CN111874722A - 一种用于线列阵的海底多缆布放绞车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及深海线列阵布放技术领域,尤其是一种用于线列阵的海底多缆布放绞车,包括安装架,安装架上安装有驱动机构和两个输送缆单元,输送缆单元包括卷筒和输送缆装置,线缆和辅助绳拼接在一起后缠绕在卷筒上,卷筒由动力机构驱动实现转动,输送缆装置包括支架以及安装在支架上的用于输送线缆和辅助绳的滚轮组、用于测量线缆张力的张力测量机构和用于测量线缆速度的速度测量机构,驱动机构带动输送缆装置的支架沿着卷筒的长度方向往复移动,由卷筒释放的线缆和辅助绳经滚轮组向下释放,本申请中包含两个输送缆单元,可以提高布放线缆的效率,输送缆装置将张力测量和速度测量及线缆、辅助绳输送功能集为一体,监测线缆布放信息。
Description
技术领域
本发明涉及深海线列阵布放技术领域,尤其是一种用于线列阵的海底多缆布放绞车。
背景技术
随着对海底资源的日益开发利用,及海底水下监听网络工程的建设,需在海底广泛布放深海线列阵,用以海底信息搜集或监听。目前海底观测网深海线列阵主要是通过水面船布放,向深海布放时,布放精度小,线缆张力大,易损坏,且作业时受水面风浪影响大。在敏感水域建设海底水下监听网络建设时,水面船布放无法满足隐蔽需求,而搭载于潜器上的现有水下绞车一次下潜通常只能布放一根线缆,如需在同一区域多方向布放多根线缆构建网络,则需多次上浮下潜布放,效率低。通常线列阵为变径缆,需实时监测布缆信息,保证线列阵布放安全性,以免缆阵损坏。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点,提供一种用于线列阵的海底多缆布放绞车,线缆布放效率较高且能实时监测线缆布放的信息。
本发明所采用的技术方案如下:一种用于线列阵的海底多缆布放绞车,包括安装架,安装架上安装有驱动机构和两个输送缆单元,输送缆单元包括卷筒和输送缆装置,线缆和辅助绳拼接在一起后缠绕在卷筒上,卷筒由动力机构驱动实现转动,输送缆装置包括支架以及安装在支架上的用于输送线缆和辅助绳的滚轮组、用于测量线缆张力的张力测量机构和用于测量线缆速度的速度测量机构,驱动机构带动输送缆装置的支架沿着卷筒的长度方向往复移动,由卷筒释放的线缆和辅助绳经滚轮组向下释放。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述驱动机构包括两个驱动单元,驱动单元包括马达一、下齿轮、啮合式离合器、上齿轮、齿条和导轨,马达一通过链条传动带动下齿轮转动,下齿轮安装在安装架的齿轮座上,下齿轮通过啮合式离合器和上齿轮同轴相连,啮合式离合器由拨动机构带动实现啮合或非啮合,上齿轮和齿条啮合,齿条布置在导轨上并构成直线限位配合,导轨的长度方向和卷筒的长度方向平行,两个驱动单元之间通过链条传动的方式连接以共用同一个马达一,两个输送缆单元中输送缆装置的支架分别固定在两个驱动单元的齿条上。
所述拨动机构包括油缸一、摆臂一和摆臂二,油缸一的缸体铰接在安装架上,摆臂一的一端和油缸一的活塞杆端部铰接,摆臂一的另一端和啮合式离合器相连,摆臂二的一端铰接在安装架上,摆臂二的另一端和摆臂一的中部铰接,油缸一的活塞杆伸缩带动啮合式离合器实现啮合或非啮合状态。
所述支架包括两个平行间距布置的立式安装板,两个安装板之间垂直固定连接柱。
所述滚轮组是由多个滚轮交错组合而成,所有滚轮布置在两个安装板之间,所有滚轮的滚面之间形成走线通道供线缆和辅助绳穿过。
所述张力测量机构包括油缸二、摆臂三、销轴、摆臂四、张力传感器,销轴可转动式垂直固定两个安装板之间,油缸二的一端铰接在两个安装板之间,油缸二的另一端和摆臂三的一端铰接,摆臂三的另一端和销轴的中部垂直固定,摆臂四平行布置在其中一个安装板的外侧,摆臂四的一端和销轴的端部垂直固定,摆臂四的另一端和张力传感器垂直相连,两个安装板的相对位置上分别开设弧形孔,张力传感器分别自两个安装板的弧形孔中垂直穿过,滚轮包括1号滚轮和相邻的2号滚轮,1号滚轮套设固定在张力传感器上,油缸二伸缩带动张力传感器、1号滚轮沿着弧形孔移动,1号滚轮靠近或远离相邻的2号滚轮以适应不同直径线缆的张力监测。
