CN114314396A - 大深度小型自动排缆水下绞车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大深度小型自动排缆水下绞车，包括绞车框架，用于载装，排缆结构，安装在所述绞车框架的中间处，排缆结构的内部包括卷筒组件，卷筒组件的内部包括有卷筒，能够使此装置自动收放缆线，防护结构，安装在所述绞车框架的内部，能够增加此装置整体的耐压强度，密封结构，安装在所述排缆结构的表面，能够防止外界物体进入排缆结构的内部，本发明通过采用控制、驱动装置内置式设计方式，充分利用绞车卷筒内部空间，使此装置结构更加紧凑，进而此装置整体的体型进行缩减，同时采用纯机械式自动排缆装置，提高绞车自动排缆功能可靠性，增加设备使用寿命。

Description

大深度小型自动排缆水下绞车

技术领域

本发明涉及水下拖曳收放装置领域，具体地，涉及大深度小型自动排缆水下绞车。

背景技术

近些年以来，我国深海水下航行器技术取得了较快发展，在深海资源勘查、海洋科学研究以及海洋工程等领域得到了广泛应用。航行器小目标拖曳探测装置的收放主要依靠水下绞车来完成，但受到海水腐蚀、压力以及暗流等因素的影响，对水下绞车的防腐性能、密封性能以及结构强度提出了较高的要求。目前，国内在该方面发展相对滞后，技术基础薄弱。

专利文献CN102079490B公开了一种水下绞车，但该绞车结构较复杂，需通过压力油和加装压力补偿器使绞车内外压力平衡，且最大耐压强度仅为3.0MPa。

专利文献CN111573541B公开了一种水下自动收放缆索绞车，由于其耐压舱结构尺寸较大导致绞车耐压强度不高，仅适用于浅水域作业。

专利文献CN204778528U公开了一种小型水下绞车，可实现缆筒既做旋转运动又做直线往复运动，从而保证缆线始终与绞车出缆口保持较小的夹角，但整个绞车未做耐压强度设计，无法满足大深度水域使用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供大深度小型自动排缆水下绞车。

根据本发明提供的一种大深度小型自动排缆水下绞车，包括绞车框架，用于载装，排缆结构，安装在所述绞车框架的中间处，能够使此装置自动收放缆线，防护结构，安装在所述绞车框架的内部，能够增加此装置整体的耐压强度，密封结构，安装在所述排缆结构的表面，能够防止外界物体进入排缆结构的内部；

优选的，所述排缆结构的内部包括卷筒组件，所述卷筒组件的内部包括有卷筒体，所述卷筒体的内部安装有电机安装筒，所述卷筒体的表面安装有承力电缆，所述电机安装筒的内部安装有编码器，所述编码器的一侧安装有穿线轴，所述编码器的另一侧设置有伺服电机，所述伺服电机的一侧安装有减速机，所述减速机的一侧安装有传动轴杆，述传动轴杆的表面安装有传动轴套，所述传动轴套的表面安装有排缆大齿轮，所述排缆大齿轮的下方安装有齿轮套件，所述齿轮套件的顶端设置有排缆齿轮，所述排缆齿轮的一侧安装有排缆丝杆，所述排缆丝杆的表面设置有排缆头；

优选地，所述减速机、伺服电机以及编码器沿一字安装固定于电机安装筒的内部；

优选地，所述排缆头与排缆丝杆呈螺纹连接，所述排缆头的内径大于排缆丝杆的外径，所述排缆丝杆为双向丝杆，所述齿轮套件与排缆齿轮之间相互啮合，所述齿轮套件的直径大于排缆齿轮的直径；

优选地，所述防护结构的内部包括左基座，所述左基座的一侧均安装有框架连杆，所述框架连杆的另一侧安装有右基座；

优选地，所述框架连杆在右基座与左基座的拐角处设置有四组，且四组框架连杆在左基座与右基座的中心线上呈对称分布；

优选地，所述左基座与右基座采用高强铝合金板材，所述框架连杆采用不锈钢管型材；

优选地，所述密封结构的内部包括，所述卷筒出线密封座的一侧安装有密封端盖，所述密封结构的另一侧设置有卷筒电机密封座，所述卷筒电机密封座的另一侧安装有密封箱首端盖，所述卷筒出线密封座与卷筒电机密封座的中间位置处安装有密封箱体；

优选地，所述密封结构与卷筒电机密封座在密封箱体的中心线上成对呈分布；

优选地，所述密封箱体的表面均缠绕设置有环形电路板；

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过采用控制、驱动装置内置式设计方式，充分利用绞车卷筒内部空间，使此装置结构更加紧凑，进而此装置整体的体型进行缩减，同时采用纯机械式自动排缆装置，提高绞车自动排缆功能可靠性，增加设备使用寿命；

2、本发明通过采用耐压壳体设计方法，可在深海水域中使用，可承受更大的压强，满足大深度水下环境设备的收放要求，时在下潜的过程中有着很强的密封性，进而保证了此装置在下潜的过程中不会出现外界的液体渗透至电机安装通内部的问题；

