CN116692607A - 一种智能同步收放线系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通讯光缆收放控制技术领域，具体涉及一种智能同步收放线系统，用于实时传输测试数据，相比无线通讯，有线通讯具有更高的传输速度和安全性。光缆是传统信号电缆的优势替代品，但抗冲击能力较弱，测试车高速运行时易损坏光缆。该系统包括：收放线组件、压力传感器、控制器、一级缓冲装置和二级缓冲装置；压力传感器实时采集光缆受力参数，控制器将其与设定值比较，调节收放线组件的阻尼力、转速和转向，确保光缆受力参数维持在设定值。一级缓冲装置靠近收放线组件首端，防止光缆放出长度大幅变化。二级缓冲装置靠近尾端，随测试车运动，阻止光缆拖拽过程中受到冲击。该发明实现通讯光缆收放过程的张力自动调节，避免损坏。

Description

一种智能同步收放线系统

技术领域

本发明涉及收放线控制技术领域，更具体的说是涉及一种智能同步收放线系统，具体为运动设备有线通讯光缆的恒张力同步收放控制系统。

背景技术

为了实现运动车辆测试数据的实时加密传输，有线通讯比无线通讯具有更高的传输速度及安全性。相比如传统的网线，光缆具有无可比拟的优势。但由于光缆抗冲击能力较弱，测试车高速运行过程中所拖拽的通讯光缆极易损坏，为保证其使用寿命，进行收放线操作时需要实现光缆张力的精确控制。现有的收放线结构在收放线时，容易造成光缆张力过大，或张力变化幅度过大，光缆受到的巨大张力及冲击会造成内部通讯光缆的损坏，不能实现精细化收放工作。

如何实现收放光缆过程中张力的自动调节，提高收放线精细化程度是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种智能同步收放线系统，可实现对光缆收放过程的张力进行自动调节，使光缆张力维持在一个恒定状态，且收放线过程光缆不会发生大幅变化。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能同步收放线系统，包括：收放线组件、压力传感器、控制器、一级缓冲装置和二级缓冲装置；

所述压力传感器用于实时采集收放线过程中光缆的受力参数；

所述控制器用于将光缆当前受力参数与设定值进行比较，根据两者差值大小，调节所述收放线组件的转速，直至光缆受力参数维持在设定值；

所述一级缓冲装置靠近所述收放线组件的首端安装，用于在所述收放线组件的转速突变时，阻止光缆长度及张力发生大幅变化；

所述二级缓冲装置安装在测试车上，用于缓冲光缆随测试车进行快速加减速移动时受到冲击。

进一步的，所述收放线组件包括：伺服电机、电磁耦合器、卷筒、排线器、光缆导槽和第一导轮；

所述电磁耦合器连接在所述伺服电机的驱动轴和所述卷筒的转轴之间；

测试车运行过程中拖拽光缆运行，所述卷筒收放的光缆经所述排线器理线后，经所述第一导轮导入所述光缆导槽，光缆导槽底部铺设有滚轮，用于降低滑动过程中的摩擦力；光缆出所述光缆导槽后，经二级缓冲装置固定在测试车上。

进一步的，在放线过程中，若当前光缆受力参数小于设定值，所述控制器控制所述伺服电机在放线方向上的旋转速度降低，增大光缆张紧力；若当前光缆受力参数大于设定值，所述控制器控制所述伺服电机在放线方向上的旋转速度增加，降低光缆张紧力。

进一步的，在收线过程中，若当前光缆受力参数小于设定值，所述控制器控制所述伺服电机收线方向上的旋转速度增加，增大光缆张紧力；若当前光缆受力参数大于设定值，所述控制器控制所述伺服电机收线方向上的旋转速度降低，降低光缆张紧力。

进一步的，所述控制器根据当前光缆受力参数与设定值间的差值以及测试车车速计算所述电磁耦合器的激磁电流，控制所述电磁耦合器输出恒定转矩，并同步控制所述伺服电机运行速度。

进一步的，还包括：人机交互界面；

所述人机交互界面包括主界面和参数设置界面，所述主界面用于实时显示测试车车速、测试车实时位置、伺服电机转速、伺服电机旋转圈数、电磁耦合器阻尼、卷筒转速、光缆张力以及当前运行模式；