所述两个安装板的相对位置上分别开设条形孔,滚轮包括3号滚轮和相邻的4号滚轮,其中3号滚轮的中心轴自条形孔中垂直穿过,中心轴的其中一端通过第一弹簧和其中一个安装板的外侧面上固定的凸柱一相连,中心轴的另一端通过第二弹簧和另一个安装板的外侧面上固定的凸柱二相连,第二弹簧和第一弹簧的长度方向平行且二者分布在中心轴的两侧,第二弹簧和第一弹簧使得3号滚轮和相邻4号滚轮之间的距离以适应不同直径线缆的输送速度监测。
所述4号滚轮的中心轴向外悬伸并通过旋转轴连接陆用编码器,陆用编码器密封安装在耐压壳内,旋转轴的一端安装动密封,所述滚轮包括5号滚轮和相邻6号滚轮,5号滚轮安装于两侧板之间,两侧板与安装板铰接,6号滚轮的中心轴由马达二带动实现转动,油缸三的一端铰接于其中一个侧板上、另一端铰接于安装板上,油缸三伸缩调节5号滚轮靠近或远离6号滚轮。
所述两个驱动单元的齿条之间平行固定导向柱,两个输送缆装置的支架分别沿着导向柱移动,导向柱的两端分别固定用来控制两个输送缆装置暂停位置的接近开关一,安装架上固定两个接近开关二和两个接近开关三,两个接近开关二在其中一个齿条的上方,两个接近开关二的连线和相邻卷筒正对且平行,两个接近开关二用来控制其中一个输送缆装置的移动路径;两个接近开关三在另一个齿条的上方,两个接近开关三的连线和另一个卷筒正对且平行,两个接近开关三用来控制另一个输送缆装置的移动路径。
所述两个安装板的底端布置供线缆穿过的喇叭口以及剪切刀,剪切刀由剪切油缸带动实现对线缆的剪切进给运动。
本发明的有益效果如下:本申请结构简单、操作方便,内部包含两个输送缆单元,可以提高布放线缆的效率,输送缆装置将张力测量和速度测量及线缆、辅助绳输送功能集为一体,监测线缆布放信息。
附图说明
图1是本发明的结构图。
图2是图1的部分结构图。
图3是图2的部分结构图。
图4是本发明输送缆装置的结构图。
图5是图4的部分结构图。
图6是本发明速度测量机构的结构图。
其中:10、安装架;20、驱动机构;21、马达一;22、下齿轮;23、啮合式离合器;24、上齿轮;25、齿条;26、导轨;27、油缸一;28、摆臂一;29、摆臂二;30、输送缆单元;40、卷筒;50、输送缆装置;51、安装板;52、连接柱;53、滚轮;531、1号滚轮;532、2号滚轮;533、3号滚轮;534、4号滚轮;535、5号滚轮;536、6号滚轮;537、旋转轴;54、油缸二;55、摆臂三;56、销轴;57、摆臂四;58、张力传感器;59、弧形孔;61、第一弹簧;62、第二弹簧;63、马达二;64、油缸三;65、侧板;70、陆用编码器;80、耐压壳;90、导向柱;100、接近开关一;110、接近开关二;120、接近开关三;130、喇叭口。
具体实施方式
下面结合附图,说明本发明的具体实施方式。
如图1-6所示,本实施例的用于线列阵的海底多缆布放绞车,包括安装架10,安装架10上安装有驱动机构20和两个输送缆单元30,输送缆单元30包括卷筒40和输送缆装置50,线缆和辅助绳拼接在一起后缠绕在卷筒40上,卷筒40由动力机构驱动实现转动,输送缆装置50包括支架以及安装在支架上的用于输送线缆和辅助绳的滚轮组、用于测量线缆张力的张力测量机构和用于测量线缆速度的速度测量机构,驱动机构20带动输送缆装置50的支架沿着卷筒40的长度方向往复移动,由卷筒40释放的线缆和辅助绳经滚轮组向下释放。本申请中包含两个输送缆单元30,可以提高布放线缆的效率,输送缆装置50将张力测量和速度测量及线缆、辅助绳输送功能集为一体,监测线缆布放信息。
驱动机构20包括两个驱动单元,驱动单元包括马达一21、下齿轮22、啮合式离合器23、上齿轮24、齿条25和导轨26,马达一21通过链条传动带动下齿轮22转动,下齿轮22安装在安装架10的齿轮座上,下齿轮22通过啮合式离合器23和上齿轮24同轴相连,啮合式离合器23由拨动机构带动实现啮合或非啮合,上齿轮24和齿条25啮合,齿条25布置在导轨26上并构成直线限位配合,导轨26的长度方向和卷筒40的长度方向平行,两个驱动单元之间通过链条传动的方式连接以共用同一个马达一21,两个输送缆单元30中输送缆装置50的支架分别固定在两个驱动单元的齿条25上。
