CN105800493A - 一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统 - Google Patents

Abstract

一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统，包括吊杆，吊杆上方设置有电动推杆，电动推杆两端通过支架支撑，支架与吊杆连接处设置有导向轮总成，吊杆下方设置有中支撑杆，吊杆的末端设置有限位挡板，所述支架底部设置有摩擦绞车，摩擦绞车与储缆绞车连接，储缆绞车的顶部与吊杆连接。本发明所述的一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统的优点在于，结构简单，操作方便，能够满足深海调查工作的需要，同时使用寿命长工作效率高。

Description

一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统

技术领域

本发明涉及大中型船舶用领域，特别涉及一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统。

背景技术

现有技术中绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统（调查绞车）是深海调查仪器投放和回收的特种甲板设备，它在深海取样、CTD调查等工作中起到了很重要的作用。传统的调查绞车通常采用单卷筒和导缆辊子的方式，在浅海调查中具有负载小、系统简单等特点，能很好的完成投放和回收工作，但随着调查深度和范围的不断扩大，钢缆的长度也越来越大，目前最大要求长度超过5000m，下放仪器后钢缆和仪器的重量会使钢缆的张力很大，导致钢缆不能在卷筒上均匀整齐的排缆，经常停止工作来调整钢缆位置不仅降低了工作效率，而且钢缆之间摩擦和挤压，会加剧钢缆磨损，缩短使用寿命，所以传统的绞车不能够满足深海调查工作的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作方便，能够满足深海调查工作的需要，同时使用寿命长工作效率高的绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统，包括吊杆，吊杆上方设置有电动推杆，电动推杆两端通过支架支撑，支架与吊杆连接处设置有导向轮总成，吊杆下方设置有中支撑杆，吊杆的末端设置有限位挡板，所述支架底部设置有摩擦绞车，摩擦绞车与储缆绞车连接，储缆绞车的顶部与吊杆连接。

进一步的，所述储缆绞车底部设置有底座A，底座A上通过调心球轴承固定设置有排缆机构，排缆机构上方设置有导缆轮组件，导缆轮组件通过传动杆连接有另一个导缆轮组件，导缆轮组件上方设置有弹性联轴器，弹性联轴器的上方设置有步进电机；所述底部内设置有斜齿轮减速机，斜齿轮减速机上设置有船用三相变频电机，斜齿轮减速机通过推力圆柱滚子轴承连接有卷筒，卷筒顶部设置有电滑环，卷筒顶部外侧套有空轴编码器，卷筒顶部设置有上顶板，上顶板的一端设置在步进电机底部，上顶板另一端与立柱连接，立柱另一端与底部连接；所述上顶板与卷筒顶部连接并通过端盖和调心球轴承固定；所述卷筒顶部设置有卡板。

进一步的，所述排缆机构通过螺栓与传动杆固定，排缆机构的两端设置有导杆，导杆外侧设置有固定块，固定块的外侧设置有铜套。

进一步的，所述摩擦绞车底部设置有底座B，底座B的一端设置有前导向轮，前导向轮的一侧设置有齿轮箱，齿轮箱内设置有箱盖，箱盖一侧设置有螺旋锥齿轮减速机，螺旋锥齿轮减速机与船用变频电机连接，齿轮箱的另一侧设置有压力感应补偿轮，压力感应补偿轮的另一侧设置有导向轮A和导向轮B。

进一步的，所述箱盖内设置有墙架墙架之间设置有轴A，轴A两端设置有端盖A和端盖D，轴A中间段设置有端盖B，端盖A与端盖B之间设置有摩擦卷筒套在轴A上，摩擦卷筒一端设置有挡圈B，端盖B与端盖D之间设置有大齿轮套在轴A上，大齿轮一端设置有挡圈A；所述端盖B上设置有深沟球轴承，所述端盖D顶端设置有油杯。

进一步的，所述轴A上设置有编码器。

进一步的，所述螺旋锥齿轮减速机中间设置有轴B，轴B上套有小齿轮，小齿轮的一端设置有挡圈C，小齿轮的另一侧设置有端盖C，轴B的末端设置有梅花弹性联轴器，梅花弹性联轴器与减速机输出轴连接。

本发明所述的一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统的优点在于，结构简单，操作方便，能够满足深海调查工作的需要，同时使用寿命长工作效率高。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中储缆绞车的结构示意图；

