本发明涉及海洋探测设备技术领域，具体为一种卧装一体式无滑环光信号在线传输机构及传输方法。
背景技术：
现代海洋探测技术着重于海洋资源的应用与开发，近年来受到越来越广泛的关注。为了更准确探测海洋中不同深度、不同范围的海洋环境，需要将探测元件放到离母船足够远的距离和深度空间中，以保证探测信号足够清晰准确。由于缆绳长度达到数百甚至上千米，缆绳只能绕在主滚筒上，作业过程中主要通过控制主滚筒转动以将缆绳放出合适的长度。由于在缆绳的收放缆过程中主滚筒一直在转动，导致缆绳尾端不能直接与信号处理设备连接，因而需要一套传输机构来测得的光信号实时传输至信号处理设备。
基于上述原因，传输机构作为海洋探测设备中的重要组成部分，在一定程度上决定了海洋探测设备的工作效率。现有技术普遍采用光滑环的传输装置，其存在以下方面的不足：1、光滑环成本高；2、传输过程中信号损失严重导致信号失真，最终影响到传输效果；3、需对二级滚筒的电机进行同步控制,需要增加电气控制单元，使系统复杂化的同时增加了可能的故障点。如何设计出一种结构简单易行、传输效果好的在线传输系统已成为目前领域内必须要攻克的技术难题。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题在于提供一种卧装一体式无滑环光信号在线传输机构及传输方法，用以解决现有传输装置信号严重失真及结构复杂等问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种卧装一体式无滑环光信号在线传输机构，包括安装支架以及一级传动装置、二级传动装置，其特征在于，所述安装支架包括三块平行设置的安装板及连接并限定安装板相对位置的数根固定杆，安装支架通过三块安装板以及固定杆组成两个夹层，两个夹层中的下夹层中安装有二级传动装置，而上、下两块安装板之间安装有一级传动装置；一级传动装置与二级传动装置为水平安装，同时，在一级传动装置外侧的安装板外表面上装配有滑轮组件，而在二级传动装置外侧的安装板外表面上则安装有齿轮传动组件；所述一级传动装置包括一级滚筒和一级排缆装置，而二级传动装置包括二级滚筒和二级排缆装置，且所述一级滚筒与主滚筒相连接并与主滚筒同步传动。
作为本发明的进一步限定，所述一级传动装置包括一级滚筒和一级排缆装置，而二级传动装置包括二级滚筒和二级排缆装置，其中，一级滚筒与主滚筒相连接并与主滚筒同步传动，以将动力从主滚筒输入进传输机构以充当动力输入装置。
在本发明中，所述一级排缆装置上包括一个排缆座、一个铜套、一根导杆和一根丝杆，所述铜套通过铜套螺母嵌装在排缆座中，而导杆与丝杆则分别通过铜套及铜套螺母与排缆座相连，同时，在所述排缆座上还安装有若干用于对缆绳进行导向的导向滑轮。
在本发明中，所述齿轮传动组件由三个大齿轮及三个小齿轮组成。其中三个大齿轮分别与一级滚筒、一级排缆装置及二级传动装置相连接，起到传动装置作用。三个小齿轮位于与二级滚筒相连接的大齿轮之内，其中两个小齿轮分别与二级滚筒的端部轴及二级排缆装置的丝杆连接，而另一个小齿轮则与上述两个小齿轮啮合。
在本发明中，所述一级传动装置中还设置有一个补偿装置以给辅助缆绳提供合适的预紧力，并消除一级滚筒、二级滚筒间因直径误差所引起的累计长度误差，该补偿装置包括支架以及导杆，所述支架在两端固连一级传动装置两端的两块安装板，而导杆设置方向与滚筒轴向相互垂直，且在导杆上套装有一块可沿导杆上、下滑移的配重块，且在此配重块上设置有一个用于穿装辅助缆绳的滑轮。
在本发明中，所述一级传动装置与二级传动装置之间设置有一个连接筒，该连接筒与安装支架的中间安装板及二级滚筒相连，主要起到过渡装置的作用。
