CN107720457A - 一种实用船用电缆绞车 - Google Patents

Abstract

本发明的实用船用电缆绞车，包括底座、主电机、卷筒、传动轴和电缆转接装置，传动轴的两端固定于绞车支座上，特征在于：电缆转接装置由至少3个转接器组成，转接器由外壳、导电转盘和接线转轴组成，导电转盘位于外壳的圆柱形空腔中，导电转盘与圆柱形空腔内壁之间填充有饱和的强电解质溶液；接线转轴穿过外壳并固定于导电转盘的中央，接线筒的端部设置有内接线端子。本发明的实用船用电缆绞车，在传动轴转动的过程中，外壳和内接线端子随传动轴一起转动，而导电转盘和接线轴则静止不同，实现了在收放线过程中外部供电线缆对船用电缆的供电，解决了以往电刷‑滑环供电受海洋上潮湿环境易腐蚀、不耐用的问题，有益效果显著，适于应用推广。

Description

一种实用船用电缆绞车

技术领域

本发明涉及一种实用船用电缆绞车，更具体的说，尤其涉及一种可实现船用电缆不间断供电的实用船用电缆绞车。

背景技术

舰船在使用的过程中，经常需要停靠在码头，使用岸电。船用电缆绞车是专门为收放岸电电缆而设计。目前多应用于全回转的拖轮、港作拖轮、集装箱船、海上石油多功能的守护作业船、海军登陆舰、消磁船、缉私艇、巡逻艇等各类船舰。传统的电缆绞车有两种形式。一种是无滑环绞车，另一种是端面滑环式绞车。前者只能用于储存电缆，收放电缆时仍需拆卸或连接电缆；后者由于采用端面滑环，如采用普通电刷，容易造成电刷接触不紧密，引起缺相、发热等故障，只能用于要求不高、电流不大的场合。

在一些作业场合，需要电缆绞车具有较高的收线速度，收线过程中必须保证电缆不发生缠绕，电缆要在卷筒上一层层地分布，相邻层之间不发生串线，且每层中相邻线圈之间不存在搭线，采样才可保证电缆规整地缠绕在卷筒上，才可保证卷筒尽可能地缠绕最大长度的电缆。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种实用船用电缆绞车。

本发明的实用船用电缆绞车，包括底座、主电机、卷筒、传动轴和电缆转接装置，底座上固定有两平行设置的绞车支座，传动轴的两端通过轴承固定于绞车支座上，卷筒固定于传动轴上，卷筒的两端固定有圆形挡板；主电机固定于底座上，主电机的输出经变速箱与传动轴连接；其特征在于：所述电缆转接装置由至少3个与传动轴相固定的转接器组成，转接器由外壳、导电转盘和接线转轴组成，外壳的内部为圆柱形空腔，导电转盘位于圆柱形空腔中并与其间隙配合，导电转盘与圆柱形空腔内壁之间填充有饱和的强电解质溶液；所述接线转轴穿过外壳并固定于导电转盘的中央，壳体上设置有与其内部空腔相通的接线筒，接线筒的端部设置有与强电解质溶液相接触的内接线端子；

每个转接器上的接线转轴均与传动轴的方向一致，绞车支座上固定有L形支架，L形支架上固定有多个外接线端子，每个转接器上的接线转轴均通过导电连杆与外接线端子相连接；传动轴的中央开设有空腔，外接线端子与外部的供电线缆相连接，内接线端子经穿过传动轴内部空腔的线缆与船用电缆相连接。

本发明的实用船用电缆绞车，包括由两排线支座、步进电机、移动平台和主线轮组成的排线器，两排线支座相互平行地固定于底座上，两排线支座上设置有均与传动轴相平行的丝杠和两光杆，丝杠位于两光杆之间，步进电机的输出与丝杠相连接；移动平台分别经滑块和螺母设置于光杆和丝杠上；移动平台上固定有立板，主线轮经轮轴设置于立板上，主线轮的轮轴与编码电机的转轴固定连接。

本发明的实用船用电缆绞车，所述主线轮的两侧设置有辅助线轮，辅助线轮经轮轴可转动地设置于立板上；所述两排线支座的内侧分别固定有对移动平台进行限位的左限位开关和右限位开关。

本发明的实用船用电缆绞车，所述接线转轴与外壳之间设置有密封套，外壳内腔的内壁上固定有对导电转盘支撑的凸块；所述外壳、接线筒和凸块均采用硬质PVC塑料，导电转盘、接线转轴和内接线端子均采用铜或铜合金材质，密封套采用橡胶材质。