图3为图2中A方向的示意图；

图4为图2中D-D面的剖视图；

图5为图1中摩擦绞车的结构示意图；

图6为图5中B-B面的剖视图；

图7为图5中C-C面的剖视图；

图8为图5中压力感应补偿轮的三轮测力型式效果图。

1、吊杆，2、导向轮总成，3、支架，4、中支撑杆，5、电动推杆，6、限位挡板，7、储缆绞车，7-1、底座A，7-2、斜齿轮减速机，7-3、船用三相变频电机，7-4、推力圆柱滚子轴承，7-5、立柱，7-6、卷筒，7-7、上顶板，7-8、端盖，7-9、空轴编码器，7-10、电滑环，7-11、调心球轴承，7-12、步进电机，7-13、弹性联轴器，7-14、导缆轮组件，7-15、传动杆，7-16、排缆机构，7-17、卡板，7-18、固定块，7-19、铜套，7-20、导杆，8-1、底座B，8-2、前导向轮，8-3、齿轮箱，8-4、箱盖，8-4-1、端盖A，8-4-2、轴A，8-4-3、深沟球轴承，8-4-4、大齿轮，8-4-5、油杯，8-4-6、端盖D，8-4-7、挡圈A，8-4-8、端盖B，8-4-9、摩擦卷筒，8-4-10、挡圈B，8-4-11、墙架，8-5、螺旋锥齿轮减速机，8-5-1、轴B，8-5-2、挡圈C，8-5-3、小齿轮，8-5-4、梅花弹性联轴器，8-5-5、减速机输出轴，8-5-6、端盖C，8-6、船用变频电机，8-7、压力感应补偿轮，8-8、导向轮A，8-9、导向轮B，8、摩擦绞车。

具体实施方式

一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统，包括吊杆1，吊杆1上方设置有电动推杆5，电动推杆5两端通过支架3支撑，支架3与吊杆1连接处设置有导向轮总成2，吊杆1下方设置有中支撑杆4，吊杆1的末端设置有限位挡板6，所述支架3底部设置有摩擦绞车8，摩擦绞车8与储缆绞车7连接，储缆绞车7的顶部与吊杆1连接。

进一步的，所述储缆绞车7底部设置有底座A7-1，底座A7-1上通过调心球轴承7-11固定设置有排缆机构7-16，排缆机构7-16上方设置有导缆轮组件7-14，导缆轮组件7-14通过传动杆7-15连接有另一个导缆轮组件7-14，导缆轮组件7-14上方设置有弹性联轴器7-13，弹性联轴器7-13的上方设置有步进电机7-12；所述底座A7-1内设置有斜齿轮减速机7-2，斜齿轮减速机7-2上设置有船用三相变频电机7-3，斜齿轮减速机7-2通过推力圆柱滚子轴承7-4连接有卷筒7-6，卷筒7-6顶部设置有电滑环7-10，卷筒7-6顶部外侧套有空轴编码器7-9，卷筒7-6顶部设置有上顶板7-7，上顶板7-7的一端设置在步进电机7-12底部，上顶板7-7另一端与立柱7-5连接，立柱7-5另一端与底座A7-1连接；所述上顶板7-7与卷筒7-6顶部连接并通过端盖7-8和调心球轴承7-11固定；所述卷筒7-6顶部设置有卡板7-17。

进一步的，所述排缆机构7-16通过螺栓与传动杆7-15固定，排缆机构7-16的两端设置有导杆7-20，导杆7-20外侧设置有固定块7-18，固定块7-18的外侧设置有铜套7-19。

进一步的，所述摩擦绞车8底部设置有底座B8-1，底座B8-1的一端设置有前导向轮8-2，前导向轮8-2的一侧设置有齿轮箱8-3，齿轮箱8-3内设置有箱盖8-4，箱盖8-4一侧设置有螺旋锥齿轮减速机8-5，螺旋锥齿轮减速机8-5与船用变频电机8-6连接，齿轮箱8-3的另一侧设置有压力感应补偿轮8-7，压力感应补偿轮8-7的另一侧设置有导向轮A8-8和导向轮B8-9。

