一种海缆用地笼式收线设备及其实现方法与流程

本发明涉及海缆生产设备相关技术领域，具体为一种海缆用地笼式收线设备及其实现方法。

背景技术：

海缆是铺设在海底、作为电力通信使用的信号传输线路，它不仅能够依靠光纤进行传输通信光信号，而且还可以通过其内部结构所包含的电力线进行电信号传输，已然成为重要的通信线路。海缆加工在陆地进行，一般选择河运或陆运较为方便的地方，在海缆加工生产线上，由于海缆本身结构的特殊性，收线处既要具备收线功能，又要具备存储功能，尤其是大直径的海缆，更需要大体积的收线装置。

本发明根据实际生产需要，设计了一种海缆用地笼式收线设备及其实现方法，意在提高海缆收线智能化、排线美观化，同时也具备较大的存储空间，提高排线便捷性和收线效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种海缆用地笼式收线设备及其实现方法，以提高海缆收线智能化、排线美观化，同时也具备较大的存储空间，提高排线便捷性和收线效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海缆用地笼式收线设备及其实现方法，包括地笼式收线设备主体，所述地笼式收线设备主体上设置有导流架、弧形圆轨、地笼、中心网架、控制柜、一号电机、一号齿轮、滚珠、圆形凹槽、二号电机、三相电力环、稳线箱、海缆、三号电机、传输滑动组、保护罩、二号齿轮、托板、三号齿轮、齿条、接近开关和螺丝；所述导流架通过支杆固定安装于地面上，所述支杆中间卡设有控制柜，所述控制柜内设置有s300plc主控制器；所述导流架上均匀分布有多个传输滑动组，所述海缆从传输滑动组的中间缝隙中穿过，所述导流架末端伸入地笼正上方；所述地笼镶嵌于地下，所述地笼内部底面中心位置上固定安装有中心网架，所述地笼顶端圆面上固定安装有弧形圆轨，所述弧形圆轨上均匀分布有多个滚珠，所述滚珠顶端安放有圆形凹槽，所述圆形凹槽外侧面通过轮齿与一号齿轮转动相连，所述一号齿轮中心位置与一号电机输出轴固定相连，所述一号电机固定安装于地笼的侧壁上；所述圆形凹槽顶端固定平放有托板，所述托板上固定安放有二号电机，所述二号电机输出端设置有二号齿轮；所述二号电机的三相电力端口通过三只碳刷分别与三相电力环相连，所述三相电力环位于圆形凹槽正上方、且四个端点固定安装于保护罩和支杆上。

优选的，所述导流架和地笼上设置有防水、防灰尘保护罩。

优选的，所述地笼呈圆柱形结构设计，所述中心网架呈圆台形结构设计。

优选的，所述导流架最右侧的传输滑动组与三号电机的输出轴固定相连，且此传输滑动组上设置有橡胶轮圈。

优选的，所述一号电机和三号电机的三相控制端口分别与控制柜的信号接口电性相连。

优选的，所述一号电机、二号电机和三号电机皆采用无刷直流电机，其驱动电路皆采用含有mosfet功率开关管的y结构的三相全桥驱动电路。

优选的，所述二号齿轮底端与齿条上侧相连，所述齿条下侧与两只三号齿轮相连，所述两只三号齿轮固定安装于托板上；所述齿条右侧面前后位置上分别安装有螺丝，所述螺丝与接近开关配套使用，所述接近开关固定于托板上。

优选的，所述齿条右端固定垂直安装有稳线箱，所述稳线箱内部两侧均匀安装有导轮，所述稳线箱上、下面的中心位置上分别开设有小孔，所述海缆从小孔及导轮中依次穿过。

优选的，所述三相电力环通过电磁阀与380v工业用电相连，所述电磁阀安装于控制柜内，所述电磁阀与s300plc主控制器的pwm端口电性相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用电机驱动技术，再配以导流架、弧形圆轨、地笼、中心网架、控制柜、一号电机、一号齿轮、滚珠、圆形凹槽、二号电机、三相电力环、稳线箱、海缆、三号电机、传输滑动组、保护罩、二号齿轮、托板、三号齿轮和齿条等机械结构和电气元器件，实现了海缆收线智能化、排线美观化，同时也具备较大的存储空间，提高了排线便捷性和收线效率。

