本发明属于船用设备技术领域，更具体地说，它涉及一种船用助力旋转导缆装置。
背景技术：
中国海洋油气资源、海底矿物资源丰富，走进海洋是国家的重点战略决策，也是走向海洋强国的必然需要。海洋深水物探、钻井、测井和海洋工程等装备发展迫切需要解决各类相关问题。对于半潜式平台、多缆物探船、大型海工作业船等施工作业均需要进行定位控制。在定位方式上一般采用dp动力定位和锚泊定位两种手段实现。对于锚泊定位作业方式，涉及系泊定位锚绞车设备，系泊定位锚、锚索、控制方式以及引导缆索入水的导缆器械。这些设备研制以及系泊功能优化是该领域的瓶颈技术。
导缆器械一般是安装在船舶的甲板上，靠近船舷侧。随着长时间船舶航行和海上工程作业，导缆器械受到各种海浪、潮湿侵蚀的作用，使缆索在工作中不断地受到不规则摆动的侧向力的影响，从而压迫导缆器械，使导缆器械出现偏转、锈蚀和摩擦阻力增大而转动不灵活的现象，造成整体作业时间长、工作效率低，影响布锚定位效果及系泊定位系统的安全。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种船用助力旋转导缆装置，具有能够随着导缆偏转的滑轮，可通过驱动电机产生的机械动力抵抗转动阻力，动态调节转动缆索入水方向减少缆索摩擦，其维护保养方便，具有转动灵活、简便、实用的特性。
本发明的具体技术方案是一种船用助力旋转导缆装置，包括空心轴组件、摆动滑轮组件、滚柱支架、滚柱和驱动电机，其特征在于，
所述的空心轴组件包括固定架和旋转安装在固定架上的空心轴，所述的固定架固定安装在甲板上，
所述的摆动滑轮组件包括旋转架和旋转安装在旋转架上的滑轮，
所述的滚柱支架固定安装在甲板上，
所述的滚柱包括与甲板垂直的两根，分别安装在滚柱支架上，
所述的驱动电机用于驱动空心轴转动，
所述的旋转架的一端固定在空心轴的一端，旋转架能够随着空心轴转动，空心轴的旋转轴线位于所述的两根滚柱的对称平面上，两根滚柱用于将缆索导入空心轴的另一端的开口，缆索穿过空心轴的通孔后绕过所述的滑轮的绳槽进入海中，空心轴的旋转轴线位于滑轮的绳槽的对称中心面上。
更进一步地，所述的摆动滑轮组件还包括两根与滑轮(2)平行的测力杆和分别套在二根测力杆上并能绕测力杆旋转的二个旋转套筒，所述的测力杆两端固定在旋转架，两根测力杆的对称平面与滑轮的绳槽的对称中心面重合，二个旋转套筒之间的间隙与缆索的直径相配合，缆索绕过所述的滑轮的绳槽后穿过二个旋转套筒之间的间隙进入海中。
更进一步地，所述的摆动滑轮组件还包括配重架、销轴和轴端挡板，所述的配重架固定安装旋转架上，用于安装配重块，以调整摆动滑轮组件的重心，使摆动滑轮组件的重心位于空心轴的旋转轴线上，所述的销轴安装在旋转架，作为滑轮的旋转轴，所述的轴端挡板固定安装在旋转架上，用于挡住销轴，使销轴不能沿轴向移动。
更进一步地，所述的空心轴组件还包括空心轴衬套、齿圈、螺杆和下底板，所述的固定架上具有轴承座通孔，所述的空心轴衬套位于固定架的轴承座通孔内壁和空心轴外壁之间，所述的齿圈固定安装在空心轴靠近滚柱的一端，齿圈的旋转轴线与空心轴的旋转轴线共线，固定架通过下底板固定安装在甲板上，所述的螺杆旋转安装在下底板上，螺杆上的螺纹与齿圈的齿啮合。
本发明的有益效果是：1)本发明的装置具有能够随着导缆偏转的滑轮可通过驱动电机产生的机械动力抵抗转动阻力，动态调节转动缆索入水方向减少缆索摩擦。因电机驱动产生的机械力，可抵抗较大的转动阻力，从而带动旋转架与缆索同角度的摆动；2)设有测力杆，可根据缆索入水方向偏转时对测力杆产生压力，上位机收到压力信号后确认偏转方向，驱动电机带动螺杆、齿圈、空心轴旋转，当测力杆测得压力信号为零时，电机停止旋转；3)具有配重架，通过布置配重块使摆动滑轮组件的重心位于空心轴的旋转轴线上，降低旋转阻力和减少设备磨损；4)本发明的装置在缆索进口端设有导向板、滚柱支架和滚柱，对穿入的缆索进行导向和限制，减少了缆索的磨损、卡死和偏移。
