CN114166655A - 一种海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，包括：控制器、转盘、第一卷扬机、第二卷扬机、模拟动向轮架、张力施加装置、拉力传感器、第一导向轮和第二导向轮，所述拉力传感器设置在张力施加装置与模拟动向轮架之间，所述第一导向轮设置在转盘与模拟动向轮架之间的一侧，所述转盘与模拟动向轮架之间的另一侧设置有第一移动小车，所述第二导向轮设置在第一导向轮与转盘之间的外侧，所述转盘与第二导向轮之间设置有第二移动小车，海底光缆绕过转盘并连接在第一移动小车与第二移动小车之间。通过上述方式，本发明所述的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，实现了海底光缆的自动化往复拖拽和反复弯曲，工作效率高，消除了安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及海底光缆系统机械测试技术领域，特别是涉及一种海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置。
背景技术
海底光缆系统在敷设及回收过程中会承受一定张力下的弯曲，为了验证海缆系统正常施工弯曲是否会影响海缆的各项性能指标，因此需建立一套完整的海缆张力弯曲性能测试系统，用以监测和评估海缆在固定弯曲半径下的弯曲性能。
海底光缆系统张力弯曲试验是实验室内模拟海缆系统在施工及回收过程中的产品性能测试，实际操作时，可以将海缆系统绕过直径3m的轮盘，通过其他连接装置的连接后形成闭环，通过拉力试验机提供所需张力，再通过拖拽机构进行海缆系统的拖拽，过程中改变海缆运动方向的动力，实现往复移动，反复弯曲来进行张力下的弯曲试验。
由于拖拽机构的运行速度和换向都是手动控制的，无法根据实际需求选择运行速度和自动换向，操作较为复杂，需人员在测试系统边上观察海缆走向和位置，并通过开关切换拖拽方向和启停，从而控制海缆系统测试过程中的运行轨迹，耗费人力，且运行速度无法灵活控制，无法记录测试的次数，测试效率也无法提升。
此外，操作者需要在现场进行反复的观察和切换操作，运转的设备异常和钢丝绳断裂等问题，也会对人员造成安全隐患，需要进行改进。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，自动进行海底光缆的反复换向运行和弯曲测试，提升自动化水平和操作安全性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，包括：控制器、转盘、第一卷扬机、第二卷扬机、模拟动向轮架、张力施加装置、拉力传感器、第一导向轮和第二导向轮，所述模拟动向轮架设置在转盘的前方，所述张力施加装置设置在模拟动向轮架前方进行模拟动向轮架的拉动，所述拉力传感器设置在张力施加装置与模拟动向轮架之间，所述第一导向轮设置在转盘与模拟动向轮架之间的一侧，所述转盘与模拟动向轮架之间的另一侧设置有第一移动小车，所述第二导向轮设置在第一导向轮与转盘之间的外侧，所述转盘与第二导向轮之间设置有第二移动小车，海底光缆绕过转盘并连接在第一移动小车与第二移动小车之间，所述模拟动向轮架上设置有至少一个第三导向轮，所述第一导向轮与模拟动向轮架之间设置有第三移动小车，所述第一移动小车与第三移动小车之间设置有绕过第三导向轮的第一钢丝绳，所述第三移动小车与第二移动小车之间设置有依次绕过第一导向轮和第二导向轮的第二钢丝绳，所述第一卷扬机上设置有与第一移动小车相连接并可拉动第一移动小车向转盘方向移动的第三钢丝绳，所述第二卷扬机上设置有与第三移动小车相连接并可拉动第三移动小车向转盘方向移动的第四钢丝绳，所述控制器分别与第一卷扬机及第二卷扬机相连接进行运转控制。
在本发明一个较佳实施例中，所述张力施加装置采用液压缸。
在本发明一个较佳实施例中，所述控制器与张力施加装置相连接进行伸缩控制。
在本发明一个较佳实施例中，所述拉力传感器与控制器相连接进行信号传输。
在本发明一个较佳实施例中，所述转盘上环形阵列设置有数根等高柱，所述转盘一侧设置有支架，所述支架上设置有指向等高柱的接近传感器。
在本发明一个较佳实施例中，所述接近传感器与控制器相连接进行信号传输。
