一种线缆伸缩盘绕装置的制作方法

文档序号:32392817发布日期:2022-11-30 09:00阅读:37来源:国知局
一种线缆伸缩盘绕装置的制作方法

1.本发明属于线缆装配领域,具体涉及一种线缆伸缩盘绕装置,尤其可适用于深海设备,如:水下耐压舱体。


背景技术:

2.随着国家海洋战略的实施和发展,我国在深海探测设备、深海通信设备、深海信息处理设备等方面设备的需求量越来越大,这些设备都会使用一个或多个能够承受深海高水压的密封舱体以保护内部的光电器件。
3.对于水下耐压舱体来说,其内部固定光电器件的结构与舱体两侧端盖之间常用的连接方式有三种,方式一是舱体内部所有对外出线都在耐压舱体的一侧端盖上,这种方式在装配时可以在舱体外将内部结构全部固定在端盖上,然后把已装配好的一侧端盖与内部结构一起推入舱体内部,进行内部结构的固定后再安装另外一侧没有线缆的端盖;方式二是舱体内部对外出线需要连接到两侧端盖上,此时可以将内部结构固定于一侧端盖后推入舱体,但另一侧端盖则需要在内部结构的线缆已经连接到端盖上后进行端盖的装配,实现封舱操作,即一侧出线端盖后装配;方式三是先将内部结构整体固定在舱体内部,再进行两侧端盖的装配,这种方式不论从一侧端盖出线还是从两侧端盖出线,出线一侧端盖存在内部结构的线缆已经连接到端盖上后进行端盖装配操作的情况。
4.由此可见,对于方式二和方式三,都存在端盖与内部结构之间连接了线缆后再进行装配的场景。此场景下,内部结构与端盖之间的线缆就会存在两种工况,一个是在装配端盖之前,需要预留较长的线缆将内部结构和端盖连接起来;二是装配端盖之后,预留的这部分较长的线缆会在端盖与内部结构之间弯折。在弯折时,如果对线缆的弯折路径不加以约束的话,其弯曲的状态不受控制,尤其对于光纤,弯曲半径过小会严重影响光纤的传输性能甚至损坏光纤;即使在产品装配完成时没有问题,在后续产品运输或使用过程中,如果受到碰撞或产生震动的情况下,没有路径约束的线缆可能与内部结构件之间产生剐蹭或反复摩擦,从而对线缆或器件造成损伤。因此,需要设计一种线缆或光纤的伸缩盘绕装置,可以使线缆或光纤在端盖装配之前延伸的较长,方便在舱体外部的装配操作,而在端盖装配后,使线缆或光纤能按照预定路径折叠缩起,使其弯折路径可控,防止对线缆或光纤造成损伤。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于克服线缆装配好之后其弯曲的状态不受控制,在后续产品运输或使用过程中易造成损伤的缺陷。
6.为了实现上述目的,本发明提出了一种线缆伸缩盘绕装置,所述装置包括若干线缆板;
7.所述若干线缆板之间依次活动连接,形成一组可折叠的结构;
8.所述线缆板上开有弯曲半径大于线缆最小弯曲半径的走线槽。
9.作为上述装置的一种改进,所述若干线缆板之间还设置有连接线缆板;
10.所述连接线缆板上设置有放置线缆连接结构的槽位;
11.所述连接线缆板安装在2个安装方向相同的相邻线缆板之间。
12.作为上述装置的一种改进,所述放置线缆连接装置的槽位为放置熔纤用热缩套管的槽位。
13.作为上述装置的一种改进,相邻线缆板之间通过斜形支耳及穿过支耳内孔的销轴和弹性挡圈进行连接,此连接保证各相邻线缆板之间能够自由转动一定角度。
14.作为上述装置的一种改进,相邻线缆板之间转动角度支持0
°
至180
°

15.作为上述装置的一种改进,在相邻线缆板的连接位置,每个线缆板上固定有一个弧形转角结构件;
16.所述弧形转角结构件内部设有走线槽,所述弧形转角结构件的走线槽为圆角大于线缆最小弯曲半径的圆弧状。