所述参数设置界面用于对所述伺服电机和所述电磁耦合器的相关参数进行设定。

进一步的，所述运行模式包含手动模式和自动模式；在手动模式下，通过按动收线按钮、放线按钮或停止按钮，控制伺服电机正转、反转或停止运行，用于所述收放线组件的调试和维护；在自动模式下，控制器根据所述压力传感器采集的实时数据以及测试车的实时运行状态，实时改变伺服电机转速和电磁耦合器阻尼，适应性调整光缆的收放速度和张力。

进一步的，二级缓冲装置安装在测试车上，测试车上装载有多种测速装置，包括五轮仪和激光测速传感器，分别用于检测测试车的运行速度及位置，并将检测数据通过光缆或光纤滑环传输至所述控制器，实现车载数据的实时有线传输。

进一步的，所述伺服电机、所述电磁耦合器、所述卷筒、所述排线器、所述光缆导槽、所述第一导轮、所述一级缓冲装置和所述控制器均安装在机架上；所述机架采用铝型材拼接而成。

进一步的，所述电磁耦合器通过托板安装在所述机架上；所述托板底部开设有多个条形孔，所述电磁耦合器通过紧固件固定在所述条形孔位置处，并可根据需要调整与电机及滚筒之间的距离，确保可靠安装。

进一步的，所述一级缓冲装置包括滑轨、第一弹簧阻尼件和滑块；所述第一弹簧阻尼件和所述滑块均位于所述滑轨上；所述第一弹簧阻尼件与所述滑轨水平设置，且所述第一弹簧阻尼件的一端与所述滑轨固定连接，另一端与所述滑块固定连接；所述滑块与所述第一导轮固定连接，且所述滑块与所述滑轨滑动连接

进一步的，所述二级缓冲装置包括：第二导轮、第三导轮、第四导轮、导轮固定件、第二弹簧阻尼件和直线位移传感器；所述第二导轮和所述第三导轮水平固定在所述导轮固定件的两端；所述第四导轮固定在所述第二弹簧阻尼件上；所述第二弹簧阻尼件与所述导轮固定件垂直布置，且所述第二弹簧阻尼件的一端与所述导轮固定件连接，另一端与所述直线位移传感器连接；所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮呈倒三角形状排布，光缆依次经所述第二导轮、所述第四导轮和所述第三导轮后固定在测试车上。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明设置两级缓冲装置，一级缓冲装置防止因收放线速度突变引起光缆长度及张力的大幅变化。二级缓冲装置作用是保护光缆不会随车辆运动变化而受到冲击，保证光缆在整个收放线过程中不会受到较大冲击。

2、本发明通过压力传感器实时检测光缆受力情况，控制电磁耦合器耦合转矩、电机转速及转向，实现对光缆张力的实时补偿控制，满足对光缆收放过程中张力的自动调节，使光缆全程保持恒张力收放，具有响应速度快、张力控制准确、收放线精细化程度高等优点，可满足不同应用场景下高速恒张力收放线的需求，并可用于野外应急通讯情况下通讯光缆的布设及回收。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的智能同步收放线系统的结构简图；

图2为本发明提供的智能同步收放线系统的受力图；

图3为本发明提供的同步收放线组件的结构示意图；

图4为本发明提供的一级缓冲装置结构示意图

图5为本发明提供的二级缓冲装置结构示意图

图6为本发明提供的光缆收放过程的控制流程图；

图7为本发明提供的张力控制原理图；

图8为本发明提供的主界面示意图；

图9为本发明提供的手动模式下的控制流程图；

图10为本发明提供的自动模式下的控制流程图；

图11为本发明提供的系统的整体框架图；

图12为本发明提供的光缆张力变化仿真结果；

图13为本发明提供的不同控制策略下的光缆张力仿真结果；

图14为本发明提供的电磁耦合器到卷筒部分的6阶梯轴结构示意图；

图15为本发明提供的卷筒光纤滑环部分中空阶梯轴的结构示意图；

图16为本发明提供的托板的俯视图；

图17为本发明提供的托板的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

发明实施例公开了一种智能同步收放线系统，包括：收放线组件、压力传感器1、控制器10、一级缓冲装置2和二级缓冲装置3；该系统的简易图如图1所示，受力情况如图2所示，其中x1和x2分别表示光缆从平衡状态被拉伸的长度。

