CN114275699B - 一种无人值守可变缆径式水下电动绞车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下探测技术领域，具体涉及一种无人值守可变缆径式水下电动绞车；包括机架、储缆机构、左右往复机构和可变径排缆机构；机架上由前至后分布安装有左右往复机构和储缆机构，且通过驱动左右往复机构工作，带动可变径排缆机构进行左右往复移动；可变径排缆机构包括连接支架、安装架、导向辊、导向带、导向电机、弹簧伸缩销、支承伸缩杆和缆径识别传感器；连接支架的内部左右两侧对称分布有安装架，每个安装架上前后两侧对称转动安装有导向辊，两个导向辊之间绕接有导向带。本发明通过设置可变径排缆机构，可以使可变径的组合缆绳在进行放缆时保持恒张力的目的，同时也满足变径缆进行收放的能力。

Description

一种无人值守可变缆径式水下电动绞车

技术领域

本发明涉及水下探测技术领域，具体涉及一种无人值守可变缆径式水下电动绞车。

背景技术

目前，广泛使用水下机器人、拖体等探测设备进行深海探测，水下绞车是满足这些探测设备收、放需求的设备。设备处于深水环境下使用，其安装平台空间多较为狭小，安装平台承载能力较低，实际收、放缆绳较长，在满足较长长度缆绳的储存和收、放同时，水下绞车需要具备小型化和轻量化的特点；实际使用中，缆绳多为变直径的组合缆，绞车需要具备变径缆绳收放和在放缆时张力控制的能力。因此亟需研发一种无人值守可变缆径式水下电动绞车来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种无人值守可变缆径式水下电动绞车，本发明通过设置可变径排缆机构，可以使可变径的组合缆绳在进行放缆时保持恒张力的目的，同时也满足变径缆进行收放的能力。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种无人值守可变缆径式水下电动绞车，包括机架、储缆机构、左右往复机构和可变径排缆机构；所述机架上由前至后分布安装有所述左右往复机构和所述储缆机构，且通过驱动所述左右往复机构工作，带动所述可变径排缆机构进行左右往复移动；

所述可变径排缆机构包括连接支架、安装架、导向辊、导向带、导向电机、弹簧伸缩销、支承伸缩杆和缆径识别传感器；所述连接支架的内部左右两侧对称分布有所述安装架，每个所述安装架上前后两侧对称转动安装有所述导向辊，两个所述导向辊之间绕接有所述导向带，其中前侧一个所述导向辊的驱动端与安装于所述安装架上的所述导向电机的输出端相连，左右两个所述安装架的左右外侧壁上分别通过四个所述弹簧伸缩销与所述连接支架的左右内侧壁相连，同时通过四个所述支承伸缩杆分别与左右两个所述安装架进行相连，而且所述安装架上还包括设置的所述缆径识别传感器。

优选的，所述可变径排缆机构还包括设置的四个导向板，四个所述导向板分别转动安装于所述连接支架的前后两端，且均处于向下倾斜状态设置。

优选的，所述导向带采用V型带，且其V型带的外表面设有用于增加摩擦力的防滑层。

优选的，所述缆径识别传感器包括转动板、压缩弹簧、感应板和接近传感器；所述转动板转动安装于所述连接支架的前后端，所述转动板的左右外侧壁上连接有所述压缩弹簧，所述压缩弹簧的另一端设有所述感应板，所述连接支架上安装有与每个所述感应板处相对应检测配合的所述接近传感器；

而且所述缆径识别传感器设置的数量为四个，分布于所述连接支架的前后两端上。

优选的，所述支承伸缩杆包括支承套筒和支承滑动杆，所述支承套筒的内部左右两侧分别滑动插接有两个所述支承滑动杆，通过两个所述支承滑动杆的左右外侧端与左右两侧所述安装架相连。

优选的，所述储缆机构包括储缆电机、储缆减速箱、轴承、滚筒和光电滑环；所述机架的左侧壁上安装有所述储缆减速箱，所述储缆减速箱的输入端与所述储缆电机的输出端相连，所述储缆减速箱的输出端与所述滚筒的左侧轴端相连，所述滚筒的左右轴端通过所述轴承转动安装于所述机架上，同时所述轴承上采用聚四氟乙烯环和O型圈组合形式进行动密封，而且所述滚筒的右侧轴端上还包括设置的用于信号传输的所述光电滑环。

优选的，所述左右往复机构包括往复电机、往复减速箱、丝杠、螺母、导向套和导向杆；所述机架的左侧壁上安装有所述往复减速箱，所述往复减速箱的输入端与所述往复电机的输出端相连，所述往复减速箱的输出端与转动安装于所述机架上的所述丝杠的端部相连，所述丝杠的螺纹处螺纹套设有所述螺母，所述机架上还包括设置的所述导向杆，所述导向杆上滑动套设有所述导向套，所述连接支架的上下端分别与所述导向套和所述螺母相连。

