CN108163738B - 可自主实现通信浮标收放的水下绞车 - Google Patents

可自主实现通信浮标收放的水下绞车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可自主实现通信浮标收放的水下绞车。当需要与外界进行通信时，浮标收放控制器发送释放浮标指令，电磁离合器由啮合状态转变为释放状态，卷筒绞盘与蜗轮蜗杆分离，通信浮标在自身正浮力的作用下拉动卷筒绞盘转动，实现自身的释放。通信完成后，浮标收放控制器发送收浮标指令，电磁离合器由释放状态转变为啮合状态，卷筒绞盘与蜗轮蜗杆密封箱体连接，启动水密电机，水密电机通过蜗轮蜗杆带动卷筒绞盘转动，实现通信浮标的回收。当通信浮标回收到位后触动行程检测机构，水密电机断电，此时依靠蜗轮蜗杆的自锁功能将通信浮标固定到位，不会出现意外被拉出现象。本发明可自主实现通信浮标收放的完整过程。

Description

可自主实现通信浮标收放的水下绞车
技术领域
本发明涉及水下自主收放技术领域，特别涉及一种实现通信浮标收放的水下绞车。
背景技术
自主式水下航行器是水下无人航行器的一个重要分支。由于其摆脱了系缆的牵绊，在水下作战和作业方面更加灵活，该技术日益受到发达国家军事、海洋等技术部门的重视。
自主式水下航行器与地面的通信是一项不可或缺的内容。出于安全性、隐蔽性以及通信可靠性等方面的考虑，由自主式水下航行器主动释放通信浮标，待通信完成后再将浮标回收至自主式水下航行器内是一个重要的研究方向。采用绞车实现通信浮标的收放是常用的方式。但当前可实现通信浮标收放的绞车体积大，重量重，且需要人工干预，无法满足自主式水下航行器的使用要求。
发明内容
本发明的目的是：为弥补现有技术的不足，提供一种可自主实现通信浮标收放的水下绞车。
本发明的技术方案是：可自主实现通信浮标收放的水下绞车，它包括：水密电机、安装在第一密封箱体内的蜗轮蜗杆、安装在第二密封箱体内的电磁离合器、卷筒绞盘、行程检测装置、电滑环、浮标收放控制器以及浮标导向筒；
第二密封箱体以及卷筒绞盘安装在绞车支架上；
第一密封箱体与水密电机、第二密封箱体密封连接，第一密封箱体内的蜗轮蜗杆一方面与水密电机的输出连接，另一方面与第二密封箱体内的电磁离合器左出轴端连接；
卷筒绞盘的左侧与第二密封箱体密封连接，第二密封箱体内的电磁离合器右出轴端通过轴承与卷筒绞盘的左侧挡板连接；
通信浮标的水密电缆缠绕在卷筒绞盘上，之后接入电滑环；电滑环通过双轴承装配在密封装置内部，密封装置装备在卷筒绞盘内，右端穿过卷筒绞盘的右挡板，通过挡环与绞车支架点接触；
行程检测装置装配在浮标导向筒内部，用于检测通信浮标是否回收到位；
浮标导向筒安装在绞车支架上，在回收通信浮标时起导向作用；
浮标收放控制器与水密电机、电磁离合器、行程检测装置、电滑环相连。
工作过程为：本装置通过绞车支架安装在水下航行器上；当需要与外界进行通信时，浮标收放控制器发送释放浮标指令，电磁离合器由啮合状态转变为释放状态，卷筒绞盘与蜗轮蜗杆分离，通信浮标在自身正浮力的作用下拉动卷筒绞盘转动，实现自身的释放。
当通信浮标释放到位后，水下航行器调整深度，通信浮标露出水面，实现与外界的通信。
通信完成后，浮标收放控制器发送收浮标指令，电磁离合器由释放状态转变为啮合状态，卷筒绞盘与蜗轮蜗杆密封箱体连接，启动水密电机，水密电机通过蜗轮蜗杆带动卷筒绞盘转动，实现通信浮标的回收。当通信浮标回收到位后触动行程检测机构，水密电机断电，此时依靠蜗轮蜗杆的自锁功能将通信浮标固定到位，不会出现意外被拉出现象。