本发明的实用船用电缆绞车的排线方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

设待收放船用电缆的直径为d₀，卷筒在不缠绕电缆时的直径为D₀；则根据排线器运动一个电缆直径d₀长度所需要的时间，与卷筒所缠绕一周所用的时间相等，可得：

式中：v_x为移动平台的移动速度，V为船用电缆的收放线速度，由编码电机测得；N当前船用电缆在卷筒上的缠绕层数，缠绕层数通过左限位开关和右限位开关的计数进行获取；

由公式(1)可得：

步进电机按照求出的速度v_x驱使移动平台运动，即可实现卷筒的正常收线、和放线。

本发明的有益效果是：本发明的实用船用电缆绞车，通过主电机经变速箱对传动轴的驱动，即可带动传动轴上的卷筒进行转动，以实现船用电缆的收放线作业。传动轴上设置有由3个以上转接器组成的电缆转接装置，在传动轴转动的过程中，外壳和内接线端子随传动轴一起转动，而导电转盘和接线轴则静止不同，导电转盘经饱和的强电解质溶液与内接线端子导通，实现了在收放线过程中外部供电线缆对船用电缆的供电，解决了以往电刷-滑环供电受海洋上潮湿环境易腐蚀、不耐用的问题，有益效果显著，适于应用推广。

进一步地，通过设置由步进电机、丝杠、光杆、移动平台、主线轮和左右限位开关组成的排线器，在收放船用电缆的过程中，步进电机通过丝杠可驱使移动平台左右移动，进而可将电缆整齐地排列在卷筒上，而不会发生缠绕现象，确保了电缆的快速收放。

附图说明

图1为本发明的船用电缆绞车的主视图；

图2为本发明的船用电缆绞车的俯视图；

图3为本发明的船用电缆绞车的后视图；

图4为图1中A区域的局部放大图；

图5为本发明中转接器的结构示意图。

图中：1底座，2绞车支座，3主电机，4变速箱，5卷筒，6挡板，7传动轴，8电缆转接装置，9排线器，10排线支座，11步进电机，12丝杠，13光杆，14移动平台，15立板，16编码电机，17主线轮，18辅助线轮，19左限位开关，20右限位开关，21转接器，22外壳，23导电转盘，24接线转轴，25导电液，26接线筒，27内接线端子，28密封套，29导电连杆，30外接线端子，31L形支架，32供电线缆，33船用电缆，34凸块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2和图3所示，分别给出了本发明的船用电缆绞车的主视图、俯视图和后视图，所示的船用电缆绞车由底座1、两绞车支座2、主电机3、变速箱4、卷筒5、传动轴7、电缆转接装置8和排线器9组成，所示的底座1起固定和支撑作用，两绞车支座2互相平行地固定于底座1上，传动轴7的两端经轴承固定于两绞车支座2上，以实现传动轴7的自由转动。所示主电机3固定于底座1上，主电机3的输出轴与变速箱4的输入轴相连接，变速箱4的输出轴与传动轴7的一端固定，以便在主电机3的带动作用下，驱使传动轴7进行转动。所示卷筒5固定于传动轴7上，卷筒5的两端固定有挡板6，船用电缆33缠绕在卷筒5上。

所示排线器9设置于卷筒5的一侧，排线器9由两排线支座10、步进电机11、丝杠12、两光杆13、移动平台14、立板15、编码电机16、主线轮17和两辅助线轮18组成，所示两排线支座10也互相平行地固定于底座1上，光杆13的两端分别固定于两排线支座10上，丝杠12的两端通过轴承固定于两排线支座10上，以保证丝杠12可进行自由转动，丝杠12位于两光杆13之间。移动平台14经滑块设置于光杆13上，经螺母设置于丝杠12上；步进电机11的输出轴与丝杠12固定连接，以便在步进电机11的带动作用下，驱使丝杠12进行转动，丝杠12的转动又可带动移动平台14进行运动。

所示移动平台14上固定有立板15，立板15与移动平台14垂直设置，主线轮17经轮轴设置于立板15上，主线轮17的轮轴与编码电机16的转轴固定连接，以便通过编码电机16获取船用电缆33的收放速度。所示两辅助线轮18位于主线轮17的两端，辅助线轮18经轮轴转动设置于立板15上，船用电缆33绕过一端的辅助线轮18后，再绕过主线轮17，最后再绕过另一端的辅助线轮，这样，可保证船用电缆33在主线轮17处于相对绷紧状态，以保证对电缆收放速度的精确检测。

所示两排线支座10的内侧分别固定有左限位开关19和右限位开关20，左限位开关19和右限位开关20对移动平台14的移动位置进行限位，以保证船用电缆33在卷筒5上缠绕完毕一层后，再进行下一层的缠绕，避免出现电缆缠绕。

所示电缆转接装置8设置于传动轴7的一端，在卷筒5传动过程中，通过电缆转接装置8的转接，外部供电线缆32亦可实现对船用电缆33的供电，可保证相应设备的不间断供电。所示电缆转接装置8由至少3个转接器21组成，以至少实现火线、地线和零线的转接。3个转接器21均与传动轴7相固定，其可采用一个转接器21固定于传动轴7的端部，另外两个转接器21固定于第一个转接器21上的形式。

所示转接器21由外壳22、导电转盘23、接线转轴24、接线筒26、内接线端子27组成，外壳22为圆柱体形状，其内部设置有圆柱形空腔，导电转盘23位于圆柱形空腔中，且导电转盘23与圆柱形空腔内壁之间存在一定间隙，该间隙内填充有饱和的强电解质溶液。接线转轴24固定于导电转盘23的中心位置上，并穿过壳体22，接线转轴24与壳体22同轴线设置，以实现接线转轴24和导电转盘23的自由转动，接线转轴24的外围与壳体22之间设置有密封套28，在接线转轴24转动的过程中，密封套28实现对壳体内部电解质溶液的密封。外壳22、接线筒26和凸块34均采用硬质PVC塑料，导电转盘23、接线转轴24和内接线端子27均采用铜或铜合金材质，密封套28采用橡胶材质。

