一种用于水下光纤微缆的恒张力收放装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于水下光纤微缆的恒张力收放装置，主要包括储缆机构、排缆机构、张力检测机构、出缆机构、控制器、平台。储缆机构、排缆机构、张力检测机构、出缆机构、控制器均固定于平台上侧。光纤微缆的一端与储缆机构相连接，缠绕在储缆机构上，依次绕过排缆机构、张力检测机构、出缆机构。控制器接收磁致伸缩位移传感器信号，调整储缆机构、排缆机构、出缆机构，实现光纤微缆恒张力。本发明专利技术设置张力检测机构、使用带有掉电记忆功能的排缆电机编码器，有效避免了收揽卷筒上乱缆，夹缆等现象，实现了精确排缆。通过设置扭矩保持器和联轴器连接，当出缆端张力突然增大时，确保光纤微缆能迅速放出且不损伤光纤。迅速放出且不损伤光纤。迅速放出且不损伤光纤。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下光纤微缆的恒张力收放装置


[0001]本专利技术属于水下光纤微缆收放设备
，具体是一种用于水下光纤微缆的恒张力收放装置。

技术介绍

[0002]海洋覆盖了70.8％的地球表面，为了更好地利用开发海洋资源，海洋探测已成为世界各国的研究热点。光纤微缆是海洋勘探水下机器人与母船的连接件之一，是连接操作平台和水下探测设备的“中枢神经”，是深潜探测技术系统的关键组成部分。光纤微缆主要为系统提供良好的数据传输通道，可承载光纤通信、遥控指令传递、视频影像传输、水下机器人收放承载等综合功能，光纤传输抗电磁干扰的优势使其可广泛应用于鱼雷、深潜器、水下机器人等水下工具，以及远距离水下监视平台等，还可用于海洋调查、打捞、采矿、监测海底电缆管道等。
[0003]水下作业设备(HOV载人潜水器、ROV无人潜水器等)是目前应用海洋领域中最前沿的有效手段。水下作业设备需要通过承重缆将潜水器或者连同其中继器吊放至一定水下深度，并通过承重缆向潜水器传输动力和建立通讯联系。随着作业深度的增加，承重缆长度可达几千米甚至上万米，回收承重缆的水面绞车需要缠绕多达数十层。受到大的缆绳张力影响，在绞车回收带缆的过程中，经常出现乱缆(空槽、咬缆、背缆)、夹缆等不良现象，会直接影响到整个绞车和水下设备的正常运行及工作人员的安全。因此，为了满足用户水下可反复收放并实现整齐收缆的使用要求，对水下恒张力收放光纤装置展开研制。
[0004]在已有的技术中，专利公布号为CN105800491A的专利技术中，公开了一种绞车的排缆装置，执行单元为步进电机，通过编码器，传感器等设备对卷扬机和绞车的实时状态进行采集与传递，再利用PLC的自动化控制功能，对排缆机构进行闭环控制，可以同时实现收缆与排缆功能。该专利技术其控制器通过三个传感器能实时获取缆绳和卷筒的实时位置，一是导缆轮在丝桥导杆两个极限位置所装有的行程开关，主要用于保证排缆机构运动到两个极限位置时能进行准确换向。二是与卷筒相连的旋转绝对值编码器。三是与卷筒平行的位移传感器，三者协同反馈卷筒和缆绳的实际位置，控制步进电机的脉冲，从而使缆线整齐的排列在卷筒上。该专利技术排缆机构采用了过多的传感器，一定程度上增加了控制的复杂性，并且大多数行程开关在水下环境尤其是深海环境中并不可靠，无法实现在深水环境中的整齐排缆。
[0005]专利公布号为CN101799577B的中国专利技术专利，公开了一种深海光纤细缆收放绞车，其特征包括机架、液压控制系统、动力机构、卷筒机构、排缆机构、输送机构及出缆装置，光纤微缆穿过出缆口，顺序绕过输送机构的主动轮及排缆机构的排缆滚轮，卷绕在卷筒上。该专利技术利用液压马达作为动力源，通过两套同步带传动机构分别驱动卷筒机构、排缆机构及输送机构，并通过输送机构的超越离合器实现光纤细缆的收缆及放缆，并且设有切割机构，当光纤细缆在水中与其它障碍物发生缠绕时，切割机构可切断细缆，保护深海空间站和人员的安全。该专利技术结构紧凑，省去了手动操作收揽作业，且可在水下环境使用，但是未加入张力检测单元，不能实现恒张力控制收放缆，收揽时易造成夹缆，乱缆等现象。

