CN111017763A - 一种主动牵引装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有缆探测作业技术领域，具体涉及一种绞车拖缆的牵引装置。一种主动牵引装置，其技术方案是：主动牵引装置设置在绞车收/放拖缆的一端，绞车的拖缆从主动牵引装置中穿过；当绞车放缆时，绞车卷筒的放缆线速度小于主动牵引装置放缆线速度，且主动牵引装置对拖缆产生向外拉的作用力；当绞车收缆时，绞车卷筒的收缆线速度大于主动牵引装置收缆线速度，且主动牵引装置对拖缆产生向内拉的作用力。本发明可以保证水上或者水下绞车在收/放缆过程中，绞车端的缆始终处于张紧状态，从而保证绞车上缆的有序排列。

Description

一种主动牵引装置

技术领域

本发明涉及有缆探测作业技术领域，具体涉及一种绞车拖缆的牵引装置。

背景技术

为维护国家海洋战略利益、确保海洋边界与环境之安全，世界各国投入大量人力与物力研发高性能的水下探测平台，用于海洋地质勘探、军事侦察或对探测到的危险目标进行有效打击等重要场合。由于水下探测设备多搭载声呐作为探测手段，且声呐探测距离有限，为探测较深距离的海域，就要使探测设备处于水下一定深度范围内工作。目前，水下探测设备主要分为有缆水下探测设备和无缆水下探测设备。由于水下探测设备需要供电以及进行数据传输或者数据处理，因而水下探测设备需要动力源。对于无缆水下探测设备，大都使用的为蓄电池作为动力源，但使用寿命较短，维护保养成本较高。对于有缆水下探测设备，则是通过拖缆对水下探测设备进行供电及进行数据传输，由于此种探测方式相对无缆探测技术难度小，成本底，因而应用较为广泛。

有缆探测作业则需要一个水上或者水下平台携带绞车，当该平台到达指定探测区域后，绞车放缆，将探测设备布放到指定深度进行探测作业。水下探测设备在布放过程中，一般均为带速布放，即携带绞车的平台具有一定的速度，但是由于海水中浪、涌的作用，使得布放过程中拖缆出现失力的情况，拖缆一旦失力，即会变得松弛，从而使得绞车上的缆出现松弛，进而导致有序排列在绞车上的各层缆变得无序且混乱排列，上下层错位，使得放缆作业无法进行，且水下设备也难以回收。严重影响设备安全，影响探测作业任务的顺利进行。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术的不足，提供一种主动牵引装置，该主动牵引装置可以保证绞车在放缆及收缆过程中绞车端的缆始终处于张紧状态，且可以随着缆直径变化进行自动调节主动牵引力。

本发明的技术方案是：一种主动牵引装置，主动牵引装置设置在绞车收/放拖缆的一端，绞车的拖缆从主动牵引装置中穿过；当绞车放缆时，绞车卷筒的放缆线速度略小于主动牵引装置放缆线速度，且主动牵引装置对拖缆产生向外拉的作用力，令绞车与主动牵引装置之间的拖缆始终处于张紧状态；当绞车收缆时，绞车卷筒的收缆线速度略大于主动牵引装置收缆线速度，且主动牵引装置对拖缆产生向内拉的作用力，令绞车与主动牵引装置之间的拖缆始终处于张紧状态。

在上述方案的基础上，进一步的，主动牵引装置设有主动轮、从动轮以及主动轮驱动机构；拖缆从主动轮与从动轮之间的间隙穿过；通过调整主动轮与从动轮间的距离，改变主动轮、从动轮对拖缆所施加的压力，进而调整主动牵引装置对通过其中的拖缆的向外或者向内拉的作用力。

在上述方案的基础上，为适应卷绕在绞车上的变径缆的布放与回收，主动牵引装置采用以下设计：主动轮以及从动轮均安装在机架上；主动轮安装位置固定；从动轮通过其两侧的安装轴与机架侧壁上的椭圆型孔配合，能够在椭圆型孔的行程范围内，上下移动，靠近或远离主动轮；在压力调节机构的作用下，从动轮在位移后，仍能够对拖缆施加压力；当有变径缆时，则在选择压力调节机构时要保证较细的一段缆经过主动轮、从动轮之间时，压力调节机构有足够的压缩量，这样也就保证了从动轮对拖缆有足够的压力，从而保证了该主动牵引装置对通过其中的缆的向外或者向内拉的作用力在要求的范围之内。