在本发明一个较佳实施例中，所述转盘呈水平状态布置。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一移动小车、第二移动小车和第三移动小车底部分别设置有触地的车轮。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一卷扬机位于第一移动小车的前方，所述第二卷扬机位于第三移动小车的前方。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一移动小车与第二移动小车的路径夹角为45度。
本发明的有益效果是：本发明指出的一种海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，可以监测轮盘的旋转，获得海底光缆的移动轨迹，并通过对第一卷扬机和第二卷扬机的控制，实现海底光缆的自动化往复拖拽，有利于提升海底光缆的运行速度，快速实现在一定张力下的反复弯曲，提升了测试效率，无需人员进行实时控制，释放了人力，消除了测试过程中的安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明一种海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置一较佳实施例的俯视结构示意图；
图2是图1中转盘的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1~图2，本发明实施例包括：
如图1所示的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，包括：控制器5、转盘6、第一卷扬机4、第二卷扬机16、模拟动向轮架12、张力施加装置14、拉力传感器13、第一导向轮10和第二导向轮9，模拟动向轮架12设置在转盘6的前方，张力施加装置14设置在模拟动向轮架12前方进行模拟动向轮架12的拉动，在本实施例中，张力施加装置14采用液压缸，通过控制器5与张力施加装置14相连接进行伸缩控制。
将拉力传感器13设置在张力施加装置14与模拟动向轮架12之间，拉力传感器13与控制器5相连接进行信号传输，方便进行张力施加装置14的伸缩控制，使得海底光缆获得一定的张力。
将第一导向轮10设置在转盘6与模拟动向轮架12之间的一侧，第二导向轮9设置在第一导向轮10与转盘6之间的外侧，使得转盘6、第一导向轮10和第二导向轮9呈三角形分布，在本实施例中，转盘6呈水平状态布置，直径3m，在第一导向轮10和第二导向轮9的作用下，使得海底光缆进行135度的弯曲。
转盘6与模拟动向轮架12之间的另一侧设置有第一移动小车1，转盘6与第二导向轮9之间设置有第二移动小车2，海底光缆绕过转盘6并连接在第一移动小车1与第二移动小车2之间，在本实施例中，第一移动小车1与第二移动小车2的路径夹角为45度，确保拖拽海底光缆进行135度的弯曲。
在模拟动向轮架12上设置有至少一个第三导向轮19，第一导向轮10与模拟动向轮架12之间设置有第三移动小车3，在本实施例中，模拟动向轮架12上设置有两个沿宽度方向间隔的第三导向轮19，有利于确保第一移动小车1与第三移动小车3的间距，避免摩擦或者撞击问题。
在第一移动小车1与第三移动小车3之间设置有绕过第三导向轮19的第一钢丝绳11，实现第一移动小车1与第三移动小车3的反向联动。第三移动小车3与第二移动小车2之间设置有依次绕过第一导向轮10和第二导向轮9的第二钢丝绳15，完成海底光缆与连接机构的闭环。在本实施例中，第一移动小车1、第二移动小车2和第三移动小车3底部分别设置有触地的车轮，减少摩擦阻力，提升海底光缆张力的稳定性。
在本实施例中，第一卷扬机4位于第一移动小车1的前方，第一卷扬机4上设置有与第一移动小车1相连接并可拉动第一移动小车1向转盘6方向移动的第三钢丝绳17，通过第一卷扬机4对第三钢丝绳17的收卷，实现第一移动小车1向转盘6方向的拉动。
此外，在本实施例中，第二卷扬机16位于第三移动小车3的前方，有利于降低装置局部的宽度，减少占地面积。第二卷扬机16上设置有与第三移动小车3相连接并可拉动第三移动小车3向转盘6方向移动的第四钢丝绳18，通过第二卷扬机16对第四钢丝绳18的收卷，实现第三移动小车3向转盘6方向的拉动。
在本实施例中，控制器5分别与第一卷扬机4及第二卷扬机16相连接进行运转控制，控制器5可以采用PLC控制器，先进行第一卷扬机4的收卷以及第二卷扬机16的放卷，使得海底光缆在转盘6上逆时针弯曲移动，移动一定距离后，切换为第一卷扬机4放卷以及第二卷扬机16收卷，使得海底光缆在转盘6上顺时针弯曲移动，移动一定距离后再次切换，反复进行弯曲测试，并记录反复弯曲的次数。PLC控制器带有触摸屏，可以输入反复运行的距离、次数及速度等信息，实现自动化生产。
