CN108298448A - 一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车，属于水下设备收放技术领域，包括：机架、柔性卷筒、光电复合缆、卷筒驱动轮、小塔轮、电机、减速机、主动齿轮及自动缩放缆机构；柔性卷筒轴向两端套装在机架的两个环形滑道上；卷筒驱动轮和小塔轮同轴固定连接后，一并安装在机架的固定轴上，卷筒驱动轮与柔性卷筒内表面上的滑动滚柱啮合；减速机安装在机架的动力水密舱中，减速机的输入端与电机连接，减速机的输出轴穿过动力水密舱伸出至舱外，且输出轴的末端固定有主动齿轮；主动齿轮与小塔轮啮合；本发明采用链节式长圆形柔性卷筒代替传统圆柱形钢性卷筒，能够减小绞车在水下航行时的迎流面积，并增加容缆量，使其具有更好的使用性能。

Description

一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车

技术领域

本发明属于水下设备收放技术领域，具体涉及一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车。

背景技术

目前使用的水下光电复合缆绞车都是使用圆柱形刚性卷筒，部分水下绞车指标要求的容缆量很大，且受缆最小弯曲半径限制，最终造成绞车卷筒半径很大或者宽度很宽，从而导致绞车整体迎流面过大。当其安装在水下航行体上工作时由于受水的阻力过大将消耗过多能源，且对航行体的速度、稳定性和噪声等战技指标产生明显的不利影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车，采用链节式长圆形柔性卷筒代替传统圆柱形钢性卷筒，能够减小绞车在水下航行时的迎流面积，并增加容缆量，使其具有更好的使用性能。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车，包括：机架、柔性卷筒、光电复合缆、卷筒驱动轮、小塔轮、电机、减速机、主动齿轮及自动缩放缆机构；

所述机架的中部设有动力水密舱，动力水密舱的左右两侧分别设有用于与柔性卷筒配合的环形滑道及分别位于环形滑道内的固定轴；

所述柔性卷筒由两个以上长链板节通过销柱依次连接成封闭的环状结构；且每个长链板节上设有两个以上滑动滚柱，

整体连接关系如下：柔性卷筒轴向两端套装在机架的两个环形滑道上，并通过柔性卷筒内表面上的滑动滚柱与环形滑道的配合，实现柔性卷筒沿环形滑道的移动；

卷筒驱动轮和小塔轮同轴固定连接后，一并安装在机架的固定轴上，卷筒驱动轮与柔性卷筒内表面上的滑动滚柱啮合，用于驱动柔性卷筒的运动；

减速机安装在机架的动力水密舱中，减速机的输入端与电机连接，减速机的输出轴穿过动力水密舱伸出至舱外，且输出轴的末端固定有主动齿轮；主动齿轮与小塔轮啮合，用于驱动卷筒驱动轮转动；

所述机架的固定轴上还安装有自动缩放缆机构；光电复合缆的一端与外部的控制中心连接后，另一端依次绕过自动缩放缆机构和柔性卷筒后，与外部的测量装置连接，其中，自动缩放缆机构用于调节从自动缩放缆机构的出缆口到柔性卷筒的进缆口之间的光电复合缆的长度，使其处于张紧状态。

进一步的，所述自动缩放缆机构包括：蜗卷簧、光电滑环滑动圈、光电滑环固定圈、水密接插件、内转环及外转环；

光电滑环固定圈固定在机架的固定轴上，光电滑环滑动圈套装在光电滑环固定圈的外圆周面，并能够与光电滑环固定圈发生相对转动；

所述外转环为具有中心孔及与中心孔同轴的环形凹槽的柱形结构，且外转环的外圆周面上加工有与所述环形凹槽相通的出缆口；外转环和内转环分别通过轴承套装在固定轴的外部，且内转环与光电滑环滑动圈固定连接，内转环上加工有同轴的环形凸台；所述环形凸台位于所述环形凹槽中，并将环形凹槽分成内、外两个环形空腔，位于内部的环形空腔中安装有蜗卷簧，且蜗卷簧的内圈与外转环的环形凹槽内圆周面固定连接，蜗卷簧的外圈与所述环形凸台固定连接；位于外部的环形空腔中绕装有光电复合缆，光电复合缆的一端穿过内转环上加工的孔后，固定在光电滑环滑动圈上，另一端沿圆周方向缠绕在内转环的环形凸台上后，由外转环上的出缆口伸出，并绕装在柔性卷筒上后，与外部的测量装置电性连接；