17.作为上述装置的一种改进,其特征在于,所述弧形转角结构件的走线槽与所述线缆板上的走线槽相切,保证线缆从线缆板走到弧形转角结构件上时路径平滑;
18.固定于不同线缆板上相对的两个弧形转角结构件的走线槽在线缆板的转轴轴线上交汇,保证不论两个相邻线缆板处于何种角度,线缆从一个弧形转角结构件走到相对弧形转角结构件上时路径平滑,且转角角度大于线缆的最小弯曲半径。
19.作为上述装置的一种改进,所述线缆板的走线槽上设置若干压线板。
20.作为上述装置的一种改进,所述线缆板选用常见金属材料或非金属材料,使用铣削加工制造。
21.与现有技术相比,本发明的优势在于:
22.1.本发明提供了一种新型的线缆盘绕装置,其能够实现线缆沿确定路径的伸长和折叠,适用于深海耐压舱体中出线侧端盖与舱体之间的后装配的舱体结构。
23.2.其与现有的伸缩结构相比,结构更简单,尺寸更小,成本更低。
附图说明
24.图1所示为线缆伸缩盘绕装置的伸长状态示意图;
25.图2所示为线缆伸缩盘绕装置的折叠状态示意图;
26.图3所示为光纤板转角装置垂直状态局部视图;
27.图4所示为光纤板转角装置平行状态局部视图;为了清楚示意其内部走纤路径,转角结构件上半个结构件未显示;
28.图5为是根据一示例性实施例示出的光纤板转角装置折叠状态局部剖视图。
29.附图标记
30.1、端盖
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2、第一端部光纤板
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3、第一中间光纤板
31.4、熔纤光纤板
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5、第二中间光纤板
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6、第三中间光纤板
32.7、第二端部光纤板
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8、内部基座
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9、转角结构件
33.91、转角结构件上半结构
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92、转角结构件下半结构
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。
35.本发明涉及一种线缆伸缩盘绕装置,可用于海底设备出线侧端盖与舱体之间后装配的舱体结构,尤其适用于具有光纤通信功能的深海耐压设备密封舱体。
36.本发明设计了一种线缆的伸缩盘绕装置,其可在端盖装配之前呈较长的平面,方便线缆的盘绕和接续,而在端盖装配之后呈折叠状态,可保证线缆在弯折过程中所有的路径及弯曲半径都是安全可控的,适用于出线侧端盖与舱体后装配的密封舱体结构。
37.由于光纤对走纤路径和弯曲半径要求比普通线缆更苛刻,因此,虽然本发明以光纤为例,说明此线缆盘绕结构,但是本发明同样适用于其他类型的线缆。
38.所述线缆伸缩盘绕结构主要包括端盖、6块光纤板、内部基座及各光纤板之间的转角结构件。
39.所述6块光纤板共分为三种,包括端部光纤板、中间光纤板和熔纤光纤板。
40.所述端部光纤板共有2块,放置在光纤伸缩盘绕结构的最外两端,分别与端盖和内部基座相连。
41.所述中间光纤板共有3块,其安装在2个端部光纤板的中间,并在其中2个安装方向相同的相邻中间光纤板之间安装1块熔纤光纤板,最后一个中间光纤板与上述任意一块中间光纤板相连接时安装方向相反,以保证光纤的走纤路径连续。
