申请/专利权人：杭州电子科技大学;浙江大学

申请日：2018-05-18

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN108557595B

主分类号：B65H75/44

分类号：B65H75/44;B65H75/38

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2018.10.23#实质审查的生效;2018.09.21#公开

摘要：本发明公开了一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车。包括绞车本体和外置部分，绞车本体包括卷取模块、排缆模块和可调底座，外置部分包括直径检测模块和导缆缓冲模块；卷取模块和排缆模块安装在可调底座上，声呐绳缆卷绕在卷取模块上，声呐绳缆经由排缆模块沿垂直于绳缆收放方向导向，然后经过直径检测模块测量直径后从导缆缓冲模块伸出。本发明实现自动变径排缆，能避免绳缆的相互挤压及塌落现象，并具有电动、手动两种收放模式，不会使得绳缆弯曲半径及摩擦力过大。

主权项：1.一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车，其特征在于：所述绞车包括绞车本体a和外置部分b，绞车本体a包括卷取模块1、排缆模块2和可调底座3，外置部分b包括直径检测模块4和导缆缓冲模块5；卷取模块1和排缆模块2安装在可调底座3上，声呐绳缆6卷绕在卷取模块1上，声呐绳缆6经由排缆模块2沿垂直于绳缆收放方向导向，然后经过直径检测模块4测量直径后从导缆缓冲模块5伸出；所述卷取模块1包括卷筒1.1、卷取减速器1.2、离合器手柄1.3、卷取电机1.4、卷取编码器1.5、第一轴承耳朵1.6、底板1.7、卷取手动摇柄1.8和第二轴承耳朵1.9；卷取减速器1.2输入轴经离合器手柄1.3和卷取电机1.4输出轴连接，卷取减速器1.2内部带有离合器，通过卷取减速器1.2上的离合器手柄1.3控制卷取减速器1.2内部离合器，卷取电机1.4尾部和卷取编码器1.5连接；底板1.7上的两侧分别固定有第一轴承耳朵1.6与第二轴承耳朵1.9，第一轴承耳朵1.6与第二轴承耳朵1.9之间安装卷筒1.1，卷取减速器1.2固定于第一轴承耳朵1.6外壁，卷取减速器1.2的输出轴穿过第一轴承耳朵1.6后与卷筒1.1的一端固定连接，卷筒1.1的另一端穿过第二轴承耳朵1.9后与卷取手动摇柄1.8固定连接，卷筒1.1上卷绕声呐绳缆6；所述排缆模块2包括排缆编码器2.1、排缆电机2.2、排缆减速器2.3、丝杠模组2.4、排缆口2.5和排缆手动摇柄2.6；排缆电机2.2尾部与排缆编码器2.1连接，排缆减速器2.3输入轴与排缆电机2.2输出轴连接；排缆减速器2.3固定在丝杠模组2.4的一端，排缆减速器2.3的输出轴与丝杠模组2.4的中心丝杠的一端固定连接，丝杠模组2.4的中心丝杠的另一端固连有排缆手动摇柄2.6，丝杠模组2.4的移动滑块上固定安装有用于声呐绳缆6穿过并沿垂直于收放方向导向的排缆口2.5；所述直径检测模块4包括直径检测传感器4.1、井字形走绳口4.2、C形固定板4.3；直径检测传感器4.1固定在C形固定板4.3上的两侧，井字形走绳口4.2固定在C形固定板4.3上；所述导缆缓冲模块5包括中空式电磁抱闸5.1、导缆底座5.2、接近开关5.3、缓冲弹簧5.4和导缆喇叭口5.5；导缆底座5.2固定安装在C形固定板4.3上