进一步的，本发明还包括：阻尼装置；通信浮标的水密电缆首先穿过阻尼装置，然后再缠绕在卷筒绞盘上。在通信的过程中水密电缆处于松弛状态，此时依靠阻尼装置的作用确保卷筒绞盘与阻尼装置之间的水密电缆处于拉紧状态，不会出现水密电缆松弛或反缠绕等涌缆现象。
有益效果：本发明可自主完成通信浮标的收放动作，全程无需人员干预，自动化程度和可靠性高，并具有结构简单、安装方便，通用性强等特点。
(1)本发明通过控制电磁离合器的状态，并依靠通信浮标自身的浮力实现浮标的释放，释放可靠性高。
(2)本发明设有行程检测装置，用于检测是否回收到位，检测可靠性高。
(3)本发明利用蜗轮蜗杆传动的方式来降低电机的输出转速，并实现电机的自锁，工作过程运行平稳。
(4)本发明中电滑环的密封装置与卷筒绞车挡板之间触用点接触的方式来实现电滑环的相对转动，运行阻力小，动作可靠性高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中的控制部分组成框图；
其中，图二中虚线部分为控制信号关系，实线部分为实际连接关系。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
参见附图1，可自主实现通信浮标收放的水下绞车，它包括：水密电机1、安装在第一密封箱体2内的蜗轮蜗杆、安装在第二密封箱体5内的电磁离合器4、卷筒绞盘6、行程检测装置9、电滑环10、浮标收放控制器12以及浮标导向筒13；
第二密封箱体5以及卷筒绞盘6安装在绞车支架3上；绞车支架3是整个绞车的安装底座，起到支撑和固定的作用，其通过四个螺钉与水下航行器进行连接；水密电机1、蜗轮蜗杆、电磁离合器4、卷筒绞盘6为本发明的执行机构；
第一密封箱体2与水密电机1、第二密封箱体5密封连接，第一密封箱体2内的蜗轮蜗杆一方面与水密电机1的输出通过出轴和键机械连接，另一方面与第二密封箱体5内的电磁离合器4左出轴端通过尼龙联轴节连接；其中，蜗轮蜗杆密封箱体2通过锥面密封与径向密封的方式与电磁离合器密封箱体5密封连接；
卷筒绞盘6的左侧与第二密封箱体5密封连接，第二密封箱体5内的电磁离合器4右出轴端通过两道径向O型圈与卷筒绞盘6左挡板进行密封连接，且两者之间采用双轴承进行支撑；
通信浮标的水密电缆7缠绕在卷筒绞盘6上，之后接入电滑环10；电滑环10通过双轴承装配在密封装置11内部，电滑环10右端转接件通过两道径向O型圈与电滑环密封装置11密封连接，且两者之间通过双轴承进行支撑；密封装置11装备在卷筒绞盘6内，右端穿过卷筒绞盘6的右挡板，通过挡环与绞车支架3点接触；
行程检测装置9装配在浮标导向筒13内部，用于检测通信浮标是否回收到位；
浮标导向筒13安装在绞车支架3上，在回收通信浮标时起导向作用；
参见附图2，浮标收放控制器12是水下绞车的控制中心，通过控制水下绞车的执行机构动作来实现通信浮标的释放和回收；浮标收放控制器12与水密电机1、电磁离合器4、行程检测装置9、电滑环10相连。
进一步的，水下绞车还包括：阻尼装置8；通信浮标的水密电缆7首先穿过阻尼装置8，然后再缠绕在卷筒绞盘6上。
本发明的工作过程为：
当需要与外界进行通信时，浮标收放控制器12发送释放浮标指令，电磁离合器4由啮合状态转变为释放状态，卷筒绞盘6与蜗轮蜗杆分离，通信浮标在自身正浮力的作用下拉动卷筒绞盘6转动，实现自身的释放。