在本发明中，所述滑轮组件由若干滑轮单元组成，分布于传输装置之上，其主要起到为辅助缆绳提供运动平台的作用。
在本发明中，卧装一体式无滑环光信号在线传输机构在安装时，水平放置于水上平台上，且安装时一级传动装置以及二级传动装置中的滚筒轴线方向平行于水平面安装。
本发明的优点和有益效果在于：
1、传输机构的主动力来源于主滚筒，通过齿轮传动系统来实现一级滚筒与二级滚筒之间的同步运转，无需额外添加其他动力装置，简化了机构的同时提高了机构的工作效率。
2、所述机构完全安装于主滚筒内部，机构主支架通过板和杆件连接，减少了空间占有、简化了结构。
3、一、二级滚筒的直径比足够大、二级只需要排一层缆即可满足系统使用要求。
4、利用补偿装置有效地消除了一、二级滚筒直径误差带来的累计长度误差的同时使辅助缆绳获得合适的张紧力。
附图说明
图1为一种卧装一体式无滑环光信号在线传输机构的结构示意图。
图2为图1中的安装支架结构示意图。
图3为一级传动装置中的一级滚筒结构示意图。
图4为一级传动装置中的一级排缆装置结构示意图。
图5为一级传动装置中的补偿装置结构示意图。
图6为二级传动装置中的二级滚筒结构示意图。
图7为二级传动装置中的二级排缆装置结构示意图。
图8为齿轮传动组件结构示意图。
其中：1、安装支架；2、一级滚筒；3、一级排缆座；4、补偿装置；5、二级滚筒；6、二级排缆座；7、齿轮传动组件；8、滑轮组件；9、连接筒；1-1、前固定支板；1-2、固定杆；1-3、中间固定板；1-4、后固定支板；2-1、一级滚筒进缆端；2-2、一级滚筒轴；2-3、一级滚筒出缆端；3-1、一级排缆座；3-2、铜套；3-3、铜套螺母；3-4、导向滑轮；3-5、导杆；3-6、丝杆；4-1、支板组件；4-2、滑轮；4-3、配重块；4-4、导杆；5-1、二级滚筒进缆端；5-2、二级滚筒；5-3、二级滚筒出缆端；6-1、二级排缆座；6-2、铜套螺母；6-3、铜套；6-4、导向滑轮；6-5、导杆；6-6、丝杆；7-1、一级排缆齿轮；7-2、一级滚筒齿轮；7-3、二级齿轮；7-4、二级滚筒齿轮；7-5、中间齿轮；7-6、二级排缆齿轮。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1的一种卧装一体式无滑环光信号在线传输机构的较佳实施例，在本实施例中，包括安装支架1以及一级传动装置、二级传动装置，其中，安装支架1包括上、中、下三块安装板及连接三块安装板的数根固定杆，安装支架1通过三块安装板分成上、下两个夹层结构，一级传动装置连接在上、下两块安装板之间。而在一级传动装置外侧的上安装板外表面装配有滑轮组件8，在二级传动装置外侧的下安装板的外表面装配有齿轮传动组件7。
如图2所示，所述安装支架1包括前固定支板1-1、固定杆1-2、中间固定板1-3、后固定支板1-4。
如图3所示，所述一级滚筒2包括一级滚筒进缆端2-1、一级滚筒2-2、一级滚筒出缆端2-3。在靠近一级滚筒出缆端2-3的一级滚筒2-2的圆周上开有一个用于出缆的出线孔、一级滚筒进缆端2-1与前固定支板1-1相连，且其中部开有一个用于进缆的通孔、一级滚筒出缆端2-3与后固定支板1-4相连。
如图4所示，所述一级排缆装置3包括一级排缆座3-1、铜套3-2、铜套螺母3-3、导向滑轮3-4、导杆3-5、丝杆3-6。一级排缆装置3通过导杆3-5及丝杆3-6安装在前固定支板1-1和后固定支板1-4之间。
如图5所示，所述补偿装置4包括支板组件4-1、滑轮4-2、配重块4-3、导杆4-4。补偿装置4通过支板组件4-1安装在前固定支板1-1和中间固定板1-3之间。
