一种多自由度随动排缆装置

1.本发明涉及一种排缆装置，特别是一种多自由度随动排缆装置。


背景技术：

2.现在海缆或线缆均通过缠绕在集线盘上进行运输或布线作业，目前排缆作业主要采用人工在缆池中手持缆绳进行作业，完成一个缆盘缠绕需要20天。在机械排缆装置中，排缆引导头需要在缆池内径向移动以完成线缆的逐圈排布，而向排缆引导头输送线缆的送缆机构通常难以随排缆引导头的移动改变化方向。随着排缆的进行，除了线缆自身的张力外还容易产生扭转应力，使得经过排缆引导头的线缆难以和已经排布的线缆贴实，排缆效果较差。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术缺陷，本发明的任务在于提供一种多自由度随动排缆装置，解决线缆输送机构与排缆引导头间线缆易产生应力而使线缆间难以贴合的问题。
4.本发明技术方案如下：一种多自由度随动排缆装置，包括平移机构、第一线缆夹钳、第二线缆夹钳和缆绳随动套，所述平移机构上设有第一纵向直线驱动机构、第二纵向直线驱动机构、第一横杆和第二横杆，所述第一纵向直线驱动机构驱动所述第一横杆沿纵向平移，所述第二纵向直线驱动机构驱动所述第二横杆沿纵向平移，所述第一线缆夹钳自由滑动连接于所述第一横杆，所述第二线缆夹钳自由滑动连接于所述第二横杆，所述平移机构的纵向前端转动连接有承载架，所述缆绳随动套安装于所述承载架的头端，所述第一线缆夹钳和所述第二线缆夹钳用于夹持线缆并向所述缆绳随动套输送。
5.进一步地，为了增大缆绳随动套可摆动的角度，使得多自由度随动排缆装置可以适应更宽范围尺寸的缆池排缆需求，所述平移机构的尾端连接有回转驱动机构，所述回转驱动机构包括连接基体、第一驱动电机、第一驱动齿轮和回转齿圈，所述平移机构与所述回转齿圈连接，所述回转齿圈与所述连接基体转动连接，所述第一驱动电机安装于所述连接基体并驱动所述第一驱动齿轮转动，所述第一驱动齿轮与所述回转齿圈啮合。
6.进一步地，为了能够调整缆绳随动套对线缆的上下输送角度并减少上下角度改变时线缆在缆绳随动套位置的应力，所述平移机构与所述回转齿圈铰接，所述平移机构与所述回转驱动机构之间设有翻转机构，所述翻转机构包括翻转油缸，所述翻转油缸的两端分别与所述平移机构及所述回转齿圈铰接，所述翻转油缸伸缩时使所述平移机构上下摆动。
7.进一步地，所述平移机构包括并列设置的左右架体，所述回转齿圈设有并列设置的左右支撑臂，所述左右支撑臂通过第一铰接轴与所述左右架体铰接，所述左右支撑臂之间设有第二铰接轴，所述左右架体之间设有第三铰接轴，所述翻转油缸的两端分别与所述第二铰接轴和所述第三铰接轴铰接。
8.进一步地，所述承载架的末端与所述平移机构的纵向前端为转动连接，所述承载架的末端设有从动齿轮，所述平移机构的纵向前端设有第二驱动电机和第二驱动齿轮，所
述第二驱动电机驱动所述第二驱动齿轮转动，所述第二驱动齿轮与所述从动齿轮啮合。
9.进一步地，所述平移机构包括并列设置的左右架体，所述第一横杆和所述第二横杆的两端分别与所述左右架体滑动配合。
10.进一步地，所述第一横杆和所述第二横杆上分别设有沿所述第一横杆和所述第二横杆滑动的滑台，所述第一线缆夹钳固定设置于所述第一横杆的滑台上，所述第二线缆夹钳固定设置于所述第二横杆的滑台上。
11.本发明与现有技术相比的优点在于：
12.该装置在缆池内仅需通过固定半径的圆周运动以及配合铺设线缆层的高度进行上下移动即可实现线缆排列铺设，可简化相关机构。
13.该装置通过第一线缆夹钳和第二线缆夹钳在第一横杆和第二横杆的自由滑动，使得在向缆绳随动套输送线缆时，第一线缆夹钳和第二线缆夹钳的横向相对位置可以随线缆的走向而自由改变，可以减少强制改变线缆方向而产生应力使从缆绳随动套送出的线缆难以与已排列线缆贴合，线缆夹钳夹持输送也可以减少线缆的扭转，进一步保证线缆的整齐排列。
附图说明
14.图1为本发明实施例的多自由度随动排缆装置的前视角结构示意图。
15.图2为本发明实施例的多自由度随动排缆装置的后视角结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
