本发明涉及绞车领域，尤其是一种防松排缆装置及包含该装置的无人值守绞车。
背景技术：
海洋地质绞车在海洋科考尤其是海洋地质取样方面有着广泛的运用。当前海洋地质科考过程中，海洋地质绞车控制完全由人工来完成。并且在实际的控制过程中存在以下向题：由于海洋中经常会有很大的波浪，波浪会使绞车产生晃动，绞车上下运动的过程中，缆绳发生松动，导致缆绳偏离绞盘，缆绳松动，此时会大大影响绞车的收缆和排缆，导致绞车无法正常工作。
另外，在收缆的过程中，缆绳要从内至外依次缠绕在绞盘上，即内层缆绳缠绕完成后，再进行外层缆绳的缠绕，目前收缆存在以下问题：内层缆绳缠绕完成之后并开始外层缆绳的缠绕时，外层的缆绳会直接卡在内层缆绳之间，此时如果继续缠绕，不仅使缆绳排列杂乱、无序，而且很容易出现挤死的情况，导致收缆工作不能顺利完成。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种防松排缆装置及无人值守绞车，其防止缆绳松动，使缆绳始终处于张紧状态，使缆绳能够均匀地排列，提高了绞车的排缆和收揽效果。
本发明的技术方案是：一种防松排缆装置，包括支撑架，其中，所述支撑架为两个相对设置的支撑架，该装置还包括排缆部和防松部，排缆部和防松部均设置在支撑架上，防松部位于排缆部的上方；
所述防松部包括防松电机、防松辊和压辊ⅰ，防松辊和压辊ⅰ位于两支撑架之间，防松辊的轴向外侧设有压辊ⅰ，防松辊和压辊ⅰ的两端分别与两支撑架铰接，防松辊与防松电机的输出轴固定连接；
所述排缆部包括两个相对设置的支板ⅰ和支板ⅱ、排缆辊和排缆短辊，支板ⅰ和支板ⅱ设置在两支撑架之间，且连接两侧的支撑架，排缆辊和排缆短辊设置在两支板之间，且排缆辊与排缆短辊之间呈垂直设置，所述排缆辊包括排缆辊ⅰ和排缆辊ⅱ，排缆辊ⅰ和排缆辊ⅱ分别沿两支撑架的内侧面设置，排缆辊ⅰ和排缆辊ⅱ的两端分别与支板铰接，所述排缆短辊包括两个分别沿支板内侧面设置的排缆短辊，排缆短辊的两端与支撑架铰接，两排缆短辊位于同一水平面上，排缆辊ⅰ位于排缆短辊的下方，排缆辊ⅱ位于排缆短辊的上方，两排缆辊和两排缆短辊围成一个供缆绳通过的封闭空间，防松辊位于该封闭空间的上方；
所述排缆部还包括排缆丝杠轴、排缆丝杠和排缆电机，排缆丝杠轴设置在两支撑架1之间，排缆丝杠设置在排缆丝杠轴内，排缆丝杠轴的内表面设有内螺纹，排缆丝杠轴与排缆丝杠相啮合，排缆丝杠与排缆电机连接。
本发明中，所述防松辊的轴向外侧设有两个压辊ⅰ时，压辊ⅰ相对于防松辊的轴线呈对称设置。
所述防松辊固定在防松辊中心轴上，防松辊中心轴的两端分别与两支撑架铰接。
所述防松电机通过减速装置与防松辊连接。
所述排缆部还包括至少一根排缆光轴和排缆光杆，排缆光轴连接两支撑架，排缆光杆设置在排缆光轴内，且排缆光轴沿排缆光杆做轴向移动。
一种包括上述防松排缆装置的无人值守绞车，还包括机壳和收揽部，收揽部位于放松排缆装置的下方，收揽部包括绞盘和收缆电机，收缆电机的输出端与绞盘固定连接，绞盘位于防松排缆装置的下方，绞盘的两端分别与机壳铰接，防松排缆装置中的排缆光杆和排缆丝杠的两端分别与机壳连接；
所述绞盘的外表面设有螺旋槽，绞盘的两端面分别设有锥形环，锥形环中直径小的一端与绞盘的端面固定连接，锥形环的内侧端面设有数个导向槽，两侧锥形环上的导向槽为对应设置，导向槽沿锥形的内侧端面呈阶梯形设置，相邻两导向槽之间通过攀升导向槽相连通。
所述收揽部还包括ⅱ，压辊绞盘的轴向外侧设有压辊ⅱ，压辊ⅱ的两端与机壳铰接。
还包括控制系统，所述控制系统分别与收揽电机、排缆电机和防松电机电连接。当上述电机的转速比发生变化时，说明出现故障，可以先采取调整措施进行故障恢复；若发生严重故障无法恢复，应采取急停措施避免绞车受损，并向控制系统发送故障信息。
本发明的有益效果：
(1)通过防松部，使缆绳内始终存在拉紧力，防止绞车随波浪上下晃动过程中，导致缆绳变松；
