，实现推拉板24的平面运动。锁紧液压缸25固定在鞍型架下平台26上、并通过液压管路与液压系统7相连，推拉板24的一端与锁紧液压缸25铰接，为拖拉板24的运动提供动力源，推拉板24的另一端为“凹”字形。对接过程开始后，当保护罩9靠在鞍型架22上时，锁紧液压缸25开始动作，驱动推拉板24在鞍型架上平台27与鞍型架下平台26之间向前运动，立柱37卡在推拉板24的另一端的“凹”字形中；锁紧液压缸25停止运动后，方形板23正好落在推拉板24上面，实现对声纳保护罩9的锁紧。
[0031] 绞车滑轮系统包括绞车8、定滑轮11及缆线15，二级门架14的两端均安装有定滑轮11，缆线15的一端穿过铰接架10、鞍型架22后与保护罩9上的起吊环19连接，另一端通过定滑轮11与安装在艇平台18上的绞车8相连。绞车8由液压马达34驱动与液压系统7相连。
[0032] 一级液压缸5、二级液压缸13、锁紧液压缸25及铰车8分别分别通过液压管路与安装在艇平台18上的液压系统7相连。液压系统7为两级门架、推拉板24运动及液压马达34转动提供动力，如图6所示，液压系统包括电机29、液压泵30、液压油箱28、电磁换向阀31、单向节流阀32、液压锁33、液压马达34、比例阀35及溢流阀36，液压泵30的入口与液压油箱28相连，出口分为四路、分别通过液压管路与一级液压缸5、二级液压缸13、锁紧液压缸25及液压马达34相连；液压泵30出口连接的四路液压管路中，与液压马达34连接的液压管路上设有比例阀35，其余三路液压管路中均设有电磁换向阀31、单向节流阀32和液压锁33；即与三个液压缸连接的液压管路上，电磁换向阀31的出口通过液压管路与单向节流阀32的入口相连，单向节流阀32的出口与液压锁33的入口相连，液压锁33的出口与一级液压缸5、二级液压缸13或锁紧液压缸25相连。单向节流阀32用来调节一级液压缸5、二级液压缸13、锁紧液压缸25的运动速度，液压锁33用来控制该支路的动作与停止。比例阀35的出口与液压马达34相连，液压马达34与绞车8相连，通过控制比例阀35可以精确控制液压马达34的转速。溢流阀36的入口通过液压管路与液压泵30的出口相连，溢流阀36的出口与油箱28相连，用来调整液压系统的压力。通过控制液压阀体来控制液压缸以及绞车8的动作，从而实现整个布放回收装置的自动控制。
[0033] 本发明的工作原理为：
[0034] 首先对拖曳声纳1的布放过程进行说明：布放回收装置布置在艇平台18上，布放动作开始前，一级液压缸5、二级液压缸13、锁紧液压缸25及绞车8均处于非工作状态，两级门架呈“Z”字型布置，拖曳声纳1通过锁紧机构与声纳托架进行锁紧，如图1所示。布放开始时，液压系统7的电机29启动，驱动二级液压缸13动作，二级门架14带动铰接架10及拖曳声纳1一起抬起，随后通过控制液压阀体驱动一级液压缸5动作，两级液压缸协同动作将拖曳声纳1摆到水面位置；同时控制比例阀35驱动绞车8工作，释放缆线15。由于铰接架10与二级门架
14铰接，因此在整个布放的过程中，铰接架10与拖曳声纳1由于重力作用始终保持水平，保证布放回收装置在布放过程中的安全性。当二级门架14摆到极限位置时，限位座3对二级门架14进行支撑；此时控制液压阀体，通过液压锁33对一级液压缸5和二级液压缸13进行锁紧，保持两级门架处于布放回收工位。随后控制锁紧液压缸25，拉动推拉板24，解除对保护罩9的锁紧，释放拖曳声纳1。拖曳声纳1释放后，控制一级液压缸5和二级液压缸13动作，将两级门架收回到艇平台18范围内。拖曳声纳1开始水中作业，此时通过控制绞车8来控制缆线15的长度，进而控制拖曳声纳1与母船的距离。
[0035] 拖曳声纳1的回收过程与布放过程相反，是将拖曳声纳1回收到艇平台18范围内。回收开始时，控制绞车8收回缆线15，使拖曳声纳1慢慢接近母船。母船继续航行，保持母船与拖曳声纳1轴线和速度保持一致，直至拖曳声纳1的保护罩9露出水面，此时停止绞车8的动作。随后控制一级液压缸5和二级液压缸13动作，将一级门架4和二级门架子4摆到布放回收作业工位，此时二级门架14铰接的鞍型架22靠在保护罩9的背部，控制锁紧液压缸25，拉动推拉板24，实现对保护罩9的锁紧。锁紧动作结束后，控制液压阀体实现两级门架协同工作，对拖曳声纳1进行回收。回收工作结束前，一级门架4先到位，一级门架支撑座6对其进行定位，随后二级门架14到位，由二级门架支撑座12对其支撑，同时拖曳声纳1被回收到艇平台18的指定位置，由声纳支撑座2对其支撑，在此过程中绞车8配合动作实现收缆。
[0036] 布放回收过程均由两级门架协同动作，布放开始时二级门架14先动作，一级门架4后动作；回收结束前，一级门架4先落位，二级门架14后落位。保证布放回收过程中，拖曳声纳1与缆线15不发生干涉，确保系统的安全性。
[0037] 回收工作开始前，拖曳声纳1与母船保持同速航行，确保两者保持轴向的一致性，这样可以更有效地减小风浪对回收的影响，降低拖曳声纳1与鞍型架22的对接难度。同时采用两级门架结构，摆动幅度大，可以实现对声纳在水面进行布放回收，减少了人为干预的可能性，大大降低了作业时的危险性。
