CN111452910B - 一种拖缆支撑机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种拖缆支撑机构，包括接触部、顶部支撑杆、方向限制器、主支撑杆、电机和电池；其中接触部由顶部弧片和滚珠构成，直接与通讯缆绳接触，通过主支撑杆将潜艇通讯缆绳抬升。接触部通过顶部支撑杆与方向限制器连接，在保证自由运动的情况下对缆绳形状进行限制。通讯浮标的缆绳在潜艇深潜通讯过程中存在触碰潜艇尾舵的风险，影响舵效和缆绳使用寿命，甚至威胁潜艇自身安全。本发明涉及的潜艇通讯浮标缆绳支架主要起到将潜艇水下通讯缆绳抬升的作用，潜艇放缆后，根据控制台的软件预报结果控制支撑杆升降，增大定端角度，改善缆绳空间姿态，同时，顶部的弧片和方向限制器能够抑制缆绳运动，降低因恶劣海况引起的缆绳摇摆对潜艇造成不利影响。

Description

一种拖缆支撑机构

技术领域

本发明涉及一种支撑机构，具体涉及一种拖缆支撑机构。

背景技术

潜艇的隐蔽性一直是各国关注的重点，为了增强隐蔽性能，潜艇水下航行时要尽量降低露出水面的频率。因此，潜航潜艇通讯一直成为困扰各国的技术难题。潜艇接收信号可以在水下执行，但是要实现双向通讯就要浮出水面或是借助通讯浮标进行。潜艇浮出水面的危险性太大，借助通讯浮标进行通讯成了潜艇潜航通讯的主要手段。

目前潜艇多采用操纵简单的十字型舵，潜艇潜深比较小时，通讯缆绳与潜艇艇体表面的角度比较大，不存在缆绳撞击潜艇尾舵的现象；潜艇潜深比较大时，潜艇能够很好规避探测，增加隐匿性，确保航行安全，但与外界保持通讯所需释放的通讯浮标缆绳长度大大增加，此时缆绳靠潜艇端接近于水平，缆绳易撞击尾舵，降低舵效和缆绳使用寿命，甚至威胁潜艇自身安全。

专利KR20070086499涉及的通讯浮标属于二级通讯，目的是解决通讯浮标姿态问题，无法做到对缆绳水下姿态进行优化，目前的浮水缆和飘带缆也存在收放困难以及无法控制缆绳在水中的摇摆问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种拖缆支撑机构,通过该支撑机构能够调整潜艇通讯浮标缆绳空间姿态，避免缆绳撞击尾舵的装置，从而有效解决深潜通讯浮标缆绳撞击潜艇尾舵的问题。

所述的拖缆支撑机构包括：接触部、顶部支撑杆、方向限制器和主支撑杆；

所述主支撑杆能够在其动力单元的驱动下沿其轴向伸缩；

所述主支撑杆的顶部固接方向限制器，所述顶部支撑杆连接方向限制器和接触部，所述方向限制器用于限制所述顶部支撑杆和接触部绕主支撑杆轴线转动的角度，将所述顶部支撑杆和接触部的转动限制在设定角度范围内；

所述接触部包括弧片，所述弧片的内凹弧面用于和缆绳接触，实现对所述缆绳的支撑。

作为本发明的一种优选方式：所述弧片中心加工有圆孔，所述顶部支撑杆与所述弧片固接，所述顶部支撑杆上与所述弧片中心圆孔对应的位置设置有滚珠镶嵌孔，滚珠嵌在顶部支撑杆的滚珠镶嵌孔内，并凸出于所述弧片中心的圆孔中。

作为本发明的一种优选方式：所述方向限制器包括：转轴和轴包套；

所述轴包套为中空套筒，其内圆周面上沿周向均匀分布有两个以上挡板；所述转轴外圆周面上沿周向均匀分布有与所述挡板个数相同的条形凸起，所述转轴同轴套装在轴包套内部，转轴外圆周的每个条形凸起位于两个挡板之间，通过所述条形凸起和挡板的配合将所述转轴绕其轴线的转动角度限制在两个挡板所对的圆心角范围内；

所述轴包套通过底部垫片与主支撑杆的顶部同轴固接，所述顶部支撑杆一端与所述转轴密封对接。

作为本发明的一种优选方式：沿缆绳的长度方向设置一个以上所述支撑结构，实现对缆绳的多级支撑。

作为本发明的一种优选方式：所述主支撑杆的动力单位为电机，主支撑杆为由电机驱动的电动推杆。

作为本发明的一种优选方式：所述主支撑杆的动力单位为电机，主支撑杆为由电机驱动的电动液压缸的活塞杆。

有益效果：

(1)通过该支撑机构对通信浮标的缆绳进行支撑，能够增大缆绳定端角度，调整潜艇通讯浮标缆绳空间姿态，避免缆绳撞击尾舵的装置，从而有效解决深潜通讯浮标缆绳撞击潜艇尾舵的问题。