另一个光电复合缆的一端与光电滑环固定圈连接，另一端通过水密接插件与外部的控制单元电性连接。

进一步的，还包括：分动轮、链条及排缆机构；

所述排缆机构安装在机架的尾部，用于使光电复合缆在柔性卷筒上逐层整齐排列；

分动轮安装在机架上，与所述主动齿轮啮合，分动轮的中心轴上固定有链齿轮，所述链齿轮通过链条与排缆机构连接，链齿轮通过链条带动排缆机构转动。

进一步的，还包括橡胶层，橡胶层包覆在柔性卷筒外部。

进一步的，所述环形滑道为腰圆结构。

进一步的，所述动力水密舱与所述输出轴之间采用旋转动密封结构密封。

有益效果：(1)本发明采用长链板节通过销柱依次连接成可曲折的柔性卷筒，该柔性卷筒可绕绞车机架腰圆型的环形滑道上转动，该柔性卷筒可通过拉长腰圆的两圆中心距的方式来增加容缆量，有效减小柔性卷筒的最大直径和在水下工作时水下绞车的迎流面积，减少航行器的工作阻力，提高航行速度和和操纵稳定性，减小噪声场与动力系统能源消耗。

(2)本发明的绞车的容缆量明显大于传统绞车，同样容缆量的柔性卷筒高度约为刚性卷筒的一半，横截面小，容缆能力强。

附图说明

图1为本发明的总体结构组成俯视示意图；

图2为本发明的柔性卷筒与卷筒驱动轮配合关系主视图；

图3为图2中的I处放大图；

图4为本发明的长链板节和滑动滚柱的结构示意图；

图5为本发明的自动缩放缆机构的机构组成图；

图6为本发明的三维图；

其中，1-长链板节，2-滑动滚柱，3-光电复合缆，4-橡胶层，5-环形滑道，6-卷筒驱动轮，7-小塔轮，8-电机，9-减速机，10-动力水密舱，11-输出轴，12-主动齿轮，13-分动轮，14-链条，15-排缆机构，16-固定轴、17-自动缩放缆机构、18-蜗卷簧，19-出缆口，20-光电滑环滑动圈，21-光电滑环固定圈，22-水密接插件，23-内转环，24-外转环。

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。

本实施例提供了一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车，参见附图1和6，包括：机架、柔性卷筒、光电复合缆3、橡胶层4、卷筒驱动轮6、小塔轮7、电机8、减速机9、主动齿轮12、分动轮13、链条14、排缆机构15及自动缩放缆机构17；

所述机架的中部设有动力水密舱10，动力水密舱10的左右两侧分别设有用于与柔性卷筒配合的环形滑道5及分别位于环形滑道5内的固定轴16，机架的尾部安装有排缆机构15，所述排缆机构15用于使光电复合缆3在柔性卷筒上逐层整齐排列；所述环形滑道5为腰圆结构；

参见附图2-4，所述柔性卷筒由两个以上长链板节1通过销柱依次连接成封闭的环状结构，其中，长链板节1沿其宽度方向对接；且每个长链板节1上设有四个滑动滚柱2，位于长链板节1两端的两个滑动滚柱2用于在机架的环形滑道5上滚动，位于长链板节1中部的两个滑动滚柱2用于与卷筒驱动轮6啮合；

整体连接关系如下：柔性卷筒的轴向两端套装在机架的环形滑道5上，并通过柔性卷筒内表面上的滑动滚柱2与环形滑道5的配合，实现柔性卷筒沿环形滑道5的移动；橡胶层4安装在柔性卷筒的外表面，光电复合缆3缠绕在橡胶层4的外表面；

卷筒驱动轮6和小塔轮7同轴固定连接后，一并安装在机架的固定轴16上，卷筒驱动轮6与柔性卷筒内表面上的滑动滚柱2啮合，用于驱动柔性卷筒的运动；其中，卷筒驱动轮6和小塔轮7均有两个；

减速机9安装在机架的动力水密舱10中，减速机9的输入端与电机8连接，减速机9的两根相对的输出轴11穿过动力水密舱10伸出至舱外，动力水密舱10与所述输出轴11之间采用旋转动密封；两根输出轴11的末端均固定有主动齿轮12；两个主动齿轮12分别与两个小塔轮7啮合，用于驱动卷筒驱动轮6转动；