3、本发明通过绞车整体结构采用模块化设计，拆装方便，可提高维修效率和质量，避免了在后期的维修保养的过程中出现过多的繁琐步骤，进而使后期的使用更加便捷。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的正视剖面结构示意图；

图3为本发明的内部卷筒组件剖面结构示意图；

图4为本发明的电机安装筒剖面结构示意图；

图中示出：1、排缆结构，101、排缆头，2、承力电缆，3、绞车框架，4、水密连接器，5、卷筒组件，6、防护结构，601、框架连杆，7、齿轮套件，8、排缆丝杆，9、排缆齿轮，10、右基座，11、传动轴承座，12、深沟球轴承一，13、挡板，14、左基座，15、密封结构，1501、卷筒出线密封座，16、密封端盖，17、传动轴套，18、排缆大齿轮，19、深沟球轴承二，20、卷筒电机密封座，21、卷筒体，22、电机安装筒，23、导电滑环，24、密封箱首端盖，25、传动轴杆，26、深沟球轴承三，27、密封箱体，28、减速机，29、伺服电机，30、编码器，31、穿线轴，32、环形电路板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供了：一种大深度小型自动排缆水下绞车，包括绞车框架3，用于载装，排缆结构1，安装在绞车框架3的中间处，能够使此装置自动收放缆线，密封结构15与电机安装筒22之间设置有导电滑环23，排缆结构1的内部包括卷筒组件5，卷筒组件5的内部包括有卷筒体21，卷筒体21的内部安装有电机安装筒22，卷筒体21的表面安装有承力电缆2，电机安装筒22的内部安装有编码器30，编码器30的一侧安装有穿线轴31，编码器30的另一侧设置有伺服电机29，伺服电机29的一侧安装有减速机28，减速机28的一侧安装有传动轴杆25，传动轴杆25的表面安装有传动轴套17，传动轴套17的表面安装有排缆大齿轮18，排缆大齿轮18的下方安装有齿轮套件7，齿轮套件7的顶端设置有排缆齿轮9，排缆齿轮9的一侧安装有排缆丝杆8，排缆丝杆8的表面设置有排缆头101，减速机28、伺服电机29以及编码器30沿一字安装固定于电机安装筒22的内部，减速机28、电机29以及编码器30沿一字安装固定于电机安装筒22的内部；

减速机28输出轴与传动轴25通过平键连接，传动轴25通过花键与传动轴套17连接，穿线轴31与绞车框架3通过挡板13固定约束，伺服电机29动力通过减速机28输出带动传动轴25转动，传动轴25带动传动轴套17转动，传动轴套17与卷筒电机密封座20固定连接，带动整个卷筒21转动，从而实现整个绞车的收放承力电缆2功能；

防护结构6，安装在绞车框架3的内部，能够增加此装置整体的耐压强度，防护结构6的内部包括左基座14，左基座14的一侧均安装有框架连杆601，框架连杆601的另一侧安装有右基座10，框架连杆601在右基座10与左基座14的拐角处设置有四组，且四组框架连杆601在左基座14与右基座10的中心线上呈对称分布，密封结构15，安装在排缆结构1的表面，能够防止外界物体进入排缆结构1的内部，密封结构15的内部包括1501，卷筒出线密封座1501的一侧安装有密封端盖16，密封结构15的另一侧设置有卷筒电机密封座20，卷筒电机密封座20的另一侧安装有密封箱首端盖24，卷筒出线密封座1501与卷筒电机密封座20的中间位置处安装有密封箱体27，述密封结构15与卷筒电机密封座20在密封箱体27的中心线上成对呈分布，左基座14的内壁上安装有挡板13；

卷筒出线密封座1501和卷筒电机密封座20分别与卷筒21设计有一道密封结构，密封端盖16与卷筒出线密封座15固定连接，并且与穿线轴31之间设计有两道旋转动密封，以此保证卷筒21内部与外部湿式环境隔离；

密封箱体27的表面均缠绕设置有环形电路板32，左基座14的一侧安装有水密连接器4，传动轴杆25表面的一侧安装有传动轴承座11，卷筒电机密封座20与密封箱首端盖24之间设置有深沟球轴承二19，密封箱首端盖24与传动轴杆25之间均安装有深沟球轴承三26，穿线轴31与密封结构15之间安装有深沟球轴承一12；

外部电源线和信号线通过水密连接器4经过穿线轴31接入电机安装筒22内部与伺服电机29、编码器30以及环形电路板，101安装于框架连杆6和排缆丝杆8上，排缆丝杆8为双向丝杆，排缆装置1可在排缆丝杆8的带动下沿框架连杆6轴线进行往复移动，纯机械式自动排缆装置有利于排缆功能可靠性，提高绞车使用寿命；