42.各相邻光纤板之间通过斜形支耳及穿过支耳内孔的销轴和弹性挡圈进行连接,此连接保证各相邻光纤板之间能够自由转动一定角度,由此在多个折叠板通过销轴两两连接到一起后可形成一组能形成伸长和折叠两种工作状态的结构。
43.在所有的光纤板上开有弯曲半径大于光纤最小弯曲半径的走纤槽,走纤槽内可放置光纤。此外,在熔纤光纤板上还设计有放置熔纤用热缩套管的槽位,可在熔纤后将热缩套管固定在相应槽位中。
44.在相邻光纤板的转轴连接位置,每个光纤板上都固定有一个弧形转角结构件,其内部走纤槽为圆角大于光纤最小弯曲半径的圆弧。转角结构件与光纤板相连接的位置,转角结构件的内部走纤槽与光纤板上的走纤槽相切,保证光纤从光纤板走到转角结构件上时路径平滑;而固定于不同光纤板上相对的两个转角结构件的走纤槽在光纤板的转轴轴线上交汇,保证不论两个相邻光纤板处于何种角度,光纤从一个转角结构件走到相对转角结构件上时路径平滑,且不会小于光纤的最小弯曲半径。
45.所述每一个光纤板在光纤槽入口和出口处均设计有压纤板,保证光纤在光纤槽入口和出口处被压纤板固定在光纤槽内,不会因为相邻光线板之间角度的变化而从光纤槽内弹出。
46.在产品装配时,先将各光纤板按前述说明进行结构上的连接,将两侧的端部光纤板与端盖和内部基座相连,并保证所有的中间光纤板和熔纤光纤板处于水平伸长的状态。此时端盖上的光纤进入与端盖相连的端部光纤板的光纤槽内,在光纤板内盘绕一定长度后经过转角结构件进入下一个中间光纤板,由此类推,直到进入熔纤光纤板内;内部基座上的光纤通过类似的路径也进入熔纤光纤板内,两侧的光纤在熔纤光纤板内进行盘绕后熔接,熔接用则热缩套管放在专用槽位中。熔接完成后,可以将各光纤板按照各自的转轴进行折叠,形成产品的收缩状态,达到出线侧端盖与耐压舱体之间的装配。
47.下面结合附图,详细说明该线缆伸缩盘绕结构的工作原理。
48.假设现在某深海耐压舱体的内部结构与某一出线侧端盖之间需要先进行光纤连
接,然后再进行端盖与耐压舱体的装配操作。
49.如图1所示为线缆伸缩盘绕机构的伸长状态。此时除两块端部光纤板之外的中间光纤板与熔纤光纤板处在相同平面上。
50.如图所示,第一端部光纤板2放置在光纤伸缩盘绕结构的最左端,与端盖1固定连接,端盖1上的光纤从左侧沿第一端部光纤板2进入线缆伸缩盘绕结构。
51.光纤在第一端部光纤板2的走纤槽内进行盘绕,然后通过转角结构件9进入到第一中间光纤板3中,如图3所示。其中,第一中间光纤板3的走纤槽与第一端部光纤板2的走纤槽相对设计,并且走纤槽的轴线与两块相邻光纤板的旋转轴之间呈很小的角度,这样的设计可以保证光纤在两块相邻光纤板伸长和折叠状态下均不会受到小于最小弯曲半径的弯折。
52.转角结构件9处在相邻光纤板的转轴连接位置,其形状为弧形,其内部走纤槽为圆角大于光纤最小弯曲半径的圆弧。转角结构件9的内部走纤槽与相邻光纤板上的走纤槽相切,保证光纤从光纤板到转角结构件9上时路径平滑;而固定于不同光纤板上相对的两个转角结构件的走纤槽在光纤板的转轴轴线上交汇,保证不论两个相邻光纤板处于何种角度,光纤从一个转角结构件走到相对转角结构件上时路径平滑,且不会小于光纤的最小弯曲半径。
53.光纤在第一中间光纤板3的槽道内盘绕后经过两组相对的转角结构件9进入熔纤光纤板4,在熔纤光纤板4的盘纤槽道内盘绕后进入放置热缩套管的槽内待用。
54.对于另外一侧,第二端部光纤板7放置在光纤伸缩盘绕结构的最右端,与内部基座8固定连接,内部基座8上的光纤从右侧沿第二端部光纤板7进入线缆伸缩盘绕结构。
