CN108445473A - 手自一体式声呐绳缆收放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手自一体式声呐绳缆收放装置。包括卷取部件、排缆部件、状态监测部件、导缆缓冲部件和可调底座；卷取部件通过排缆部件安装在可调底座上，声呐绳缆卷绕在卷取部件上，通过排缆部件调节卷取部件沿垂直于绳缆收放方向的位置，使得声呐绳缆经由排缆部件沿垂直于绳缆收放方向导向，然后经过状态监测部件后从导缆缓冲部件伸出。本发明针对包含不同直径的绳缆，可实现自动变径排缆，并具有手动、自动两种收放模式，能够减小末端荷载对绞车的冲击。

Description

手自一体式声呐绳缆收放装置

技术领域

本发明涉及一种声呐绳缆收放装置，尤其涉及了一种手自一体式声呐绳缆收放装置。

背景技术

声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。声呐绳缆一般由拖缆、声阵段及尾绳组成，在使用过程中需要专门的装置对上述声呐绳缆拖曳、回收与释放。由于绳缆一般较长，收揽过程中需要进行排缆，而上述几段绳缆直径一般不同，故需先检测绳缆直径，而后根据绳缆直径进行排缆，此时，传统的卷缆与排缆同一动力输入的方式已无法满足要求，卷缆与排缆需采取各自独立的动力模块。另外，还需考虑调试情况下需要手动收放缆的情况。

发明内容

为了解决背景技术中存在问题，本发明的目的在于提供一种手自一体式声呐绳缆收放装置，该装置可针对包含多种直径的绳缆进行自动变径排缆，具有手动与自动收放缆功能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明包括卷取部件、排缆部件、状态监测部件、导缆缓冲部件和可调底座；卷取部件通过排缆部件安装在可调底座上，声呐绳缆卷绕在卷取部件上，通过排缆部件调节卷取部件沿垂直于绳缆收放方向的位置，使得声呐绳缆经由排缆部件沿垂直于绳缆收放方向导向，然后经过状态监测部件后从导缆缓冲部件伸出。

所述可调底座包括底座支架和可调支腿；底座支架下端面四角设有四个可调支腿固连，底座支架通过四个可调支腿支撑安装在地面，通过调节可调支腿的长度调整声呐绳缆收放装置的水平度与高度。

所述排缆部件包括排缆减速器、排缆电机、丝杠、滑轨、滑块和排缆手动摇柄；底板固定在底座支架上，底板上水平布置有丝杠，丝杠两侧的底板上布置有平行于丝杠的滑轨，排缆减速器输入轴与排缆电机输出轴连接，排缆减速器固定在滑轨的一端，排缆减速器的输出轴与丝杠的一端固定连接，丝杠的另一端固连有排缆手动摇柄，滑块底部中间螺纹套装于丝杠上形成丝杠螺母副，滑块两侧底部嵌装于滑轨形成滑动副，滑块上安装卷取模块。

所述卷取模块包括卷筒、卷取减速器、卷取电机、第一轴承耳朵、离合器手柄、卷取手动摇柄和第二轴承耳朵；卷取减速器输入轴经离合器手柄和卷取电机输出轴连接，卷取减速器内部带有离合器，通过卷取减速器上的离合器手柄控制卷取减速器内部离合器，卷取电机尾部和卷取编码器连接；所述排缆部件的滑块上两侧分别固定有第一轴承耳朵与第二轴承耳朵，第一轴承耳朵与第二轴承耳朵之间安装卷筒，卷取减速器固定于第一轴承耳朵外壁，卷取减速器的输出轴穿过第一轴承耳朵后与卷筒的一端固定连接，卷筒的另一端穿过第二轴承耳朵后与卷取手动摇柄固定连接，卷筒上卷绕声呐绳缆。

所述状态监测部件包括井字形走绳口、辅助导轮、张力导轮、绳长导轮、直径测量传感器、张力传感器、绳长编码器和竖板；井字形走绳口、竖板和直径检测传感器均固定安装在底座支架上并沿声呐绳缆依次布置，竖板表面沿声呐绳缆方向依次安装有辅助导轮、张力导轮和绳长导轮；辅助导轮安装在靠近井字形走绳口附近的竖板表面，张力导轮安装于竖板的中间并位于辅助导轮和绳长导轮之间，张力传感器的测量轴穿过竖板与张力导轮滚动连接，张力传感器固定于竖板上，绳长导轮安装在远离井字形走绳口的竖板表面，绳长编码器的中心轴穿过竖板与绳长导轮滚动连接，绳长编码器固定在竖板上。