拨动机构包括油缸一27、摆臂一28和摆臂二29,油缸一27的缸体铰接在安装架10上,摆臂一28的一端和油缸一27的活塞杆端部铰接,摆臂一28的另一端和啮合式离合器23相连,摆臂二29的一端铰接在安装架10上,摆臂二29的另一端和摆臂一28的中部铰接,油缸一27的活塞杆伸缩带动啮合式离合器23实现啮合或非啮合状态。
支架包括两个平行间距布置的立式安装板51,两个安装板51之间垂直固定连接柱52。
滚轮组是由多个滚轮53交错组合而成,所有滚轮53布置在两个安装板51之间,所有滚轮53的滚面之间形成走线通道供线缆和辅助绳穿过。
张力测量机构包括油缸二54、摆臂三55、销轴56、摆臂四57、张力传感器58,销轴56可转动式垂直固定两个安装板51之间,油缸二54的一端铰接在两个安装板51之间,油缸二54的另一端和摆臂三55的一端铰接,摆臂三55的另一端和销轴56的中部垂直固定,摆臂四57平行布置在其中一个安装板51的外侧,摆臂四57的一端和销轴56的端部垂直固定,摆臂四57的另一端和张力传感器58垂直相连,两个安装板51的相对位置上分别开设弧形孔59,张力传感器58分别自两个安装板51的弧形孔59中垂直穿过,滚轮53包括1号滚轮531和相邻的2号滚轮532,1号滚轮531套设固定在张力传感器58上,油缸二54伸缩带动张力传感器58、1号滚轮531沿着弧形孔59移动,1号滚轮531靠近或远离相邻的2号滚轮532以适应不同直径线缆的张力监测。此处不同直径的线缆是指线缆和辅助绳的直径不同,输送过程中,需要适应这种直径的变化。
两个安装板51的相对位置上分别开设条形孔,滚轮53包括3号滚轮533和相邻的4号滚轮534,其中3号滚轮533的中心轴自条形孔中垂直穿过,中心轴的其中一端通过第一弹簧61和其中一个安装板51的外侧面上固定的凸柱一相连,中心轴的另一端通过第二弹簧62和另一个安装板51的外侧面上固定的凸柱二相连,第二弹簧62和第一弹簧61的长度方向平行且二者分布在中心轴的两侧,第二弹簧62和第一弹簧61使得3号滚轮533和相邻4号滚轮534之间的距离可调节以适应不同直径线缆的输送速度监测。
所述4号滚轮534的中心轴向外悬伸并通过旋转轴537连接陆用编码器70,陆用编码器70密封安装在耐压壳80内,旋转轴537的一端安装动密封以适应深海使用环境,所述滚轮53包括5号滚轮535和相邻6号滚轮536,5号滚轮535安装于两侧板65之间,两侧板65与安装板51铰接,6号滚轮536的中心轴由马达二63带动实现转动,油缸三64的一端铰接于其中一个侧板65上、另一端铰接于安装板51上,油缸三64伸缩调节5号滚轮535靠近或远离6号滚轮536,实现对不同直径线缆的输送。
两个驱动单元的齿条25之间平行固定导向柱90,两个输送缆装置50的支架分别沿着导向柱90移动,导向柱90的两端分别固定用来控制两个输送缆装置50暂停位置的接近开关一100,安装架10上固定两个接近开关二110和两个接近开关三120,两个接近开关二110在其中一个齿条25的上方,两个接近开关二110的连线和相邻卷筒40正对且平行,两个接近开关二110用来控制其中一个输送缆装置50的移动路径;两个接近开关三120在另一个齿条25的上方,两个接近开关三120的连线和另一个卷筒40正对且平行,两个接近开关三120用来控制另一个输送缆装置50的移动路径。
所述两个安装板51的底端布置供线缆穿过的喇叭口130以及剪切刀,剪切刀由剪切油缸带动实现对线缆的剪切进给运动。
下面介绍线缆布放操控方法:
(1)将线缆及辅助绳分别缠绕至两个卷筒40上,控制两个输送缆装置50分别暂停到两端接近开关一100所在位置处;
(2)布放绞车搭载于载人潜水器上并下潜至布缆起始点悬停;
