CN110712737B - 一种随动装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于浮空飞行器技术领域，具体涉及一种随动装置。所述随动装置用于机动通信设备，所述机动通信设备包括：气球锚泊车(1)；通过系留缆绳设置在气球锚泊车(1)上的气球(2)，系留缆绳的靠近气球的部分设置有天线；以及与系留缆绳中的天线连接的馈电装置(3)，馈电装置包括馈线电缆(4)，所述随动装置包括：设置在系留缆绳上的系留缆绳连接滑轮(5)；设置在气球锚泊车上的平衡装置(6)；以及夹持馈线电缆的馈线线夹(7)，其中，馈线线夹(7)与平衡装置(6)通过绝缘拉线(8)连接，绝缘拉线(8)跨过系留缆绳连接滑轮。

Description

一种随动装置

技术领域

本发明属于浮空飞行器技术领域，具体涉及一种随动装置。

背景技术

为了满足水下装置安全可靠，适应其水下活动的需要，保证其水下的安全性，建立相应的通信系统是十分必要的。机动通信是决定水下装置通信能力的重要因素。而目前甚低频(VLF)通信系统中使用的天线体存在结构长度较长，天线规模大，架设困难，在战时抗毁性差，运输困难的缺点。

机动通信系统是以系留气球为搭载平台、将系留缆绳作为天线辐射体悬挂在高空，形成高效率甚低频发信天线，是一种新型的机动通信手段。该系统设备均为车载式，具有使用灵活、费效比高等优点。

机动通信系统主要包括系留气球、系留缆绳(具备甚低频发信天线功能)、馈电设备、发信设备、调谐设备、接地设备及锚泊车。因为在气球甚低频天线发信时，发信设备通过馈线电缆将大功率加载至系留缆绳(天线)，发信设备(车)是固定的，而系留缆绳(天线)则会在风力作用下以锚泊车回转平台为圆心产生旋转和偏摆，造成馈电点移动范围大、馈线电缆对地高度过小，以及馈线电缆缠绕的情况，增加了馈电设计的难度。

发明内容

发明目的：提供一种随动装置，解决馈电点移动范围大、馈线电缆对地高度过小，以及馈线电缆缠绕的问题。

技术方案：

第一方面，提供了一种随动装置，所述随动装置用于机动通信设备，所述机动通信设备包括：气球锚泊车1；通过系留缆绳设置在气球锚泊车1上的气球2，系留缆绳的靠近气球的部分设置有天线；以及与系留缆绳中的天线连接的馈电装置3，馈电装置包括馈线电缆4，所述随动装置包括：

设置在系留缆绳上的系留缆绳连接滑轮5；

设置在气球锚泊车上的平衡装置6；以及

夹持馈线电缆的馈线线夹7，

其中，馈线线夹7与平衡装置6通过绝缘拉线8连接，绝缘拉线8跨过系留缆绳连接滑轮。

可选地，平衡装置6包括安装架6.1、导向滑轮6.2和配重滑轮6.3，其中，安装架6.1固定在锚泊车1上，安装架6.1包括横梁槽钢6.11和侧面槽钢6.12；导向滑轮6.2设置在横梁槽钢6.11上；配重滑轮6.3设置在侧面槽钢6.12上。

可选地，导向滑轮6.2被设置成封闭结构，并且导向滑轮6.2周向设置有四个滚子。

可选地，导向滑轮6.2的四个滚子被设置成双列并排滚子，并且导向滑轮的两端被设置成弧形喇叭口形状。

可选地，配重滑轮6.3包括动滑轮和配重物，动滑轮和配重物之间利用防脱挂钩连接。

可选地，馈线线夹7的与馈线电缆4接触的部分被设置为弧形。

可选地，馈线线夹7的与馈线电缆4接触的部分设置有绝缘橡胶。

可选地，绝缘拉线8包括第一普通拉线8.1、绝缘子8.2和第二普通拉线8.3，绝缘子8.2的一端与第一普通拉线8.1连接，绝缘子8.2的另一端与第二普通拉线8.3连接。

可选地，绝缘子8.2的一端与第一普通拉线8.1连接，绝缘子8.2的另一端与第二普通拉线8.3连接，具体包括：

绝缘子8.2的一端与第一普通拉线8.1通过防脱钩连接，绝缘子8.2的另一端与第二普通拉线8.3通过防脱钩连接。

可选地，系留缆绳连接滑轮5包括系留缆绳线夹5.1、可旋转吊架5.2和穿线滑轮组5.3，其中系留缆绳线夹5.1用于将系留缆绳连接滑轮5固定在系留缆绳上，可旋转吊架5.2的一端转动连接至系留缆绳线夹5.1，可旋转吊架5.2的另一端连接至穿线滑轮组5.3，穿线滑轮组5.3用于使拉线穿过系留缆绳连接滑轮5。

有益效果：本发明针对上述问题，通过所设计的随动装置，解决了馈电点移动范围大、馈线电缆对地高度过小，以及馈线电缆缠绕的问题，可自适应系留缆绳(天线)风偏，保证了气球甚低频发信天线的工作效率、使馈线电缆的对地高度始终保持在安全范围内，并可持续、稳定可靠地向系留缆绳天线馈电。