优选的，还包括控制单元和监控单元，所述控制单元用于实现设备的远程操控，设置于所述机架的右侧壁上；所述监控单元用于对设备运行状态进行监测，其设置的数量为两个，分布于所述机架的前端左右两侧。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过设置可变径排缆机构，可以使可变径的组合缆绳在进行放缆时保持恒张力的目的，同时也满足变径缆进行收放的能力。

2、本发明的绞车处于深水环境，轴承的安装处通过采用聚四氟乙烯环和O型圈组合形式进行动密封，达到具有耐高压和高可靠密封能力。

3、本发明的绞车的噪声对探测设备或安装平台多有影响，通过电机和减速箱均用内衬吸声材料罩子密封，进行绞降低噪声。

4、本发明的绞车受限于所处环境，无人值守，通过设置光电滑环、远程控制单元和监控单元，达到具备远程操作、监控和信号传输的能力。

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他的附图。

图1是本发明的结构左视图；

图2是本发明的结构右视图；

图3是本发明中可变径排缆机构的结构正视图；

图4是本发明中可变径排缆机构的结构后视图；

图5是本发明中可变径排缆机构的结构俯视图。

图中：1-机架、2-储缆机构、21-储缆电机、22-储缆减速箱、23-滚筒、 24-光电滑环、3-左右往复机构、31-往复电机、32-往复减速箱、33-丝杠、 34-螺母、35-导向套、36-导向杆、4-可变径排缆机构、41-连接支架、42- 安装架、43-导向辊、44-导向带、45-导向电机、46-弹簧伸缩销、47-支承伸缩杆、471-支承套筒、472-支承滑动杆、48-缆径识别传感器、481-转动板、482-压缩弹簧、483-感应板、484-接近传感器、49-导向板、5-控制单元、6-监控单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

实施例一：

请参阅图1～5所示，本发明实施例具体公开提供了一种无人值守可变缆径式水下电动绞车的技术方案，包括机架1、储缆机构2、左右往复机构 3和可变径排缆机构4；机架1上由前至后分布安装有左右往复机构3和储缆机构2，且通过驱动左右往复机构3工作，带动可变径排缆机构4进行左右往复移动；上述技术方案具体使用时，通过储缆机构2可以实现对可变径的组合缆进行收放的功能；通过左右往复机构3的设置，可以配合上述储缆机构2在进行收缆时，进行左右往复移动，确保缆绳缠绕排列整齐。通过调整储缆电机21与往复电机31的转速比，可实现变缆径组合缆在卷筒上的紧密排列；通过上述可变径排缆机构4的设置，可以达到对可变径的组合缆进行恒张力放缆。

可变径排缆机构4包括连接支架41、安装架42、导向辊43、导向带 44、导向电机45、弹簧伸缩销46、支承伸缩杆47和缆径识别传感器48；连接支架41的内部左右两侧对称分布有安装架42，安装架42呈C型框结构设置，每个安装架42上前后两侧对称转动安装有导向辊43，两个导向辊43之间绕接有导向带44，其中前侧一个导向辊43的驱动端与安装于安装架42上的导向电机45的输出端相连，左右两个安装架42的左右外侧壁上分别通过四个弹簧伸缩销46与连接支架41的左右内侧壁相连，同时通过四个支承伸缩杆47分别与左右两个安装架42进行相连，而且安装架42 上还包括设置的缆径识别传感器48。上述可变径排缆机构4具体使用时，即水下缆绳处于近似零浮力状态，放缆时需要施加一定张力，装置配备左右两侧四个导向辊43，左右两侧导向辊43分别配备V型带，增加摩擦力，下端两个配备两个导向电机45，即小型直流电机。收缆时，四个导向辊43 均为从动柱，受缆绳的摩擦力运动；放缆时，上端两个导向辊43为从动柱，下端两个导向电机45开始工作，给缆绳施加摩擦力，实现恒张力放缆。左右两侧导向辊43配备安装架42，与装置最外侧连接支架41采用弹簧伸缩销46连接，可以受缆绳的挤压向左右两侧往复运动，从而实现组合缆的可变径功能。在上述弹簧伸缩销46进行左右伸缩移动的同时，通过上述支承伸缩杆47的支承左右伸缩配合，可以达到对左右两组导向辊43之间的间距进行调节支承的目的，进一步提高安装架42以及四个导向辊43之间左右移动时的稳固性。

在本发明的实施例中，可变径排缆机构4还包括设置的四个导向板49，四个导向板49分别转动安装于连接支架41的前后两端，且均处于向下倾斜状态设置；可以防止不同缆径缆绳进入装置时与装置发生碰撞。

