CN112849338A

CN112849338A - 一种用于波浪滑翔机的脐带缆固定模块

Info

Publication number: CN112849338A
Application number: CN202110302401.2A
Authority: CN
Inventors: 田新亮; 王鹏; 梁鑫; 李欣; 张显涛; 郭孝先; 温斌荣
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2021-03-22
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2041-03-22
Also published as: CN112849338B

Abstract

本发明公开了一种用于波浪滑翔机的脐带缆固定模块，能够安装在水面母船和/或水下滑翔机上；其中该固定模块包括：脐带缆，其包括并行设置的多个承重钢丝和并行设置的多个数据线，以及包裹在承重钢丝和数据线外面的外包套；基座，其包括依次连接的啮合部和连接部，连接部能够连接至水面母船和/或水下滑翔机；盖板，其与啮合部相对设置，从而将脐带缆的端部夹在两者之间；其中，啮合部和盖板的相对面均设置有锯齿部，两个锯齿部呈互补设置；承重钢丝被夹在两个锯齿部之间。本发明解决了在恶劣海况下，脐带缆所受到的瞬间载荷可能会对其与水面母船和水下滑翔机连接结构的安全造成的威胁，保证了波浪滑翔机在恶劣海况下航行的安全性。

Description

一种用于波浪滑翔机的脐带缆固定模块

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程领域，尤其涉及一种用于波浪滑翔机的脐带缆固定模块。

背景技术

21世纪以来，海洋资源的开发成为了研究的热点，如何利用海洋下蕴藏的丰富能源引起了广泛关注。于是，各种先进的海洋勘测和开发设备应运而生。波浪滑翔机作为一种新型水面无人航行器，其由水面母船、水下滑翔机以及连接两者的脐带缆三个部分组成。水面母船提供浮力并通过安装太阳能板为通讯、控制和数据采集提供能量；水下滑翔机可以将波浪上下起伏的能量转化为波浪滑翔机的前向驱动力，因此理论上波浪滑翔机具有无限航程的续航能力。然而要实现波浪滑翔机长时间的远洋航行，需保证在极端恶劣海况下保证波浪滑翔机结构的安全性。然而，海洋环境瞬息万变，水面母船在极端海浪冲击下所受到的瞬间载荷会通过脐带缆传导至水下滑翔机上，从而可能会对脐带缆两端与水面母船和水下滑翔机连接处结构的安全造成威胁。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于波浪滑翔机的脐带缆固定模块，解决了在恶劣海况下，脐带缆所受到的瞬间载荷可能会对其与水面母船和水下滑翔机连接结构的安全造成的威胁，保证了波浪滑翔机在恶劣海况下航行的安全性。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种用于波浪滑翔机的脐带缆固定模块，所述固定模块被配置为能够安装在水面母船和/或水下滑翔机上；所述固定模块包括：

脐带缆，所述脐带缆包括并行设置的多个承重钢丝和并行设置的多个数据线，以及包裹在所述承重钢丝和所述数据线外面的外包套；

基座，所述基座包括依次连接的啮合部和连接部，所述连接部被配置为能够连接至所述水面母船和/或所述水下滑翔机；

盖板，所述盖板与所述啮合部相对设置，从而将所述脐带缆的端部夹在所述盖板和所述啮合部之间；其中，所述啮合部上朝向所述盖板上的一面设置有第一锯齿部，所述盖板上朝向所述啮合部的一面设置有第二锯齿部，所述第一锯齿部和所述第二锯齿部呈互补设置；所述脐带缆的承重钢丝被夹在所述第一锯齿部和所述第二锯齿部之间。

在一些实施方式中，可选地，所述盖板的两端处分别设置有多个第一凹槽，所述脐带缆的所述多个承重钢丝分别位于对应的所述第一凹槽内。

在一些实施方式中，可选地，所述脐带缆的所述多个数据线在汇聚成一线束后穿过所述盖板和所述啮合部之间的部分。

在一些实施方式中，可选地，所述基座和所述盖板的中部设置有供所述线束穿过的通道。

在一些实施方式中，可选地，所述脐带缆从所述盖板和所述啮合部上远离所述连接部的一端进入到所述盖板和所述啮合部之间，并从所述盖板和所述啮合部上靠近所述连接部的一端穿出。