，导缆底座5.2后端面安装有中空式电磁抱闸5.1，导缆底座5.2前端面经缓冲弹簧5.4与导缆喇叭口5.5的小端固连，导缆底座5.2的前端面与缓冲弹簧5.4之间安装有接近开关5.3；声呐绳缆6从导缆缓冲模块5的导缆喇叭口5.5穿入再依次经导缆底座5.2中心通孔、中空式电磁抱闸5.1后伸入到直径检测模块4的井字形走绳口4.2，声呐绳缆6从井字形走绳口4.2穿过后经由直径检测传感器4.1卷绕到绞车本体a的卷筒1.1上；通过直接检测模块4的直径检测传感器4.1检测声呐绳缆6的直径，设置排缆电机2.2与卷取电机1.4的速度比，检测出绳缆直径d之后按照以下公式设置排缆模块的速度v，从而实现自动变径排缆，使绳缆6在卷筒1.1上均匀排布：v＝nd60其中，n表示卷筒1.1的转速为n，v表示排缆模块移动速度，d表示绳缆直径；导缆喇叭口5.5为喇叭形状，喇叭口的光滑曲面形状允许绳缆6进入绞车而不会使得绳缆6弯曲半径及摩擦力过大；当缓冲弹簧5.4压缩行程后，触发接近开关5.3，给出绳缆6收尽信号，卷筒1.1急停、中空式电磁抱闸5.1动作，将绳缆6锁死。

全文数据：可分离式自动变径排缆声响绳缆收放绞车技术领域[0001]本发明涉及了一种绳缆收放装置，尤其涉及了一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车。背景技术[0002]声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪;进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。声呐绳缆一般由拖缆、声阵段及尾绳组成，在使用过程中需要专门的装置对上述声呐绳缆拖曳、回收与释放。由于绳缆一般较长，收揽过程中需要进行排缆，而上述几段绳缆直径一般不同，故需先检测绳缆直径，而后根据绳缆直径进行排缆，此时，传统的卷缆与排缆同一动力输入的方式已无法满足要求，卷缆与排缆需采取各自独立的动力模块。另外，还需考虑调试情况下需要手动收放缆的情况。发明内容[0003]为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车，该装置可针对包含多种直径的绳缆进行自动变径排缆，具有电动与手动收放缆功能，并可根据实际安装需求，将装置进行分离式安装。[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的：[0005]本发明绞车包括绞车本体和外置部分，绞车本体包括卷取模块、排缆模块和可调底座，外置部分包括直径检测模块和导缆缓冲模块;卷取模块和排缆模块安装在可调底座上，声呐绳缆卷绕在卷取模块上，声呐绳缆经由排缆模块沿垂直于绳缆收放方向导向，然后经过直径检测模块测量直径后从导缆缓冲模块伸出。[0006]所述卷取模块包括卷筒、卷取减速器、离合器手柄、卷取电机、卷取编码器、第一轴承耳朵、底板、卷取手动摇柄和第二轴承耳朵;卷取减速器输入轴经离合器手柄和卷取电机输出轴，接，卷取减速器内部带有离合器，通过卷取减速器上的离合器手柄控制卷取减速器内部离合器，卷取电机尾部和卷取编码器连接;底板上的两侧分别固定有第一轴承耳朵与第二轴承耳朵，第一轴承耳朵与第二轴承耳朵之间安装卷筒，卷取减速器固定于第一轴承耳朵外壁，卷取减速器的输出轴穿过第一轴承耳朵后与卷筒的一端固定连接，卷筒的另一端穿过第二轴承耳朵后与卷取手动摇柄固定连接，卷筒上卷绕声呐绳缆。