在本发明的实施例中，导向带44采用V型带，且其V型带的外表面设有用于增加摩擦力的防滑层；进一步加强导向带44牵引输送可变径缆绳进行放缆的效果。

在本发明的实施例中，缆径识别传感器48包括转动板481、压缩弹簧 482、感应板483和接近传感器484；转动板481转动安装于连接支架41 的前后端，转动板481的左右外侧壁上连接有压缩弹簧482，压缩弹簧482 的另一端设有感应板483，连接支架41上安装有与每个感应板483处相对应检测配合的接近传感器484；而且缆径识别传感器48设置的数量为四个，分布于连接支架41的前后两端上。采用远端接近传感器484识别组合缆的缆径，传感器端配备感应板483，受不同缆径的挤压可在一定角度内往复运动，从而实现不同缆径的识别，最大可识别具有3种缆径的缆绳。即缆径分为A类、B类和C类缆径，A类缆径较细、B类缆径较粗、C类缆径最粗；当A类缆绳进入可变径排缆机构4时，其穿过左右两侧转动板481之间，对转动板481不接触，转动板481不不发生偏转；当B类缆绳进入可变径排缆机构4时，会对左侧的转动板481施加一定作用力，使转动板481 发生偏转，带动左侧感应板483偏转触碰接近传感器484，使压缩弹簧482 产生弹性缓冲，达到对接近传感器484进行缓冲防护的目的；此时通过上述左侧接近传感器484的检测触碰信号，可对B类缆绳的缆径进行识别；同理当上述C类缆径缆绳进入时，通过右侧的接近传感器484可识别C类缆径的缆绳；且上述左侧的感应板483和右侧的感应板483所偏转的角度值不同，即左侧的感应板483偏转的角度小，右侧感应板483偏转的角度大。

在本发明的实施例中，支承伸缩杆47包括支承套筒471和支承滑动杆 472，支承套筒471的内部左右两侧分别滑动插接有两个支承滑动杆472，通过两个支承滑动杆472的左右外侧端与左右两侧安装架42相连。上述支承伸缩杆47进行使用时，当左右两侧安装架42相互远离或靠近时，左右两侧的两个支承滑动杆472在支承套筒471在相互远离或靠近滑动。

在本发明的实施例中，储缆机构2包括储缆电机21、储缆减速箱22、轴承、滚筒23和光电滑环24；机架1的左侧壁上安装有储缆减速箱22，储缆减速箱22的输入端与储缆电机21的输出端相连，储缆减速箱22的输出端与滚筒23的左侧轴端相连，滚筒23的左右轴端通过轴承转动安装于机架1上，同时轴承上采用聚四氟乙烯环和O型圈组合形式进行动密封，而且滚筒23的右侧轴端上还包括设置的用于信号传输的光电滑环24。上述储缆电机21选用低噪声直流电机。

在本发明的实施例中，左右往复机构3包括往复电机31、往复减速箱 32、丝杠33、螺母34、导向套35和导向杆36；机架1的左侧壁上安装有往复减速箱32，往复减速箱32的输入端与往复电机31的输出端相连，往复减速箱32的输出端与转动安装于机架1上的丝杠33的端部相连，丝杠 33的螺纹处螺纹套设有螺母34，机架1上还包括设置的导向杆36，导向杆36上滑动套设有导向套35，连接支架41的上下端分别与导向套35和螺母34相连。上述往复电机31选用伺服电机。同理上述丝杠33进行转动安装时，也通过上述轴承进行安装，轴承上采用聚四氟乙烯环和O型圈组合形式进行动密封。而且上述储缆电机21、储缆减速箱22、往复电机31 和往复减速箱32均用内衬吸声材料罩子密封，达到降噪的目的。

而且上述左右往复机构3使用时，可以通过在其左右两侧设置触碰传感器，当螺母34或导向套35向左或右滑动触碰至触碰传感器时，会发送信号至控制单元5，控制单元5控制往复电机31进行正反转动，实现连接支架41及其上安装的可变径排缆机构4进行向左或向右移动的目的。

在本发明的实施例中，还包括控制单元5和监控单元6，控制单元5 用于实现设备的远程操控，设置于机架1的右侧壁上；监控单元6用于对设备运行状态进行监测，其设置的数量为两个，分布于机架1的前端左右两侧。