在一些实施方式中，可选地，所述连接部上靠近所述啮合部的端部设置有第二凹槽，至少部分所述承重钢丝从所述盖板和所述啮合部中穿出的部分位于所述第二凹槽内。

在一些实施方式中，可选地，所述连接部上设置有多个贯穿所述连接部的螺纹孔。

在一些实施方式中，可选地，所述螺纹孔的数量为四个。

在一些实施方式中，可选地，所述多个承重钢丝和所述多个数据线在所述外包套内依次间隔并行设置。

在一些实施方式中，可选地，所述连接部与所述啮合部是一体成型的。

本发明提供的用于波浪滑翔机的脐带缆固定模块，具有以下技术效果：

1、通过设置具有锯齿部的盖板和啮合部，能够将脐带缆的承重钢丝稳固地夹紧，使得脐带缆在面临较大的瞬间载荷时，脐带缆与水面母船和水下滑翔机的连接处结构仍保持稳定连接，避免其安全受到威胁。

2、通过在盖板上设置第一凹槽，将承重钢丝设置在第一凹槽内，避免了承重钢丝的横向移动，进一步提升了脐带缆与水面母船和水下滑翔机的连接处结构的稳定性。

本发明的用于波浪滑翔机的脐带缆固定模块解决了在恶劣海况下，脐带缆所受到的瞬间载荷可能会对其与水面母船和水下滑翔机连接结构的安全造成的威胁，保证了波浪滑翔机在恶劣海况下航行的安全性。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的脐带缆固定模块的结构示意图，其中，为了便于显示内部结构，只示出了盖板的一半；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的侧视图。

其中，10-基座，11-啮合部，12-连接部，13-第一锯齿部，15-第一凹槽，16-第二凹槽，17-螺纹孔，20-盖板，21-第二锯齿部，30-螺栓，40-脐带缆，41-承重钢丝，42-数据线，43-外包套。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1和图2所示，本发明提供的一种用于波浪滑翔机的脐带缆固定模块，能够安装在水面母船和/或水下滑翔机上，然后将用于连接水面母船和水下滑翔机的脐带缆40固定在脐带缆固定模块上。在一些实施方式中，仅在水面母船或水下滑翔机的一个上安装该脐带缆固定模块，例如，在水面母船上安装该脐带缆固定模块，脐带缆40的一端固定在该脐带缆固定模块上，另一端通过其他脐带缆40连接结构连接至水下滑翔机，这里的其他脐带缆40连接结构可以是现有技术已有的任意一种连接结构。在一些实施方式中，在水面母船和水下滑翔机上均设置有该脐带缆固定模块，脐带缆40的两端分别连接至对应的脐带缆固定模块。

脐带缆固定模块包括基座10、盖板20、螺栓30和脐带缆40，其中，基座10包括啮合部11和连接部12，啮合部11和连接部12依次连接，即啮合部11的一端与连接部12的一端固定连接在一起，两者之间的固定连接方式包括但不限于螺纹连接、焊接、一体成型。连接部12与水面母船或水下滑翔机上的其他连接件固定在一起，从而使得脐带缆固定模块固定在水面母船或水下滑翔机上。盖板20与啮合部11相对设置，盖板20覆盖在啮合部11上，在盖板20和啮合部11之间放置脐带缆40的一端，然后通过螺栓30将盖板20和啮合部11固定连接在一起，从而使得盖板20和啮合部11将脐带缆40紧紧夹住。脐带缆40可以包括承重钢丝41、数据线42和外包套43，其中，承重钢丝41用来承受脐带缆40所受到的拉力，数据线42用来传递水面母船与水下滑翔机之间的数据信号。在脐带缆40内，承重钢丝41和数据线42分别并行设置，多个承重钢丝41和多个数据线42可以依次间隔并行布置(参见图2)。外包套43用来分隔和保护承重钢丝41和数据线42。除开脐带缆40上用于与基座10和盖板20连接的端部外，外包套43包裹了脐带缆40的其他部分，图2中为了方便显示脐带缆40的内部结构，故仅示出了部分外包套43。如图2所示，当将脐带缆40安装在盖板20和啮合部11之间时，可以将脐带缆40上用于固定的一端的部分外包套43剥开，露出其中的承重钢丝41和数据线42，然后将承重钢丝41仍以并行的方式放置在盖板20和啮合部11之间，而多个数据线42可以汇聚成一个线束后再设置在盖板20和啮合部11之间。

在一些实施方式中，如图1和图3所示，啮合部11上朝向盖板20的一面设置有多个第一锯齿部13，盖板20上对应的面上设置有多个第二锯齿部21，第一锯齿部13和第二锯齿部21呈互补设置，使得盖板20和啮合部11能够牢牢压住位于两者之间的脐带缆40的承重钢丝41，阻止脐带缆40发生纵向移位(即沿脐带缆40的长度方向)，这里所述的互补是指第一锯齿部13的锯齿正对第二锯齿部21的锯齿之间的间隙，第二锯齿部21上的锯齿正对第一锯齿部13的锯齿之间的间隙。