压力传感器1用于实时采集收放线过程中光缆的受力参数。

控制器用于将光缆当前受力参数与设定值进行比较，根据两者差值大小，调节收放线组件的转速，直至光缆受力参数维持在设定值。

一级缓冲装置2靠近收放线组件的首端安装，用于在收放线组件的转速突变时，阻止光缆长度及张力发生大幅变化。

二级缓冲装置3安装在测试车上，用于缓冲光缆随测试车加减速移动受到冲击。

本发明实施例中，一级缓冲装置为单自由度有阻尼激振系，安装在光缆的起点，靠近光缆进入设备的位置，靠近收放线组件的首端设置，防止因速度突变引起光缆张力的大幅变化，一级缓冲装置通过提供额外的光缆缓冲长度，以及在缓冲装置内部的弹簧系统，来吸收和减少光缆的机械应力和振动。

二级缓冲装置安装在光缆末端与测试车连接的位置，靠近光缆连接测试车的一端安装，特别是在长距离传输线路中，其作用是保护光缆不会随运动而受到冲击。二级缓冲装置采用特殊的弹簧、减震材料或其他减振机制来降低光缆的振动和应力。

同时，本实施例采用前馈+PID闭环反馈控制策略，通过调节电磁耦合器的阻尼力、收放线组件的转速或转向对光缆进行收线和放线操作，适用于高速运行测试车辆的有线通讯光缆的恒张力收放，同时可用于水下潜航设备的光缆拉力实时调控、建筑行业工人布线时理线，以及飞行设备有线通讯光缆的同步恒张力收放控制。本发明实施例能够同时实现收发线两端的速度以及整根光缆的拉力相同，能够被广泛应用到各类工程中，具有明显的便利效果，能够满足多种工况下需求。

具体来说，如图3所示，收放线组件包括：伺服电机4、电磁耦合器5、卷筒6、排线器7、光缆导槽8和第一导轮9；

电磁耦合器5连接在伺服电机4的驱动轴和卷筒6的转轴之间；

测试车运行过程中拖拽光缆运行，卷筒6收放的光缆经排线器7理线后，经第一导轮9导入光缆导槽8，光缆导槽底部铺设有滚轮，用于降低滑动过程中的摩擦力；光缆出光缆导槽8后，通过二级缓冲装置连接在测试车上。

收放线系统开始工作时，光缆所受到的张力与电磁耦合器5的耦合转矩相平衡，电磁耦合器5上的最大转矩即为光缆上的最大张力。压力传感器1实时采集当前光缆上的张力大小，调整伺服电机4转速及电磁耦合器5的控制电流，以满足收放线过程对于张力控制的要求。通过这样一个实际张力与给定张力的反馈、比较、调节过程，从而使光缆所受到的张力基本保持恒定在一定的范围内，同时一、二级缓冲装置能够在卷筒和车辆运行速度发生波动的时候起到缓冲作用，确保光缆始终处于恒张力张紧状态。

具体来说，如图4所示，所述一级缓冲装置2包括滑轨201、第一弹簧阻尼件202和滑块203；所述第一弹簧阻尼件202和所述滑块203均位于所述滑轨201上；第一弹簧阻尼件202水平设置在滑轨201上，且所述第一弹簧阻尼件202的一端与所述滑轨201端部固定连接，另一端与所述滑块203固定连接；所述滑块203与所述第一导轮9固定连接，且滑块203可在滑轨201上滑动。

如图5所示，所述二级缓冲装置3包括：第二导轮301、第三导轮302、第四导轮303、导轮固定件304、第二弹簧阻尼件305和直线位移传感器306；所述第二导轮301和所述第三导轮302水平固定在所述导轮固定件304的两端；所述第四导轮303固定在所述第二弹簧阻尼件305上；所述第二弹簧阻尼件305与所述导轮固定件304垂直布置，且所述第二弹簧阻尼件305的一端与所述导轮固定件304连接，另一端与所述直线位移传感器306连接；所述第二导轮301、所述第三导轮302和所述第四导轮303呈倒三角形状排布，光缆依次经所述第二导轮302、所述第四导轮303和所述第三导轮302后固定在测试车上。

第二导轮301、第三导轮302、第四导轮303、导轮固定件304、第二弹簧阻尼件305和直线位移传感器306均位于一个壳体307内，壳体307与测试车尾部固定，且导轮固定件304固定在壳体307内部。