本发明的具体有益效果如下：

1、导流架安装于整条海缆生产线的工艺末端、地笼之前，主要负责将生产出来的海缆匀速稳定且定向地导入地笼内；地笼安装于整条海缆生产线的工艺末端，选择合理位置，将地笼镶嵌于地下，并根据实际情况合理地设置露出地面的尺寸。

2、海缆从传输滑动组的中间缝隙中穿过，这样可以保证海缆传输过程中不会脱离运行轨道；此外，选择导流架最右侧的传输滑动组作为动力源，且此传输滑动组上设置有橡胶轮圈，这是因为海缆最外层是由钢丝绞合而成，且直径较大、弯曲半径较大，橡胶轮圈既可以增加摩擦动力，又不会对海缆表面产生划痕等损伤。

3、弧形圆轨上均匀分布有多个滚珠，滚珠顶端安放有圆形凹槽，在使用时需要定期往滚珠上添加适量润滑油，这样可以保证圆形凹槽随着一号齿轮转动时，减少摩擦力和运行噪音；此外，一号齿轮与圆形凹槽之间紧密接触着，可以防止圆形凹槽在转动时出现晃动情况，保证旋转的稳定性。

4、在实际生产中，由于海缆加工速度较慢，收线处海缆的前进速度较慢，因此，排线速度也是比较慢的，圆形凹槽转动速度和二号齿轮的转动速度都比较慢，这就要求驱动电机在低速运行时具有较好的稳定性，采用无刷直流电机和三相全桥驱动电路，正好可以实现低速稳定运行。

5、接近开关的供电电源借用二号电机的电源；接近开关和螺丝配套使用，接近开关位于两只螺丝之间的合理位置上，在地笼内，从里向外排线，当排线到最外侧时，右侧螺丝正好位于接近开关正上方，此时排线立刻改变方向，开始从外往里排线，当排线到最里侧时，左侧螺丝正好位于接近开关正上方，此时排线立刻改变方向，开始从里向外排线，依次类推。

本发明在实际使用中，结构稳定牢固，牵引动力大、无打滑，实现了海缆收线智能化、排线美观化，同时也具备较大的存储空间，提高了排线便捷性和收线效率，适合推广运用。

附图说明

图1为本发明一种海缆用地笼式收线设备及其实现方法主体结构简图；

图2为本发明的圆形凹槽安装结构简图；

图3为本发明的齿条安装结构简图；

图4为本发明的接近开关安装结构简图；

图5为本发明的传输滑动组结构简图；

图6为本发明y结构的三相全桥驱动电路图；

图中：1-地笼式收线设备主体；2-导流架；3-弧形圆轨；4-地笼；5-中心网架；6-控制柜；7-一号电机；8-一号齿轮；9-滚珠；10-圆形凹槽；11-二号电机；12-三相电力环；13-稳线箱；14-海缆；15-三号电机；16-传输滑动组；17-保护罩；18-二号齿轮；19-托板；20-三号齿轮；21-齿条；22-接近开关；23-螺丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种海缆用地笼式收线设备及其实现方法，包括地笼式收线设备主体1，所述地笼式收线设备主体1上设置有导流架2、弧形圆轨3、地笼4、中心网架5、控制柜6、一号电机7、一号齿轮8、滚珠9、圆形凹槽10、二号电机11、三相电力环12、稳线箱13、海缆14、三号电机15、传输滑动组16、保护罩17、二号齿轮18、托板19、三号齿轮20、齿条21、接近开关22和螺丝23；所述导流架2通过支杆固定安装于地面上，所述支杆中间卡设有控制柜6，所述控制柜6内设置有s300plc主控制器；所述导流架2上均匀分布有多个传输滑动组16，所述海缆14从传输滑动组16的中间缝隙中穿过，所述导流架2末端伸入地笼4正上方；所述地笼4镶嵌于地下，所述地笼4内部底面中心位置上固定安装有中心网架5，所述地笼4顶端圆面上固定安装有弧形圆轨3，所述弧形圆轨3上均匀分布有多个滚珠9，所述滚珠9顶端安放有圆形凹槽10，所述圆形凹槽10外侧面通过轮齿与一号齿轮8转动相连，所述一号齿轮8中心位置与一号电机7输出轴固定相连，所述一号电机7固定安装于地笼4的侧壁上；所述圆形凹槽10顶端固定平放有托板19，所述托板19上固定安放有二号电机11，所述二号电机11输出端设置有二号齿轮18；所述二号电机11的三相电力端口通过三只碳刷分别与三相电力环12相连，所述三相电力环12位于圆形凹槽10正上方、且四个端点固定安装于保护罩17和支杆上。