(2)通过设置排缆部，使缆绳能够均匀的排列在绞盘的外侧，提高了绞车的收揽和排缆效果；
(3)在收揽和排缆过程中，根据防松电机、排缆电机和收揽电机的转速比，能够判断出绞车的故障，从而采取相应的措施排除故障；
(4)通过在绞盘的端面设置锥形环，并在锥形环的内表面设置呈阶梯型排布的导向槽，并在相邻两导向槽之间设置攀升导向槽，可以引导外层的缆绳整齐有序得排列在内层缆绳的外侧，防止外层缆绳记载内层缆绳内，保证了绞盘的顺利收揽。
附图说明
图1是实施例1中防松排缆装置的剖视图；
图2是实施例1中防松排缆装置的俯视图；
图3是实施例2中无人值守绞车的结构示意图；
图4是绞盘的剖视图；
图5是绞盘的结构示意图；
图6是绞盘内端面的放大图。
图中：1支撑架；2防松部；201防松辊；202防松辊中心轴；203支撑轴；204压辊ⅰ；205防松电机；3排缆部；301排缆光轴ⅰ；302支板ⅰ；303排缆辊ⅰ；304排缆短辊；305支板ⅱ；306排缆丝杠轴；307排缆光轴ⅱ；308排缆光杆ⅰ；309排缆丝杠；310排缆光杆ⅱ；311排缆电机；312排缆辊ⅱ；4机壳；5收揽部；501绞盘；502收缆电机；503压辊ⅱ；504缆绳；505导向槽；506攀升导向槽；507阶梯槽ⅰ；508阶梯槽ⅱ；509螺旋槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1和图2所示，本发明包括一种防松排缆装置，所述的防松排缆装置包括支撑架1、防松部2和排缆部3，支撑架1为两个相对设置的支撑架，防松部2和排缆部3设置在两支撑架之间，防松部3设置在排缆部3的上方。
防松部2包括防松电机205、防松辊201和压辊ⅰ204，防松辊201位于两支撑架1之间，防松辊201固定在防松辊中心轴202上，防松辊中心轴202的两端分别与两支撑架铰接。防松电机205的输出轴通过减速装置与防松辊中心轴202固定连接，防松电机动作，带动防松辊201转动。压辊ⅰ204位于防松辊201的轴向外侧，本实施例中，设有两压辊ⅰ，两压辊ⅰ相对于防松辊的中心轴线对称设置。缆绳在收揽前，先缠绕在防松辊201上，通过防松电机的恒定扭矩输出，带动防松辊201转动，通过防松辊201的转动对缆绳施加的拉力，抵消了缆绳随海浪波动过程中，使缆绳变得松弛的力，即缆绳内始终存在一个被拉紧的力，使缆绳能够准确有序地缠绕在收揽的部件上。通过设置压辊ⅰ204，将缆绳压在防松辊的外侧，使缆绳始终紧密贴合在防松辊的外表面。
排缆部3包括支板、排缆辊、排缆短辊、排缆丝杠309和排缆电机311，支板包括支板ⅰ302和支板ⅱ305，支板ⅰ302和支板ⅱ305之间呈相对设置，支板ⅰ302和支板ⅱ305位于两支撑架1之间，且分别连接两侧的支撑架。排缆辊、排缆短辊设置在两支板与两支撑架组成的空间内，且排缆辊和排缆短辊之间呈垂直设置。沿两支撑架的内侧表面分别设有排缆辊，包括排缆辊ⅰ和排缆辊ⅱ，排缆辊ⅰ和排缆辊ⅱ的两端分别与两端的支板铰接。沿两支板的内侧表面分别设有排缆短辊，排缆短辊的两端分别与两端的支撑架铰接。两排缆短辊位于同一水平面上，排缆辊ⅰ位于两排缆短辊的下方，排缆辊ⅱ位于两排缆短辊的上方。两排缆辊和两排缆短辊之间形成一个封闭的空间，缆绳设置在该封闭空间内，使缆绳能够穿过排缆部。防松辊201设置在该封闭空间的上方。
