一种深海载人潜水器观察窗清晰度检验装置及其检验方法

摘要

本发明涉及一种深海载人潜水器观察窗清晰度检验装置及其检验方法，包括底座，底座后端的中部上方安装有托板，底座前端沿左右方向滑动安装有灯箱，位于托板和灯箱之间的底座上前后滑动安装有移动架，移动架上左右对称安装有支块，位于支块内侧的移动架上还安装有立杆，立杆后侧面与观察窗大端圆面竖直贴合，两个支块配合后方的托板共同将观察窗支承，灯箱正对着观察窗布置，从而对圆锥台结构的观察窗进行可靠、稳固支承，实现其清晰度检验，并且能够适用于不同大小观察窗的检验使用，使用灵活性高，极大地便利于实际操作使用。

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃检测设备技术领域，尤其是一种深海载人潜水器观察窗清晰度检验装置及其检验方法。

背景技术

载人潜水器和压力容器等耐压装备的观察窗，通常为有机玻璃材料制成的锥台形结构，主要起承受高压和视觉观察的作用。为了满足高压承载和水密要求，锥台形观察窗结构呈现轴向厚度大、内外面直径差异大、侧面角度大的特点。作为视觉观察部件，在投入使用前和维护更换时还需对其视觉清晰度进行规范检验，即在检测距离一定的情况下，检验指定图像的视觉清晰度。为保证检验结果准确，观察窗应稳定放置，窗面与被观察平面保持平行，被观察物、观察窗和观察点三点在同一水平高度，每次检验检测距离一致。

对于锥台形有机玻璃，现有的玻璃夹持工具主要存在两点不足：(1)锥台形有机玻璃侧面存在一定倾角，在斜面上无法找到合适的夹持点；(2)以内外平行表面作为夹持点时，夹持工具会遮挡小端面的观察区域，继而对视觉检验效果产生影响。另一方面，若定制金属工装，也有两点不足：(1)有机玻璃模量偏低，较易磨损，金属工装划伤玻璃表面后不仅会降低玻璃的透光效果，还会对材料强度产生影响；(2)锥台形有机玻璃观察窗可以有多种设计参数的设计方案，而现有的工装无法适应不同直径、锥角和厚度的有机玻璃，重复定制则会导致时间和经济成本的增加。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的深海载人潜水器观察窗清晰度检验装置及其检验方法，从而能够对圆锥台结构的观察窗进行可靠、稳固支承，实现其清晰度检验，并且能够适用于不同大小观察窗的检验使用，使用灵活性高，极大地便利于实际操作使用。

本发明所采用的技术方案如下：

一种深海载人潜水器观察窗清晰度检验装置，包括底座，底座后端的中部上方安装有托板，底座前端沿左右方向滑动安装有灯箱，位于托板和灯箱之间的底座上前后滑动安装有移动架，移动架上左右对称安装有支块，位于支块内侧的移动架上还安装有立杆；

所述观察窗为圆锥台结构，包括有相互平行的大端圆面和小端圆面，以及衔接于两端圆面之间的锥面；

所述立杆后侧面与观察窗大端圆面竖直贴合，两个支块配合后方的托板共同将观察窗支承，灯箱正对着观察窗布置。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述支块对称支承于观察窗大端圆面的圆周边缘处，托板支承于观察窗锥面的下方。

单个支块相对于移动架在高度和左右方向上同步调节，立杆沿着移动架的长度方向移动，立杆高度方向伸缩调整。

所述移动架上对称安装有支撑架，

所述支撑架的结构为：包括有底端与移动架转动连接的支架，支架中部转动安装有斜撑，斜撑底端转动安装有滑座二，滑座二沿着移动架长度方向移动；

所述支架顶端安装支块，滑座二顶面安装立杆。

所述移动架顶面的中部沿着长度方向开设有通槽，斜撑底端伸至通槽内；沿着前后方向贯穿移动架开设有与通槽相通的导向槽，导向槽的长度方向与移动架的长度方向一致，沿前后方向贯穿斜撑底端、导向槽和滑座二安装有转动件三；所述滑座二以转动件三在导向槽中的移动为导向相对于移动架长度方向滑动，斜撑以转动件三轴向为圆心相对于移动架摆动。

所述移动架顶面向下开设有与通槽相通的凹口，支架底端向下伸至凹口内，前后贯穿位于凹口处移动架壁面和支架底端安装有转动件二；所述支架中部朝向斜撑的侧面开设有容纳槽，斜撑上端头伸至容纳槽内并通过转动件一转动安装。

所述支块朝向支架的底面开设有卡槽，支架顶端伸至卡槽内并通过转动件四转动安装；所述卡槽沿着长度方向一端或者两端贯穿支块，转动件四的轴向与卡槽的长度方向垂直，支架端部以转动件四为转心沿着卡槽长度方向摆动。