光缆收放线过程的控制流程如图6所示，具体为：

（1）在放线过程中，电磁耦合器设定转矩取较小值（初步设定为10N，可根据实际使用情况调整），满足光缆张紧即可。测试车开始运行时，电磁耦合器处于打滑运行状态，光缆上的张力即为所设定的摩擦力。

若当前光缆受力参数小于设定值，控制器控制伺服电机在放线方向上的旋转速度降低，增大光缆张紧力，保证光缆时刻有一定的预紧力，避免出现光缆张力不足的情况。若当前光缆受力参数大于设定值，控制器控制伺服电机在放线方向上的旋转速度增加，避免光缆因张力过大造成损坏。当光缆张力满足设定值后，控制器控制伺服电机按当前的转速和方向旋转。

为了实时满足收放线光缆张立恒定的要求，在排线器前安装一个压力传感器，通过压力传感器与运行小车所传送回的数据实时更改电磁耦合器的阻尼状态，保证收放光缆的恒张力要求。

（2）在收线过程中，电磁耦合器设定转矩取较大值（初步设定为30N，可根据实际使用情况调整），低于光缆能够承受的最大拉力即可。测试车开始回收运行时，伺服电机的转速即为根据测试车回收速度实时调整转速。

若当前光缆受力参数小于设定值，控制器控制伺服电机在收线方向的旋转速度增加，增大光缆张紧力；若当前光缆受力参数大于设定值，控制器控制伺服电机在收线方向上的旋转速度降低，时刻保证光缆时刻有一定的预紧力，避免出现光缆上张力不足的情况；收线过程，当光缆张力满足设定值之后，控制器控制伺服电机按当前的旋转速度和方向运行。

本发明实施例采用了闭环控制实现张力控制，用控制器作为整个系统的核心，以电磁耦合器及伺服电机作为执行元件，采用压力传感器实时检测光缆张力作为反馈值，进行AD转换后与张力设定值进行比较，控制器根据当前光缆受力参数与设定值间的差值以及测试车车速计算电磁耦合器的激磁电流，输出控制参数并进行DA转换后，控制电磁耦合器输出恒定转矩，并控制伺服电机运行，其原理图如图7所示。

光缆当前受力参数与设定值之间的差值较小，当前的电磁耦合器的激磁电流已经足够提供所需的力量来平衡受力。在这种情况下，测试车的车速与电磁耦合器的激磁电流之间没有直接的关系。

当需要调整光缆张力时，先控制电磁耦合器的转矩，再根据转矩控制伺服电机运行。这样控制的好处有如下几点：

1.灵活性：通过控制电磁耦合器的转矩，可以在较高层面上调整光缆张力，而无需直接控制伺服电机。这样可以使系统具有更高的灵活性，因为调整转矩相对容易，而调整伺服电机的运行参数可能更复杂。

2.响应速度：电磁耦合器通常可以更快地响应控制信号，并产生所需的转矩。相比之下，伺服电机可能需要更长的响应时间。通过先控制电磁耦合器的转矩，可以更快地调整光缆张力，以满足系统的需求。

3.保护系统：在调整光缆张力时，电磁耦合器可以作为一个缓冲器，减少对伺服电机的负载和压力。这有助于保护伺服电机免受过大的负荷和损坏，提高系统的可靠性和寿命。

4.控制精度：通过控制电磁耦合器的转矩，可以更精确地调整光缆张力，因为电磁耦合器通常具有较高的转矩控制精度。这样可以提高系统的控制精度和稳定性，以满足对光缆张力的精确要求。

在其他实施例中，该系统还包括：人机交互界面；

人机交互界面包括主界面和参数设置界面，主界面如图8所示，用于实时显示测试车车速、测试车实时位置、伺服电机转速、伺服电机旋转圈数、电磁耦合器阻尼、卷筒转速、光缆张力以及当前运行模式；

参数设置界面用于对伺服电机和电磁耦合器的相关参数进行设定。

其中，运行模式包含手动模式和自动模式；在手动模式下，如图9所示，通过按动收线按钮、放线按钮或停止按钮，控制伺服电机正转、反转或停止运行，用于收放线组件的调试和维护；在自动模式下，如图10所示，控制器根据压力传感器采集的实时数据以及测试车的实时运行状态，实时改变伺服电机转速和电磁耦合器阻尼，适应性调整光缆的收放速度和张力。