[0007]所述排缆模块包括排缆编码器、排缆电机、排缆减速器、丝杠模组、排缆口和排缆手动摇柄;排缆电机尾部与排缆编码器连接，排缆减速器输入轴与排缆电机输出轴连接;排缆减速器固定在丝杠模组的一端，排缆减速器的输出轴与丝杠模组的中心丝杠的一端固定连接，丝杠模组的中心丝杠的另一端固连有排缆手动摇柄，丝杠模组的移动滑块上固定安装有用于声呐绳缆穿过并沿垂直于收放方向导向的排缆口。[0008]所述可调底座包括安装支架和可调支腿；安装支架下端面四角设有四个可调支腿，安装支架通过四个可调支腿支撑安装在地面，通过调节可调支腿的长度调整绞车的水平度与高度。[0009]所述直径检测模块包括直径检测传感器、井字形走绳口、C形固定板;直径检测传感器固定在C形固定板上的两侧，井字形走绳口固定在C形固定板上;所述导缆缓冲模块包括中空式电磁抱闸、导缆底座、接近开关、缓冲弹簧和导缆喇叭口；导缆底座固定安装在C形固定板上，导缆底座后端面安装有中空式电磁抱闸，导缆底座前端面经缓冲弹簧与导缆喇叭口的小端固连，导缆底座的前端面与缓冲弹簧之间安装有接近开关;声呐绳缆从导缆缓冲模块的导缆喇叭口穿入再依次经导缆底座中心通孔、中空式电磁抱闸后伸入到直径检测模块的井字形走绳口，声呐绳缆从井字形走绳口穿过后经由直径检测传感器卷绕到绞车本体的卷筒上。[0010]所述的接近开关用于检测声呐绳缆端部被导缆喇叭口阻挡后继续收拢的极限位置。[0011]所述的直径检测传感器包括布置于声呐绳缆两侧的发射端和接收端，发射端向直径检测传感器发射信号后由接收端接收。[0012]本发明针对直径变化的绳缆能实现自动变径绳缆的排缆，使得回收到卷筒上的不同直径的绳缆在卷筒上均匀排列而避免了绳缆的相互挤压及塌落现象，并具有电动、手动两种收放模式。[0013]本发明绞车的导缆缓冲模块可减小末端荷载对绞车的冲击，并允许系绳以很大角度进入绞车而不会使得绳缆弯曲半径及摩擦力过大。根据不同船体的安装要求，该绞车可进行分离式安装。[0014]本发明具有的有益效果是：[0015]1、本发明针对直径变化的声呐绳缆，可实现自动变径排缆。[0016]2、本发明可根据实际使用需求，实现声呐绳缆的回收、释放与拖曳。[0017]3、本发明可根据实际工况，在电动、收到两张收放模式之间自由切换。[0018]4、本发明可减小末端荷载对绞车的冲击，并允许系绳以很大角度进入绞车而不会使得绳缆弯曲半径及摩擦力过大。[0019]5、本发明可根据安装空间的情况，将绞车本体与外置部分分离安装，使得安装更加灵活。附图说明[0020]图1是本发明的三维图；[0021]图2是本发明的绞车本体三维图；[0022]图3是本发明的外置部分三维图。[0023]图中：a、绞车本体部件，b、外置部件，1、卷取模块，2、排缆模块，3、可调底座，4、直径检测模块，5、导缆缓冲模块，1•1、卷筒，1•2、卷取减速器，1•3、离合器手柄，1.4、卷取电机，1.5、卷取编码器，1.6、第一轴承耳朵，1•7、底板，1•8、卷取手动摇柄，1•9、第二轴承耳朵，2.1、排缆编码器，2_2、排缆电机，2_3、排缆减速器，2_4、丝杠模组，2.5、排缆口，2.6、排缆手动摇柄，3.1、安装支架，3_2、可调支腿，4_1、直径检测传感器，4.2、井字形走绳口，4.3、c形固定板，5_1、中空式电磁抱闸，5.2、导缆底座，5.3、接近开关，5.4、缓冲弹簧，5.5、导缆喇叭口。具体实施方式[0024]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。[0025]如图1所示，本发明的绞车包括绞车本体a和外置部分b，绞车本体a包括卷取模块1、排缆模块2和可调底座3，外置部分b包括直径检测模块4和导缆缓冲模块5;卷取模块丄和排缆模块2安装在可调底座3上，声呐绳缆6卷绕在卷取模块丨上，声呐绳缆6经由排缆模块2沿垂直于绳缆收放_方向导向，然后经过直径检测模块4测量直径后从导缆缓冲模块5伸出。[0026]如图2所示，卷取模块1包括卷筒^、卷取减速器丨.2、离合器手柄丨.3、卷取电机1.4、卷取编码器1.5、第=轴承耳朵1.6、底板L7、卷取手动摇柄18和第二轴承耳朵丨.9;卷=减速器1.2输入轴经罔合器手柄1.3和卷取电机1_4输出轴连接，卷取减速器1.2内部带有离合器，通过卷取减速器1.2上的离合器手柄1•3控制卷取减速器丨•2内部离合器，卷取电机1.4尾部和卷取编码器1.5连接，由卷取减速器丨.2、离合器手柄〖•3、卷取电机丨.4和卷取编码器1.5连接构成卷取动力部件;底板1.7上的两侧分别固定有第一轴承耳朵16与第二轴承耳朵1.9,第一轴承耳朵1.6与第二轴承耳朵1.9之间安装卷筒K1，卷取减速器丨.2固定于第一轴承耳朵1.6外壁，卷取减速器1_2的输出轴穿过第一轴承耳朵丨.6后与卷筒丨.丨的一端固定连接，卷筒1_1的另一端穿过第二轴承耳朵1_9后与卷取手动摇柄1.8固定连接，卷取手动摇柄1_8位于第二轴承耳朵1.9外壁，卷筒1.1上卷绕声呐绳缆6。[0027]通过卷取手动摇柄1•8和卷取电机1•4带动卷筒1•1转动，卷取手动摇柄丨.8用于人工手动转动带动卷筒1.1转动，卷取电机1.4用于机器自动转动经卷取减速器1.2带动卷筒1.1转动。[0028]如图2所示，排缆模块2包括排缆编码器2•丨、排缆电机2.2、排缆减速器2.3、丝杠模组2.4、排缆口2_5和排缆手动摇柄2.6;排缆电机2.2尾部与排缆编码器2.1连接，排缆减速器2.3输入轴与排缆电机2•2输出轴连接，由排缆编码器2•1、排缆电机2•2和排缆减速器2.3构成排缆动力部件;排缆动力部件通过排缆减速器2•3固定在丝杠模组2•4的一端，排缆减速器2•3的输出轴与丝杠模组2.4的中心丝杠的一端固定连接，丝杠模组2.4的中心丝杠的另一端固连有排缆手动摇柄2_6,丝杠模组2.4的移动滑块上固定安装有用于声呐绳缆6穿过并沿垂直于收放方向导向的排缆口2.5。[0029]丝杠模组2•4包括中心丝杠和移动滑块，移动滑块通过螺纹套装于中心丝杠上形成丝杠螺母副。[0030]通过排缆手动摇柄2•6和排缆电机2•2带动丝杠模组2•4中的中心丝杠转动，经丝杠螺母副带动移动滑块及其上的排缆口2•5水平移动。排缆手动摇柄2•6用于人工手动转动带动中心丝杠转动，排缆电机2.2用于机器自动转动经排缆减速器2•3带动中心丝杠转动。[0031]如图2所示，可调底座3包括安装支架3•1和可调支腿3•2;排缆模块2的丝杠模组2.4和卷取模块1的底板1.7固定装在安装支架3.1上，安装支架3.1下端面四角设有四个可调支腿3•2，安装支架3•1通过四个可调支腿3•2支撑安装在地面，通过调节可调支腿3.2的长度调整绞车的水平度与高度。[0032]如图3所示，直径检测模块4包括直径检测传感器4.1、井字形走绳口4.2、C形固定板4.3;直径检测传感器4.1固定在C形固定板4.3上的两侧，井字形走绳口4.2固定在C形回定板4.3上;导缆缓冲模块5包括中空式电磁抱闸5•1、导缆底座5•2、接近开关5•3冲弹簧5.4和导缆喇叭口5.5;导缆底座5.2固定安装在C形固定板4•3上，导缆底座5•2后端面安装有中空式电磁抱闸5.1，导缆底座5.2前端面经缓冲弹簧5.4与导缆喇叭口5_5的小端^连，导缆喇叭口5.5大端朝向声呐绳缆6源头，导缆底座5.2的前端面与缓冲弹簧5•4之间安装有接近开关5•3;声呐绳缆6从导缆缓冲模块5的导缆喇叭口5•5穿入再依次经导缆底座5.2中心通孔、中空式电磁抱闸5.1后伸入到直径检测模块4的井字形走绳口4.2,声呐绳缆6从井字形走绳口4.2穿过后经由直径检测传感器4.1卷绕到绞车本体a的卷筒1•1上。[0033]直径检测传感器4.1包括布置于声呐绳缆6两侧的发射端和接收端，发射端向直径检测传感器4.1发射信号后由接收端接收。[0034]如图1所示，接近开关5.3用于检测声呐绳缆6端部被导缆喇叭□5•5阻挡后继续收拢的极限位置。声呐绳缆6端部设有直径大于导缆喇叭口5.5小端的结头，在声呐绳缆6收拢过程中，当声呐绳缆6端部被导缆喇叭口5.5小端阻挡后经缓冲弹簧5•4缓冲到极限位置时，接近开关5.3能检测到声呐绳缆6端部移动到极限位置。[0035]本发明的实施例工作原理如下：[0036]声呐绳缆6首先由绞车端部的导缆喇叭口5.5进入，依次穿过缓冲弹簧5.4、中空式电磁抱闸5.1、直径检测传感器4.1、井字形走绳口4•2后进入排缆口2•5，最后固定于卷筒1.1的内壁处。[0037]通过卷取模块1的卷取电机1.4驱动卷筒1•1旋转实现绳缆6的收放，经排缆模块2的丝杠模组2.4将排缆动力部件的旋转运动转化为排缆口2.5的往复直线运动实现排缆，通过直接检测模块4的直径检测传感器4.1检测声呐绳缆6的直径，从而设置排缆电机2.2与卷取电机1.4的速度比，使绳缆6在卷筒1.1上均匀排布。假设卷筒1.1的转速为nrmin，排缆模块移动速度为vms，假设绳缆直径为d，则v与n的关系为:v=nd60，即检测出绳缆直径d之后可根据上式设置排缆模块的速度v，从而实现自动变径排缆。[0038]当绳缆6收尽后，末端荷载与导缆缓冲模块5的喇叭口5.5接触，继续收绳后会压缩缓冲弹簧5.4，此时缓冲弹簧5.4起到缓冲作用，减小末端荷载对绞车的冲击，导缆喇叭口5.5为喇叭形状，喇叭口的光滑曲面形状能允许绳缆6以很大角度进入绞车而不会使得绳缆6弯曲半径及摩擦力过大，即起到了导缆的作用。另外，当缓冲弹簧5.4压缩至一定行程后，触发接近开口5.3,给出绳缆6收尽信号，卷筒1.1急停、中空式电磁抱闸5.1动作，将绳缆6锁死。

权利要求：1.一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车，其特征在于：该绞车包括绞车本体a和外置部分b，绞车本体a包括卷取模块1、排缆模块2和可调底座3，外置部分⑹包括直径检测模块⑷和导缆缓冲模块5;卷取模块⑴和排缆模块⑵安装在可调底座⑶上，声呐绳缆⑹卷绕在卷取模块a上，声呐绳缆¢3经由排缆模块⑵沿垂直于绳缆收放方向导向，然后经过直径检测模块⑷测量直径后从导缆缓冲模块⑸伸出。2.