所述支块顶面为与观察窗大端圆面边缘相切的斜面，斜面中部向上延伸有凸棱，凸棱后侧面与支块顶面共同安装有L型垫片；所述观察窗大端圆面边缘支承于L型垫片上。

所述底座为由横梁和纵梁构成的矩形结构，纵梁为由端部嵌套的纵外梁、纵内梁构成伸缩式结构；

一侧横梁中部安装有托架，托架顶端转动安装有托板，托板为内凹弧形结构的板件；另一侧横梁上滑动安装有灯架，灯架顶端安装有灯箱；所述托架和灯架均为高度方向的伸缩式结构；

所述移动架底端设置有与纵外梁滑动配装的滑座一，滑动后的滑座一通过锁紧件相对于纵外梁锁止。

一种所述的深海载人潜水器观察窗清晰度检验装置的检验方法，包括如下步骤：

根据被测观察窗的玻璃厚度，调整移动架在底座上的位置，使得支块与托板之间的前后距离与玻璃厚度相配，将移动架与底座之间的滑动锁止；

调整移动架上支块和立杆的位置，并锁止固定；

将观察窗从上至下放置到托板和支块上，使得支块支承于观察窗大端圆面的圆周边缘上，立杆后侧面与观察窗大端圆面贴合，托板支承于观察窗锥面的下部；

在灯箱朝向观察窗的侧面固定检验卡，并启动灯箱；

观察者从托板后方的观察窗小端圆面处，透过观察窗观察检验卡，或者是通过影像设备从小端圆面处进行采集记录；

根据检验需求，将灯箱的高度进行调整，或者将灯箱沿着底座左右移动进行同一观察窗的对比试验；

替换其他观察窗，进行不同观察窗的对比实验。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过两个支块配合托板对观察窗进行支承，通过立杆与观察窗的贴合来判断调整其前后倾斜角度，从而实现了圆锥台结构观察窗的可靠、稳固支承，大大助力于其清晰度检验的顺利顺畅性，并且通过相应支承部件的调整，能够适用于不同大小观察窗的支承使用，使用灵活性高，极大地便利于实际操作使用；

本发明中，对观察窗的支承点位于锥面和大端圆面边缘，巧妙避开了两端平行圆面，尤其是小端圆面的避开，有效保证了观察区域，助力于保证检验的可靠和稳定性；并且位于锥面和大端圆面边缘处的支承构成三点支承，有效保证了支承的可靠性；

本发明中，与观察窗相接处的支承处均可设置柔性材质的垫片，在可靠支承观察窗的同时避免因接触而产生的损伤或磨损，助力于保障观察窗的完好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明移动架上支撑架、立杆的安装示意图。

图3为图2中A处的局部放大图。

图4为图2中B处的局部放大图。

图5为本发明支架与支块的安装示意图。

图6为本发明移动架与支撑架之间的结构参数示意图。

图7为本发明托架与托板的安装示意图。

图8为本发明在大观察窗检验过程中的使用状态示意图。

图9为本发明在小观察窗检验过程中的使用状态示意图。

其中：1、底座；2、移动架；3、支撑架；4、支块；5、立杆；6、托架；7、托板；8、灯箱；9、灯架；10、观察窗；

11、纵外梁；12、纵内梁；13、横梁；

21、锁紧件；22、滑座一；23、导向槽；24、通槽；25、凹口；

31、支架；32、斜撑；33、转动件一；34、转动件二；35、滑座二；36、转动件三；311、容纳槽；

41、凸棱；42、L型垫片；43、卡槽；44、转动件四；

71、转动件五；72、凸耳；

81、检验卡。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本实施例的一种深海载人潜水器观察窗清晰度检验装置，包括底座1，底座1后端的中部上方安装有托板7，底座1前端沿左右方向滑动安装有灯箱8，位于托板7和灯箱8之间的底座1上前后滑动安装有移动架2，移动架2上左右对称安装有支块4，位于支块4内侧的移动架2上还安装有立杆5；

观察窗10为圆锥台结构，包括有相互平行的大端圆面和小端圆面，以及衔接于两端圆面之间的锥面；

立杆5后侧面与观察窗10大端圆面竖直贴合，两个支块4配合后方的托板7共同将观察窗10支承，灯箱8正对着观察窗10布置。

通过两个支块4配合托板7对观察窗10进行支承，通过托板7与观察窗10的贴合、支承作用来调整其倾斜角度，通过立杆5与观察窗10大端圆面的贴合来判断其前后倾斜角度，从而实现了圆锥台结构观察窗10的可靠、稳固支承，大大助力于其清晰度检验的顺利顺畅性，并且通过相应支承部件的调整，能够适用于不同大小观察窗10的支承使用，使用灵活性高。