所示每个转接器21上的接线转轴24均与传动轴7的轴线相平行，传动轴7的中央开设有空腔。绞车支座2上固定有L形支架31，L形支架31上固定有与转接器21等数量的外接线端子30，外接线端子30经导电连杆29与接线转轴24相连接。外部的供电线缆32接于外接线端子30上，每个转接器21上的内接线端子27经穿过传动轴7内部空腔的线缆与船用电缆33相连接。在传动轴7传动过程中，会带动外壳22和内接线端子27一起转动，而导电圆盘23和接线转轴24不发生转动，但外接线端子30与内接线端子27始终保持电气连接，实现了外部供电线缆32对船用电缆33的不间断供电。

本发明的实用船用电缆绞车的排线方法，通过以下步骤来实现：

设待收放船用电缆的直径为d₀，卷筒在不缠绕电缆时的直径为D₀；则根据排线器运动一个电缆直径d₀长度所需要的时间，与卷筒所缠绕一周所用的时间相等，可得：

式中：v_x为移动平台的移动速度，V为船用电缆的收放线速度，由编码电机测得；N当前船用电缆在卷筒上的缠绕层数，缠绕层数通过左限位开关和右限位开关的计数进行获取；

由公式(1)可得：

步进电机按照求出的速度v_x驱使移动平台运动，即可实现卷筒的正常收线、和放线。

Claims (5)

1.一种实用船用电缆绞车，包括底座(1)、主电机(3)、卷筒(5)、传动轴(7)和电缆转接装置(8)，底座上固定有两平行设置的绞车支座(2)，传动轴的两端通过轴承固定于绞车支座上，卷筒固定于传动轴上，卷筒的两端固定有圆形挡板(6)；主电机固定于底座上，主电机的输出经变速箱(4)与传动轴连接；其特征在于：所述电缆转接装置由至少3个与传动轴相固定的转接器(21)组成，转接器由外壳(22)、导电转盘(23)和接线转轴(24)组成，外壳的内部为圆柱形空腔，导电转盘位于圆柱形空腔中并与其间隙配合，导电转盘与圆柱形空腔内壁之间填充有饱和的强电解质溶液；所述接线转轴穿过外壳并固定于导电转盘的中央，壳体上设置有与其内部空腔相通的接线筒(26)，接线筒的端部设置有与强电解质溶液相接触的内接线端子(27)；

每个转接器上的接线转轴(24)均与传动轴的方向一致，绞车支座上固定有L形支架，L形支架上固定有多个外接线端子(30)，每个转接器上的接线转轴均通过导电连杆(29)与外接线端子相连接；传动轴的中央开设有空腔，外接线端子与外部的供电线缆(32)相连接，内接线端子经穿过传动轴内部空腔的线缆与船用电缆(33)相连接。

2.根据权利要求1所述的实用船用电缆绞车，其特征在于：包括由两排线支座(10)、步进电机(11)、移动平台(14)和主线轮(17)组成的排线器(9)，两排线支座相互平行地固定于底座(1)上，两排线支座上设置有均与传动轴(7)相平行的丝杠(12)和两光杆(13)，丝杠位于两光杆之间，步进电机的输出与丝杠相连接；移动平台分别经滑块和螺母设置于光杆和丝杠上；移动平台上固定有立板(15)，主线轮经轮轴设置于立板上，主线轮的轮轴与编码电机的转轴固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的实用船用电缆绞车，其特征在于：所述主线轮(17)的两侧设置有辅助线轮(18)，辅助线轮经轮轴可转动地设置于立板(15)上；所述两排线支座(10)的内侧分别固定有对移动平台(14)进行限位的左限位开关(19)和右限位开关(20)。

4.根据权利要求1或2所述的实用船用电缆绞车，其特征在于：所述接线转轴(24)与外壳(22)之间设置有密封套(28)，外壳内腔的内壁上固定有对导电转盘(23)支撑的凸块(34)；所述外壳、接线筒和凸块均采用硬质PVC塑料，导电转盘、接线转轴(24)和内接线端子(27)均采用铜或铜合金材质，密封套采用橡胶材质。

5.一种基于权利要求1所述的实用船用电缆绞车的排线方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

设待收放船用电缆的直径为d₀，卷筒在不缠绕电缆时的直径为D₀；则根据排线器运动一个电缆直径d₀长度所需要的时间，与卷筒所缠绕一周所用的时间相等，可得：

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式中：v_x为移动平台的移动速度，V为船用电缆的收放线速度，由编码电机测得；N当前船用电缆在卷筒上的缠绕层数，缠绕层数通过左限位开关和右限位开关的计数进行获取；

由公式(1)可得：

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步进电机按照求出的速度v_x驱使移动平台运动，即可实现卷筒的正常收线、和放线。