17.请结合图1及图2所示，本发明实施例涉及的多自由度随动排缆装置，包括回转驱动机构1、平移机构2、第一线缆夹钳3、第二线缆夹钳4和缆绳随动套5，其中回转驱动机构1设置在平移机构2的尾端用于与缆池内的排缆升降旋转机构连接，实现平移机构2在缆池中央与外壁间的摆动。第一线缆夹钳3和第二线缆夹钳4采用电动夹钳设置在平移机构2上，通过纵向直线驱动机构驱动进行沿平移机构2前后纵向方向的移动，同时收到线缆的作用力在沿平移机构2的左右横向方向滑动。缆绳随动套5则设置在平移机构2的头端，由第一线缆夹钳3和第二线缆夹钳4输送来的线缆穿过缆绳随动套5后输出进行排缆。
18.具体的，回转驱动机构1包括连接基体101、第一驱动电机102、第一驱动齿轮103和回转齿圈104，连接基体101用于与缆池内的排缆升降旋转机构固定，从而安装整个多自由度随动排缆装置。第一驱动电机102的输出转轴连接第一驱动齿轮103以竖直方向为轴一并安装在连接基体101上。回转齿圈104的齿设置在环内壁，与第一驱动齿轮103向啮合，同时回转齿圈104与连接基体101构成转动连接，当第一驱动电机102带动第一驱动齿轮103转动时，则驱动回转齿圈104自转，平移机构2连接在回转齿圈104上随着回转齿圈104的转动而摆动。
19.平移机构2的主体包括并列设置的左右架体201，回转齿圈104设有并列设置的上弯的左右支撑臂105，左右支撑臂105的顶端分别通过第一铰接轴6与左右架体201的尾端铰接。左右架体201内分别设置有第一纵向直线驱动机构、第二纵向直线驱动机构，第一纵向直线驱动机构和第二纵向直线驱动机构的驱动电机7位于左右架体201的头端。平移机构2
还包括有第一横杆202和第二横杆203，其中第一横杆202靠近平移机构2的头端，第二横杆203靠近平移机构2的尾端。第一横杆202以及第二横杆203的两端都设置了与左右架体201配合的滑板8。左右架体201上分别开有上下两条滑槽9，第一纵向直线驱动机构与第一横杆202左端的滑板8连接，驱动第一横杆202沿这靠上的滑槽9移动，相应的第二纵向直线驱动机构与第二横杆203右端的滑板8连接，驱动第二横杆203沿这靠下的滑槽9移动。在第一横杆202和第二横杆203上分别设有沿第一横杆202和第二横杆203滑动的滑台10，第一线缆夹钳3固定设置在第一横杆202的滑台10上，第二线缆夹钳4固定设置在第二横杆203的滑台10上。第一线缆夹钳3和第二线缆夹钳4的钳头均向上设置并以左右方向打开或闭合，在第一线缆夹钳3和第二线缆夹钳4的两侧钳头顶部间连接一个搭扣，使线缆不会从夹钳内脱出。在回转齿圈104的上弯的左右支撑臂105的根部之间设置一第二铰接轴11，在平移机构2的尾端连接左右架体201设有一第三铰接轴12，第二铰接轴11和第三铰接轴12都与第一铰接轴6平行，两个翻转油缸13的两端分别与第二铰接轴11和第三铰接轴12铰接，构成翻转机构驱动平移机构2进行上下的摆动。本实施例中第三铰接轴12的位置低于第一铰接轴6，因此当翻转油缸13伸长时，平移机构2将向上翻动抬起，当翻转油缸13缩短时，平移机构2将向下翻动低头。
20.平移机构2的纵向前端转动连接有承载架14，承载架14的末端设有从动齿轮15，第二驱动电机16的输出转轴连接第二驱动齿轮17以竖直方向为轴安装在平移机构2的纵向前端，承载架14的从动齿轮15与第二驱动齿轮17啮合，缆绳随动套5安装于承载架14的头端，当第二驱动电机16带动第二驱动齿轮17转动时，承载架14进行转动实现摇头。
21.该装置实现线缆的输送排列过程为：
22.1)第一线缆夹钳3和第二线缆夹钳4处于初始的尾端限位置，状态为夹紧线缆；
23.2)第一线缆夹钳3和第二线缆夹钳4在第一纵向直线驱动机构和第二纵向直线驱动机构驱动下，拉动线缆向头端移动至头端极限位置；
24.3)第一线缆夹钳3与缆绳随动套5之间距离缩小，线缆在张力的作用下，向缆绳随动套5屈伸；
25.4)承载架14在第二驱动电机16驱动下进行摆头旋转，将未排好的线缆向已排好的线缆进行贴靠；当承载架14角度不够时可以由第一驱动电机102使平移机构2摆动从而加大承载架14的摆头角度，另外当向上距离不理想时，可以通过控制翻转油缸13使未排好的线缆向下紧贴已排好的线缆；
26.5)第一线缆夹钳3继续保持位置和夹紧状态不变，第二线缆夹钳4变为松开状态并在第二纵向直线驱动机构移动到尾端极限位置，第二线缆夹钳4变为夹紧状态；
27.6)第一线缆夹钳3变为松开状态，并在第一纵向直线驱动机构移动到尾端极限位置然后变为夹紧状态；
28.7)回到步骤1进行循环往复，实现排缆作业。