在一些实施方式中，如图1所示，在盖板20的两端处分别设有多个第一凹槽15，多个承重钢丝41分别位于对应的第一凹槽15内，从而卡住承重钢丝41，阻止脐带缆40发生横向移位。

在一些实施方式中，基座10和盖板20的中部预留有通道，便于数据线42汇成一股线束后从该通道中穿过，同时也避免了数据线42被挤压造成数据传输不稳定。通道可以设置与数据线42的线束的外形匹配，较佳地，通道的形状为圆柱形。

在一些实施方式中，脐带缆40的承重钢丝41沿其长度方向贯穿盖板20和啮合部11，即脐带缆40从盖板20和啮合部11上远离连接部12的一端进入到盖板20和啮合部11之间，然后从盖板20和啮合部11上靠近连接部12的一端穿出；同时，在连接部12上靠近啮合部11的端部设置有第二凹槽16，该第二凹槽16可以容纳脐带缆40上穿出的至少部分承重钢丝41，避免这部分承重钢丝41发生弯折。通过这种设置，脐带缆40被盖板20和啮合部11夹住的部分尽可能地变长了，提高了脐带缆40的稳定性。

在一些实施方式中，连接部12的宽度可以设置为小于啮合部11的宽度，这里的宽度是指沿着垂直于脐带缆40的方向的厚度。通过这样的设置，可以在保证连接强度的前提下，尽可能地较少脐带缆固定模块本身的重量，以节约材料和减轻波浪滑翔机的整体重量。

连接部12用于将脐带缆固定模块固定至水面母船和/或水下滑翔机，可以通过紧固件将连接部12与水面母船和/或水下滑翔机上的其他连接件固定在一起。在一些实施方式中，可以在连接部12上设置有多个贯穿连接部12的螺纹孔17，然后用螺栓将连接部12与其他连接件固定在一起。螺纹孔17的数量可以根据实际需求设置为多个，较佳地，设置四个螺纹孔17。

以下描述了本发明的一个较佳实施例中，脐带缆固定模块的安装过程：

首先将脐带缆40上用于固定的端部处的外包套43剥开一段长度，露出承重钢丝41和数据线42，将其中的数据线42汇成一股线束，从基座10中间预留的圆柱形通道穿过，并将承重钢丝41放置在基座10的啮合部11上；然后将盖板20盖在基座10上，并使得承重钢丝41从盖板20两端的第一凹槽15中通过以防止其发生横向移位；接着旋紧螺栓30使得盖板20和基座10啮合在一起，牢牢压住承重钢丝41以防止其发生纵向移位。此时便使得脐带缆固定模块与脐带缆40牢牢固定在一起，并可通过基座10连接部12的四个螺栓30孔与水面母船和/或水下滑翔机上的其他连接件灵活连接。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种用于波浪滑翔机的脐带缆固定模块，其特征在于，所述固定模块被配置为能够安装在水面母船和/或水下滑翔机上；所述固定模块包括：

2.如权利要求1所述的脐带缆固定模块，其特征在于，所述盖板的两端处分别设置有多个第一凹槽，所述脐带缆的所述多个承重钢丝分别位于对应的所述第一凹槽内。

3.如权利要求1所述的脐带缆固定模块，其特征在于，所述脐带缆的所述多个数据线在汇聚成一线束后穿过所述盖板和所述啮合部之间的部分。

4.如权利要求3所述的脐带缆固定模块，其特征在于，所述基座和所述盖板的中部设置有供所述线束穿过的通道。

5.如权利要求1所述的脐带缆固定模块，其特征在于，所述脐带缆从所述盖板和所述啮合部上远离所述连接部的一端进入到所述盖板和所述啮合部之间，并从所述盖板和所述啮合部上靠近所述连接部的一端穿出。

6.如权利要求5所述的脐带缆固定模块，其特征在于，所述连接部上靠近所述啮合部的端部设置有第二凹槽，至少部分所述承重钢丝从所述盖板和所述啮合部中穿出的部分位于所述第二凹槽内。

7.如权利要求1所述的脐带缆固定模块，其特征在于，所述连接部上设置有多个贯穿所述连接部的螺纹孔。

8.如权利要求7所述的脐带缆固定模块，其特征在于，所述螺纹孔的数量为四个。

9.如权利要求1所述的脐带缆固定模块，其特征在于，所述多个承重钢丝和所述多个数据线在所述外包套内依次间隔并行设置。

10.如权利要求1所述的脐带缆固定模块，其特征在于，所述连接部与所述啮合部是一体成型的。