测试车上装载有测速装置，如五轮仪和激光测速传感器，分别用于检测测试车的运行速度及位置，主控端将检测数据通过光缆和/或纤滑环传输至控制器。

控制器控制人机交互界面显示相关参数，然后进行计算，控制伺服电机和电磁耦合器的运行状态，维持光缆恒张力收放线，系统的整体框如图11所示。

具体来说，本发明实施例控制器采用PLC控制器，PLC工作时，它的工作过程从开始到结束可以分为输入采样、程序执行以及输出刷新这三个阶段。这三个流程完成后称为一个扫描周期。在PLC工作时，它将会以从上到下的方式扫描程序并不断完成输入采样、程序执行以及输出刷新直至出现故障程序叫停或是收到停止信号。正是因为PLC的这一特性，因此可以将自动控制部分以及手动控制部分写在同一个控制程序之中，而且二者不会出现干扰。

在编辑控制屏幕方面，根据收放线装置的运动要求，该设备的人机界面主要包括主界面以及分界面。主屏幕中涵盖自动、手动操作方便设备调整，显示电机转速，卷筒转速，电磁耦合器状态当前状态，当前速度与位置，光缆张力等可以对光缆与设备运动情况进行实时监控。

总的来说，在机械结构方面，本发明实施例加入了电磁耦合器、一级缓冲装置和二级缓冲装置，并对光缆张力进行控制，不仅使装置动力传递更加柔性化，而且能够保证光缆在收放时保持恒定张力，提高装置的容错能力。

通信部分，按照设备数据的长距离稳定、快速传输需要特别安装了光缆或光纤滑环进行数据的传输，将数据稳定、快速的传入网络系统，满足设备数据传输需要。并且特别安装了串口服务器以及中继器可以方便操纵者进行远端控制。

控制部分采用触摸屏PLC一体机进行收放线装置的整体监控与控制，主屏幕可以实时监控与控制收放线装置的所有数据。控制模式分为自动与手动两个部分，设置手动是为了方便了装置前期调试以及后期出现问题时维护。而在自动控制时，PLC通过与主控端进行实时数据获取，取得设备运行状况并随着设备的运动变化实时改变电机转速与电磁耦合器阻尼，保证收放线时可以适应光缆的变速收放与张力恒定。

本发明对系统进行了仿真验证，分析结果如图12和图13所示，可知，光缆张力在车辆运行0.8s后系统趋于稳定。对比普通PID控制，本发明所提出的控制策略下系统响应时间更短，且光缆张力变化平稳，未产生较大突变；系统稳定后张力值基本保持在恒定状态，可实现光缆恒张力同步收放的要求。

下面对本发明系统的相应组成结构做进一步的说明。

（1）伺服电机

综合空载卷筒回收全部光缆时与满载卷筒由静止到启动时这两个特殊状态下的电机扭矩情况可以选择伺服电机作为动力源，并选取与之配套的驱动器和控制部件触摸屏PLC一体机进行电机的驱动工作。

（2）电磁耦合器

当卷筒收放线时会随着收放线时卷径的增大或减小直接影响到光缆的张力。随着卷径的不断变化，滚筒旋转一圈所收放光缆的长度会相应发生变化，光缆上的力会积少成多最终可能将光缆扯断，因此要安装电磁耦合器，令卷筒的旋转速度随着卷径的改变适当变化，使光缆收放时所受到的张力保持一致。

本发明可安装传感器来测量卷筒的卷径变化，比如使用光电传感器、编码器或激光测距传感器等。传感器可以直接测量卷筒表面与传感器之间的距离，从而确定卷筒的卷径变化情况。

通过PID控制方式计算电磁耦合器的输出力矩。满足以下关系：光缆张力=输出力矩/卷筒的半径。

电磁耦合器中嵌装着线圈的主动件与被动件之间装有轴承。两者之间形成了一个同心的圆柱形气隙。在此气隙中，放入导磁率高、耐热性好的不锈钢磁粉，当主动件回转而线圈不通电励磁时，气隙中的磁粉由于离心力作用被压附在主动件的内壁上，因此被动件处于完全脱离状态。若线圈通电励磁，则将有磁场产生，磁粉在磁场作用下立即把两个回转体连接在一起，由磁粉间的磁性结合力和磁粉与两运动件的摩擦力来传递力矩。通过控制励磁电流来控制电磁耦合器的输出力矩，进而保证张力的恒定。它具有结构简单、转速高、无噪音、无污染、无冲击振动、节能环保、体积小、安装方便、使用寿命长等优点。可以很好的完成上述工作，可以让本装置连接更加柔性化，提高装置的容错能力。