(2)可在潜艇背部并列设置一组以上该支撑机构，分级优化缆绳形状。

(3)接触部的滚珠设计能够减小缆绳收放过程中和弧片的摩擦，减小缆绳使用寿命损耗。

(4)弧片采用内凹结构，能够很好的抑制缆绳在水平面内平移导致滑脱。

(5)设置方向限制器保证了缆绳在和接触部接触后依然具有一定摇摆能力，但同时也限制了缆绳的因大幅运动撞击其它设备的可能。

附图说明

图1为该拖缆支撑机构使用原理图；

图2为该拖缆支撑机构的结构示意图；

图3为该拖缆支撑机构接触部、顶部支撑杆、方向限制器结构图；

图4为方向限制器剖面图；

图5为顶部支撑杆中纵剖面图；

图6为支撑杆升起、收起示意图；

图7为该拖缆支撑机构使用时的控制流程图。

其中：1-弧片，2-滚珠，3-顶部支撑杆，4-方向限制器，5-主支撑杆，6-电机，7-电池，8-控制台，9-密封片，10-转轴，11-轴包套，12-挡板，13-底部垫片，14-潜艇背部舱盖，15-通讯浮标缆绳

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。

本发明实施例提供一种潜艇通信浮标用拖缆支撑机构,通过该支撑机构能够调整潜艇通讯浮标缆绳空间姿态，避免缆绳撞击尾舵的装置，从而有效解决深潜通讯浮标缆绳撞击潜艇尾舵的问题。

如图1所示，使用时，该支撑机构位于潜艇上浮标收放装置后部，可以由单个或多组同时布置在潜艇背部，沿缆绳的长度方向实现对缆绳15的多级支撑，避免缆绳15撞击潜艇尾舵。

如图2所示，该拖缆支撑机构包括：接触部、顶部支撑杆3、方向限制器4、主支撑杆5、电机6和电池7；其中主支撑杆5为电动伸缩杆，能够在电机6的控制下轴向伸缩，主支撑杆5也可以为由电机6驱动的电动液压缸的活塞杆；电池7用于为电机6供电。

主支撑杆5顶部(即伸缩端端部)同轴固接方向限制器4，方向限制器4用于限制顶部支撑杆3和接触部绕主支撑杆5轴线的转动，即实现顶部支撑杆3和接触部的转动限位，将顶部支撑杆3和接触部的转动限制在设定角度范围内。

方向限制器4通过顶部支撑杆3与接触部相连，接触部用于实现对缆绳的支撑。

如图3所示，接触部包括：弧片1和滚珠2，弧片1为弧形板，其中心加工有圆孔，弧片1的内凹弧面用于和缆绳接触，顶部支撑杆3一端与弧片1固定连接(顶部支撑杆3与弧片1的对接面为与弧片1对接位置匹配的弧面)，顶部支撑杆3上与弧片1中心圆孔对应的位置设置有滚珠镶嵌孔，滚珠2嵌在顶部支撑杆3的滚珠镶嵌孔内，如图5所示；滚珠2从弧片1中心的圆孔中凸出，用于将缆绳与弧片1之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，减小缆绳磨损。

方向限制器4的结构如图4所示，包括：转轴10和轴包套11；轴包套11为中空套筒，其内圆周面上沿周向均匀分布有四个挡板12；转轴10外圆周面上沿周向均匀分布有四个条形凸起，转轴10同轴套装在轴包套11内部，转轴10外圆周的每个条形凸起位于两个挡板之间，当转轴10转动至其外圆面的条形凸起与其中一侧的挡板碰触时，挡板12和条形凸起配合对转轴10的转动进行限位，由此通过轴包套11内部的挡板12将转轴10旋转角度控制在(-45°，45°)范围内。

轴包套11一端通过底部垫片13与主支撑杆5的顶部同轴固接；顶部支撑杆3一端与弧片1固定连接，另一端同轴套装在转轴10内部，并与转轴10固定连接，在转轴10与顶部支撑杆3相连端的端面上安装有密封片9，轴包套11与密封片9和底部垫片13形成密封区间。

