CN114476994A - 一种新型海上自主收放绞车系统 - Google Patents

一种新型海上自主收放绞车系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114476994A
CN114476994A CN202111624273.XA CN202111624273A CN114476994A CN 114476994 A CN114476994 A CN 114476994A CN 202111624273 A CN202111624273 A CN 202111624273A CN 114476994 A CN114476994 A CN 114476994A
Authority
CN
China
Prior art keywords
winch
reel
transmission mechanism
rocker
worm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111624273.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114476994B (zh
Inventor
罗贤斌
吴凌云
李俊
赖贞华
郑亚明
欧阳自强
万欢
张文华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Special Vehicle Research Institute
Original Assignee
China Special Vehicle Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Special Vehicle Research Institute filed Critical China Special Vehicle Research Institute
Priority to CN202111624273.XA priority Critical patent/CN114476994B/zh
Publication of CN114476994A publication Critical patent/CN114476994A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114476994B publication Critical patent/CN114476994B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/14—Power transmissions between power sources and drums or barrels
    • B66D1/24—Power transmissions between power sources and drums or barrels for varying speed or reversing direction of rotation of drums or barrels, i.e. variable ratio or reversing gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/60—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes
    • B66D1/74—Capstans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/60—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes
    • B66D1/74—Capstans
    • B66D1/7415—Friction drives, e.g. pulleys, having a cable winding angle of less than 360 degrees

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本发明涉及浮空器绞车系统及海洋波浪能应用领域，尤其涉及一种新型海上自主收放绞车系统。该系统包括：浮筒、摇杆、传动机构、卷盘、轴承座；浮筒一侧端通过摇杆连接传动机构的传动轴上，传动机构和轴承座平行安装在浮动平台上，传动机构的绞车驱动轴伸出与轴承座对接，并共同支撑卷盘，传动机构的轿车驱动轴驱动卷盘正转反转；卷盘上系有连接并储存系泊类浮空器的绳索，并对绳索进行卷绕收放，控制浮空器的升降、调整。

