一种船载牵引系统及船载可旋转全方位立体剖面观测系统的制作方法

本发明属于海洋观测设备领域，特别涉及该领域中的一种船载牵引系统及使用该牵引系统的船载可旋转全方位立体剖面观测系统。

背景技术：

船基海洋观测技术是一种用船作为观测平台组成的可移动海洋环境监测系统，是海洋监测技术的重要发展方向，利用船舶作活动平台进行海洋调查和观测是海洋调查观测技术发展的重要方面，是建设海洋环境立体监测网的重要内容。21世纪是海洋开发的世纪，我国将更加关注在可持续发展前提下的海洋资源合理开发和海洋环境保护。我国国务院在制定的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006-2020)中将海洋环境立体监测技术列为前沿技术，船基海洋剖面观测系统是该技术的一个组成部分，该技术不仅可以应用于海洋资源的探测，海洋污染以及海洋灾害的防护，还可以应用在导航定位、信息干扰等军事目的，为维护海洋权益、开发海洋资源和加强国防建设等活动提供及时有效的决策依据，因此得到海洋大国的普遍关注。

船基海洋剖面观测系统是该技术在船舶上的一个分支，船载牵引系统是该系统的重要组成部分。现有的船载牵引系统一般采用绞车加a型架或悬臂的方式，通过钢丝绳和设备的重量保持钢丝绳张紧，进而下放设备，属于被动放缆。但是现有的许多观测设备使用的缆绳是质量轻的凯夫拉缆绳或者铠装缆绳等等，有些情况下还需要观测设备在水中不受绳子的拉力而自由下落，即观测设备呈自由状态，这就要求船载牵引系统具有主动放缆功能。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种具有主动放缆功能的船载牵引系统及使用该牵引系统的船载可旋转全方位立体剖面观测系统。

本发明采用如下技术方案：

一种船载牵引系统，包括安装在船体上的机架，其改进之处在于：在机架上安装可绕机架转动的回转支承，在回转支承两侧的相对位置分别固定安装绞车和放缆器；所述的绞车包括缠绕缆绳的卷筒，该卷筒的一侧由电机通过减速器驱动，另一侧固定安装主动链轮；所述的放缆器包括框架，在框架内安装表面带有线槽的大轮，该大轮的一侧与从动链轮固定连接，该从动链轮和前述的主动链轮通过链条连接在一起形成链传动，从而使绞车的卷筒可以带动放缆器的大轮同步转动，缠绕在卷筒上的缆绳经大轮上的线槽伸出或者拉回牵引系统，此外在框架内还设置通过螺旋机构与框架相连接的表面带凸环的小轮，小轮的凸环与大轮的线槽位置相对，并且通过控制螺旋机构的旋进量可以调整小轮凸环和大轮线槽之间的距离。

进一步的，所述的缆绳为凯夫拉缆绳或者铠装缆绳。

进一步的，所述的电机为变频电机。

进一步的，所述的减速器为蜗轮蜗杆减速器。

进一步的，在绞车的卷筒和放缆器的大轮之间设置有排缆器，缠绕在卷筒上的缆绳先经过排缆器再经大轮上的线槽伸出或者拉回牵引系统。

进一步的，所述的小轮还通过可与螺旋机构同步旋进的导轨与框架相连接。

进一步的，所述的导轨为两个，分别设置于螺旋机构的两侧。

一种船载可旋转全方位立体剖面观测系统，使用上述的船载牵引系统，其改进之处在于：所述的观测系统还包括水下观测系统和控制系统，所述的水下观测系统包括与船载牵引系统的缆绳相连接的仪器舱，在仪器舱内安装水下摄像机、照明灯和ctd传感器，所述的控制系统包括与船载牵引系统的电机电连接的变频器、与水下观测系统电连接的编码器、显示屏和中央处理器，中央处理器分别与变频器、编码器和显示屏电连接。

本发明的有益效果是：

本发明所公开的船载牵引系统，通过设计主动链轮和从动链轮的传动比及放缆器大轮的直径，使大轮的线速度大于卷筒的线速度，在绞车的卷筒带动放缆器的大轮同步转动的过程中，缆绳在大轮和卷筒之间会产生一定的速度差；通过调整螺旋机构的旋进量可以调整小轮凸环和大轮线槽之间的距离，以便小轮凸环对大轮线槽内的缆绳施以适当的压紧力。在上述速度差和压紧力的共同作用下使缆绳保持张紧状态，这样缆绳就可以主动释放，而不需要缆绳足够重或者有拉力作用在缆绳末端，使本船载牵引系统具有了主动放缆功能，解决了缆绳和设备重量不够的问题并实现了牵引设备在水中的自由下落。