(3)控制马达一21转动,控制两侧拨动机构的油缸一27动作,即控制一侧的拨动机构的油缸一27使得对应的啮合式离合器23啮合,保证此处的动力传递,保证马达一21能够带动此侧对应的齿条25移动,通过控制马达一21的转向,控制此侧齿条25上的输送缆装置50在两个接近开关二110之间往复移动,往复移动的目的是为了跟随卷筒40的放缆规律,保证卷筒40有序放缆;放缆之前,会控制另一侧的拨动机构的油缸一27动作,使对应的啮合式离合器23处于非啮合状态,阻止此处的动力传递,即另一侧的齿条25不会移动,另一侧对应的卷筒40也不会放缆;
(4)线缆穿过输送缆装置50,经过输送缆装置50内部的滚轮53围合成的走线通道后自喇叭口130向下输送,张力传感器58对线缆的张力进行实时监测,编码器70对线缆的速度进行实时监测;
(5)潜水器悬停布缆至线缆一端布放至海底,潜水器按布放轨迹航行,绞车继续放缆;
(6)线缆释放完,开始释放辅助绳,因线缆和辅助绳的直径不同,输送过程中,可以通过控制油缸二54带动张力传感器58、1号滚轮531沿着弧形孔59移动,1号滚轮531靠近或远离相邻的2号滚轮532实现对不同直径线缆的输送,第二弹簧62和第一弹簧61的自由伸缩也能使得3号滚轮533和相邻4号滚轮534之间的距离可调节实现对不同直径线缆的输送,卷筒40释放辅助绳至线缆完全布放至海底;
(7)控制剪切油缸,剪切油缸带动剪切刀移动将辅助绳切断,卷筒40线缆布放完成。
(8)控制马达一21转动,控制一侧的输送缆装置50运动至步骤(1)所述位置处暂停,控制一侧的拨动机构的油缸一27使得对应的啮合式离合器23非啮合,阻止此处的动力传递,控制另一侧的拨动机构的油缸一27动作,使对应的啮合式离合器23啮合,使得此处的动力传递,即另一侧的齿条25移动带动另一侧的输送缆装置50在两个接近开关三120之间往复移动,另一侧对应的卷筒40有序放缆。
(9)继续重复卷筒40放缆过程至辅助绳被切断,完成布缆。
以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在本发明的保护范围之内,可以作任何形式的修改。
Claims (10)
1.一种用于线列阵的海底多缆布放绞车,其特征在于:包括安装架(10),安装架(10)上安装有驱动机构(20)和两个输送缆单元(30),输送缆单元(30)包括卷筒(40)和输送缆装置(50),线缆和辅助绳拼接在一起后缠绕在卷筒(40)上,卷筒(40)由动力机构驱动实现转动,输送缆装置(50)包括支架以及安装在支架上的用于输送线缆和辅助绳的滚轮组、用于测量线缆张力的张力测量机构和用于测量线缆速度的速度测量机构,驱动机构(20)带动输送缆装置(50)的支架沿着卷筒(40)的长度方向往复移动,由卷筒(40)释放的线缆和辅助绳经滚轮组向下释放。
2.如权利要求1所述的用于线列阵的海底多缆布放绞车,其特征在于:所述驱动机构(20)包括两个驱动单元,驱动单元包括马达一(21)、下齿轮(22)、啮合式离合器(23)、上齿轮(24)、齿条(25)和导轨(26),马达一(21)通过链条传动带动下齿轮(22)转动,下齿轮(22)安装在安装架(10)的齿轮座上,下齿轮(22)通过啮合式离合器(23)和上齿轮(24)同轴相连,啮合式离合器(23)由拨动机构带动实现啮合或非啮合,上齿轮(24)和齿条(25)啮合,齿条(25)布置在导轨(26)上并构成直线限位配合,导轨(26)的长度方向和卷筒(40)的长度方向平行,两个驱动单元之间通过链条传动的方式连接以共用同一个马达一(21),两个输送缆单元(30)中输送缆装置(50)的支架分别固定在两个驱动单元的齿条(25)上。
3.如权利要求2所述的用于线列阵的海底多缆布放绞车,其特征在于:所述拨动机构包括油缸一(27)、摆臂一(28)和摆臂二(29),油缸一(27)的缸体铰接在安装架(10)上,摆臂一(28)的一端和油缸一(27)的活塞杆端部铰接,摆臂一(28)的另一端和啮合式离合器(23)相连,摆臂二(29)的一端铰接在安装架(10)上,摆臂二(29)的另一端和摆臂一(28)的中部铰接,油缸一(27)的活塞杆伸缩带动啮合式离合器(23)实现啮合或非啮合状态。