Description

一种新型海上自主收放绞车系统
技术领域
本发明涉及浮空器绞车系统及海洋波浪能应用领域，尤其涉及一种新型海上自主收放绞车系统。
背景技术
浮空器绞车系统主要用于对系泊式浮空器进行放飞、空中系泊、回收、高度调整等，该类浮空器大都属于升力球，通常根据载荷需求和功能需求，需配备供电设备、控制系统、驱动及传动机构、集成安装平台等形成一个机电系统，才能完成该类浮空器的放飞、系泊、回收、高度调整等作业内容。目前，主要将绞车系统布置在船或舰艇上，即船载浮空器，但受限于出勤时间、环境因素、使用成本等的限制，该类绞车系统在海上不能适应无人值守和长时期连续滞空的问题。
发明内容
发明目的：拟在不配备电动驱动装置和外部能源的前提下，解决绞车收放所需的动力驱动问题，实现绞车系统的无人监控，自主收放功能。
技术方案：
一种新型海上自主收放绞车系统，包括：浮筒、摇杆、传动机构、卷盘、轴承座；
浮筒一侧端通过摇杆连接传动机构的传动轴上，传动机构和轴承座平行安装在浮动平台上，传动机构的绞车驱动轴伸出与轴承座对接，并共同支撑卷盘，传动机构的轿车驱动轴驱动卷盘正转反转；卷盘上系有连接并储存系泊类浮空器的绳索，并对绳索进行卷绕收放，控制浮空器的升降、调整。
传动机构包括：蜗杆轴、轴端卡簧、棘轮、双向棘爪、微型电机、轴承衬套、蜗杆安装支架、角接触球轴承、蜗轮、控制单元、编码器、绞车驱动轴、凸轮；
其中，蜗杆轴通过两个蜗杆安装支架及一对角接触球轴承背靠背安装在浮动平台；蜗杆轴与上方的蜗轮啮合传动，蜗轮套接绞车驱动轴上；蜗杆轴的一端头安装编码器；控制单元安装编码器附近的浮动平台，编码器与编码器电连；蜗杆轴的另一端头与棘轮套接；棘轮的下端与双向棘爪的上向开口嵌套，双向棘爪的下向开口嵌套摇杆端部；摇杆上安装有微型电机，微型电机驱动凸轮转动；控制单元具有计数功能，通过编码器，读取蜗杆轴转动的圈数，依据系统传动比，通过编程换算，得出卷盘收放缆的长度；卷盘收放缆到预设阈值时，控制单元驱动微型电机转动设定角度，从而驱动双向棘爪进行换向。
传动机构内的部件都安装在集成底板。
护罩罩住传动机构内的部件，并固定在集成底板。
轴承座通过轴承支架安装在平台上。
新型海上自主收放绞车系统的器件都安装在绞车安装板，再通过绞车安装板安装在浮动平台。
浮筒采用PVC材质制造。
浮筒在波浪的起伏推动下，在海平面竖直方向摆动，通过连接接头与摇杆相连，从而将带动摇杆在海平面竖直方向摆动。
有益效果：本发明开发了一种海上自主收放绞车系统，能够实现系泊类浮空器在一定高度内的自动收放，绞车动力驱动采用波浪产生的波浪能进行转化，无需配备外部动力驱动源及复杂的集成平台，大大降低了使用成本。绞车的收放长度通过编码器计数测量，控制单元按预设数据控制微型电机驱动双向棘爪进行换向，绞车工作过程全自动化，无人值守，充分发挥了系泊类浮空器滞空时间长的优势。因此，该发明将为海上系泊类浮空器的发展应用奠定基础。
附图说明
图1为一种海上自主收放绞车系统的结构示意图。
图2为传动机构的AA剖面的结构示意图。
图3为传动机构的B剖面的结构示意图。
具体实施方式
本发明设计一种新型海上自主收放绞车系统，可实现系泊类小型浮空器在海面一定高度的自主收放。该发明通过利用波浪能进行能量转换，在不配备电动驱动装置和外部能源的前提下，实现了绞车系统的无人化自主收放，拓展系泊类浮空器的应用。此绞车系统的发明，将促进系泊类浮空器在民用领域的发展，同时丰富了系泊类浮空器的使用模式。
该型绞车系统由浮筒1、连接接头2、摇杆3、传动机构4、卷盘5、轴承座6、轴承支架7、绞车安装板8组成。本专利中提及的浮动平台9、波浪10、海底锚件11、浮空器12用于说明绞车的功能，不属于本发明的内容。绞车结构示意图见图1。
浮筒1采用PVC材质制造，做成内空式，通过控制浮筒1的壁厚，可调整浮筒1的密度，依据绞车所需驱动力的大小，适用海况的等级程度，通过控制浮筒1的大小，可控制浮筒1的重量，浮筒1在波浪的摆动及自身重力的作用下，通过摇杆3、传动机构4的传递，实现卷盘5的转动。
连接接头2，用于连接浮筒1和摇杆3，便于设备的安装集成。
摇杆3用于将浮筒1产生的转矩传递到传动机构4的输入端，作为驱动卷盘5的动力来源。
如图2-3所示，传动机构4是本发明的核心组成部分，实现卷盘5的外部动力传递、扭矩放大、自锁制动、换向控制等功能，是一个集成单元。传动机构4主要由护罩4-1、集成底板4-2、蜗杆轴4-3、轴端卡簧4-4、棘轮4-5、双向棘爪4-6、微型电机4-7、轴承衬套4-8、蜗杆安装支架4-9、角接触球轴承4-10、蜗轮4-11、控制单元4-12、编码器4-13、绞车驱动轴4-14、凸轮4-15组成，传动机构4内部结构示意图见图2。蜗杆轴4-3通过两个蜗杆安装支架4-9及一对角接触球轴承4-10背靠背进行安装，安装在集成底板4-2上，能够承受蜗杆轴4-3的轴向及径向力。蜗杆轴4-3与蜗轮4-11进行啮合传动，蜗轮4-11安装在绞车驱动轴4-14上。
卷盘5用于连接并储存系泊类浮空器的绳索，并对绳索进行卷绕收放，控制浮空器的升降、调整等。轴承座6、轴承支架7与传动机构4共同完成对卷盘5的支撑作用。绞车安装板8作为绞车系统的安装平台，便于绞车系统的集成，及其绞车系统在浮动平台9上的安装。
该型绞车利用浮空器12的升力、浮动平台9的浮力、海底锚件11的拉力、浮动平台9及其上安装设备的重力之间的动态平衡，使浮动平台9在海面上保持相对稳定状态。浮筒1在波浪10的起伏推动下，在海平面竖直方向摆动，通过连接接头2与摇杆3相连，从而将带动摇杆3在海平面竖直方向摆动。合理设计浮筒1与浮动平台9的距离，使其分别处于波浪的不同相位幅值，继而使摇杆3与浮动平台9将产生较大的往复相对位移。摇杆3端部嵌套在棘轮4-5上，棘轮4-5与蜗杆轴4-3相连，即摇杆3的摆动将带动蜗杆轴的转动，同时摇杆3端部嵌套有双向棘爪4-6，摇杆3上安装有微型电机4-7，微型电机4-7驱动凸轮4-15转动一定角度，双向棘爪4-6就进行切换，两个棘爪4-6组成一个连杆，任意时刻，仅有一个棘爪起作用，从而实现棘轮的换向，从而实现卷盘5的换向，蜗杆轴4-3端部安装有编码器4-13，控制单元4-12具有计数功能，可通过编码器4-13，读取蜗杆轴4-13转动的圈数，依据系统传动比，通过编程换算，可得出卷盘5收放缆的长度。卷盘5收放缆到预设阈值时，控制单元4-12驱动微型电机4-7转动设定角度，从而驱动双向棘爪进行换向，通过蜗轮蜗杆传动啮合后，进一步实现卷盘5的反向运转。
通过上述方案，该自主收放绞车系统能实现小型系泊类浮空器在固定海面高度范围内的往复自动收放。由于控制单元及微型电机所需电量极小，采用干电池或配备小型波浪发电装置或太阳能发电装置，便可实现系统的长期持续工作。