本发明满足水下使用条件，并具有较强收、放缆的能力，具有小型化、轻量化、变径缆收放、低噪声、无人化的特点。

上述涉及的电器元件的控制方式是通过与其配套的控制单元5进行控制的，且控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，仅对其进行使用，未对其进行改进，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细对控制方式和电路连接进行赘述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种无人值守可变缆径式水下电动绞车，其特征在于：包括机架(1)、储缆机构(2)、左右往复机构(3)和可变径排缆机构(4)；所述机架(1)上由前至后分布安装有所述左右往复机构(3)和所述储缆机构(2)，且通过驱动所述左右往复机构(3)工作，带动所述可变径排缆机构(4)进行左右往复移动；

所述可变径排缆机构(4)包括连接支架(41)、安装架(42)、导向辊(43)、导向带(44)、导向电机(45)、弹簧伸缩销(46)、支承伸缩杆(47)和缆径识别传感器(48)；所述连接支架(41)的内部左右两侧对称分布有所述安装架(42)，每个所述安装架(42)上前后两侧对称转动安装有所述导向辊(43)，两个所述导向辊(43)之间绕接有所述导向带(44)，其中前侧一个所述导向辊(43)的驱动端与安装于所述安装架(42)上的所述导向电机(45)的输出端相连，左右两个所述安装架(42)的左右外侧壁上分别通过四个所述弹簧伸缩销(46)与所述连接支架(41)的左右内侧壁相连，同时通过四个所述支承伸缩杆(47)分别与左右两个所述安装架(42)进行相连，而且所述安装架(42)上还包括设置的所述缆径识别传感器(48)。

2.根据权利要求1所述的一种无人值守可变缆径式水下电动绞车，其特征在于：所述可变径排缆机构(4)还包括设置的四个导向板(49)，四个所述导向板(49)分别转动安装于所述连接支架(41)的前后两端，且均处于向下倾斜状态设置。

3.根据权利要求1所述的一种无人值守可变缆径式水下电动绞车，其特征在于：所述导向带(44)采用V型带，且其V型带的外表面设有用于增加摩擦力的防滑层。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守可变缆径式水下电动绞车，其特征在于：

所述缆径识别传感器(48)包括转动板(481)、压缩弹簧(482)、感应板(483)和接近传感器(484)；所述转动板(481)转动安装于所述连接支架(41)的前后端，所述转动板(481)的左右外侧壁上连接有所述压缩弹簧(482)，所述压缩弹簧(482)的另一端设有所述感应板(483)，所述连接支架(41)上安装有与每个所述感应板(483)处相对应检测配合的所述接近传感器(484)；

而且所述缆径识别传感器(48)设置的数量为四个，分布于所述连接支架(41)的前后两端上。

5.根据权利要求1所述的一种无人值守可变缆径式水下电动绞车，其特征在于：所述支承伸缩杆(47)包括支承套筒(471)和支承滑动杆(472)，所述支承套筒(471)的内部左右两侧分别滑动插接有两个所述支承滑动杆(472)，通过两个所述支承滑动杆(472)的左右外侧端与左右两侧所述安装架(42)相连。

6.根据权利要求1所述的一种无人值守可变缆径式水下电动绞车，其特征在于：所述储缆机构(2)包括储缆电机(21)、储缆减速箱(22)、轴承、滚筒(23)和光电滑环(24)；所述机架(1)的左侧壁上安装有所述储缆减速箱(22)，所述储缆减速箱(22)的输入端与所述储缆电机(21)的输出端相连，所述储缆减速箱(22)的输出端与所述滚筒(23)的左侧轴端相连，所述滚筒(23)的左右轴端通过所述轴承转动安装于所述机架(1)上，同时所述轴承上采用聚四氟乙烯环和O型圈组合形式进行动密封，而且所述滚筒(23)的右侧轴端上还包括设置的用于信号传输的所述光电滑环(24)。

7.根据权利要求1所述的一种无人值守可变缆径式水下电动绞车，其特征在于：所述左右往复机构(3)包括往复电机(31)、往复减速箱(32)、丝杠(33)、螺母(34)、导向套(35)和导向杆(36)；所述机架(1)的左侧壁上安装有所述往复减速箱(32)，所述往复减速箱(32)的输入端与所述往复电机(31)的输出端相连，所述往复减速箱(32)的输出端与转动安装于所述机架(1)上的所述丝杠(33)的端部相连，所述丝杠(33)的螺纹处螺纹套设有所述螺母(34)，所述机架(1)上还包括设置的所述导向杆(36)，所述导向杆(36)上滑动套设有所述导向套(35)，所述连接支架(41)的上下端分别与所述导向套(35)和所述螺母(34)相连。

8.根据权利要求1所述的一种无人值守可变缆径式水下电动绞车，其特征在于：还包括控制单元(5)和监控单元(6)，所述控制单元(5)用于实现设备的远程操控，设置于所述机架(1)的右侧壁上；所述监控单元(6)用于对设备运行状态进行监测，其设置的数量为两个，分布于所述机架(1)的前端左右两侧。

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