附图说明

图1为机动通信设备连接关系图；

图2为系留缆绳右偏时随动装置的工作原理图；

图3为系留缆绳左偏时随动装置的工作原理图

图4为馈线线夹结构示意图；

图5为拉线示意图；

图6为系留缆绳连接滑轮结构示意图；

图7为平衡装置安装图；

图8为安装架结构图；以及

图9为导向滑轮示意图。

其中，气球锚泊车1，气球2，馈电装置3，馈线电缆4，系留缆绳连接滑轮5，平衡装置6，馈线线夹7，绝缘拉线8，安装架6.1，导向滑轮6.2，配重滑轮6.3，横梁槽钢6.11，侧面槽钢6.12，第一普通拉线8.1，绝缘子8.2，第二普通拉线8.3，系留缆绳线夹5.1，可旋转吊架5.2，穿线滑轮组5.3。

具体实施方式

下面结合附图进行详细描述。

图1为机动通信设备连接关系图。

机动通信设备包括气球锚泊车1；通过系留缆绳设置在气球锚泊车1上的气球2，系留缆绳的靠近气球2的部分设置有天线；以及与系留缆绳中的天线连接的馈电装置3，馈电装置包括馈线电缆4。

因球载甚低频通信系统的特殊性，受风力作用影响系留缆绳天线在空中姿态可能发生大的变化，导致天线馈电点位置可能发生移动，引起天线失偕及馈线电缆对地高度的变化，最终影响天线的工作效率和地面工作人员的人身安全，为使馈电设备能够自适应系留缆绳天线风偏影响。本发明设计了一种用于上述机动通信设备随动装置。该随动装置采用平衡锤设计方式。

平衡锤方案通过固定在地面附近的拉线将馈线电缆提起，从而保证馈线电缆安全距离。当系留缆绳发生偏摆时，通过固定在系留气球锚泊车1上的平衡装置，使拉线处于恒张力状态，能够保持对馈线电缆施加向上的拉力，从而防止馈线电缆下垂，其工作原理图如图2、3所示。

在馈线电缆上设置1个固定点，在系留缆绳上设置1个定滑轮，拉线一端接馈线电缆上固定点，通过系留缆绳上的定滑轮后，接固定在锚泊车上的平衡装置。随动装置主要包括馈线线夹7、绝缘拉线8、系留缆绳连接滑轮5、平衡装置6(包含安装架6.1、导向滑轮6.2和配重滑轮6.3)，具体如表1所示

表1主要设备

馈线线夹7用于连接拉线和甚低频馈线电缆，主要包括夹紧装置以及弧形卡套，为减轻重量，采用铝合金材料进行设计，与甚低频馈线电缆接触的部位采用绝缘橡胶保护，防止破坏馈线电缆，馈线线夹结构示意见图4。

拉线主要用于将甚低频馈线电缆向上提高，防止甚低频馈线电缆垂到地面，根据实际使用情况，初步总长度约29m。由于项目中拉线所连接的馈线电缆和气球锚泊车1之间电压差高达80kV，因此，要求拉线必须考虑绝缘措施。由于拉线与馈线电缆、系留缆绳上定滑轮均不需要绝缘，在这些位置采用普通拉线，可以降低对定滑轮外径的要求。在拉线与气球锚泊车1连接部位，采用足够长度的绝缘拉线或轻型绝缘子，可以满足绝缘要求，设计如下：

绝缘拉线8包括第一普通拉线8.1、绝缘子8.2和第二普通拉线8.3，如图5。

第一普通拉线长度约20m，连接馈线线夹和绝缘子，并且通过系留缆绳连接滑轮转向。第二普通拉线长度约7m，连接绝缘子。普通拉线均采用丙纶绳。绝缘子采用轻型复合绝缘子，长度约2m。三段之间通过防脱挂钩实现快速连接。

系留缆绳连接滑轮安装在系留缆绳上，工作时拉线通过该滑轮连接在系留缆绳上，以其连接点作为空中支点，来提升馈线电缆，同时滑轮对拉线提供导向作用。

系留缆绳连接滑轮5主要包括系留缆绳线夹5.1、可旋转吊架5.2、穿线滑轮组5.3，结构见图6。

平衡装置包括安装架6.1、导向滑轮6.2和配重滑轮6.3，其安装示意图如图7。

安装架用于安装固定导向滑轮和配重滑轮，主要包括横梁槽钢6.11和侧面槽钢6.12,其结构图如图8。横梁槽钢长度为3100mm，侧面预留安装导向滑轮的接口，与后者采用螺栓连接。侧面槽钢间留有限位槽，限位槽长度约为3575mm，满足了配重滑轮行程需要，配重滑轮在其行程范围内运动时，所悬挂的配重物只能在限位槽中运动，有效的解决了配重物的摆动问题。