技术实现思路

[0006]为了克服现有光纤微缆收放装置存在的收揽时易造成夹缆，乱缆等现象，以及在深水环境下工作的不可靠性，本专利技术提出了一种用于水下光纤微缆的恒张力收放装置。
[0007]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
[0008]一种用于水下光纤微缆的恒张力收放装置，主要包括储缆机构、排缆机构、张力检测机构、出缆机构、控制器、平台。
[0009]所述储缆机构、所述排缆机构、所述张力检测机构、所述出缆机构、所述控制器均位于所述平台上侧，且固定连接，所述平台为收放装置提供基础支撑。所述储缆机构、所述排缆机构、所述张力检测机构、所述出缆机构均与控制器连通，所述控制器用于接收信号并发出控制信号，以达到收放装置输出恒张力光纤微缆的目标。
[0010]所述储缆机构位于收放装置的后端，所述出缆机构位于收放装置的前端。光纤微缆的一端与所述储缆机构相连接，光纤微缆缠绕在所述储缆机构上，依次绕过所述排缆机构、所述张力检测机构、所述出缆机构，至水下机器人或工作平台。所述出缆机构、所述张力检测机构、所述排缆机构自收放装置前端开始，依次排列。所述排缆机构位于所述储缆机构的下侧。
[0011]所述储缆机构用于光纤微缆的存储，所述排缆机构用于光纤微缆由所述储缆机构至所述张力检测机构的连接，所述张力检测机构用于对光纤微缆的张力进行检测，所述出缆机构用于光纤微缆的输出。
[0012]所述张力检测机构，包括底座、位移传感器支架、前导引轮支座、后导引轮支座、磁致伸缩位移传感器、张力检测轮滑轨、限位挡块、张力检测滑块、磁环、压缩弹簧、张力检测轮、后导引轮、前导引轮、信号线、后导引轮轴、张力检测轮轴、前导引轮轴。
[0013]由所述排缆机构至所述出缆机构的光纤微缆，依次绕过所述后导引轮、所述张力检测轮、所述前导引轮。所述后导引轮、所述张力检测轮、所述前导引轮位于同一垂直平面内。所述后导引轮的中心线与所述前导引轮的中心线平行且位于同一水平面上。
[0014]所述底座位于所述平台上侧，与所述平台固定连接。所述位移传感器支架、所述前导引轮支座、所述后导引轮支座均位于所述底座上侧，且固定连接。所述前导引轮支座、所述位移传感器支架、所述后导引轮支座自收放装置前端至收放装置后端依次排列。
[0015]所述前导引轮通过所述前导引轮轴与所述前导引轮支座相连接，所述后导引轮通过所述后导引轮轴与所述后导引轮支座相连接。所述张力检测轮通过所述张力检测轮轴与所述张力检测滑块相连接，所述张力检测滑块与所述张力检测轮滑轨相接，可沿所述张力检测轮滑轨在竖直方向移动。所述张力检测轮滑轨位于所述位移传感器支架的内侧，与所述位移传感器支架固定连接，2个张力检测轮滑轨在所述位移传感器支架内对称设置，张力检测轮滑轨的两端设置有所述限位挡块，所述限位挡块与所述位移传感器支架固定连接，所述限位挡块用于限定所述张力检测滑块的最低或最高位置。
[0016]所述压缩弹簧位于所述张力检测滑块与所述底座之间，两端分别与所述张力检测滑块、所述底座相接。
[0017]所述磁致伸缩位移传感器通过螺母与所述位移传感器支架固定，所述磁致伸缩位移传感器通过所述信号线与所述控制器连通。
[0018]所述磁环位于所述张力检测滑块上侧，与所述张力检测滑块固定连接，所述磁致
伸缩位移传感器的测量杆穿过所述磁环、所述张力检测滑块的通孔、所述压缩弹簧上端内部。
[0019]所述控制器接收所述磁致伸缩位移传感器信号，调整所述储缆机构、所述排缆机构、所述出缆机构，实现光纤微缆恒张力。
[0020]上述的用于水下光纤微缆的恒张力收放装置，所述磁致伸缩位移传感器承受的水压深度为1000m。
[0021]上述的用于水下光纤微缆的恒张力收放装置，所述储缆机构，包括卷筒、卷筒电机、卷筒电机编码器、卷筒电机座、卷筒轴承座、卷筒轴、联轴器。