进一步的，所述箱盖8-4内设置有墙架8-4-11，墙架8-4-11上设置有轴A8-4-2，轴A8-4-2两端设置有端盖A8-4-1和端盖D8-4-6，轴A8-4-2中间段设置有端盖B8-4-8，端盖A8-4-1与端盖B8-4-8之间设置有摩擦卷筒8-4-9，所述摩擦卷筒8-4-9套在轴A8-4-2上，摩擦卷筒8-4-9一端设置有挡圈B8-4-10，端盖B8-4-8与端盖D8-4-6之间设置有大齿轮8-4-4，所述大齿轮8-4-4套在轴A8-4-2上，大齿轮8-4-4一端设置有挡圈A8-4-7；所述端盖B8-4-8上设置有深沟球轴承8-4-3，所述端盖D8-4-6顶端设置有油杯8-4-5。

进一步的，所述轴A8-4-2上设置有编码器。

进一步的，所述螺旋锥齿轮减速机8-5中间设置有轴B8-5-1，轴B8-5-1上套有小齿轮8-5-3，小齿轮8-5-3的一端设置有挡圈C8-5-2，小齿轮8-5-3的另一侧设置有端盖C8-5-6，轴B8-5-1的末端设置有梅花弹性联轴器8-5-4，梅花弹性联轴器8-5-4与减速机输出轴8-5-5连接。

具体实施时，本发明采用了牵引机构和储缆机构分离的技术，来解决钢缆张力大和排缆之间的矛盾，工作时电缆在牵引卷筒上缠绕几圈，释放掉大部分的张力后可以整齐地缠绕在储缆卷筒上，其工作示意图与传统的单卷筒绞车通常采用电动或者液压的驱动方式，系统只驱动一个卷筒，不需要复杂的控制不同，深海调查绞车在结构上分成了牵引机构和储缆机构等几部分，系统需要一个控制及时和传动精度高的系统来控制这几部分协调工作，使牵引卷筒和储缆卷筒速度保持一致，且两绞车之间设置有弹性补偿系统以免二者之间的钢缆过松或者过紧，保护绞车正常工作。

牵引绞车为双卷筒摩擦绞车，卷筒上有8道缆槽，作为整套设备的主承载部分。储缆绞车为铠装电缆的存储机构，在投放或回收时控制系统会监测并控制储缆绞车运行速度，以调整牵引卷筒与储缆卷筒之间的张力，其监测、控制手段为布置在中间的弹压感应补偿装置及系统在运行模式中的速度、转矩模式的切换，使储缆卷筒上电缆的张力保持在牵引卷筒（负载端）的10%-15%之内，电缆受力处于平衡状态，可顺利的缠绕在储缆卷筒上。布置中间的压力感应补偿轮为三轮测力型式，如图8所示，当补偿装置产生位移时，三轮测力机构几何关系发生变化。设定好线缆张力变化范围后，需要换算为压力传感器所测得压力值范围。途中H值为弹性补偿器高度，发生位移时，H值变化，角α随之变化。

其中sinα的结果为H的数值除以H平方与L平方总和开二次方的数值；F绳的结果为F推的数值除以两倍的sinα的数值。

该装置中使用的步进电机排缆机构，其通过空轴编码器检测卷筒运动，卷筒每转动一圈排缆机构运行一个系数的缆绳直径，为了保证排缆机构运动到卷筒两个端面时能够准确地换向，在排缆机构的安装底座上安装有两个行程开关，其位置和卷扬机两个端面相对应，当排缆机构运动到行程开关的触发范围时，行程开关发出信号使得排缆机构换向。排缆机构能够在卷扬机每次启动时自动判断运动方向当绞车在收放同一缆层时，排缆机构始终朝一个方向运动，换向信号产生时就朝反方向运动，在绞车单次收放动作停止之前，排缆机构就按此规律动作。但当绞车停止转动后又重新转动时，排缆机构由停止状态变到运动状态，上述规律无法起作用时控制系统会判断排缆机构的初始运动位置和方向，位置由控制器的FLASH存储单元进行记忆，运动方向由传感器来实时判断。整套系统具有有恒转矩和恒功率的特点，这样就增加了扭矩和功率输出特性的选择，在低速时可以大扭矩启动，高速时实现恒功率输出。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

综上所述，本发明所述的一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统的优点在于，结构简单，操作方便，能够满足深海调查工作的需要，同时使用寿命长工作效率高。

Claims (7)