同时在两支撑架之间还设有排缆丝杠轴306，排缆丝杠轴306位于支板的下方。排缆丝杠309设置在排缆丝杠轴306内，排缆丝杠309的外表面设有外螺纹，对应的排缆丝杠轴306的内表面设有内螺纹，外螺纹和内螺纹相互啮合，排缆丝杠309与排缆电机311的输出端固定连接，排缆电机311带动排缆丝杠309转动的同时，排缆丝杠轴306沿排缆丝杠309做轴向移动，从而带动整个排缆部做轴向运动，从而使缆绳可以均匀地缠绕在收揽的部件上。为了保证排缆部在轴向运动的平稳性，本实施例中，在两支撑架之间还连接有排缆光轴，分别是排缆光轴ⅰ301和排缆光轴ⅱ307，在排缆光轴ⅰ301内设有排缆光杆ⅰ308，排缆光轴ⅰ301沿排缆光杆ⅰ308做轴向移动，排缆光轴ⅱ307内设有排缆光杆ⅱ310，排缆光轴ⅱ307沿排缆光杆ⅱ310做轴向移动，排缆光杆ⅰ308和排缆光杆ⅱ310对整个排缆部起到了支撑和导向的作用。本发明中，排缆光杆和对应的排缆光轴的数量也可以设置一根，如果防松排缆装置的空间允许，还可以设置多根，要根据具体的要求来确定。
在将缆绳收至收揽部件之前，先通过该防松排缆装置，首先缆绳经过穿过排缆部，然后缠绕在放松部的防松辊，通过防松辊的转动，对缆绳始终施加一个张力，用以对抗外部对缆绳造成的松弛力，使缆绳始终处于张紧状态，然后将张紧的缆绳缠绕在收揽的部件上。在收揽的过程中，在排缆丝杠的带动作用下，排缆部沿轴向匀速移动，从而使缆绳能够均匀的缠绕在收揽的部件上。
实施例2
本发明还包括一种无人值守绞车，该绞车包括机壳4、收揽部5和实施例1所述的防松排缆装置，如图3所示，防松排缆装置和收揽部5均设置在机壳4上，其中防松排缆装置中的排缆丝杠以及排缆光杆的两端均与机壳4连接，其中排缆丝杠与机壳4铰接，排缆丝杠与机壳4固定连接。排缆部5位于放松排缆装置的下方，包括绞盘501、收缆电机502和压辊ⅱ503，其中绞盘501的两端分别与机壳4铰接，绞盘501与收缆电机502的输出轴铰接，绞盘501的外表面设有螺旋槽509，便于缆绳沿轴向有序地缠绕在绞盘的外表面。绞盘501的轴向外侧设有压辊ⅱ503，压辊ⅱ503的两端与机壳4铰接。压辊ⅱ503对缆绳施加一个压力，使缆绳紧密贴合在绞盘501的外表面，防止缆绳随海水波动而产生跳动，保证了收揽的效果。
如图4、图5和图6所示，绞盘501的两端面分别设有锥形环，锥形环中直径较小的一端与绞盘501的端面固定连接，锥形环的内侧端面设有多个导向槽505，两侧锥形环上的导向槽为对应设置，导向槽505沿锥形的内侧端面呈阶梯形设置，即两侧锥形环上的对应导向槽之间的距离大于其外侧的两对应导向槽之间的距离，并且相邻两导向槽之间通过攀升导向槽506相连通，如图6所示，阶梯槽ⅱ508位于阶梯槽ⅰ507的外侧，绞盘501两端面的锥形环上两阶梯槽ⅱ508之间的距离大于两阶梯槽ⅰ507之间的距离，阶梯槽ⅱ508和阶梯槽ⅰ507之间通过攀升导向槽506连通。通过上述结构设置，缆绳504在绞盘501上缠绕时，当缆绳504从绞盘一端的阶梯槽ⅰ处缠绕至绞盘另一端的阶梯槽ⅰ处时，缆绳已经在绞盘上缠绕一周，并准备开始外部一层的缠绕，当缆绳在阶梯槽ⅰ507处即将缠满时，由于缆绳在拉紧过程中其直径会变小，因此缆绳会将缆绳与阶梯槽ⅰ507之间的孔隙填满，即缆绳504会紧贴在阶梯槽507的端面，并沿着攀升导向槽506，缠绕在外部的阶梯槽ⅱ508处，并开始在外层额缠绕，因此缠绕过程中，外层的缆绳不会卡在内层的缆绳之间，保证了缆绳在绞盘上整齐有序的排列，有效的避免缆绳挤死的情况发生。
防松排缆装置的具体结构在实施例1中已经详细描述，因此本实施例中不再重复描述。
利用该无人值守绞车进行收揽时，首先，缆绳先穿过放松排缆装置中的排缆部，然后缠绕在防松部上，通过防松部将缆绳拉紧，最后，在收缆电机502的带动作用下，绞盘501转动，使拉紧的缆绳依次缠绕在绞盘的外表面。与此同时，排缆电机动作，带动排缆丝杠转动，使排缆部沿轴向移动，从而使缆绳依次有序的缠绕在绞盘上。
本发明还包括控制系统，所述控制系统分别与收揽电机、排缆电机和防松电机电连接。当上述电机的转速比发生变化时，说明出现故障，可以先采取调整措施进行故障恢复；若发生严重故障无法恢复，应采取急停措施避免绞车受损，并向控制系统发送故障信息。
其它同实施例1。