具体的，压力调节机构设置在从动轮两侧的安装轴处，压力调节机构包括：螺杆、固定螺母、调节螺母、弹簧座以及压簧；螺杆一端伸出弹簧盖板后与调节螺母螺纹连接，弹簧座一端与从动轮的安装轴相连，另一端与弹簧盖板相对；压簧套装在螺杆外部，压簧的两端分别与弹簧盖板、弹簧座抵触，拧动调节螺母，使其沿螺杆轴向运动，能够改变弹簧盖板对压簧的作用力，从而改变压簧对从动轮的作用力。拧动调节螺母向下运动，弹簧盖板向下运动，压缩压簧，压簧对从动轮的向下的压力增大，从动轮对拖缆的压力增大，拖缆所受的摩擦力增大，此摩擦力即为拖缆所受的主动牵引装置对它的向内或者向外拉的作用力，因而拖缆所受的主动牵引装置对它的向内或者向外拉的作用力增大。当拧动调节螺母向上运动时，弹簧盖板向上运动，压簧伸长，压簧对从动轮的向下的压力减小，拖缆所受的摩擦力减小，因而拖缆所受的主动牵引装置对它的向内或者向外拉的作用力减小。

在上述方案的基础上，进一步的，主动轮驱动机构包括：安装在驱动密封外壳内的电机与减速机；驱动密封外壳的一端通过驱动密封外壳盖板安装有水密接插件，驱动密封外壳的另一端通过转接板与机架连接；电机的输出经减速机减速后传递至主动轮。收/放缆时，主动牵引装置中主动轮转动方向与绞车卷筒转动方向相同。

在上述方案的基础上，进一步的，为保证主动牵引装置可置于水下工作，在转接板上设有第一轴向密封槽及径向密封槽；第一轴向密封槽内设有用于保持驱动密封外壳与转接板间密封性的第一密封圈，径向密封槽内设有用于保持转接板与减速机输出端密封性的第二密封圈。相对应的，在驱动密封外壳上开有第二轴向密封槽，第二轴向密封槽内设有用于保持驱动密封外壳与外壳盖板间密封性的第三密封圈。

在上述方案的基础上，进一步的，为保证拖缆与主动轮、从动轮之间摩擦系数足够大，将主动轮与从动轮采用不锈钢材料制作，在主动轮与从动轮的滚轮外周均设有锯齿形槽，在锯齿形槽的外部硫化一圈橡胶，橡胶的外表面进行滚花处理，增大主动轮、从动轮与拖缆之间的摩擦系数。

有益效果：

(1)本发明可以保证水上或者水下绞车在收/放缆过程中，绞车端的缆始终处于张紧状态，从而保证绞车上缆的有序排列。

(2)使用该种主动牵引装置可以通过调节调节螺母可以改变压簧的长度，从而改变从动轮与主动轮间的间隙，以调整主动轮、从动轮对穿过它们之间的拖缆的压力，从而调整主动牵引装置对通过其中的缆的向外或者向内拉的作用力。

(3)由于该主动牵引装置从动轮两边轮轴可以上下移动，因而该主动牵引装置也适用于卷绕在绞车上的变径缆的布放与回收。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明中机架的结构示意图；

图4是本发明中主动轮的结构示意图；

图中：1-驱动密封外壳、2-电机、3-减速机、4-螺杆、5-固定螺母、6-调节螺母、7-压簧、8-从动轮、9-弹簧盖板、10-主动轮、11-机架、12-第一轴向密封槽、13-转接板、14-径向密封槽、15-驱动密封外壳盖板、16-水密接插件、17-椭圆型孔、18-锯齿形槽、19-橡胶、20-弹簧座

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

本实施例提供一种主动牵引装置该主动牵引装置能用于水上或者水下绞车前端放缆或者收缆过程中主动拔缆，从而保证绞车在放缆及收缆过程中，绞车端的缆始终处于张紧状态，且可以随着缆绳径变化进行自动调节主动牵引力。

该主动牵引装置设置在绞车收放拖缆的一端，绞车的拖缆从该主动牵引装置中穿过；当绞车放缆时，绞车卷筒的放缆线速度略小于主动牵引装置放缆线速度，且该主动牵引装置对拖缆产生向外拉的作用力，使绞车与主动牵引装置之间的拖缆始终处于张紧状态；当绞车收缆时，绞车卷筒的收缆线速度略大于主动牵引装置收缆线速度，且主动牵引装置对拖缆产生向内拉的作用力，使绞车与主动牵引装置之间的拖缆始终处于张紧状态。