机架一侧的主动齿轮12还与安装在机架上的分动轮13啮合，分动轮13的中心轴上固定有链齿轮，所述链齿轮通过链条14与安装在机架上的排缆机构15连接，链齿轮通过链条14带动排缆机构15转动；

机架另一侧的固定轴16上安装有自动缩放缆机构17；所述自动缩放缆机构17包括：蜗卷簧18、光电滑环滑动圈20、光电滑环固定圈21、水密接插件22、内转环23及外转环24；

参见附图5，光电滑环固定圈21通过螺钉固定在固定轴16上，光电滑环滑动圈20套装在光电滑环固定圈21的外圆周面，并能够与光电滑环固定圈21发生相对转动；

所述外转环24为具有中心孔及与中心孔同轴的环形凹槽的柱形结构，且外转环24的外圆周面上加工有一个与所述环形凹槽相通的出缆口19；外转环24通过轴承套装在固定轴16的外部，且外转环24的中心孔通过密封套与固定轴16的外圆周面贴合；内转环23通过轴承套装在固定轴16的外圆周面上，且内转环23与光电滑环滑动圈20固定连接，内转环23上加工有同轴的环形凸台；所述环形凸台位于所述环形凹槽中，并将环形凹槽分成内、外两个环形空腔，位于内部的环形空腔中安装有蜗卷簧18，且蜗卷簧18的内圈与外转环24的环形凹槽内圆周面固定连接，蜗卷簧18的外圈与所述环形凸台固定连接；位于外部的环形空腔中绕装有光电复合缆3，光电复合缆3的一端穿过内转环23上加工的孔后，固定在光电滑环滑动圈20上，另一端沿圆周方向缠绕在内转环23的环形凸台上后，由外转环24上的出缆口19伸出，并绕装在柔性卷筒上后，与外部的测量装置电性连接；

另一个光电复合缆3的一端与光电滑环固定圈21连接，另一端通过水密接插件22与外部的控制单元电性连接；

工作时，将由出缆口19伸出的光电复合缆3穿过并固定在柔性卷筒上的进缆孔(所述进缆孔为柔性卷筒的长链板节1上加工的通孔)中后，启动电机8，通过减速机9带动输出轴11转动，进而通过输出轴11带动两个主动齿轮12转动，进而与主动齿轮12啮合的小塔轮7转动，即卷筒驱动轮6转动，卷筒驱动轮6带动柔性卷筒在其滑动滚柱2的作用下沿机架的环形滑道5转动，柔性卷筒转动时，光电复合缆3被一圈圈卷绕在柔性卷筒上；且同时，分动轮13受到主动齿轮12的驱动，通过链条14驱动排缆器15转动，使光电复合缆3在柔性卷筒上逐层整齐排列；

与此同时，由于柔性卷筒沿环形滑道5转动，因此，自动缩放缆机构17与所述柔性卷筒上的进缆孔的距离时刻在变，自动缩放缆机构17用于调节出缆口19与所述进缆孔之间的光电复合缆3，使其一直处于张紧状态；当自动缩放缆机构17与所述柔性卷筒上的进缆孔的距离最长时，蜗卷簧18处于最大变形状态；当自动缩放缆机构17与所述柔性卷筒上的进缆孔的距离变短时，通过蜗卷簧18将出缆口19与所述进缆孔之间的光电复合缆3收缩到自动缩放缆机构17内；当自动缩放缆机构17与所述柔性卷筒上的进缆孔的距离变长时，通过所述柔性卷筒上的进缆孔的固定点从自动缩放缆机构17拉出光电复合缆3；且在收缩光电复合缆3或拉出光电复合缆3的过程中，内转环23和外转环24在蜗卷簧18及位于出缆口19与所述进缆孔之间的光电复合缆3的作用下绕机架的固定轴16转动；

当外部的测量装置检测到信号后，所述信号依次通过光电复合缆3、光电滑环滑动圈20、光电滑环固定圈21及另一个光电复合缆3传递给控制单元，实现对信号的接收及检测。

综上所述，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 (6)

1.一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车，其特征在于，包括：机架、柔性卷筒、光电复合缆(3)、卷筒驱动轮(6)、小塔轮(7)、电机(8)、减速机(9)、主动齿轮(12)及自动缩放缆机构(17)；