Claims (8)

1.一种新型海上自主收放绞车系统，其特征在于，包括：浮筒(1)、摇杆(3)、传动机构(4)、卷盘(5)、轴承座(6)；
浮筒(1)一侧端通过摇杆(3)连接传动机构(4)的传动轴上，传动机构(4)和轴承座(6)平行安装在浮动平台(9)上，传动机构(4)的绞车驱动轴(4-14)伸出与轴承座(6)对接，并共同支撑卷盘(5)，传动机构(4)的轿车驱动轴驱动卷盘正转反转；卷盘(5)上系有连接并储存系泊类浮空器的绳索，并对绳索进行卷绕收放，控制浮空器的升降、调整。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，传动机构(4)包括：蜗杆轴(4-3)、轴端卡簧(4-4)、棘轮(4-5)、双向棘爪(4-6)、微型电机(4-7)、轴承衬套(4-8)、蜗杆安装支架(4-9)、角接触球轴承(4-10)、蜗轮(4-11)、控制单元(4-12)、编码器(4-13)、绞车驱动轴(4-14)、凸轮(4-15)；
其中，蜗杆轴(4-3)通过两个蜗杆安装支架(4-9)及一对角接触球轴承(4-10)背靠背安装在浮动平台(9)；蜗杆轴(4-3)与上方的蜗轮(4-11)啮合传动，蜗轮(4-11)套接绞车驱动轴(4-14)上；蜗杆轴(4-3)的一端头安装编码器(4-13)；控制单元(4-12)安装编码器(4-13)附近的浮动平台(9)，编码器(4-13)与编码器(4-13)电连；蜗杆轴(4-3)的另一端头与棘轮(4-5)套接；棘轮(4-5)的下端与双向棘爪的上向开口嵌套，双向棘爪的下向开口嵌套摇杆端部；摇杆(3)上安装有微型电机(4-7)，微型电机(4-7)驱动凸轮(4-15)转动；控制单元(4-12)具有计数功能，通过编码器(4-13)，读取蜗杆轴(4-13)转动的圈数，依据系统传动比，通过编程换算，得出卷盘(5)收放缆的长度；卷盘(5)收放缆到预设阈值时，控制单元(4-12)驱动微型电机(4-7)转动设定角度，从而驱动双向棘爪进行换向。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，传动机构(4)内的部件都安装在集成底板(4-2)。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，护罩(4-1)罩住传动机构(4)内的部件，并固定在集成底板(4-2)。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，轴承座(6)通过轴承支架(7)安装在平台上。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，新型海上自主收放绞车系统的器件都安装在绞车安装板(8)，再通过绞车安装板(8)安装在浮动平台(9)。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，浮筒(1)采用PVC材质制造。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，浮筒(1)在波浪的起伏推动下，在海平面竖直方向摆动，通过连接接头(2)与摇杆(3)相连，从而将带动摇杆(3)在海平面竖直方向摆动。
CN202111624273.XA 2021-12-28 2021-12-28 一种新型海上自主收放绞车系统 Active CN114476994B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111624273.XA CN114476994B (zh) 2021-12-28 2021-12-28 一种新型海上自主收放绞车系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111624273.XA CN114476994B (zh) 2021-12-28 2021-12-28 一种新型海上自主收放绞车系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114476994A true CN114476994A (zh) 2022-05-13
CN114476994B CN114476994B (zh) 2024-06-18