导向滑轮用于连接拉线并调整拉线方向，安装在平衡装置最上方，见图9。导向滑轮采用封闭结构，可以防止拉线脱出滑轮。导向滑轮周向设置四个滚子，可以承受任意方向的拉力作用。为减少拉线收放过程中的阻力，导向滑轮采取双列滚子并排使用，并将两端做成弧形喇叭口结构。

配重滑轮包括动滑轮和配重物，设计行程约3m。动滑轮用于减小配重行程，降低平衡装置安装高度要求。配重物用于提供向下的拉力，重量约30kg，采用分块设计，实际使用重量可以根据需要灵活调节。动滑轮和配重物之间采用防脱挂钩连接。

平衡锤设计目的是在馈线电缆具有安全距离的条件下使得重锤行程最短、重量最轻。根据初始使用条件及锚泊车设计，通过软件仿真和模拟试验，得出优化的设计参数，见表2。

表2平衡锤方案设计参数

根据所选择参数，采用软件仿真和模拟试验对方案适应性进行了分析。从馈线线夹到平衡装置的拉线长度变化是本随动方案应关注的重点。根据分系统要求，工作期间随动装置需要能够适应系留缆绳±1m的收放，相应馈电窗口高度变化为12m±1m，根据软件仿真分析，各状态拉线长度如表3。

表3拉线长度表

馈电窗口高度13m、中间状态时，拉线最长，为28.7m；馈电窗口高度11m、最右偏状态时，拉线最短，为23.8m。拉线长度变化最大为4.9m。因此在拉线终端的平衡装置需要能够适应4.9m的收放长度。方案设计中，配重滑轮设计行程3m，采用一副动滑轮装置，可增加一倍行程，能够适应6m的拉线长度变化，满足拉线行程需要。

Claims (9)

1.一种随动装置，其特征在于，所述随动装置用于机动通信设备，所述机动通信设备包括：气球锚泊车(1)；通过系留缆绳设置在气球锚泊车(1)上的气球(2)，系留缆绳的靠近气球的部分设置有天线；以及与系留缆绳中的天线连接的馈电装置(3)，馈电装置包括馈线电缆(4)，所述随动装置包括：

设置在系留缆绳上的系留缆绳连接滑轮(5)；

设置在气球锚泊车上的平衡装置(6)；以及

夹持馈线电缆的馈线线夹(7)，

其中，馈线线夹(7)与平衡装置(6)通过绝缘拉线(8)连接，绝缘拉线(8)跨过系留缆绳连接滑轮，平衡装置(6)包括安装架(6.1)、导向滑轮(6.2)和配重滑轮(6.3)，其中，安装架(6.1)固定在锚泊车(1)上，安装架(6.1)包括横梁槽钢(6.11)和侧面槽钢(6.12)；导向滑轮(6.2)设置在横梁槽钢(6.11)上；配重滑轮(6.3)设置在侧面槽钢(6.12)上。

2.根据权利要求1所述的随动装置，其特征在于，导向滑轮(6.2)被设置成封闭结构，并且导向滑轮(6.2)周向设置有四个滚子。

3.根据权利要求2所述的随动装置，其特征在于，导向滑轮(6.2)的四个滚子被设置成双列并排滚子，并且导向滑轮的两端被设置成弧形喇叭口形状。

4.根据权利要求1所述的随动装置，其特征在于，配重滑轮(6.3)包括动滑轮和配重物，动滑轮和配重物之间利用防脱挂钩连接。

5.根据权利要求1所述的随动装置，其特征在于，馈线线夹(7)的与馈线电缆(4)接触的部分被设置为弧形。

6.根据权利要求1所述的随动装置，其特征在于，馈线线夹(7)的与馈线电缆(4)接触的部分设置有绝缘橡胶。

7.根据权利要求1所述的随动装置，其特征在于，绝缘拉线(8)包括第一普通拉线(8.1)、绝缘子(8.2)和第二普通拉线(8.3)，绝缘子(8.2)的一端与第一普通拉线(8.1)连接，绝缘子(8.2)的另一端与第二普通拉线(8.3)连接。

8.根据权利要求7所述的随动装置，其特征在于，绝缘子(8.2)的一端与第一普通拉线(8.1)连接，绝缘子(8.2)的另一端与第二普通拉线(8.3)连接，具体包括：

绝缘子(8.2)的一端与第一普通拉线(8.1)通过防脱钩连接，绝缘子(8.2)的另一端与第二普通拉线(8.3)通过防脱钩连接。

9.根据权利要求1所述的随动装置，其特征在于，系留缆绳连接滑轮(5)包括系留缆绳线夹(5.1)、可旋转吊架(5.2)和穿线滑轮组(5.3)，其中系留缆绳线夹(5.1)用于将系留缆绳连接滑轮(5)固定在系留缆绳上，可旋转吊架(5.2)的一端转动连接至系留缆绳线夹(5.1)，可旋转吊架(5.2)的另一端连接至穿线滑轮组(5.3)，穿线滑轮组(5.3)用于使拉线穿过系留缆绳连接滑轮(5)。

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