为了提升海底光缆反复弯曲移动的精度，在转盘6上环形阵列设置有30~60根等高柱20，转盘6一侧设置有支架7，支架7上设置有指向等高柱20的接近传感器8，等高柱20随转盘6进行旋转，通过接近传感器8对等高柱20的逐一感应，获得转盘6的旋转的角度，接近传感器8与控制器5相连接进行信号传输，控制器5通过转盘6的旋转角度换算海底光缆的移动距离，有利于进行第一卷扬机4及第二卷扬机16的运转速度调节和换向，提升自动化水平。
综上，本发明指出的一种海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，可以进行海底光缆系统的张力调节以及自动化弯曲测试，减少了人工的介入，提升了测试的工作效率和安全性。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，用于一段海底光缆在一定张力下的弯曲测试，其特征在于，包括：控制器、转盘、第一卷扬机、第二卷扬机、模拟动向轮架、张力施加装置、拉力传感器、第一导向轮和第二导向轮，所述模拟动向轮架设置在转盘的前方，所述张力施加装置设置在模拟动向轮架前方进行模拟动向轮架的拉动，所述拉力传感器设置在张力施加装置与模拟动向轮架之间，所述第一导向轮设置在转盘与模拟动向轮架之间的一侧，所述转盘与模拟动向轮架之间的另一侧设置有第一移动小车，所述第二导向轮设置在第一导向轮与转盘之间的外侧，所述转盘与第二导向轮之间设置有第二移动小车，海底光缆绕过转盘并连接在第一移动小车与第二移动小车之间，所述模拟动向轮架上设置有至少一个第三导向轮，所述第一导向轮与模拟动向轮架之间设置有第三移动小车，所述第一移动小车与第三移动小车之间设置有绕过第三导向轮的第一钢丝绳，所述第三移动小车与第二移动小车之间设置有依次绕过第一导向轮和第二导向轮的第二钢丝绳，所述第一卷扬机上设置有与第一移动小车相连接并可拉动第一移动小车向转盘方向移动的第三钢丝绳，所述第二卷扬机上设置有与第三移动小车相连接并可拉动第三移动小车向转盘方向移动的第四钢丝绳，所述控制器分别与第一卷扬机及第二卷扬机相连接进行运转控制。
2.根据权利要求1所述的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，其特征在于，所述张力施加装置采用液压缸。
3.根据权利要求2所述的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，其特征在于，所述控制器与张力施加装置相连接进行伸缩控制。
4.根据权利要求1所述的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，其特征在于，所述拉力传感器与控制器相连接进行信号传输。
5.根据权利要求1所述的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，其特征在于，所述转盘上环形阵列设置有数根等高柱，所述转盘一侧设置有支架，所述支架上设置有指向等高柱的接近传感器。
6.根据权利要求5所述的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，其特征在于，所述接近传感器与控制器相连接进行信号传输。
7.根据权利要求1所述的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，其特征在于，所述转盘呈水平状态布置。
8.根据权利要求1所述的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，其特征在于，所述第一移动小车、第二移动小车和第三移动小车底部分别设置有触地的车轮。
9.根据权利要求1所述的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，其特征在于，所述第一卷扬机位于第一移动小车的前方，所述第二卷扬机位于第三移动小车的前方。
10.根据权利要求1所述的海底光缆系统张力弯曲自动化测试装置，其特征在于，所述第一移动小车与第二移动小车的路径夹角为45度。
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