Family

ID=81496981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111624273.XA Active CN114476994B (zh) 2021-12-28 2021-12-28 一种新型海上自主收放绞车系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114476994B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116353812A (zh) * 2023-05-22 2023-06-30 临舟(宁波)科技有限公司 一种平流层飞艇海上发放系统及发放方法

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2934065Y (zh) * 2006-08-03 2007-08-15 北京华轮之星科技发展有限公司 一种娱乐微型潜水艇
CN101680418A (zh) * 2007-04-17 2010-03-24 斯切米克拉夫特股份有限公司 用于绞盘操作的波浪能发电站的装置
CN202266364U (zh) * 2011-03-10 2012-06-06 青岛经济技术开发区泰合海浪能研究中心 一种往复式波浪发电系统
CN102556286A (zh) * 2012-01-09 2012-07-11 武汉船用机械有限责任公司 一种用于多点系泊系统的系泊装置
CN103180206A (zh) * 2010-07-30 2013-06-26 戴维森科技有限公司 高空平台
CN103244080A (zh) * 2013-05-28 2013-08-14 江苏科技大学 一种超深水浮筒式海洋油气开发系统
CN103264752A (zh) * 2013-05-28 2013-08-28 江苏科技大学 一种用于张紧式系泊系统的系泊装置
CN203614313U (zh) * 2013-11-05 2014-05-28 集美大学 单桩式波浪能风能综合发电装置
CN104131944A (zh) * 2014-07-16 2014-11-05 东南大学 一种恒功率输出的船用海洋波浪发电装置
CN204802038U (zh) * 2015-07-06 2015-11-25 江苏科技大学 一种能集聚的多功能组合式海洋发电平台及集聚群
CN105408662A (zh) * 2013-07-31 2016-03-16 株式会社人进 动力变换装置
CN106050540A (zh) * 2016-07-04 2016-10-26 西北工业大学 一种多浮杆波浪能发电装置
CN107288807A (zh) * 2017-07-24 2017-10-24 上海交通大学 具有振荡抑制板的多浮筏波浪能发电装置
CN108100171A (zh) * 2017-12-20 2018-06-01 大连海事大学 一种无人水面救助机器人
CN108425785A (zh) * 2017-12-30 2018-08-21 孟庆仕 一种利用水流发电的方法
CN108883814A (zh) * 2016-03-16 2018-11-23 诺维奇股份公司 浮动平台
CN109050812A (zh) * 2018-10-16 2018-12-21 罗煜 一种水上平台
CN110920854A (zh) * 2019-11-21 2020-03-27 中国特种飞行器研究所 一种船载翼伞发放系统