本发明的工作原理如下：此装置在接收到航行平台指令后通过系统控制环形电路板32实现伺服电机29正反转，然后伺服电机29带动卷筒组件5旋转，而安装固定于卷筒组件5上的排缆大齿轮18通过与齿轮套件7的相互配合进行传动，同时齿轮套件7将带动排缆齿轮9运动，紧接着排缆齿轮9带动排缆丝杆8进行旋转，从而带动排缆头101沿排缆丝杆8进行轴向往复直线运动，排缆头101沿直线运动速度与承力电缆2沿卷筒轴向盘绕速度保持一致，且排缆丝杆8螺纹节距与承力电缆2外径大小一致，从而实现绞车自动排缆功能；

卷筒组件两端设计密封结构15和卷筒电机密封座20两道密封结构，将卷筒组件5的内部与外界进行密封，同时再利用电机安装筒22与卷筒组件5的一端设计有两道旋转密封结构，从而保证绞车内部控制模块与外界湿式环境隔离；

再利用左基座14、右基座10均采用经表面处理的高强度硬质铝合金板材焊接而成，同时卷筒出线密封座15和卷筒电机密封座20均采用经表面处理的高强度硬质铝合金加工而成，进而可提高此装置的整体的耐压强度，再利用框架连杆601采用的不锈钢管型材，可有效提高此装置的防腐能力，最终完成此装置的全部工作。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种大深度小型自动排缆水下绞车，其特征在于，包括绞车框架(3)，用于载装，

排缆结构(1)，安装在所述绞车框架(3)的中间处，能够使装置自动收放缆线；

防护结构(6)，安装在所述绞车框架(3)的内部，能够增加装置整体的耐压强度；

密封结构(15)，安装在所述排缆结构(1)的表面，能够防止外界物体进入排缆结构(1)的内部。

2.根据权利要求1所述的大深度小型自动排缆水下绞车，其特征在于，所述排缆结构(1)的内部包括卷筒组件(5)，所述卷筒组件(5)的内部包括有卷筒体(21)，所述卷筒体(21)的内部安装有电机安装筒(22)，所述卷筒体(21)的表面安装有承力电缆(2)，所述电机安装筒(22)的内部安装有编码器(30)，所述编码器(30)的一侧安装有穿线轴(31)，所述编码器(30)的另一侧设置有伺服电机(29)，所述伺服电机(29)的一侧安装有减速机(28)，所述减速机(28)的一侧安装有传动轴杆(25)，所述传动轴杆(25)的表面安装有传动轴套(17)，所述传动轴套(17)的表面安装有排缆大齿轮(18)，所述排缆大齿轮(18)的下方安装有齿轮套件(7)，所述齿轮套件(7)的顶端设置有排缆齿轮(9)，所述排缆齿轮(9)的一侧安装有排缆丝杆(8)，所述排缆丝杆(8)的表面设置有排缆头(101)。

3.根据权利要求2所述的大深度小型自动排缆水下绞车，其特征在于，所述减速机(28)、伺服电机(29)以及编码器(30)沿一字安装固定于电机安装筒(22)的内部。

4.根据权利要求2所述的大深度小型自动排缆水下绞车，其特征在于，所述排缆头(101)与排缆丝杆(8)呈螺纹连接，所述排缆头(101)的内径大于排缆丝杆(8)的外径，所述排缆丝杆(8)为双向丝杆，所述齿轮套件(7)与排缆齿轮(9)之间相互啮合，所述齿轮套件(7)的直径大于排缆齿轮(9)的直径。

5.根据权利要求1所述的大深度小型自动排缆水下绞车，其特征在于，所述防护结构(6)的内部包括左基座(14)，所述左基座(14)的一侧均安装有框架连杆(601)，所述框架连杆(601)的另一侧安装有右基座(10)。

6.根据权利要求5所述的大深度小型自动排缆水下绞车，其特征在于，所述框架连杆(601)在右基座(10)与左基座(14)的拐角处设置有四组，且四组框架连杆(601)在左基座(14)与右基座(10)的中心线上呈对称分布。

7.根据权利要求5所述的大深度小型自动排缆水下绞车，其特征在于，所述左基座(14)与右基座(10)采用高强铝合金板材，所述框架连杆(601)采用不锈钢管型材。

8.根据权利要求1所述的大深度小型自动排缆水下绞车，其特征在于，所述密封结构(15)的内部包括卷筒出线密封座(1501)，所述卷筒出线密封座(1501)的一侧安装有密封端盖(16)，所述密封结构(15)的另一侧设置有卷筒电机密封座(20)，所述卷筒电机密封座(20)的另一侧安装有密封箱首端盖(24)，所述卷筒出线密封座(1501)与卷筒电机密封座(20)的中间位置处安装有密封箱体(27)。

9.根据权利要求8所述的大深度小型自动排缆水下绞车，其特征在于，所述密封结构(15)与卷筒电机密封座(20)在密封箱体(27)的中心线上成对呈分布。

10.根据权利要求8所述的大深度小型自动排缆水下绞车，其特征在于，所述密封箱体(27)的表面均缠绕设置有环形电路板(32)。

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