具体的：

参见附图1，该主动牵引装置包括：安装在机架11上的主动轮10、从动轮8，以及安装在驱动密封外壳1内的电机2与减速机3。

参见附图3，主动轮10安装在机架11上，且位置固定；从动轮8通过其两侧的安装轴与机架11侧壁的椭圆型孔17配合，能够在椭圆型孔17的行程范围内上下移动，从而靠近或远离主动轮10，以调整其与主动轮10之间的距离；拖缆从主动轮10与从动轮8之间的间隙穿过；通过调整主动轮10与从动轮8之间的距离，改变主动轮10、从动轮8对拖缆所施加的压力，进而调整主动牵引装置对通过主动轮10和从动轮8之间的拖缆的向外或者向内拉的作用力。

电机2用于为主动轮10提供动力，电机2的动力输出端经减速机3减速后传递至主动轮10；收放缆时，主动牵引装置中主动轮10的转动方向与绞车卷筒的转动方向相同。

进一步的，驱动密封外壳1的一端通过驱动密封外壳盖板15安装有水密接插件16，驱动密封外壳1的另一端通过转接板13与机架11连接。

参见附图2，在从动轮8两侧的安装轴处设有压力调节机构，压力调节机构包括：螺杆4、固定螺母5、调节螺母6、弹簧盖板9、弹簧座20以及压簧7；其中弹簧盖板9为一端开口一端加工有过孔的筒形结构，螺杆4上设有调节螺母6、压簧7以及弹簧盖板9，其中螺杆4一端伸出弹簧盖板9的过孔后与调节螺母6螺纹连接，螺杆4伸出调节螺母6的部分通过转接板与机架11连接。弹簧座20一端套装在从动轮8的安装轴上，另一端套装在弹簧盖板9开口端的外部，且与弹簧盖板9滑动配合；压簧7套装在螺杆4外部，压簧7的两端分别与弹簧盖板9的内底面、弹簧座20的内底面抵触。拧动调节螺母6，使其沿螺杆4轴向上下运动，改变弹簧盖板9对压簧7的作用力，进而改变压簧7对从动轮8所产生的作用力。拧动调节螺母6向下运动，压簧7压缩，压簧7对从动轮8的向下的压力增大，从动轮8对拖缆的压力增大，拖缆所受的摩擦力增大，此摩擦力即为拖缆所受的主动牵引装置对其向内或者向外拉的作用力，因而拖缆所受的主动牵引装置对其的向内或者向外拉的作用力增大。当拧动调节螺母6向上运动时，压簧7伸长，压簧7对从动轮8的向下的压力减小，拖缆所受的摩擦力减小，因而拖缆所受的主动牵引装置对它的向内或者向外拉的作用力减小。

在压力调节机构的作用下，从动轮8在位移后，仍能够对拖缆施加压力；当有变径缆时，则通过选择压簧7并调整调节螺母6，保证较细的一段缆经过主动轮10、从动轮8时，压簧7有足够的压缩量，这样也就保证了从动轮8对拖缆有足够的压力，从而保证了该主动牵引装置对通过其中的缆的向外或者向内拉的作用力在要求的范围之内。由此无论变径缆较粗或较细段通过主动轮10和从动轮8之间时，压力调节机构中的压簧7通过调整从动轮8的位置，保证主动牵引装置对通过其中的缆的向外或者向内拉的作用力在要求的范围之内。如卷绕在绞车上一段为直径14mm的拖缆，后面连接一段为直径10mm的拖缆，当直径14mm的一段缆经过主动轮10和从动轮8后，直径10mm的缆进入主动轮10、从动轮8之间时，从动轮8会向下移动，导致压簧7伸长，压簧7的压缩量减小，压簧7对从动轮8的轴的压力减小，该主动牵引装置对通过其中的缆的向外或者向内拉的作用力减小，而此时仍能保证从动轮8对拖缆有足够的压力。

实施例2：

在上述实施例1的基础上，为保证主动牵引装置可置于水下工作，在转接板13上设有第一轴向密封槽12及径向密封槽14；第一轴向密封槽12内设有用于保持驱动密封外壳1与转接板13间密封性的第一密封圈，径向密封槽14内设有用于保持转接板13与减速机3输出端密封性的第二密封圈。相对应的，在驱动密封外壳1上开有第二轴向密封槽，第二轴向密封槽内设有用于保持驱动密封外壳1与外壳盖板15间密封性的第三密封圈。通过以上连接关系装配完成后电机2、减速机3等电气元器件及处于水密状态，供电及控制都通过水密接插件16进行，从而保证了主动牵引装置可置于水下工作。