1.一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统，其特征在于：包括吊杆（1），吊杆（1）上方设置有电动推杆（5），电动推杆（5）两端通过支架（3）支撑，支架（3）与吊杆（1）连接处设置有导向轮总成（2），吊杆（1）下方设置有中支撑杆（4），吊杆（1）的末端设置有限位挡板（6），所述支架（3）底部设置有摩擦绞车（8），摩擦绞车（8）与储缆绞车（7）连接，储缆绞车（7）的顶部与吊杆（1）连接。

2.根据权利要求1所述的一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统，其特征在于：所述储缆绞车（7）底部设置有底座A（7-1），底座A（7-1）上通过调心球轴承（7-11）固定设置有排缆机构（7-16），排缆机构（7-16）上方设置有导缆轮组件（7-14），导缆轮组件（7-14）通过传动杆（7-15）连接有另一个导缆轮组件（7-14），导缆轮组件（7-14）上方设置有弹性联轴器（7-13），弹性联轴器（7-13）的上方设置有步进电机（7-12）；所述底座A（7-1）内设置有斜齿轮减速机（7-2），斜齿轮减速机（7-2）上设置有船用三相变频电机（7-3），斜齿轮减速机（7-2）通过推力圆柱滚子轴承（7-4）连接有卷筒（7-6），卷筒（7-6）顶部设置有电滑环（7-10），卷筒（7-6）顶部外侧套有空轴编码器（7-9），卷筒（7-6）顶部设置有上顶板（7-7），上顶板（7-7）的一端设置在步进电机（7-12）底部，上顶板（7-7）另一端与立柱（7-5）连接，立柱（7-5）另一端与底座A（7-1）连接；所述上顶板（7-7）与卷筒（7-6）顶部连接并通过端盖（7-8）和调心球轴承（7-11）固定；所述卷筒（7-6）顶部设置有卡板（7-17）。

3.根据权利要求2所述的一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统，其特征在于：所述排缆机构（7-16）通过螺栓与传动杆（7-15）固定，排缆机构（7-16）的两端设置有导杆（7-20），导杆（7-20）外侧设置有固定块（7-18），固定块（7-18）的外侧设置有铜套（7-19）。

4.根据权利要求1至3之一所述的一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统，其特征在于：所述摩擦绞车（8）底部设置有底座B（8-1），底座B（8-1）的一端设置有前导向轮（8-2），前导向轮（8-2）的一侧设置有齿轮箱（8-3），齿轮箱（8-3）内设置有箱盖（8-4），箱盖（8-4）一侧设置有螺旋锥齿轮减速机（8-5），螺旋锥齿轮减速机（8-5）与船用变频电机（8-6）连接，齿轮箱（8-3）的另一侧设置有压力感应补偿轮（8-7），压力感应补偿轮（8-7）的另一侧设置有导向轮A（8-8）和导向轮B（8-9）。

5.根据权利要求4所述的一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统，其特征在于：所述箱盖（8-4）内设置有墙架（8-4-11），墙架（8-4-11）上设置有轴A（8-4-2），轴A（8-4-2）两端设置有端盖A（8-4-1）和端盖D（8-4-6），轴A（8-4-2）中间段设置有端盖B（8-4-8），端盖A（8-4-1）与端盖B（8-4-8）之间设置有摩擦卷筒（8-4-9），所述摩擦卷筒（8-4-9）套在轴A（8-4-2）上，摩擦卷筒（8-4-9）一端设置有挡圈B（8-4-10），端盖B（8-4-8）与端盖D（8-4-6）之间设置有大齿轮（8-4-4），所述大齿轮（8-4-4）套在轴A（8-4-2）上，大齿轮（8-4-4）一端设置有挡圈A（8-4-7）；所述端盖B（8-4-8）上设置有深沟球轴承（8-4-3），所述端盖D（8-4-6）顶端设置有油杯（8-4-5）。

6.根据权利要求5所述的一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统，其特征在于：所述轴A（8-4-2）上设置有编码器。

7.根据权利要求4所述的一种绞车牵引机构和储缆机构分离联动控制系统，其特征在于：所述螺旋锥齿轮减速机（8-5）中间设置有轴B（8-5-1），轴B（8-5-1）上套有小齿轮（8-5-3），小齿轮（8-5-3）的一端设置有挡圈C（8-5-2），小齿轮（8-5-3）的另一侧设置有端盖C（8-5-6），轴B（8-5-1）的末端设置有梅花弹性联轴器（8-5-4），梅花弹性联轴器（8-5-4）与减速机输出轴（8-5-5）连接。