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2934065Y (zh) * 2006-08-03 2007-08-15 北京华轮之星科技发展有限公司 一种娱乐微型潜水艇
CN101680418A (zh) * 2007-04-17 2010-03-24 斯切米克拉夫特股份有限公司 用于绞盘操作的波浪能发电站的装置
CN103180206A (zh) * 2010-07-30 2013-06-26 戴维森科技有限公司 高空平台
CN202266364U (zh) * 2011-03-10 2012-06-06 青岛经济技术开发区泰合海浪能研究中心 一种往复式波浪发电系统
CN102556286A (zh) * 2012-01-09 2012-07-11 武汉船用机械有限责任公司 一种用于多点系泊系统的系泊装置
CN103244080A (zh) * 2013-05-28 2013-08-14 江苏科技大学 一种超深水浮筒式海洋油气开发系统
CN103264752A (zh) * 2013-05-28 2013-08-28 江苏科技大学 一种用于张紧式系泊系统的系泊装置
CN105408662A (zh) * 2013-07-31 2016-03-16 株式会社人进 动力变换装置
CN203614313U (zh) * 2013-11-05 2014-05-28 集美大学 单桩式波浪能风能综合发电装置
CN104131944A (zh) * 2014-07-16 2014-11-05 东南大学 一种恒功率输出的船用海洋波浪发电装置
CN204802038U (zh) * 2015-07-06 2015-11-25 江苏科技大学 一种能集聚的多功能组合式海洋发电平台及集聚群
CN108883814A (zh) * 2016-03-16 2018-11-23 诺维奇股份公司 浮动平台
CN106050540A (zh) * 2016-07-04 2016-10-26 西北工业大学 一种多浮杆波浪能发电装置
CN107288807A (zh) * 2017-07-24 2017-10-24 上海交通大学 具有振荡抑制板的多浮筏波浪能发电装置
CN108100171A (zh) * 2017-12-20 2018-06-01 大连海事大学 一种无人水面救助机器人
CN108425785A (zh) * 2017-12-30 2018-08-21 孟庆仕 一种利用水流发电的方法
CN109050812A (zh) * 2018-10-16 2018-12-21 罗煜 一种水上平台
CN110920854A (zh) * 2019-11-21 2020-03-27 中国特种飞行器研究所 一种船载翼伞发放系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116353812A (zh) * 2023-05-22 2023-06-30 临舟(宁波)科技有限公司 一种平流层飞艇海上发放系统及发放方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114476994B (zh) 2024-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10578074B2 (en) Underwater energy generating system
US8110935B2 (en) Apparatus for converting wave energy into electrical energy
JP5921647B1 (ja) 潮流又は海流を使用して発電する海域での発電設備
US9059605B2 (en) Energy storage devices and methods of using same
US4228360A (en) Wave motion apparatus
CN110671258B (zh) 一种深海波浪能发电装置
WO2016179048A4 (en) Systems and methods for tidal energy conversion and electrical power generation
CN103591941A (zh) 节能型海洋次表层垂直剖面测量系统
US20130113214A1 (en) Floating Vessel That Converts Wave Energy at Sea Into Electrical Energy
CA3031614C (en) A wave energy conversion system and a method for generating electrical power from wave energy
CN102900592B (zh) 浮动平台波浪能储能系统和波浪能发电系统
WO2019136007A1 (en) Renewably-powered buoy submersible
CN114476994A (zh) 一种新型海上自主收放绞车系统
CN113247215A (zh) 一种船挂式auv回收对接平台
CN211504183U (zh) 一种水平自适应水下坐底式观测平台
CN116118531A (zh) 一种半潜式auv无人充电装置
CN113266511B (zh) 一种基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置
CN114033608B (zh) 一种易于更改安装位置的便携式水面发电设备
CN220842902U (zh) 一种用于海上风电的防倾覆装置
CN218907557U (zh) 一种无人船
CN217320671U (zh) 一种可根据水位调节的浮船泵站
CN113371165B (zh) 一种船舶推进器
CN114320717B (zh) 一种近远海互补式波浪能发电装置
CN219299448U (zh) 浮筒式波浪发电装置
CN114275107B (zh) 海上环境监测水面机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant