一种带张力及速度检测的液压拖曳绞车

技术领域

本发明涉及拖曳绞车领域，具体涉一种带张力及速度检测的液压拖曳绞车。

背景技术

随着人类对海洋资源持续探索利用，需要投放各类水声探测装备，液压拖曳绞车是用来收放和存储各类水声探测设备的主要装置。

目前传统的拖曳绞车主要存在体积重量过大，集成度不高，排缆空间占比较大，出缆口不固定，在收放缆绳时不能实时监测缆绳的张力和速度，或者需要比较复杂的检测装置来检测缆绳张力。也有一些液压绞车不能解决收放时张力和拖曳张力相差过大的矛盾，只采用了液压马达制动方式，导致系统拖曳刹车力冗余不大，同时增加成本和设备尺寸重量。

同时海洋科考用的水声设备的脐带缆缆长一般都有几千甚至上万米，因此常规的绞车在排缆时很难排列整齐，经常出现乱缆，跳缆的故障。

发明内容

本发明为了解决传统液压拖曳绞车的排缆结构较大，不能实时检测张力，拖曳刹车力不冗余不大等缺陷，提供了一种带张力及速度检测的液压拖曳绞车，包括板式框架结构、卷筒机构、排缆机构、控制系统、驱动机构和双重刹车机构；所述卷筒机构和排缆机构设置在板式框架结构上，所述排缆机构具有测力及直角导向作用，用于将缆绳整齐排缆在卷筒机构上；

所述排缆机构包括移动基座、转向导引机构、驱动马达、张力测量装置、速度测量装置和丝杠；所述转向导引机构设置在所述移动基座上，所述转向导引机构布置在排缆机构的移动基座上，其一端进出绳口和卷筒机构的出绳方向相同，通过该导向机构转向90度后，使缆绳能在相对绞车一个固定的位置出绳；驱动马达与丝杠传动连接，丝杠与移动基座通过螺纹配合，移动基座可沿丝杠丝杆；驱动马达隐藏式安装在板式框架结构内部；所述张力测量装置采用轴销式传感器，设置在转向导引机构上，当缆绳通过转向导引机构时，轴销式传感器测量出缆绳张力的合力；所述速度测量装置包括安装在转向导引机构上的感应传感器和相应的感应片，实现对转向轮转速的测量，计算缆绳的实时收放速度；

所述液压拖曳绞车侧面设置有控制系统及驱动机构，控制系统用于控制驱动机构，驱动机构用于操作绞车的运行；所述双重刹车机构设置在板式框架结构上，包括安装在卷筒机构一侧的液压驱动减速机上的刹车和安装在卷筒机构另一侧的手动刹车机构；能分别对收放工况和拖曳工况提供相应的刹车支持。

进一步的，所述的马达驱动减速机上的刹车为碟式刹车。

进一步的，转向导引机构包括自动随动机构，所述的自动随动机构采用气弹簧；所述的气弹簧一端固定，另一端连接转向导引机构；所述的转向导引机构铰接在所述移动基座上；该气弹簧用于平衡转向导引机构的重力，使得转向导引机构在卷筒上缆绳的卷绕层数变化时，该气弹簧能够调节转向机构的摆角，达到同步缆绳偏角的作用。

进一步的，所述驱动马达的输出轴与丝杠采用平行安装，所述的驱动马达通过齿形链与丝杠连接。

进一步的，所述速度测量装置的感应传感器为磁感应接近开关，感应片为齿形圆盘感应片。

进一步的，所述排缆机构还包括排缆自动纠偏装置，所述排缆自动纠偏装置包括探杆、导向机构和位置编码器；所述排缆自动纠偏装置通过探杆及导向机构将缆绳的位置信息传递到位置编码器上，当缆绳乱绳时，探杆会产生一个较大的摆动，位置编码器通过导向机构接受到此摆动角度的信号，如果角度超出允许范围，则会通过控制系统闭环修正排缆机构的位置，使得排缆机构工作在正确的位置上，避免乱缆及跳缆的发生。

进一步的，所述的板式框架结构上设置有一根与丝杠平行的导向杆；移动基座套设在所述导向杆上。

进一步的，所述的卷筒机构通过液压驱动减速机与驱动机构相连，卷筒机构采用液压驱动；所述液压驱动减速机上的刹车和手动刹车机构用于卷筒机构的刹车。

进一步的，所述的卷筒机构的卷筒上设置有平行式交错半截槽的绳槽结构。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果有：

1、本发明通过一个直角转向的排缆机构，实现绞车出缆口位置的恒定，方便绞车布局，提高适装性。

2、本发明通过在排缆机构上安装的张力测量装置可以实时测量缆绳上的张力。

3、本发明通过在排缆机构上安装的速度测量装置可以实时测量缆绳收放时的速度。

4、本发明通过安装的自动纠偏装置，可以自动检测当前排缆状态，提高排缆效果。

5、本发明采用平行内藏式驱动马达安装，可以减小绞车的整体外形尺寸。

6、本发明采用双重刹车机构，可分别兼顾动态刹车的快速性和静态拖曳的大张力需求。

附图说明

图1为本发明的带张力及速度检测的液压拖曳绞车的结构示意图；

图2为本发明液压拖曳绞车的排缆机构的结构示意图；

图3为本发明液压拖曳绞车的排缆机构转向轮的结构示意图；

图4为排缆驱动马达传动的结构示意图；

图5为排缆自动纠偏装置的结构示意图；

图中板式框架结构1，卷筒机构2，排缆机构3，液压控制4，驱动机构5，转向导引机构6，自动随动机构7，驱动马达8，齿形链9，轴销式传感器10，感应传感器11，感应片12，排缆自动纠偏装置13，探杆14，导向机构15，位置编码器16，液压驱动减速机17，手动刹车机构18，丝杠19。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。所述实施例仅是本公开内容的示范且不圈定限制范围。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

如图1所示，本实施例提供了一种带张力及速度检测的液压拖曳绞车,包括板式框架结构1、卷筒机构2、排缆机构3、控制系统4、驱动机构5和双重刹车机构；卷筒机构2和排缆机构3设置在板式框架结构1上，排缆机构3具有测力及直角导向作用，排缆机构3用于将缆绳整齐排缆在卷筒机构2上；

排缆机构3包括移动基座、转向导引机构6、驱动马达8、张力测量装置、速度测量装置和丝杠19；转向导引机构6设置在所述移动基座上，转向导引机构6布置在排缆机构3的移动基座上，其一端进出绳口和卷筒机构2的出绳方向相同，通过该导向机构转向90度后，使缆绳能在相对绞车一个固定的位置出绳；驱动马达8与丝杠19传动连接，丝杠19与移动基座通过螺纹配合，移动基座可沿丝杠19丝杆；并驱动马达8隐藏式安装在板式框架结构1内部；张力测量装置采用轴销式传感器10，设置在转向导引机构6上，当缆绳通过转向导引机构6时，轴销式传感器10测量出缆绳张力的合力；速度测量装置包括安装在转向导引机构6上的感应传感器11和相应的感应片12，实现对转向轮转速的测量，计算缆绳的实时收放速度；

液压拖曳绞车侧面设置有控制系统4及驱动机构5，控制系统4用于控制驱动机构5，驱动机构5用于操作绞车的运行；双重刹车机构设置在板式框架结构1上，包括安装在卷筒机构2一侧的液压驱动减速机17上的刹车和安装在卷筒机构2另一侧的手动刹车机构18；能分别对收放工况和拖曳工况提供相应的刹车支持。

本实施例中，马达驱动减速机17上的刹车为碟式刹车。双重刹车结构6两个刹车的刹车能力不同，当绞车在正常收放电缆时，电缆上张力较小，同时需要动态刹车能力，因此可以使用减速机上的碟式刹车，该刹车体积小，响应快；当绞车需要在进入电缆拖曳工况时，缆上张力比收放时大好几倍，因此采用手动带式刹车为主，碟刹为辅的工作模式，通过此双刹车的配制方式，降低对碟刹刹车力的要求，从而充分利用减速机规格，不需要放大规格，减少系统的重量和尺寸。

本实施例中，转向导引机构6包括自动随动机构7，自动随动机构7采用气弹簧；所述的气弹簧一端固定，另一端连接转向导引机构6；所述的转向导引机构6铰接在所述移动基座上；该气弹簧结构用于平衡转向导引机构的重力，使得转向导引机构6在卷筒上缆绳的卷绕层数变化时，气弹簧结构能够以很小的力调节转向机构的摆角，达到同步缆绳偏角的作用。

本实施例中，驱动马达8的输出轴与丝杠19采用平行安装，驱动马达8通过齿形链9与丝杠19连接。

本实施例中，速度测量装置的感应传感器11为磁感应接近开关，感应片12为齿形圆盘感应片。

本实施例中，排缆机构3还包括排缆自动纠偏装置13，所述排缆自动纠偏装置13包括探杆14、导向机构15和位置编码器16；排缆自动纠偏装置13通过探杆14及导向机构15将缆绳的位置信息传递到位置编码器16上，当缆绳乱绳时，探杆会产生一个较大的摆动，位置编码器通过导向机构接受到此摆动角度的信号，如果角度超出允许范围，则会通过控制系统闭环修正排缆机构的位置，使得排缆机构工作在正确的位置上，避免乱缆及跳缆的发生。

本实施例中，板式框架结构1上设置有一根与丝杠19平行的导向杆；移动基座套设在所述导向杆上。

本实施例中，卷筒机构2通过液压驱动减速机17与驱动机构5相连，卷筒机构2采用液压驱动；所述液压驱动减速机17上的刹车和手动刹车机构18用于卷筒机构2的刹车。

本实施例中，绞车的卷筒上我们还设计了一种平行式交错半截槽的绳槽结构，该绳槽采用独立安装形式，可以在加工完成后再安装到卷筒上，比传统直接在卷筒上做螺旋绳槽的方式更经济，加工难度更低。采用此绳槽方案可使得绞车排缆更加整齐，减少乱缆和跳缆的故障。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。