如图6所示，所述二级滚筒5包括二级滚筒进缆端5-1、二级滚筒5-2、二级滚筒出缆端5-3。在靠近二级滚筒进缆端5-1的二级滚筒5-2的圆周上开有一个用于进缆的进线孔、二级滚筒进缆端5-1且通过一个中间圆板与连接筒9相连、连接筒9与中间固定板1-3相连，且其中部开有一个用于过缆的通孔、二级滚筒出缆端5-3与后固定支板1-4相连，且其中部开有一个用于出缆的通孔。
如图7所示，所述二级排缆装置6包括二级排缆座6-1、铜套螺母6-2、铜套6-3、导向滑轮6-4、导杆6-5、丝杆6-6。二级排缆装置6一端与一个中间圆板相连，另一端与后固定支板1-4相连。
需要说明的是：一级滚筒2直径比二级滚筒5小，但一级滚筒2的长度约为二级滚筒5长度的2倍，一级滚筒2与二级滚筒5一样只需绕一层辅助缆绳便可满足使用要求，与它们相关联的一级排缆装置3与二级排缆装置6上所用丝杆均为单向运动丝杆。
如图8所示，所述齿轮传动组件7包括一级排缆齿轮7-1（可转动）、一级滚筒齿轮7-2（可转动）、二级齿轮7-3（可转动）、二级滚筒齿轮7-4（不转动）、中间齿轮7-5（可转动）、二级排缆齿轮7-6（可转动）。齿轮传动组件7安装在后固定支板1-4上。
需要说明的是：一级滚筒2可转动、二级滚筒5不转动、一级排缆装置3中只有丝杆3-6转动的同时带动一级排缆座3-1运动、二级排缆装置6中不仅丝杆6-6转动同时带动二级排缆座6-1运动，并且二级排缆装置6整体会绕着二级滚筒5轴线方向转动。
本实施例的在线传输机构在工作时，工作循环过程包括收缆和放缆两个过程：
收缆过程中，一级滚筒2与它同轴的主滚筒相连，主滚筒的动力输入至一级滚筒2，从而实现与主滚筒同步传动。同时主滚筒上的主缆绳末端与一级滚筒2上的辅助缆绳一端相连，由此主滚筒转动的同时可将探测到光信号传递至一级滚筒2上的辅助缆绳。辅助缆绳从一级滚筒2的一级滚筒进缆端2-1进入，从靠近二级滚筒出缆端2-3处的滚筒出线孔出来并绕在一级滚筒上。
一级滚筒2中的一级滚筒出缆端2-3与齿轮传动组件7中的一级滚筒齿轮7-2相连，二者之间实现同步传动。接着利用齿轮传动组件7，实现一级排缆齿轮7-1和二级齿轮7-3的转动。一级排缆齿轮7-1转动的同时带动与之相连的一级排缆装置3中的一级排缆丝杆3-6同步转动，驱动一级排缆装置3沿一级滚筒2的轴线方向运动。此时辅助缆绳在一级排缆装置3的作用下通过一级排缆装置3上的导向滑轮3-4再通过安装支架1上的滑轮组件8进入到补偿装置4上，接着通过补偿装置4中的3个滑轮4-2完成辅助缆绳在补偿装置4上的过渡(利用配重块4-3使辅助缆绳始终保持张紧状态)。然后辅助缆绳通过连接筒9及滑轮组件8进入二级排缆装置6中，在二级排缆齿轮7-6的转动下带动二级排缆丝杆6-6转动，从而驱动二级排缆装置6上的一级排缆座6-1沿二级滚筒5的轴线方向进行运动。同时二级齿轮7-3的转动会驱动二级排缆装置6整体绕二级滚筒5轴线方向进行转动，从而实现二级滚筒5有序排缆。其中二级滚筒5相对于安装支架是固定不动的，并且与之连接的二级滚筒齿轮7-4也是固定不动的，由此便可直接从二级滚筒5末端将光信号传输至后续的信号处理设备。
而放缆过程与收缆的工作原理大致一样，与收缆的工作过程相反。主要区别在于：一级滚筒2及二级滚筒5中的进缆端与出缆端发生了互换，进缆端变成出缆端，出缆端变成进缆端；二级排缆装置6不再是将辅助缆绳有序的排到二级滚筒5上，而是将二级滚筒5上的辅助缆绳有序的排出；一级排缆装置3不再是将辅助缆绳排出，而是将一级滚筒2上的辅助缆绳有序地排到一级滚筒2上。由此便可实现放缆过程。
在整个过程中补偿装置4和齿轮传动组件7保证了辅助缆绳始终保持整齐有序的状态，收缆过程与放缆过程的来回不断转换实现了光信号的完整传输。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。