其中，所述导流架2和地笼4上设置有防水、防灰尘保护罩17。

其中，所述地笼4呈圆柱形结构设计，所述中心网架5呈圆台形结构设计。

其中，所述导流架2最右侧的传输滑动组16与三号电机15的输出轴固定相连，且此传输滑动组16上设置有橡胶轮圈。

其中，所述一号电机7和三号电机15的三相控制端口分别与控制柜6的信号接口电性相连。

其中，所述一号电机7、二号电机11和三号电机15皆采用无刷直流电机，其驱动电路皆采用含有mosfet功率开关管的y结构的三相全桥驱动电路。

其中，所述二号齿轮18底端与齿条21上侧相连，所述齿条21下侧与两只三号齿轮20相连，所述两只三号齿轮20固定安装于托板19上；所述齿条21右侧面前后位置上分别安装有螺丝23，所述螺丝23与接近开关22配套使用，所述接近开关22固定于托板19上。

其中，所述齿条21右端固定垂直安装有稳线箱13，所述稳线箱13内部两侧均匀安装有导轮，所述稳线箱13上、下面的中心位置上分别开设有小孔，所述海缆14从小孔及导轮中依次穿过。

其中，所述三相电力环12通过电磁阀与380v工业用电相连，所述电磁阀安装于控制柜6内，所述电磁阀与s300plc主控制器的pwm端口电性相连。

工作原理：导流架2安装于整条海缆生产线的工艺末端、地笼4之前，主要负责将生产出来的海缆14匀速稳定且定向地导入地笼4内；地笼4安装于整条海缆生产线的工艺末端，选择合理位置，将地笼4镶嵌于地下，并根据实际情况合理地设置露出地面的尺寸；此外，在使用时需要定期往滚珠9上添加适量润滑油，并定期检查三相电力环12和碳刷的接触紧密度。

使用时，首先，通过控制柜6开启整个装置的电气系统，并通过界面设定排线节距(即一圈过后齿条21的移动位移)，并启动三号电机15；然后，依托导流架最右侧传输滑动组的动力源作用，将加工出来的海缆14依次穿入传输滑动组16的中间缝隙和稳线箱13内，最终自上而下落入地笼4内；将海缆14起始端固定在中心网架5上；之后，通过控制柜6开启三相电力环12的电磁阀、一号电机7、二号电机11，其中，一号电机7负责转动圆形凹槽10，带动二号电机11做匀速圆周运动，实现圆周形排线，而二号电机11负责将海缆14按照设定节距进行有序排线；此外，接近开关22的供电电源借用二号电机11的电源；接近开关22和螺丝23配套使用，接近开关22位于两只螺丝23之间的合理位置上，在地笼4内，从里向外排线，当排线到最外侧时，右侧螺丝23正好位于接近开关22正上方，此时排线立刻改变方向，开始从外往里排线，当排线到最里侧时，左侧螺丝23正好位于接近开关22正上方，此时排线立刻改变方向，开始从里向外排线，依次类推。在人工辅助作用下，就可以实现整齐划一的排线效果，大幅度提高排线美观性和整洁性。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。