根据权利要求1所述的一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车，其特征在于：所述卷取模块1包括卷筒（1.1、卷取减速器1.2、离合器手柄1.3、卷取电机1.4、卷取编码器（1•5、第一轴承耳朵（1.6、底板（1.7、卷取手动摇柄（1.8和第二轴承耳朵1•9;卷取减速器（1•2输入轴经离合器手柄（1.3和卷取电机（1.4输出轴连接，卷取减速器（1•2内部带有离合器，通过卷取减速器a.2上的离合器手柄（1.3控制卷取减速器1•2内部离合器，卷取电机（1•4尾部和卷取编码器（1•5连接;底板（1.7上的两侧分别固定有第一轴承耳朵（1.6与第二轴承耳朵（1.9，第一轴承耳朵（1.6与第二轴承耳朵1•9之间安装卷筒（1.1，卷取减速器d.2固定于第一轴承耳朵（1.6外壁，卷取减速器1.2的输出轴穿过第一轴承耳朵（1.6后与卷筒（1.1的一端固定连接，卷筒（1.1的另一端穿过第二轴承耳朵（1.9后与卷取手动摇柄（1.8固定连接，卷筒（1.1上卷绕声呐绳缆⑹。3.根据权利要求1所述的一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车，其特征在于：所述排缆模块（2包括排缆编码器（2.1、排缆电机（2.2、排缆减速器（2.3、丝杠模组2.4、排缆口（2.5和排缆手动摇柄2.6;排缆电机2.2尾部与排缆编码器2.1连接，排缆减速器2.3输入轴与排缆电机2.2输出轴连接;排缆减速器2•3固定在丝杠模组2.4的一端，排缆减速器2.3的输出轴与丝杠模组2•4的中心丝杠的一端固定连接，丝杠模组2.4的中心丝杠的另一端固连有排缆手动摇柄2•6，丝杠模组2•4的移动滑块上固定安装有用于声呐绳缆6穿过并沿垂直于收放方向导向的排缆口（2.5。4.根据权利要求1所述的一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车，其特征在于：所述可调底座⑶包括安装支架3•1和可调支腿3•2;安装支架3•1下端面四角设有四个可调支腿3.2，安装支架3.1通过四个可调支腿3•2支撑安装在地面，通过调节可调支腿3.2的长度调整绞车的水平度与高度。5.根据权利要求1所述的一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车，其特征在于：所述直径检测模块4包括直径检测传感器4.1、井字形走绳口（4.2、C形固定板4.3;直径检测传感器4.1固定在C形固定板4•3上的两侧，井字形走绳口（4.2固定在C形固定板4.3上;所述导缆缓冲模块⑸包括中空式电磁抱闸（5.1、导缆底座5.2、接近开关5.3、缓冲弹簧5.4和导缆喇叭口（5.5;导缆底座5•2固定安装在C形固定板4•3上，导缆底座（5.2后端面安装有中空式电磁抱闸（5•1，导缆底座（5•2前端面经缓冲弹簧5.4与导缆喇叭口（5.5的小端固连，导缆底座5•2的前端面与缓冲弹簧5•4之间安装有接近开关5.3;声呐绳缆^5从导缆缓冲模块®的导缆喇叭口（5•5穿入再依次经导缆底座（5.2中心通孔、中空式电磁抱闸（5•1后伸入到直径检测模块4的井字形走绳口4.2，声呐绳缆6从井字形走绳口（4.2穿过后经由直径检测传感器4.1卷绕到绞车本体a的卷筒1.1上。6.根据权利要求1所述的一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车，其特征在于：所述的接近开关5.3用于检测声呐绳缆6端部被导缆喇叭口（5•5阻挡后继续收拢的极限位置。7.根据权利要求1所述的一种可分离式自动变径排缆声呐绳缆收放绞车，其特征在于：所述的直径检测传感器4.1包括布置于声呐绳缀6两侧的发射端和接收端，发射端向直径检测传感器4.1发射信号后由接收端接收。

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