支块4对称支承于观察窗10大端圆面的圆周边缘处，托板7支承于观察窗10锥面的下方。

本实施例中，对观察窗10的支承点位于锥面和大端圆面边缘，巧妙避开了两端平行圆面，尤其是小端圆面的避开，有效保证了观察区域，助力于保证检验的可靠和稳定性；并且位于锥面和大端圆面边缘处的支承构成三点支承，有效保证了支承的可靠性。

单个支块4相对于移动架2在高度和左右方向上同步调节；立杆5沿着移动架2的长度方向移动，从而适用于大端圆面为不同直径尺寸的观察窗10的支承使用，使用调整方便；立杆5高度方向伸缩调整，从而方便于不同尺寸观察窗10的倾斜度调整判断。

移动架2上对称安装有支撑架3，

如图2所示，支撑架3的结构为：包括有底端与移动架2转动连接的支架31，支架31中部转动安装有斜撑32，斜撑32底端转动安装有滑座二35，滑座二35沿着移动架2长度方向移动；

支架31顶端安装支块4，滑座二35顶面安装立杆5。

本实施例中，通过支撑架3同时实现支块4和立杆的安装，在保证调整使用需求的情况下，有效助力于简化整体结构，构思巧妙。

本实施例中，通过滑座二35沿着移动架2长度方向的移动，同时调整支块4和立杆5的位置，实现联动调节，操作简单方便可靠实用。

移动架2顶面的中部沿着长度方向开设有通槽24，斜撑32底端伸至通槽24内；沿着前后方向贯穿移动架2开设有与通槽24相通的导向槽23，导向槽23的长度方向与移动架2的长度方向一致，沿前后方向贯穿斜撑32底端、导向槽23和滑座二35安装有转动件三36，如图3所示；滑座二35以转动件三36在导向槽23中的移动为导向相对于移动架2长度方向滑动，斜撑32以转动件三36轴向为圆心相对于移动架2摆动。

本实施例中，导向槽23的设置，通过转动件三36为滑座二35相对于移动架2的移动提供导向作用，同时也通过导向槽23的长度设置，为滑座二35的滑动行程提供限位，并且也便利于转动件三36以及斜撑32底端的安装。

移动架2顶面向下开设有与通槽24相通的凹口25，支架31底端向下伸至凹口25内，前后贯穿位于凹口25处移动架2壁面和支架31底端安装有转动件二34；支架31中部朝向斜撑32的侧面开设有容纳槽311，斜撑32上端头伸至容纳槽311内并通过转动件一33转动安装，实现了斜撑32在支架31中部的转动安装。

如图5所示，支块4朝向支架31的底面开设有卡槽43，支架31顶端伸至卡槽43内并通过转动件四44转动安装；卡槽43沿着长度方向一端或者两端贯穿支块4，转动件四44的轴向与卡槽43的长度方向垂直，支架31端部以转动件四44为转心沿着卡槽43长度方向摆动。

本实施例中，转动件一33、转动件二34、转动件三36和转动件四44均为转动轴结构，方便于相应转动安装的实现，并在转动到位后通过外部零件进行转动锁止；也可以是转动轴端部螺旋配装紧固螺母的结构，在转动至合适位置后，通过紧固螺母的旋装将转动锁止。

如图4所示，支块4顶面为与观察窗10大端圆面边缘相切的斜面，从而可靠保证对观察窗10的支承受力，斜面中部向上延伸有凸棱41，凸棱41后侧面与支块4顶面共同安装有L型垫片42；观察窗10大端圆面边缘支承于L型垫片42上。

本实施例中，托板7支承接触观察窗10的侧面也可以敷设仿形的垫片，从而使得检验装置上与观察窗10相接处的支承处均设置有柔性材质的垫片，在可靠支承观察窗10的同时避免因接触而产生的损伤或磨损，助力于保障观察窗10的完好。

本实施例中，两个L型垫片42位于同一面内。

底座1为由横梁13和纵梁构成的矩形结构，纵梁为由端部嵌套的纵外梁11、纵内梁12构成伸缩式结构；

一侧横梁13中部安装有托架6，托架6顶端转动安装有托板7，托板7为内凹弧形结构的板件，通过内凹弧形结构与观察窗10的锥面接触支承；另一侧横梁13上滑动安装有灯架9，灯架9顶端安装有灯箱8；托架6和灯架9均为高度方向的伸缩式结构；