实施例3：

参见附图4，在实施例1或2的基础上，为保证拖缆与主动轮10、从动轮8之间摩擦系数足够大，将主动轮10与从动轮8采用不锈钢材料制作，在主动轮10与从动轮8的滚轮外周均设有锯齿形槽18，在锯齿形槽18的外部硫化一圈橡胶19，橡胶19的外表面进行滚花处理，增大主动轮10、从动轮8与拖缆之间的摩擦系数。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种主动牵引装置，其特征在于：所述主动牵引装置设置在绞车收放拖缆的一端，所述绞车的拖缆从所述主动牵引装置中穿过；当所述绞车放缆时，所述绞车卷筒的放缆线速度小于所述主动牵引装置放缆线速度，且所述主动牵引装置对所述拖缆产生向外拉的作用力；当所述绞车收缆时，所述绞车卷筒的收缆线速度大于所述主动牵引装置收缆线速度，且所述主动牵引装置对所述拖缆产生向内拉的作用力。

2.如权利要求1所述的一种主动牵引装置，其特征在于：所述主动牵引装置设有主动轮(10)、从动轮(8)以及所述主动轮驱动机构；所述拖缆从所述主动轮(10)与所述从动轮(8)之间穿过；通过调整所述主动轮(10)与所述从动轮(8)间的距离，改变所述主动轮(10)、所述从动轮(8)对所述拖缆的施加的压力。

3.如权利要求2所述的一种主动牵引装置，其特征在于：所述主动轮(10)以及所述从动轮(8)均安装在机架(11)上；所述主动轮(10)安装位置固定；所述从动轮(8)通过其两侧的安装轴与所述机架(11)上的椭圆型孔(17)配合，能够在所述椭圆型孔(17)的行程范围内上下移动，靠近或远离所述主动轮(10)；在压力调节机构的作用下，所述从动轮(8)发生位移后，仍能够对所述拖缆施加压力。

4.如权利要求3所述的一种主动牵引装置，其特征在于：所述压力调节机构设置在所述从动轮(8)两侧的安装轴处，所述压力调节机构包括：螺杆(4)、固定螺母(5)、调节螺母(6)、弹簧盖板(9)、弹簧座(2)以及压簧(7)；所述螺杆(4)一端伸出所述弹簧盖板(9)后与所述调节螺母(6)螺纹连接，所述弹簧座(20)一端与从动轮(8)的安装轴相连，另一端与弹簧盖板(9)相对；所述压簧(7)套装在螺杆(4)外部，所述压簧(7)的两端分别与所述弹簧盖板(9)、所述弹簧座(20)抵触，拧动所述调节螺母(6)，使其沿所述螺杆(4)轴向运动，能够改变所述弹簧盖板(9)对所述压簧(7)的作用力，从而改变所述压簧(7)对所述从动轮(8)的作用力。

5.如权利要求3或4所述的一种主动牵引装置，其特征在于：所述主动轮驱动机构包括：安装在驱动密封外壳(1)内的电机(2)与减速机(3)；所述驱动密封外壳(1)的一端通过驱动密封外壳盖板(15)安装有水密接插件(16)，所述驱动密封外壳(1)的另一端通过转接板(13)与所述机架(11)连接；所述电机(2)的输出经所述减速机(3)减速后传递至所述主动轮(10)。

6.如权利要求5所述的一种主动牵引装置，其特征在于：所述转接板(13)上设有第一轴向密封槽(12)及径向密封槽(14)；所述第一轴向密封槽(12)内设有用于保持所述驱动密封外壳(1)与所述转接板(13)间密封性的第一密封圈，所述径向密封槽(14)内设有用于保持所述转接板(13)与所述减速机(3)输出端密封性的第二密封圈。

7.如权利要求5所述的一种主动牵引装置，其特征在于：所述驱动密封外壳(1)上开有第二轴向密封槽，所述第二轴向密封槽内设有用于保持所述驱动密封外壳(1)与所述外壳盖板(15)间密封性的第三密封圈。

8.如权利要求2-4任一项所述的一种主动牵引装置，所述主动轮(10)与所述从动轮(8)采用不锈钢材料，在所述主动轮(10)与所述从动轮(8)的滚轮外周均设有锯齿形槽(18)，在所述锯齿形槽(18)的外部硫化橡胶(19)，所述橡胶(19)的外表面进行滚花处理。

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