[0022]所述卷筒电机座、所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水下光纤微缆的恒张力收放装置，其特征在于，主要包括储缆机构(100)、排缆机构(200)、张力检测机构(300)、出缆机构(400)、控制器(500)、平台(600)；所述储缆机构(100)、所述排缆机构(200)、所述张力检测机构(300)、所述出缆机构(400)、所述控制器(500)均位于所述平台(600)上侧，且固定连接，所述平台(600)为收放装置提供基础支撑；所述储缆机构(100)、所述排缆机构(200)、所述张力检测机构(300)、所述出缆机构(400)均与控制器(500)连通，所述控制器(500)用于接收信号并发出控制信号，以达到收放装置输出恒张力光纤微缆的目标；所述储缆机构(100)位于收放装置的后端，所述出缆机构(400)位于收放装置的前端；光纤微缆的一端与所述储缆机构(100)相连接，光纤微缆缠绕在所述储缆机构(100)上，依次绕过所述排缆机构(200)、所述张力检测机构(300)、所述出缆机构(400)，至水下机器人或工作平台；所述出缆机构(400)、所述张力检测机构(300)、所述排缆机构(200)自收放装置前端开始，依次排列；所述排缆机构(200)位于所述储缆机构(100)的下侧；所述储缆机构(100)用于光纤微缆的存储，所述排缆机构(200)用于光纤微缆由所述储缆机构(100)至所述张力检测机构(300)的连接，所述张力检测机构(300)用于对光纤微缆的张力进行检测，所述出缆机构(400)用于光纤微缆的输出；所述张力检测机构(300)，包括底座(18)、位移传感器支架(19)、前导引轮支座(20)、后导引轮支座(21)、磁致伸缩位移传感器(22)、张力检测轮滑轨(23)、限位挡块(24)、张力检测滑块(25)、磁环(26)、压缩弹簧(27)、张力检测轮(28)、后导引轮(29)、前导引轮(30)、信号线(31)、后导引轮轴(41)、张力检测轮轴(42)、前导引轮轴(43)；由所述排缆机构(200)至所述出缆机构(400)的光纤微缆，依次绕过所述后导引轮(29)、所述张力检测轮(28)、所述前导引轮(30)；所述后导引轮(29)、所述张力检测轮(28)、所述前导引轮(30)位于同一垂直平面内；所述后导引轮(29)的中心线与所述前导引轮(30)的中心线平行且位于同一水平面上；所述底座(18)位于所述平台(600)上侧，与所述平台(600)固定连接；所述位移传感器支架(19)、所述前导引轮支座(20)、所述后导引轮支座(21)均位于所述底座(18)上侧，且固定连接；所述前导引轮支座(20)、所述位移传感器支架(19)、所述后导引轮支座(21)自收放装置前端至收放装置后端依次排列；所述前导引轮(30)通过所述前导引轮轴(43)与所述前导引轮支座(20)相连接，所述后导引轮(29)通过所述后导引轮轴(41)与所述后导引轮支座(21)相连接；所述张力检测轮(28)通过所述张力检测轮轴(42)与所述张力检测滑块(25)相连接，所述张力检测滑块(25)与所述张力检测轮滑轨(23)相接，可沿所述张力检测轮滑轨(23)在竖直方向移动；所述张力检测轮滑轨(23)位于所述位移传感器支架(19)的内侧，与所述位移传感器支架(19)固定连接，2个张力检测轮滑轨(23)在所述位移传感器支架(19)内对称设置，张力检测轮滑轨(23)的两端设置有所述限位挡块(24)，所述限位挡块(24)与所述位移传感器支架(19)固定连接，所述限位挡块(24)用于限定所述张力检测滑块(25)的最低或最高位置；所述压缩弹簧(27)位于所述张力检测滑块(25)与所述底座(18)之间，两端分别与所述张力检测滑块(25)、所述底座(18)相接；所述磁致伸缩位移传感器(22)通过螺母(40)与所述位移传感器支架(19)固定，所述磁
致伸缩位移传感器(22)通过所述信号线(31)与所述控制器(500)连通；所述磁环(26)位于所述张力检测滑块(25)上侧，与所述张力检测滑块(25)固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李知远，许晖，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
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