移动架2底端设置有与纵外梁11滑动配装的滑座一22，滑动后的滑座一22通过锁紧件21相对于纵外梁11锁止。

本实施例中，如图6所示，斜撑32上下端铰接点距离为K，支架31上下端铰接点距离为H，斜撑32上端铰接点与支架31下端铰接点距离为M，在检验装置安装完成后，M、H、K长度一定。

导向槽23外侧端与支架31下端铰接点的距离为L1，导向槽23内侧端与支架31下端铰接点的距离为L2，滑座二35可在导向槽23内水平移动，滑座二35与斜撑32的铰接点距离支架31下端铰接点为D，因此D的最小值为L1，最大值为L2。

支架31下端铰接点与该检验装置对称轴之间的距离为L，支架31与水平轴之间的角度为α，支架31上端铰接点与该检验装置对称轴之间的距离为R。

根据余弦定理可知，

当滑座二35移动至导向槽23最外端时，即D＝L

此时该检验装置能为大端直径大于

当滑座二35移动至导向槽23最内侧时，即D＝L

此时该检验装置能为大端直径大于

本实施例中，如图7所示，托板7凸出的外侧面中部向外延伸有对称的凸耳72，托架6顶端伸至两个凸耳72间隔之间，贯穿凸耳72和托架6顶端安装有转动件五71，实现托架6与托板7之间的转动安装。

本实施例中，转动件五71可以是螺杆与紧固螺母相配的结构，在转动到位后，通过经螺母的旋紧将转动锁止。

本实施例的深海载人潜水器观察窗清晰度检验装置的检验方法，包括如下步骤：

第一步：根据被测观察窗10的玻璃厚度，调整移动架2在底座1上的位置，使得支块4与托板7之间的前后距离与玻璃厚度相配，将移动架2与底座1之间的滑动锁止；

本实施例中，移动架2通过两端的滑座一22沿着纵梁中的纵外梁11移动，从而调节支块4在与托板7之间的前后距离，然后通过锁紧件21将滑座一22与纵外梁11之间的滑动锁止。

第二步：调整移动架2上支块4和立杆5的位置，并锁止固定；

本实施例中，通过滑座二35沿着导向槽23长度方向的调整，进行移动架2上支块4、立杆5位置的联动调节，并将滑座二35的滑动锁止。

第三步：将观察窗10从上至下放置到托板7和支块4上，使得支块4支承于观察窗10大端圆面的圆周边缘上，立杆5后侧面与观察窗10大端圆面贴合，托板7支承于观察窗10锥面的下部；

本实施例中，可以施力于托架6，使其在高度方向上进行调整，结合托板7通过转动件五71相对于托架6的前后摆动，来更好地对观察窗10的锥面进行可靠支承；在调节到位后将转动件五71的转动锁止，将托架6的高度锁止。

本实施例中，可以通过立杆5高度的调节，使其与观察窗10大端圆面贴合，来评估观察窗10前后方向的倾斜角度，并通过上方托架6的高度来调节该倾斜角度，最终使得观察窗10大端圆面基本呈现竖直状态，该大端圆面边缘与支块4上L型垫片42内侧面紧密贴合。

第四步：在灯箱8朝向观察窗10的侧面固定检验卡81，并启动灯箱8；

本实施例中，可以通过魔术贴等方式实现检验卡81在灯箱8上的快速拆装切换。

第五步：观察者从托板7后方的观察窗10小端圆面处，透过观察窗10观察检验卡81，或者是通过影像设备从小端圆面处进行采集记录；

第六步：根据检验需求，将灯箱8的高度进行调整，或者将灯箱8沿着底座1左右移动进行同一观察窗10的对比试验；

本实施例中，也可以通过底座1中纵外梁11、纵内梁12之间的插装移动，来快速调整灯箱8与观察窗10之间的距离。

第七步：替换其他观察窗10，进行不同观察窗10的对比实验。

对于相同形状尺寸的观察窗10，可以直接进行观察窗10的切换检验，对于不同形状尺寸的观察窗10，需要对检验装置进行相应的调整，来适应支承和检验需求。

如图8和图9所示，分别为本检验装置用于大尺寸观察窗10和小尺寸观察窗10的示意图，对于不同尺寸的观察窗10，移动架2在底座1上的位置、滑座二35在导向槽23上的位置、底座1上纵梁的伸缩长度、以及立杆5、灯架9的高度，都可以根据实际需要进行调整，灵活方便。

在检验结束之后，可以将各个伸缩结构分别收缩，使得检验装置达到占用最小空间的状态。

本实施例中，可以在底座1的纵梁、移动架2的导向槽23的长度方向，以及立杆5、托架6、灯架9的高度方向上分别设置刻度或标记，以方便于试验时的调整使用，尤其便利于重复试验的使用。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。