55.从第二端部光纤板7通过与前述类似的转角结构件9依次进入第三中间光纤板6和第二中间光纤板5,其中第三中间光纤板6和第二中间光纤板5结构相同,安装方向相反,使两者的光纤槽连续,其局部结构如图4所示。进入第二中间光纤板5的光纤再通过转角结构件9进入到熔纤光纤板4,在熔纤光纤板4的盘纤槽道内盘绕后,也进入放置热缩套管的槽内,调整好光纤长度后,在此位置与从端盖1方向进入光纤盘绕结构的光纤进行熔接,熔接的热缩套管通过胶或其他固定结构固定于熔纤光纤板4放置热缩套管的槽内。此时,光纤盘绕结构完成装配及走纤布置。
56.在进行端盖装配操作时,将各个盘纤盘按照图2所示的方向进行弯折,使光纤从平面变为类似于多重合页的弯折状态,此时光纤并不会产生小于其完全半径的弯折,因此不会对光纤造成损伤。根据长度设计,可使弯折后的端盖可与舱体紧密接触,实现光纤的收缩盘绕功能。
57.此外,为保证光纤在整个光纤盘绕结构的走纤路径上不会在折叠和伸长操作时从走纤槽内弹出,可以沿着走纤路径,在合适的位置设置多个压纤块,附图中未全部画出。
58.本发明考虑到光纤伸缩盘绕的需求和最小弯曲半径限制,通过类似于合页的折叠结构,将光纤的弯折变形转化为相邻两个光纤板上的光纤在相交位置的翻转,从而避免光纤产生小于最小弯曲半径的弯折,实现伸缩盘绕功能。
59.传统的光纤伸缩盘绕结构多为类似于弹簧一样的螺旋形伸缩盘绕结构,但此结构仅能提供光纤的走纤路径,无法在这段盘绕路径上进行熔纤,必须在端盖或内部基座上进行熔纤;本发明提出的光纤伸缩盘绕结构是一种新型盘绕结构,其既可实现光纤的伸缩盘绕,又可在光纤板内实现熔纤,便于操作。
60.由于传统螺旋伸缩盘绕结构的走纤路径是螺旋状,相邻两圈走纤路径之间张开的角度不能太大,以免损坏螺旋伸缩盘绕结构的结构件,因此在其折叠后的整体尺寸较大;本发明提出的光纤伸缩盘绕结构是将走纤路径进行折叠,相邻光纤板之间角度可从0
°
至180
°
,因此在相同的最大伸长量条件下,本发明所述结构其折叠后的整体尺寸比传统螺旋伸缩盘绕结构更小。图5为是根据一示例性实施例示出的光纤板转角装置折叠状态局部剖视图。
61.对于传统螺旋伸缩盘绕结构,其伸缩依靠的是结构件本身的弹性变形来实现,因此结构件材料需选用具有合适弹性变形能力的非金属材料,而加工方法一般选用开模注塑的方式进行加工,加工上比较困难,成本较高;本发明提出的光纤伸缩盘绕结构的伸缩功能依靠类似于合页结构的折叠打开操作来实现,结构件没有弹性变形的需求,因此可选用常见金属材料或非金属材料,加工中使用最常见的铣削加工即可,加工方便,成本低。
62.相应的,如果对此结构伸长长度有更大的要求,可以相应的增加中间光纤板的数量。
63.相应的,如果光纤的数量很多,使用1个熔纤光纤板无法放置所有的热缩套管,可根据需求增加多个熔纤光纤板,将光纤的熔纤部位分批放置在多个熔纤光纤板的熔纤槽。对任意一个熔纤光纤板,如果光纤需要在此熔纤光纤板内进行熔接,则盘绕到熔纤槽位置;对于不需要在此熔纤光纤板内熔接的光纤,其在熔纤光纤板的圆柱盘纤位置盘绕后可直接进入下一个光纤板,无需进入熔纤槽。
64.相应的,如果盘绕的不是光纤,而是其他电线或对弯曲半径有严格要求的线缆,也可以做相应的结构更改,只需将熔纤光纤板上熔纤槽结构更改为适合放置其他线缆连接接头的结构即可。
65.本发明一种线缆伸缩盘绕装置不仅适用于海底设备出线侧端盖与舱体之间后装配的舱体结构,也适用于其他需要线缆折叠、展开部署的结构中。
66.最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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