本发明的船用助力旋转导缆装置具有转动灵活、调整便利、性能可靠、维护保养方便，同时逻辑控制也易于实现，适用于海洋和湖泊行驶中各种新型船用导缆装置的开发，也适用于在传统船用导缆器上进行改造。
附图说明
图1为本发明的船用助力旋转导缆装置的正视图；
图2为本发明的船用助力旋转导缆装置的俯视图；
其中，1－旋转架、2－滑轮、3－配重架、4－销轴、5－轴端挡板、6－固定架、7－空心轴衬套、8－空心轴、9－齿圈、10－导向板、11－滚柱支架、12－滚柱、13－螺杆、14－下底板、15－测力杆、16－旋转套筒。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体技术方案作进一步地描述。
如附图1－2所示，本发明的一种船用助力旋转导缆装置，包括空心轴组件、摆动滑轮组件、滚柱支架11、滚柱12、驱动电机和导向板10。
所述的空心轴组件包括固定架6、旋转安装在固定架6上的空心轴8、空心轴衬套7、齿圈9、螺杆13和下底板14，所述的固定架6固定安装在甲板上，所述的固定架6上具有轴承座通孔，所述的空心轴衬套7位于固定架6的轴承座通孔内壁和空心轴8外壁之间，所述的齿圈9固定安装在空心轴8靠近滚柱12的一端，齿圈9的旋转轴线与空心轴8的旋转轴线共线，固定架6通过下底板14固定安装在甲板上，所述的螺杆13旋转安装在下底板14上，螺杆13上的螺纹与齿圈9的齿啮合。
所述的摆动滑轮组件包括旋转架1、旋转安装在旋转架1上的滑轮2、两根平行的测力杆15、分别套在二根测力杆15上并能绕测力杆15旋转的二个旋转套筒16、配重架3、销轴4和轴端挡板5。
所述的测力杆15两端固定在旋转架1，测力杆15的心部安装有压力感应器件，当一侧感测到绳索的压力时，信号反馈到驱动装置，驱动装置驱动螺杆13，驱使旋转架1朝这个方向转动。两根测力杆15的对称平面与滑轮2的绳槽的对称中心面重合，二个旋转套筒16之间的间隙与缆索的直径相配合，缆索绕过所述的滑轮2的绳槽后穿过二个旋转套筒16之间的间隙进入海中。
所述的配重架3固定安装旋转架1上，用于安装配重块，以调整摆动滑轮组件的重心，使摆动滑轮组件的重心位于空心轴8的旋转轴线上，所述的销轴4安装在旋转架1，作为滑轮2的旋转轴，所述的轴端挡板5固定安装在旋转架1上，用于挡住销轴4，使销轴4不能沿轴向移动。
所述的滚柱支架11固定安装在甲板上。
所述的滚柱12设有垂直的两根和水平的一根用来约束进入的缆索，滚柱12分别安装在滚柱支架11上。
所述的驱动电机用于驱动空心轴8转动。
所述的旋转架1的一端固定在空心轴8的一端，旋转架1能够随着空心轴8转动，空心轴8的旋转轴线位于所述的两根滚柱12的对称平面上，两根滚柱12用于将缆索导入空心轴8的另一端的开口，缆索穿过空心轴8的通孔后绕过所述的滑轮2的绳槽进入海中，空心轴8的旋转轴线位于滑轮2的绳槽的对称中心面上。
本发明的装置的一个具体应用的实施例如下：
首先将缆索经过导向板10、滚柱12、穿过齿圈9及固定架6中空心轴8，绕过旋转架1中滑轮2再投入水中随着波涛推动缆索摆动，测力杆15通过测力传感器测得缆索偏转压力同时将信号传递到上位机，上位机驱动变频电机，带动螺杆13、驱动齿圈9、空心轴8使旋转架1向缆索方向转动，其中因螺杆13端部安装有旋转编码器，通过旋转编码器计量电机的旋转数值，换算出旋转架1的实际转动角度。
即当缆索向左侧转动时，测力杆15测到左侧压力信号，同时传递到上位机，控制驱动电机旋转，通过电机转动带动旋转架1向左侧旋转；当缆索向右侧转动时，测力杆15测到右侧压力信号，控制驱动电机旋转，带动旋转架1向右侧旋转；当缆索处于中间位置时，测力杆15测到压力信号为零，旋转架1停止旋转，并且可通过调整配重仓内配重块3的重量，使摆动滑轮组件的重心位于空心轴8的旋转轴线上。从而实现助力旋转架1与缆索同角度的摆动。
空心轴组件前端设有导向板10、滚柱支架11和滚柱12，缆索通过导向板10、滚柱12进入，通过上述部件的运动实现助力旋转架1与缆索同角度的摆动，大大减少了缆索的磨损、卡死和偏移。