（3）排线器及张力测量装置

为了保证光缆收回后能够在滚筒上按顺序排列缠绕，滚筒前端安装了排线器，排线器可根据所回收线缆的直径进行调整，确保致密排列；同时为了实时满足收放线光缆张立恒定的要求在排线器前设计一种测试压力装置，其中安装高灵敏度压力传感器，通过压力传感器与运行设备所传送回的数据实时更改电磁耦合器的阻尼状态，保证收放光缆的恒张力要求。

（4）电磁耦合器到卷筒部分的阶梯轴

因为此部分需要完成安装同步带轮，与电磁耦合器、卷筒相连等工作，除此之外还需要安放轴承与轴承座支撑卷筒，并且与电磁耦合器相连部分阶梯轴轴径大小应接近于电磁耦合器轴径大小，若是此阶梯轴为中空轴则会影响设备的运行，所以并不适合在该阶梯轴上考虑安装光纤滑环。

本装置传动轴以电磁耦合器方为起点向卷筒方向进行传动，轴上零件装配方案为：联轴器、同步带轮、轴承，并依次安装。在阶梯轴到卷筒部位，将轴直接以键与键槽的方式安装进卷筒预先设计的套筒中，为了防止阶梯轴与卷筒出现大范围错位，所以该部分应该设计为两阶的阶梯轴，将卷筒定位。本实施例采用至少有6个阶梯的阶梯轴，具体如图14所示。

（5）卷筒光纤滑环部分中空阶梯轴

与上轴相同，在阶梯轴到卷筒部位将轴直接以键与键槽的方式安装进卷筒预先设计的套筒中，为了防止位错与起到定位作用，将该段设计为两段阶梯轴将卷筒定位。除此之外该段轴的端面设计安装光纤滑环。所以要设计好光纤滑环的装配安装方法，设计好该段阶梯轴。

光纤滑环的运动方式是转子跟随旋转部件进行转动，定子安装在相对固定平面，工作时转子部分连接光缆，将信号传输到定子部分，定子部分将信号传送到具体控制设备中，反之亦然。因为光纤滑环两端接口都是相对较大光纤线比较细，所以可以设置一个开口套环，将光线滑环的光纤线通过开口放入环中并顺势固定住光纤滑环转子部分，之后将其镶嵌到本阶梯轴中。总之需要在此阶梯轴上预留出卡环镶嵌位置，设置顶丝将其定位，并预留出能够让光纤滑环端口通过的孔，考虑到顶丝会影响滚动轴承的运动，因此可多设置一阶阶梯。综上，设计了至少有4个阶梯的阶梯轴，其结构如图15所示。

（6）机架

将伺服电机、电磁耦合器、卷筒、排线器、光缆导槽、第一导轮、一级缓冲装置和控制器均安装在机架上；机架采用铝合金型材拼接而成。而机架的设计要考虑收放线的线槽位置，卷筒安放中心位置必须与其相同，电机支架采用四根螺栓固定在机架上。将靠近电磁耦合器的阶梯轴、轴承、轴承座、卷筒、远离电磁耦合器的阶梯轴、轴承、轴承座按照安装顺序安装完成后以最后轴承座的位置确定在最边上的横梁位置。

（7）电磁耦合器托板

电磁耦合器通过托板11安装在机架的中梁上；托板的具体结构如图16和图17所示，托板底部开设有多个条形孔1101，电磁耦合器通过紧固件固定在条形孔1101位置处。

将托板放置在机架上，将电磁耦合器放置到托板中，使电机输出轴与电磁耦合器轴共轴。为了方便电磁耦合器前后调距与安装需要，所以在托板下方，安装电磁耦合器支架处开出条型孔。为了保证托板的结构强度设计托板壁厚为10mm,并且两边设置侧板1102，保证整体强度的同时也提高了装置的美观性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种智能同步收放线系统，其特征在于，包括：收放线组件、压力传感器、控制器、一级缓冲装置和二级缓冲装置；