所述导缆缓冲模块包括中空式电磁抱闸、导缆底座、接近开关、缓冲弹簧和导缆喇叭口；导缆底座固定安装在C形固定板上，导缆底座后端面安装有中空式电磁抱闸，导缆底座前端面经缓冲弹簧与导缆喇叭口的小端固连，导缆底座的前端面与缓冲弹簧之间安装有接近开关。

声呐绳缆从导缆缓冲模块的导缆喇叭口穿入再依次经导缆底座中心通孔深入到中空式电磁抱闸，接着从中空式电磁抱闸穿过后经由直径检测传感器再依次卷绕经过辅助导轮、张力导轮和绳长导轮伸入到状态监测部件的井字形走绳口，然后从井字形走绳口卷绕到卷取部件的卷筒上。

所述的接近开关用于检测声呐绳缆端部被导缆喇叭口阻挡后继续收拢的极限位置。

所述的直径测量传感器包括布置于声呐绳缆两侧的发射端和接收端，发射端向直径检测传感器发射信号后由接收端接收。

本发明通过对绳缆的收放实现末端荷载的拖曳、回收与释放，能够针对包含不同直径的绳缆实现自动变径绳缆的排缆，并具有手动、自动两种收放模式。

本发明的导缆缓冲模块可减小末端荷载对绞车的冲击，并允许绳缆以很大角度进入收放装置而不会使得绳缆弯曲半径过大并可减小摩擦。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明针对直径变化的声呐绳缆，可实现自动变径排缆。

2、本发明可根据实际使用需求，实现声呐绳缆的回收、释放与拖曳，并同具有绳缆长度可测可控、系绳缆张力可测可控，绳缆直径可测等状态监测功能。

3、本发明可根据实际工况，在电动、收到两张收放模式之间自由切换。

4、本发明采用绳缆固定而卷筒移动的方式进行排缆，可提高排缆效果。

5、本发明可减小末端荷载对绞车的冲击，并允许系绳以很大角度进入绞车而不会使得绳缆弯曲半径及摩擦力过大。

附图说明

图1是本发明的正视图

图2是本发明的左视三维图。

图3是本发明的右视三维图。

图中：1、卷取部件，2、排缆部件，3、状态监测部件，4、导缆缓冲部件，5、可调底座，1.1、卷筒，1.2、卷取减速器，1.3、卷取电机，1.4、第一轴承耳朵，1.5、离合器手柄，1.6、卷取手动摇柄，1.7、第二轴承耳朵，2.1、排缆减速器，2.2、排缆电机，2.3、丝杠，2.4、滑轨，2.5、滑块，2.6排缆手动摇柄井，3.1、字形走绳口，3.2、辅助导轮，3.3、张力导轮，3.4、绳长导轮，3.5、直径测量传感器，3.6、张力传感器，3.7、绳长编码器，3.8、竖板，4.1、导缆底座，4.2、接近开关，4.3、缓冲弹簧，4.4、中空式电磁抱闸，4.5、导缆喇叭口，5.1、底座支架，5.2、可调支腿，6、声呐绳缆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明装置具体实施包括卷取部件1、排缆部件2、状态监测部件3、导缆缓冲部件4和可调底座5；卷取部件1通过排缆部件2安装在可调底座5上，声呐绳缆6卷绕在卷取部件1上，通过排缆部件2调节卷取部件1沿垂直于绳缆收放方向的位置，使得声呐绳缆6经由排缆部件2沿垂直于绳缆收放方向导向，然后经过状态监测部件3测量直径后从导缆缓冲部件4伸出。

如图2所示，可调底座5包括底座支架5.1和可调支腿5.2；底座支架5.1下端面四角设有四个可调支腿5.2固连，底座支架5.1通过四个可调支腿5.2支撑安装在地面，通过调节可调支腿5.2的长度调整声呐绳缆收放装置的水平度与高度。排缆模块2的丝杠模组2.4和卷取模块1的底板1.7固定装在底座支架5.1上，

如图2和图3所示，排缆部件2包括排缆减速器2.1、排缆电机2.2、丝杠2.3、滑轨2.4、滑块2.5和排缆手动摇柄2.6；底板固定在底座支架5.1上，底板上水平布置有丝杠2.3，丝杠2.3两端通过支座支撑安装于底板上，丝杠2.3两侧的底板上布置有平行于丝杠2.3的滑轨2.4，排缆减速器2.1输入轴与排缆电机2.2输出轴连接，由排缆减速器2.1和排缆电机2.2构成排缆动力模块，排缆动力模块通过排缆减速器2.1固定在滑轨2.4的一端，排缆减速器2.3的输出轴与丝杠2.3的一端固定连接，丝杠2.3的另一端固连有排缆手动摇柄2.6，滑块2.5底部中间螺纹套装于丝杠2.3上形成丝杠螺母副，滑块2.5两侧底部嵌装于滑轨2.4形成滑动副，滑块2.5与滑轨2.4滑动连接，滑块2.5上安装卷取模块1。通过排缆手动摇柄2.6和排缆电机2.2带动丝杠2.3转动，经丝杠螺母副带动丝杠2.3及其上的卷取模块1整体水平移动。排缆手动摇柄2.6用于人工手动转动带动丝杠2.3转动，排缆电机2.2用于机器自动转动经排缆减速器2.3带动丝杠2.3转动。

如图2和图3所示，卷取模块1包括卷筒1.1、卷取减速器1.2、卷取电机1.3、第一轴承耳朵1.4、离合器手柄1.5、卷取手动摇柄1.6和第二轴承耳朵1.7；卷取减速器1.2输入轴经离合器手柄1.5和卷取电机1.3输出轴连接，卷取减速器1.2内部带有离合器，通过卷取减速器1.2上的离合器手柄1.5控制卷取减速器1.2内部离合器，卷取电机1.3尾部和卷取编码器1.5连接，由卷取减速器1.2、离合器手柄1.5和卷取电机1.3连接构成卷取动力模块；排缆部件2的滑块2.5上两侧分别固定有第一轴承耳朵1.4与第二轴承耳朵1.7，第一轴承耳朵1.4与第二轴承耳朵1.7之间安装卷筒1.1，卷取减速器1.2固定于第一轴承耳朵1.4外壁，卷取减速器1.2的输出轴穿过第一轴承耳朵1.4后与卷筒1.1的一端固定连接，卷筒1.1的另一端穿过第二轴承耳朵1.7后与卷取手动摇柄1.6固定连接，卷取手动摇柄1.6位于第二轴承耳朵1.7外壁，卷筒1.1上卷绕声呐绳缆6。

通过卷取手动摇柄1.6和卷取电机1.3带动卷筒1.1转动，卷取手动摇柄1.6用于人工手动转动带动卷筒1.1转动，卷取电机1.3用于机器自动转动经卷取减速器1.2带动卷筒1.1转动。

如图2和图3所示，状态监测部件3包括井字形走绳口3.1、辅助导轮3.2、张力导轮3.3、绳长导轮3.4、直径测量传感器3.5、张力传感器3.6、绳长编码器3.7和竖板3.8；井字形走绳口3.1、竖板3.8和直径检测传感器3.5均固定安装在底座支架5.1上并沿声呐绳缆6依次布置，竖板3.8表面沿声呐绳缆6方向依次安装有辅助导轮3.2、张力导轮3.3和绳长导轮3.4；辅助导轮3.2通过轴承安装在靠近井字形走绳口3.1附近的竖板3.8表面，辅助导轮3.2自由转动，张力导轮3.3安装于竖板3.8的中间并位于辅助导轮3.2和绳长导轮3.4之间，张力传感器3.6的测量轴穿过竖板3.8与张力导轮3.3滚动连接，张力传感器3.6固定于竖板3.8上，张力导轮3.3通过轴承安装在竖板3.8表面，绳长导轮3.4安装在远离井字形走绳口3.1的竖板3.8表面，绳长编码器的中心轴穿过竖板与绳长导轮3.4滚动连接，绳长编码器3.7固定在竖板3.8上，绳长编码器3.7通过轴承安装在竖板3.8表面。具体实施中，辅助导轮3.2、张力导轮3.3和绳长导轮3.4布置在竖板3.8同一侧的表面，张力传感器3.6和绳长编码器3.7布置在位于三个导轮相反的竖板3.8同一侧的表面。

导缆缓冲模块4包括中空式电磁抱闸4.4、导缆底座4.1、接近开关4.2、缓冲弹簧4.3和导缆喇叭口4.5；导缆底座4.1固定安装在C形固定板4.3上，导缆底座4.1后端面安装有中空式电磁抱闸4.4，导缆底座4.1前端面经缓冲弹簧4.3与导缆喇叭口4.5的小端固连，导缆底座4.1的前端面与缓冲弹簧4.3之间安装有接近开关4.2，声呐绳缆6从导缆缓冲模块4的导缆喇叭口4.5穿入再依次经导缆底座4.2中心通孔深入到中空式电磁抱闸4.1，接着从中空式电磁抱闸4.1穿过后经由直径检测传感器3.5再依次卷绕经过辅助导轮3.2、张力导轮3.3和绳长导轮3.4伸入到状态监测部件3的井字形走绳口3.1，然后从井字形走绳口3.1卷绕到卷取部件1的卷筒1.1上。

接近开关4.2用于检测声呐绳缆6端部被导缆喇叭口4.5阻挡后继续收拢的极限位置。

声呐绳缆6端部设有直径大于导缆喇叭口4.5小端的结头，在声呐绳缆6收拢过程中，当声呐绳缆6端部被导缆喇叭口4.5小端阻挡后经缓冲弹簧4.4缓冲到极限位置时，接近开关4.3能检测到声呐绳缆6端部移动到极限位置。

直径测量传感器3.5包括布置于声呐绳缆6两侧的发射端和接收端，发射端向直径检测传感器3.5发射信号后由接收端接收。

本发明的实施工作过程如下：

声呐绳缆6由装置端部进入，首先依次穿过导缆缓冲模块4的导缆喇叭口4.5、中空式电磁抱闸4.4与缓冲弹簧4.3后进入状态监测部件3，依次经过状态监测部件3的绳长导轮3.4、张力导轮3.3及辅助导轮3.2后再经过井字形走绳口3.1进入卷取部件1，最后固定于卷取部件1的卷筒1.1的内壁处。

导缆缓冲部件4具有喇叭口形状，喇叭口的光滑曲面形状允许绳缆6以很大角度进入绞车而不会使得绳缆6弯曲半径及摩擦力过大，起到了导缆作用，绳缆6收尽后，末端荷载与缓冲模块4的导缆喇叭口4.5接触，继续收绳后会压缩缓冲弹簧4.3，缓冲弹簧4.3起到缓冲作用，减小末端荷载对绞车的冲击。

另外，当缓冲弹簧4.3压缩至一定行程后，触发接近开口4.3，给出绳缆6收尽信号，卷筒1.1急停、中空式电磁抱闸4.4动作，将绳缆6锁死；收放绳缆6时状态监测部件3的绳长编码器3.7实时测量绳缆6的收放长度，张力传感器3.6实时测量绳缆6的张力，直径测量传感器实时测量绳缆6的直径，从而设置排缆电机与卷取电机的速度比；排缆部件2的滑块2.5的往复直线运动实现绳缆6在卷筒1.1上的均匀排列，假设卷筒1.1的转速为n(r/min)，排缆模块移动速度为v(m/s),假设绳缆直径为d，则v与n的关系为：v＝nd/60，即检测出绳缆直径d之后可根据上式设置排缆模块的速度v，从而实现自动变径排缆。卷取部件1的卷取电机1.3驱动卷筒1.1旋转实现绳缆6的收放。

Claims (6)

1.一种手自一体式声呐绳缆收放装置，其特征在于：包括卷取部件(1)、排缆部件(2)、状态监测部件(3)、导缆缓冲部件(4)和可调底座(5)；卷取部件(1)通过排缆部件(2)安装在可调底座(5)上，声呐绳缆(6)卷绕在卷取部件(1)上，通过排缆部件(2)调节卷取部件(1)沿垂直于绳缆收放方向的位置，使得声呐绳缆(6)经由排缆部件(2)沿垂直于绳缆收放方向导向，然后经过状态监测部件(3)后从导缆缓冲部件(4)伸出。

2.根据权利要求1所述的一种手自一体式声呐绳缆收放装置，其特征在于：所述可调底座(5)包括底座支架(5.1)和可调支腿(5.2)；底座支架(5.1)下端面四角设有四个可调支腿(5.2)固连，底座支架(5.1)通过四个可调支腿(5.2)支撑安装在地面，通过调节可调支腿(5.2)的长度调整声呐绳缆收放装置的水平度与高度。

3.根据权利要求1所述的一种手自一体式声呐绳缆收放装置，其特征在于：

所述排缆部件(2)包括排缆减速器(2.1)、排缆电机(2.2)、丝杠(2.3)、滑轨(2.4)、滑块(2.5)和排缆手动摇柄(2.6)；底板固定在底座支架(5.1)上，底板上水平布置有丝杠(2.3)，丝杠(2.3)两侧的底板上布置有平行于丝杠(2.3)的滑轨(2.4)，排缆减速器(2.1)输入轴与排缆电机(2.2)输出轴连接，排缆减速器(2.1)固定在滑轨(2.4)的一端，排缆减速器(2.3)的输出轴与丝杠(2.3)的一端固定连接，丝杠(2.3)的另一端固连有排缆手动摇柄(2.6)，滑块(2.5)底部中间螺纹套装于丝杠(2.3)上形成丝杠螺母副，滑块(2.5)两侧底部嵌装于滑轨(2.4)形成滑动副，滑块(2.5)上安装卷取模块(1)；