图6显示了潜艇开舱支撑杆升起与收起示意图，显示了该支撑机构在潜艇舱外工作以及舱内的布置状态。使用时，在潜艇背部浮标收放装置后部设置单个或多个支撑机构，当设置多个支撑机构时能够实现对缆绳的多级支撑，避免缆绳15撞击潜艇尾舵。

支撑机构收回和伸出舱外的时机以及伸出舱外的数量和高度可预设在潜艇控制单元内，控制单元通过控制支撑机构的电机实现对支撑机构的控制，实现支撑机构的自动伸缩；也可根据需求进行手动操作控制支撑机构的电机运行，决定支架收回和伸出舱外的时机以及伸出舱外的数量和高度。

通讯浮标的缆绳在潜艇深潜通讯过程中存在触碰潜艇尾舵的风险，影响舵效和缆绳使用寿命，甚至威胁潜艇自身安全。采用该缆绳支撑机构能够起到将潜艇水下通讯缆绳抬升的作用，潜艇放缆后，控制支撑机构升降，增大定端角度，改善缆绳空间姿态，同时，顶部的弧片和方向限制器能够抑制缆绳运动，降低因恶劣海况引起的缆绳摇摆对潜艇造成的不利影响。

如图7所示，潜艇发送指令释放通讯浮标后，控制单元打开潜艇背部舱门14，控制支撑机构的主支撑杆5伸长，将接触部伸出舱外将缆绳15顶起，避免缆绳15撞击潜艇尾舵，主支撑杆5伸出的长度为预设值；潜艇继续放缆，放缆结束后，依据通讯要求，可控制主支撑杆5的伸缩微调支撑机构的高度；当通信浮标通信结束后，潜艇收揽，控制单元在预设时刻(或手动操作)控制支撑机构的主支撑杆5收回，将支撑机构收回至舱内，并将通信浮标收回至舱内。在通信浮标使用过程中，若遇到突发状况，如缆绳勾住渔网等情况，手动操作控制支撑机构的电机运行，决定支架收回和伸出舱外的时机以及伸出舱外高度。

综上，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)

1.一种拖缆支撑机构，其特征在于，包括：接触部、顶部支撑杆(3)、方向限制器(4)和主支撑杆(5)；

所述主支撑杆(5)能够在其动力单元的驱动下沿其轴向伸缩；

所述主支撑杆(5)的顶部固接方向限制器(4)，所述顶部支撑杆(3)连接方向限制器(4)和接触部，所述方向限制器(4)用于限制所述顶部支撑杆(3)和接触部绕主支撑杆(5)轴线转动的角度，将所述顶部支撑杆(3)和接触部的转动限制在设定角度范围内；

所述接触部包括弧片(1)，所述弧片(1)的内凹弧面用于和缆绳接触，实现对所述缆绳的支撑。

2.如权利要求1所述的拖缆支撑机构，其特征在于：所述弧片(1)中心加工有圆孔，所述顶部支撑杆(3)与所述弧片(1)固接，所述顶部支撑杆(3)上与所述弧片(1)中心圆孔对应的位置设置有滚珠镶嵌孔，滚珠(2)嵌在顶部支撑杆(3)的滚珠镶嵌孔内，并凸出于所述弧片(1)中心的圆孔中。

3.如权利要求1所述的拖缆支撑机构，其特征在于：所述方向限制器(4)包括：转轴(10)和轴包套(11)；

所述轴包套(11)为中空套筒，其内圆周面上沿周向均匀分布有两个以上挡板(12)；所述转轴(10)外圆周面上沿周向均匀分布有与所述挡板(12)个数相同的条形凸起，所述转轴(10)同轴套装在轴包套(11)内部，转轴(10)外圆周的每个条形凸起位于两个挡板(12)之间，通过所述条形凸起和挡板(12)的配合将所述转轴(10)绕其轴线的转动角度限制在两个挡板(12)所对的圆心角范围内；

所述轴包套(11)通过底部垫片(13)与主支撑杆(5)的顶部同轴固接，所述顶部支撑杆(3)一端与所述转轴(10)密封对接。

4.如权利要求1、2或3所述的拖缆支撑机构，其特征在于：沿缆绳的长度方向设置一个以上，实现对缆绳(15)的多级支撑。

5.如权利要求1、2或3所述的拖缆支撑机构，其特征在于：所述主支撑杆(5)的动力单位为电机(6)，主支撑杆(5)为由电机(6)驱动的电动推杆。

6.如权利要求1、2或3所述的拖缆支撑机构，其特征在于：所述主支撑杆(5)的动力单元为电机(6)，主支撑杆(5)为由电机(6)驱动的电动液压缸的活塞杆。

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