所述机架的中部设有动力水密舱(10)，动力水密舱(10)的左右两侧分别设有用于与柔性卷筒配合的环形滑道(5)及分别位于环形滑道(5)内的固定轴(16)；

所述柔性卷筒由两个以上长链板节(1)通过销柱依次连接成封闭的环状结构；且每个长链板节(1)上设有两个以上滑动滚柱(2)，

整体连接关系如下：柔性卷筒轴向两端套装在机架的两个环形滑道(5)上，并通过柔性卷筒内表面上的滑动滚柱(2)与环形滑道(5)的配合，实现柔性卷筒沿环形滑道(5)的移动；

卷筒驱动轮(6)和小塔轮(7)同轴固定连接后，一并安装在机架的固定轴(16)上，卷筒驱动轮(6)与柔性卷筒内表面上的滑动滚柱(2)啮合，用于驱动柔性卷筒的运动；

减速机(9)安装在机架的动力水密舱(10)中，减速机(9)的输入端与电机(8)连接，减速机(9)的输出轴(11)穿过动力水密舱(10)伸出至舱外，且输出轴(11)的末端固定有主动齿轮(12)；主动齿轮(12)与小塔轮(7)啮合，用于驱动卷筒驱动轮(6)转动；

所述机架的固定轴(16)上还安装有自动缩放缆机构(17)；光电复合缆(3)的一端与外部的控制中心连接后，另一端依次绕过自动缩放缆机构(17)和柔性卷筒后，与外部的测量装置连接，其中，自动缩放缆机构(17)用于调节从自动缩放缆机构(17)的出缆口(19)到柔性卷筒的进缆口之间的光电复合缆(3)的长度，使其处于张紧状态。

2.如权利要求1所述的一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车，其特征在于，所述自动缩放缆机构(17)包括：蜗卷簧(18)、光电滑环滑动圈(20)、光电滑环固定圈(21)、水密接插件(22)、内转环(23)及外转环(24)；

光电滑环固定圈(21)固定在机架的固定轴(16)上，光电滑环滑动圈(20)套装在光电滑环固定圈(21)的外圆周面，并能够与光电滑环固定圈(21)发生相对转动；

所述外转环(24)为具有中心孔及与中心孔同轴的环形凹槽的柱形结构，且外转环(24)的外圆周面上加工有与所述环形凹槽相通的出缆口(19)；外转环(24)和内转环(23)分别通过轴承套装在固定轴(16)的外部，且内转环(23)与光电滑环滑动圈(20)固定连接，内转环(23)上加工有同轴的环形凸台；所述环形凸台位于所述环形凹槽中，并将环形凹槽分成内、外两个环形空腔，位于内部的环形空腔中安装有蜗卷簧(18)，且蜗卷簧(18)的内圈与外转环(24)的环形凹槽内圆周面固定连接，蜗卷簧(18)的外圈与所述环形凸台固定连接；位于外部的环形空腔中绕装有光电复合缆(3)，光电复合缆(3)的一端穿过内转环(23)上加工的孔后，固定在光电滑环滑动圈(20)上，另一端沿圆周方向缠绕在内转环(23)的环形凸台上后，由外转环(24)上的出缆口(19)伸出，并绕装在柔性卷筒上后，与外部的测量装置电性连接；

另一个光电复合缆(3)的一端与光电滑环固定圈(21)连接，另一端通过水密接插件(22)与外部的控制单元电性连接。

3.如权利要求1所述的一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车，其特征在于，还包括：分动轮(13)、链条(14)及排缆机构(15)；

所述排缆机构(15)安装在机架的尾部，用于使光电复合缆(3)在柔性卷筒上逐层整齐排列；

分动轮(13)安装在机架上，与所述主动齿轮(12)啮合，分动轮(13)的中心轴上固定有链齿轮，所述链齿轮通过链条(14)与排缆机构(15)连接，链齿轮通过链条(14)带动排缆机构(15)转动。

4.如权利要求1所述的一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车，其特征在于，还包括橡胶层(4)，橡胶层(4)包覆在柔性卷筒外部。

5.如权利要求1所述的一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车，其特征在于，所述环形滑道(5)为腰圆结构。

6.如权利要求1所述的一种采用柔性卷筒的水下光电复合缆绞车，其特征在于，所述动力水密舱(10)与所述输出轴(11)之间采用旋转动密封结构密封。