所述压力传感器用于实时采集收放线过程中光缆的受力参数；

所述控制器用于将光缆当前受力参数与设定值进行比较，根据两者差值大小，调节所述收放线组件的转速，直至光缆受力参数维持在设定值；

所述一级缓冲装置靠近所述收放线组件的首端安装，用于在所述收放线组件的转速突变时，阻止光缆长度发生大幅变化；

所述二级缓冲装置安装在测试车上，用于缓冲光缆随测试车加减速移动时受到冲击。

2.根据权利要求1所述的智能同步收放线系统，其特征在于，所述收放线组件包括：伺服电机、电磁耦合器、卷筒、排线器、光缆导槽和第一导轮；

所述电磁耦合器连接在所述伺服电机的驱动轴和所述卷筒的转轴之间；

所述卷筒收放的光缆经所述排线器理线后，经所述第一导轮导入所述光缆导槽，光缆出所述光缆导槽后，经所述二级缓冲装置固定在测试车上。

3.根据权利要求2所述的智能同步收放线系统，其特征在于，在放线过程中，若当前光缆受力参数小于设定值，所述控制器控制所述伺服电机在放线方向上的旋转速度降低，增大光缆张紧力；若当前光缆受力参数大于设定值，所述控制器控制所述伺服电机在放线方向上的旋转速度增加，降低光缆张紧力。

4.根据权利要求2所述的智能同步收放线系统，其特征在于，在收线过程中，若当前光缆受力参数小于设定值，所述控制器控制所述伺服电机在收线方向上的旋转速度增加，增大光缆张紧力；若当前光缆受力参数大于设定值，所述控制器控制所述伺服电机收线方向上的旋转速度降低，降低光缆张紧力。

5.根据权利要求2所述的智能同步收放线系统，其特征在于，所述控制器根据当前光缆受力参数与设定值间的差值以及测试车车速计算所述电磁耦合器的激磁电流，控制所述电磁耦合器输出恒定转矩，并同步控制所述伺服电机运行速度。

6.根据权利要求2所述的智能同步收放线系统，其特征在于，还包括：人机交互界面；

所述人机交互界面包括主界面和参数设置界面，所述主界面用于实时显示测试车车速、测试车实时位置、伺服电机转速、伺服电机旋转圈数、电磁耦合器阻尼、卷筒转速、光缆张力以及当前运行模式；

所述参数设置界面用于对所述伺服电机和所述电磁耦合器的相关参数进行设定。

7.根据权利要求6所述的智能同步收放线系统，其特征在于，所述运行模式包含手动模式和自动模式；在手动模式下，通过按动收线按钮、放线按钮或停止按钮，控制伺服电机正转、反转或停止运行，用于所述收放线组件的调试和维护；在自动模式下，控制器根据所述压力传感器采集的实时数据以及测试车的实时运行状态，实时改变伺服电机转速和电磁耦合器阻尼，适应性调整光缆的收放速度和张力。

8.根据权利要求6所述的智能同步收放线系统，其特征在于，所述二级缓冲装置安装在测试车上；测试车上装载有多种测速装置，包括五轮仪和激光测速传感器，分别用于检测测试车的运行速度及位置，并将检测数据通过光缆或光纤滑环传输至所述控制器。

9.根据权利要求2所述的智能同步收放线系统，其特征在于，所述一级缓冲装置包括滑轨、第一弹簧阻尼件和滑块；所述第一弹簧阻尼件和所述滑块均位于所述滑轨上；所述第一弹簧阻尼件与所述滑轨水平设置，且所述第一弹簧阻尼件的一端与所述滑轨固定连接，另一端与所述滑块固定连接；所述滑块与所述第一导轮固定连接，且所述滑块与所述滑轨滑动连接。

10.根据权利要求2所述的智能同步收放线系统，其特征在于，所述二级缓冲装置包括：第二导轮、第三导轮、第四导轮、导轮固定件、第二弹簧阻尼件和直线位移传感器；所述第二导轮和所述第三导轮水平固定在所述导轮固定件的两端；所述第四导轮固定在所述第二弹簧阻尼件上；所述第二弹簧阻尼件与所述导轮固定件垂直布置，且所述第二弹簧阻尼件的一端与所述导轮固定件连接，另一端与所述直线位移传感器连接；所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮呈倒三角形状排布，光缆依次经所述第二导轮、所述第四导轮和所述第三导轮后固定在测试车上。