CN109911119B - 一种适用于波浪滑翔器的缆接头连接机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于波浪滑翔器的缆接头连接机构，特别涉及一种适用于波浪滑翔器和柔性定位浮标的缆接头连接机构，它包括双自由度浮体缆连接转动机构、双自由度牵引机缆连接转动机构两部分，双自由度浮体缆连接转动机构用于连接水面浮体和NACA缆接头，双自由度牵引机缆连接转动机构用于连接水下牵引机和NACA缆接头。本发明解决了水面浮体与水下牵引机之间的扁平缆由于多次拖拽、长时间扭曲造成的内部断裂的问题，提高了波浪滑翔器转向能力，可以实现波浪滑翔器双体之间的长时间实时通讯，进而提高了波浪滑翔器的可靠性、安全性和灵活性。

Description

一种适用于波浪滑翔器的缆接头连接机构

技术领域

本发明涉及一种适用于波浪滑翔器的缆接头连接机构，特别涉及一种适用于波浪滑翔器和柔性定位浮标的缆接头连接机构。

背景技术

在海气界面观测中，波浪滑翔器和柔性定位浮标均是一款能够完全借助自然能源长周期运行的波浪驱动、太阳能供电的海洋移动平台。波浪滑翔器和柔性定位浮标的水面浮体和水下牵引机通过扁平缆连接，扁平缆不仅是波浪滑翔器的水面浮体和水下牵引机连接载体，而且也是波浪滑翔器的水面浮体和水下牵引机之间电能和信号的传输通道。波浪滑翔器在海洋中航行时，水面浮体随波浪升沉而产生上下运动，通过扁平缆带动水下牵引机竖直方向运动，水下牵引机在翼板作用下产生水平方向拉力，带动水面浮体沿其运动方向前进，但在实际情况中，水面浮体会受到的波浪、暗流的横向力、纵向力，水下牵引机会受到暗流的横向力、纵向力，扁平缆在不定向外力作用下会造成扭曲，长此以往扁平缆中传输电能和信号的缆线极有可能将被扭曲破坏，导致波浪滑翔器的正常运行；波浪滑翔器在转向时由于受到不定向阻力，导致其无法快速转向。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种适用于波浪滑翔器的缆接头连接机构，旨在解决水面浮体与水下牵引机之间的扁平缆由于长时间多次拖拽造成内部断裂的问题，提高波浪滑翔器的转向能力，可以实现波浪滑翔器双体之间的长时间实时通讯，进而提高了波浪滑翔器的可靠性、安全性和灵活性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适用于波浪滑翔器的缆接头连接机构，该缆接头连接机构由双自由度浮体缆连接转动机构、双自由度牵引机缆连接转动机构两部分组成。双自由度浮体缆连接转动机构用于连接水面浮体和NACA缆接头，双自由度牵引机缆连接转动机构用于连接水下牵引机和NACA缆接头。

所述双自由度浮体缆连接转动机构由浮体纵向连接转动构件、浮体横向连接转动构件、浮体接头连接销、过缆块和缆接头连接板I组成。在所述浮体纵向连接转动构件右侧与所述过缆块通过螺柱固定连接，在所述浮体纵向连接转动构件下端与所述浮体横向连接转动构件转动连接。在所述浮体横向连接转动构件下端设有镜像对称的两个圆柱形凸台，所述圆柱形凸台与所述缆接头连接板I上端转动连接，所述缆接头连接板I的下端与缆线固定接头I连接。

NACA型扁平缆内安设抗拉钛合金钢丝以及柔性通信缆，所述抗拉钛合金钢丝上端、下端分别与所述缆线固定接头I以及缆线固定接头II连接。

所述双自由度牵引机缆连接转动机构由牵引机纵向连接转动构件、牵引机横向连接转动构件、牵引机接头连接销、束线器和缆接头连接板II组成，所述缆接头连接板II上端与缆线固定接头II固定连接，其下端与牵引机横向连接转动构件转动连接，所述牵引机横向连接转动构件与所述牵引机纵向连接转动构件通过所述牵引机接头连接销转动连接，在所述牵引机横向连接转动构件右侧固定有束线器。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

所述浮体纵向连接转动构件右侧长方形凸台与所述过缆块上槽口过盈配合，作为过缆通道I，在所述浮体横向连接转动构件内部设有过缆通道II，所述束线器采用拱形构型，作为过缆通道III。

所述牵引机通讯缆依次通过所述缆通道III、所述缆线固定接头II、所述柔性通信缆、所述缆线固定接头I、所述过缆通道II以及所述过缆通道I连接到浮体通讯缆。

所述浮体纵向连接转动构件下端设有凹槽，所述凹槽两端设有通孔，所述通孔通过浮体接头连接销与浮体横向连接转动构件形成纵向转动连接。

在所述浮体纵向连接转动构件前后两面都设有槽口，用于与水面浮体的快速固定。

所述牵引机纵向连接转动构件下端线性均匀分布三个通孔，与牵引机通过螺柱连接。

所述浮体横向连接转动构件与所述牵引机横向连接转动构件两侧都设有高2mm凸台。

本发明具有以下优点：

1、该缆接头连接机构包括双自由度浮体缆连接转动机构、双自由度牵引机缆连接转动机构，双自由度浮体缆连接转动机构与双自由度牵引机缆连接转动机构均采用双自由度转动机构，能够使NACA型扁平缆只受水面浮体提供的竖直方向的张紧力以及水下牵引机提供的前向力，水面浮体受到的波浪、暗流的横向力、纵向力以及水下牵引机受到的暗流的横向力、纵向力不会传递到NACA型扁平缆上，解决了NACA型扁平缆在不定向外力作用下多次张紧、长时间扭曲造成内部柔性缆断裂的问题。

2、NACA型扁平缆只受水面浮体提供的竖直方向的张紧力以及水下牵引机提供的前向力，水面浮体受到的波浪、暗流的横向力、纵向力不会通过NACA型扁平缆传递到水下牵引机，水面浮体只间接作用在水面牵引机竖直拉力，提高了波浪滑翔器对于波浪能的利用效率以及波浪滑翔器转向能力。

3、牵引机通讯缆依次通过束线器过缆通道III、缆线固定接头II、柔性通信缆、缆线固定接头I、过缆通道II以及过缆通道I连接到浮体，通讯缆均采用内部走线，降低了通讯缆由于摩擦受损的概率。

4、浮体横向连接转动构件与所述牵引机横向连接转动构件两侧都设有凸台，双自由度浮体缆连接转动机构、双自由度牵引机缆连接转动机构的两者横向转动角度≤180°，两者纵向转动角度≤180°。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的双自由度浮体缆连接转动机构结构示意图；

图3为本发明的NACA缆接头结构示意图；

图4为本发明的双自由度牵引机缆连接转动机构结构示意图；

图5为本发明的NACA型扁平缆结构示意图。

图中：1、双自由度浮体缆连接转动机构；1-1、浮体纵向连接转动构件；1-2、过缆块；1-3、浮体接头连接销；1-4、浮体横向连接转动构件；1-5、轴承套；1-6、缆接头连接板I；2、NACA缆接头；2-1、缆线固定接头I；2-2、缆线固定接头II；3、双自由度牵引机缆连接转动机构；3-1、缆接头连接板II；3-2、束线器；3-3、牵引机横向连接转动构件；3-4、牵引机接头连接销；3-5、牵引机纵向连接转动构件；3-6、过缆通道III；4、NACA型扁平缆；4-1、抗拉钛合金丝；4-2、柔性通信缆。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图4，一种适用于波浪滑翔器的缆接头连接机构，其特征包括缆接头连接机构由双自由度浮体缆连接转动机构1、双自由度牵引机缆连接转动机构3，所述双自由度浮体缆连接转动机构1用于连接水面浮体和所述NACA缆接头2，所述双自由度牵引机缆连接转动机构3用于连接水下牵引机和NACA缆接头2。

所述双自由度浮体缆连接转动机构1由浮体纵向连接转动构件1-1、浮体横向连接转动构件1-4、浮体接头连接销1-3、轴承套1-5、过缆块1-2和缆接头连接板I1-6组成。在所述浮体纵向连接转动构件1-1右侧与所述过缆块1-2固定连接，在所述浮体纵向连接转动构件1-1下端与所述浮体横向连接转动构件1-4转动连接。在所述浮体横向连接转动构件1-4下端设有两个镜像对称的圆柱形凸台，所述圆柱形凸台与所述缆接头连接板I1-6上端转动连接，所述缆接头连接板I1-6的下端与缆线固定接头I2-1连接。

NACA型扁平缆4内安设抗拉钛合金丝4-1以及柔性通信缆4-2，所述抗拉钛合金丝4-1上端、下端分别与所述缆线固定接头I2-1以及缆线固定接头II2-2连接。

所述双自由度牵引机缆连接转动机构3由牵引机纵向连接转动构件3-5、牵引机横向连接转动构件3-3、牵引机接头连接销3-4、束线器3-2和缆接头连接板II3-1组成，所述缆接头连接板II3-1上端与缆线固定接头II2-2固定连接，其下端与牵引机横向连接转动构件3-3转动连接，所述牵引机横向连接转动构件3-3与所述牵引机纵向连接转动构件3-5通过所述牵引机接头连接销3-4转动连接，在所述牵引机横向连接转动构件3-3右侧固定有束线器3-2。

水下牵引机通讯缆依次通过束线器3-2过缆通道III3-6、缆线固定接头II2-2、柔性通信缆4-2、缆线固定接头I2-1、过缆通道II以及过缆通道I连接到水面浮体通讯缆，通讯缆均采用内部走线。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于波浪滑翔器的缆接头连接机构，其特征在于，包括双自由度浮体缆连接转动机构、双自由度牵引机缆连接转动机构两部分，所述双自由度浮体缆连接转动机构包括：浮体纵向连接转动构件、浮体横向连接转动构件、过缆块、浮体接头连接销、缆接头连接板I；所述双自由度牵引机缆连接转动机构包括：牵引机纵向连接转动构件、牵引机横向连接转动构件、牵引机接头连接销、束线器、缆接头连接板II；

所述浮体纵向连接转动构件右侧与所述过缆块通过螺柱固定连接，所述浮体纵向连接转动构件下端与所述浮体横向连接转动构件转动连接；

在所述浮体横向连接转动构件下端设有两个镜像对称的圆柱形凸台，所述圆柱形凸台与所述缆接头连接板I上端转动连接；

所述缆接头连接板I的下端与缆线固定接头I通过螺柱相连接；

NACA型扁平缆内安设抗拉钛合金钢丝以及柔性通信缆，所述抗拉钛合金钢丝上端、下端分别与所述缆线固定接头I以及缆线固定接头II连接；

所述缆接头连接板II上端与缆线固定接头II固定连接，其下端与牵引机横向连接转动构件转动连接；

所述牵引机横向连接转动构件与所述牵引机纵向连接转动构件通过所述牵引机接头连接销转动连接，在所述牵引机横向连接转动构件右侧固定有所述束线器。

2.根据权利要求1所述的用于波浪滑翔器的缆接头连接机构，其特征在于，所述双自由度浮体缆连接转动机构以及所述双自由度牵引机缆连接转动机构均采用双自由度机构，解决了NACA型扁平缆在不定向外力作用下多次张紧、长时间扭曲造成内部柔性缆断裂的问题。

3.根据权利要求1所述的用于波浪滑翔器的缆接头连接机构，其特征在于，所述浮体纵向连接转动构件右侧长方形凸台与所述过缆块上槽口过盈配合，作为过缆通道I，在所述浮体横向连接转动构件内部设有过缆通道II，所述束线器设计采用拱形构型，作为过缆通道III。

4.根据权利要求1所述的用于波浪滑翔器的缆接头连接机构，其特征在于，所述牵引机通讯缆依次通过过缆通道III、所述缆线固定接头II、所述柔性通信缆、所述缆线固定接头I、过缆通道II以及过缆通道I连接到浮体通讯缆。

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