当通信浮标释放到位后，水下航行器调整深度，通信浮标露出水面，实现与外界的通信。在通信的过程中水密电缆7处于松弛状态，此时依靠阻尼装置8的作用确保卷筒绞盘6与阻尼装置8之间的水密电缆7处于拉紧状态，不会出现水密电缆7松弛或反缠绕等涌缆现象。
通信完成后，浮标收放控制器12发送收浮标指令，电磁离合器4由释放状态转变为啮合状态，卷筒绞盘6与蜗轮蜗杆密封箱体2连接，此时启动水密电机1，水密电机1通过蜗轮蜗杆带动卷筒绞盘6转动，实现通信浮标的回收。当通信浮标回收到位后触动行程检测机构9，水密电机1断电，此时依靠蜗轮蜗杆的自锁功能将通信浮标固定到位，不会出现意外被拉出现象。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.可自主实现通信浮标收放的水下绞车，其特征在于：它包括：水密电机（1）、安装在第一密封箱体（2）内的蜗轮蜗杆、安装在第二密封箱体（5）内的电磁离合器（4）、卷筒绞盘（6）、行程检测装置（9）、电滑环（10）、浮标收放控制器（12）以及浮标导向筒（13）；
所述第二密封箱体（5）以及所述卷筒绞盘（6）安装在绞车支架（3）上；
所述第一密封箱体（2）与所述水密电机（1）、所述第二密封箱体（5）密封连接，所述第一密封箱体（2）内的蜗轮蜗杆一方面与所述水密电机（1）的输出连接，另一方面与所述第二密封箱体（5）内的电磁离合器（4）左出轴端连接；所述通信浮标回收到位后，依靠所述蜗轮蜗杆的自锁功能将通信浮标固定到位；
所述卷筒绞盘（6）的左侧与所述第二密封箱体（5）密封连接，所述第二密封箱体（5）内的电磁离合器（4）右出轴端通过两道径向O型圈与所述卷筒绞盘（6）的左侧挡板密封连接，且两者之间采用双轴承进行支撑；
通信浮标的水密电缆（7）缠绕在所述卷筒绞盘（6）上，之后接入所述电滑环（10）；所述电滑环（10）通过双轴承装配在密封装置（11）内部，所述密封装置（11）装备在所述卷筒绞盘（6）内，右端穿过所述卷筒绞盘（6）的右挡板，通过挡环与所述绞车支架（3）点接触；
所述行程检测装置（9）装配在所述浮标导向筒（13）内部，用于检测所述通信浮标是否回收到位；
所述浮标导向筒（13）安装在所述绞车支架（3）上，在回收所述通信浮标时起导向作用；
所述浮标收放控制器（12）与所述水密电机（1）、所述电磁离合器（4）、所述行程检测装置（9）、所述电滑环（10）相连；
所述水下绞车还包括：阻尼装置（8）；通信浮标的水密电缆（7）首先穿过所述阻尼装置（8），然后再缠绕在所述卷筒绞盘（6）上，通信浮标释放到位后，通过阻尼装置确保所述卷筒绞盘（6）与阻尼装置（8）之间的水密电缆（7）处于拉紧状态；
所述蜗轮蜗杆通过尼龙联轴节与所述电磁离合器（4）左出轴端连接；
所述第一密封箱体（2）与所述第二密封箱体（5）之间通过锥面密封与径向密封的方式连接；
当需要与外界进行通信时，浮标收放控制器发送释放浮标指令，电磁离合器由啮合状态转变为释放状态，卷筒绞盘与蜗轮蜗杆分离，通信浮标在自身正浮力的作用下拉动卷筒绞盘转动，实现自身的释放；
当通信浮标释放到位后，水下航行器调整深度，通信浮标露出水面，实现与外界的通信；
通信完成后，浮标收放控制器发送收浮标指令，电磁离合器由释放状态转变为啮合状态，卷筒绞盘与蜗轮蜗杆连接，启动水密电机，水密电机通过蜗轮蜗杆带动卷筒绞盘转动，实现通信浮标的回收；当通信浮标回收到位后触动行程检测装置（9），水密电机断电，此时依靠蜗轮蜗杆的自锁功能将通信浮标固定到位。
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