本发明所公开的船载牵引系统，绞车卷筒由变频电机驱动，可以实现对主动放缆的变频调速和自锁。

本发明所公开的船载可旋转全方位立体剖面观测系统，由于其使用的船载牵引系统在机架上安装可绕机架转动的回转支承，使观测系统可以360°全方位探测；由于其使用的船载牵引系统能够主动放缆和自锁，使该观测系统可以实现不同深度下水文数据的剖面观测。回转支承的一侧安装绞车，另一侧安装放缆器，水下观测系统的仪器舱与伸出放缆器的缆绳相连接，该设计可以平衡水下观测系统与绞车之间的力矩。

附图说明

图1是本发明实施例1所公开船载牵引系统的结构示意图；

图2是本发明实施例1所公开船载牵引系统的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例1所公开船载牵引系统中放缆器的结构示意图；

图4(a)是未使用本发明所公开船载牵引系统的缆绳释放过程示意图；

图4(b)是使用本发明所公开船载牵引系统的缆绳释放过程示意图；

图5是本发明实施例1所公开船载可旋转全方位立体剖面观测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种船载牵引系统，包括安装在船体上的机架1，在机架上安装可绕机架转动的回转支承2，在回转支承两侧的相对位置分别固定安装绞车3和放缆器4；如图2所示，所述的绞车3包括缠绕缆绳31的卷筒32，该卷筒32的一侧由电机33通过减速器34驱动，另一侧固定安装主动链轮35；如图3所示，所述的放缆器4包括框架41，在框架41内安装表面带有线槽421的大轮42，该大轮42的一侧与从动链轮43固定连接，该从动链轮43和前述的主动链轮35通过链条连接在一起形成链传动，从而使绞车的卷筒32可以带动放缆器的大轮42同步转动，缠绕在卷筒上的缆绳经大轮上的线槽伸出或者拉回牵引系统，此外在框架41内还设置通过螺旋机构44与框架相连接的表面带凸环451的小轮45，小轮的凸环与大轮的线槽位置相对，并且通过控制螺旋机构的旋进量可以调整小轮凸环和大轮线槽之间的距离。

作为一种可供选择的方式，在本实施例中，所述的缆绳为凯夫拉缆绳或者铠装缆绳。所述的电机为变频电机。所述的减速器为蜗轮蜗杆减速器。在绞车的卷筒和放缆器的大轮之间设置有排缆器36，缠绕在卷筒上的缆绳先经过排缆器再经大轮上的线槽伸出或者拉回牵引系统。所述的小轮45还通过可与螺旋机构44同步旋进的导轨46与框架相连接。所述的导轨为两个，分别设置于螺旋机构的两侧。导轨可以在螺旋机构带动小轮移动时起到导向作用。

本实施例所公开的船载牵引系统的工作过程为：在电机通过减速器驱动卷筒旋转的同时，卷筒一侧的主动链轮以链传动的方式带动与从动链轮固定连接的大轮同步旋转，缠绕在卷筒上的缆绳就可以先经过排缆器再经大轮上的线槽伸出或者拉回牵引系统。

通过设计主动链轮和从动链轮的传动比及大轮的直径，使大轮的线速度大于卷筒的线速度，在卷筒带动大轮同步转动的过程中，缆绳在大轮和卷筒之间会产生一定的速度差；通过调整螺旋机构的旋进量可以调整小轮凸环和大轮线槽之间的距离，以便小轮凸环对大轮线槽内的缆绳施以适当的压紧力。在上述速度差和压紧力的共同作用下使缆绳保持张紧状态，这样缆绳就可以主动释放，而不需要缆绳足够重或者有拉力作用在缆绳末端，使本船载牵引系统具有了主动放缆功能。图4(a)是未使用本实施例所公开船载牵引系统的缆绳释放过程示意图，缆绳呈松弛状态，不能主动放缆。图4(b)是使用了本实施例所公开船载牵引系统的缆绳释放过程示意图，缆绳呈张紧状态，可以主动放缆。

如图5所示，本实施例还公开了一种船载可旋转全方位立体剖面观测系统，使用上述的船载牵引系统，所述的观测系统还包括水下观测系统和控制系统，所述的水下观测系统包括与船载牵引系统的缆绳相连接的仪器舱，在仪器舱内安装水下摄像机、照明灯和ctd传感器，所述的控制系统包括与船载牵引系统的电机电连接的变频器、与水下观测系统电连接的编码器、显示屏和中央处理器，中央处理器分别与变频器、编码器和显示屏电连接。

本实施例所公开的船载可旋转全方位立体剖面观测系统的工作过程为：通过控制系统的变频器控制船载牵引系统伸出或者拉回缆绳使水下观测系统至不同水深以便进行不同深度下水文数据的剖面观测。控制系统的编码器可以实时获取水下观测系统的观测数据及深度信息并通过显示屏显示输出。控制系统的中央处理器分别与上述的变频器、编码器和显示屏电连接并控制它们工作。此外由于其使用的船载牵引系统在机架上安装可绕机架转动的回转支承，使观测系统可以360°全方位探测。