所述卷取模块(1)包括卷筒(1.1)、卷取减速器(1.2)、卷取电机(1.3)、第一轴承耳朵(1.4)、离合器手柄(1.5)、卷取手动摇柄(1.6)和第二轴承耳朵(1.7)；卷取减速器(1.2)输入轴经离合器手柄(1.5)和卷取电机(1.3)输出轴连接，卷取减速器(1.2)内部带有离合器，通过卷取减速器(1.2)上的离合器手柄(1.5)控制卷取减速器(1.2)内部离合器，卷取电机(1.3)尾部和卷取编码器(1.5)连接；所述排缆部件(2)的滑块(2.5)上两侧分别固定有第一轴承耳朵(1.4)与第二轴承耳朵(1.7)，第一轴承耳朵(1.4)与第二轴承耳朵(1.7)之间安装卷筒(1.1)，卷取减速器(1.2)固定于第一轴承耳朵(1.4)外壁，卷取减速器(1.2)的输出轴穿过第一轴承耳朵(1.4)后与卷筒(1.1)的一端固定连接，卷筒(1.1)的另一端穿过第二轴承耳朵(1.7)后与卷取手动摇柄(1.6)固定连接，卷筒(1.1)上卷绕声呐绳缆(6)。

4.根据权利要求1所述的一种手自一体式声呐绳缆收放装置，其特征在于：所述状态监测部件(3)包括井字形走绳口(3.1)、辅助导轮(3.2)、张力导轮(3.3)、绳长导轮(3.4)、直径测量传感器(3.5)、张力传感器(3.6)、绳长编码器(3.7)和竖板(3.8)；井字形走绳口(3.1)、竖板(3.8)和直径检测传感器(3.5)均固定安装在底座支架(5.1)上并沿声呐绳缆(6)依次布置，竖板(3.8)表面沿声呐绳缆(6)方向依次安装有辅助导轮(3.2)、张力导轮(3.3)和绳长导轮(3.4)；辅助导轮(3.2)安装在靠近井字形走绳口(3.1)附近的竖板(3.8)表面，张力导轮(3.3)安装于竖板(3.8)的中间并位于辅助导轮(3.2)和绳长导轮(3.4)之间，张力传感器(3.6)的测量轴穿过竖板(3.8)与张力导轮(3.3)滚动连接，张力传感器(3.6)固定于竖板(3.8)上，绳长导轮(3.4)安装在远离井字形走绳口(3.1)的竖板(3.8)表面，绳长编码器的中心轴穿过竖板与绳长导轮(3.4)滚动连接，绳长编码器(3.7)固定在竖板(3.8)上；

所述导缆缓冲模块(4)包括中空式电磁抱闸(4.4)、导缆底座(4.1)、接近开关(4.2)、缓冲弹簧(4.3)和导缆喇叭口(4.5)；导缆底座(4.1)固定安装在C形固定板(4.3)上，导缆底座(4.1)后端面安装有中空式电磁抱闸(4.4)，导缆底座(4.1)前端面经缓冲弹簧(4.3)与导缆喇叭口(4.5)的小端固连，导缆底座(4.1)的前端面与缓冲弹簧(4.3)之间安装有接近开关(4.2)，声呐绳缆(6)从导缆缓冲模块(4)的导缆喇叭口(4.5)穿入再依次经导缆底座(4.2)中心通孔深入到中空式电磁抱闸(4.1)，接着从中空式电磁抱闸(4.1)穿过后经由直径检测传感器(3.5)再依次卷绕经过辅助导轮(3.2)、张力导轮(3.3)和绳长导轮(3.4)伸入到状态监测部件(3)的井字形走绳口(3.1)，然后从井字形走绳口(3.1)卷绕到卷取部件(1)的卷筒(1.1)上。

5.根据权利要求1所述的一种手自一体式声呐绳缆收放装置，其特征在于：

所述的接近开关(4.2)用于检测声呐绳缆(6)端部被导缆喇叭口(4.5)阻挡后继续收拢的极限位置。

6.根据权利要求1所述的一种手自一体式声呐绳缆收放装置，其特征在于：

所述的直径测量传感器(3.5)包括布置于声呐绳缆(6)两侧的发射端和接收端，发射端向直径检测传感器(3.5)发射信号后由接收端接收。