4.如权利要求1所述的用于线列阵的海底多缆布放绞车,其特征在于:所述支架包括两个平行间距布置的立式安装板(51),两个安装板(51)之间垂直固定连接柱(52)。
5.如权利要求1所述的用于线列阵的海底多缆布放绞车,其特征在于:所述滚轮组是由多个滚轮(53)交错组合而成,所有滚轮(53)布置在两个安装板(51)之间,所有滚轮(53)的滚面之间形成走线通道供线缆和辅助绳穿过。
6.如权利要求5所述的用于线列阵的海底多缆布放绞车,其特征在于:所述张力测量机构包括油缸二(54)、摆臂三(55)、销轴(56)、摆臂四(57)、张力传感器(58),销轴(56)可转动式垂直固定两个安装板(51)之间,油缸二(54)的一端铰接在两个安装板(51)之间,油缸二(54)的另一端和摆臂三(55)的一端铰接,摆臂三(55)的另一端和销轴(56)的中部垂直固定,摆臂四(57)平行布置在其中一个安装板(51)的外侧,摆臂四(57)的一端和销轴(56)的端部垂直固定,摆臂四(57)的另一端和张力传感器(58)垂直相连,两个安装板(51)的相对位置上分别开设弧形孔(59),张力传感器(58)分别自两个安装板(51)的弧形孔(59)中垂直穿过,滚轮(53)包括1号滚轮(531)和相邻的2号滚轮(532),1号滚轮(531)套设固定在张力传感器(58)上,油缸二(54)伸缩带动张力传感器(58)、1号滚轮(531)沿着弧形孔(59)移动,1号滚轮(531)靠近或远离相邻的2号滚轮(532)以适应不同直径线缆的张力监测。
7.如权利要求5所述的用于线列阵的海底多缆布放绞车,其特征在于:所述两个安装板(51)的相对位置上分别开设条形孔,滚轮(53)包括3号滚轮(533)和相邻的4号滚轮(534),其中3号滚轮(533)的中心轴自条形孔中垂直穿过,中心轴的其中一端通过第一弹簧(61)和其中一个安装板(51)的外侧面上固定的凸柱一相连,中心轴的另一端通过第二弹簧(62)和另一个安装板(51)的外侧面上固定的凸柱二相连,第二弹簧(62)和第一弹簧(61)的长度方向平行且二者分布在中心轴的两侧,第二弹簧(62)和第一弹簧(61)使得3号滚轮(533)和相邻4号滚轮(534)之间的距离可调节以适应不同直径线缆的输送速度监测。
8.如权利要求7所述的用于线列阵的海底多缆布放绞车,其特征在于:所述4号滚轮(534)的中心轴向外悬伸并通过旋转轴(537)连接陆用编码器(70),陆用编码器(70)密封安装在耐压壳(80)内,旋转轴(537)的一端安装动密封,所述滚轮(53)包括5号滚轮(535)和相邻6号滚轮(536),5号滚轮(535)安装于两侧板(65)之间,两侧板(65)与安装板(51)铰接,6号滚轮(536)的中心轴由马达二(63)带动实现转动,油缸三(64)的一端铰接于其中一个侧板(65)上、另一端铰接于安装板(51)上,油缸三(64)伸缩调节5号滚轮(535)靠近或远离6号滚轮(536)。
9.如权利要求7所述的用于线列阵的海底多缆布放绞车,其特征在于:所述两个驱动单元的齿条(25)之间平行固定导向柱(90),两个输送缆装置(50)的支架分别沿着导向柱(90)移动,导向柱(90)的两端分别固定用来控制两个输送缆装置(50)暂停位置的接近开关一(100),安装架(10)上固定两个接近开关二(110)和两个接近开关三(120),两个接近开关二(110)在其中一个齿条(25)的上方,两个接近开关二(110)的连线和相邻卷筒(40)正对且平行,两个接近开关二(110)用来控制其中一个输送缆装置(50)的移动路径;两个接近开关三(120)在另一个齿条(25)的上方,两个接近开关三(120)的连线和另一个卷筒(40)正对且平行,两个接近开关三(120)用来控制另一个输送缆装置(50)的移动路径。
10.如权利要求4所述的用于线列阵的海底多缆布放绞车,其特征在于:所述两个安装板(51)的底端布置供线缆穿过的喇叭口(130)以及剪切刀,剪切刀由剪切油缸带动实现对线缆的剪切进给运动。
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