随机收绳装置的制作方法

本发明涉及一种极地科学考察领域，尤其是涉及一种随机收绳装置。

背景技术

本发明涉及极地科学考察领域。南极冰下水环境，对南极冰盖运动和稳定性具有重要影响，目前钻透数百至数千米的冰盖，对底部的水环境进行测试和取样是当前极地科学考察的重要方式。受气候及能源条件的限制，大直径的钻孔并不现实，因此钻探设备、载荷仪器等只能通过狭小的通道进入冰底水环境。传统卷轴式收绳方式，绳索经过排绳器时弯曲变形大，在大张力时易发生断裂，难以适应极地钻探需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷与不足，提供了一种随机收绳装置，包括第一驱动机构、压绳机构、收绳筒；收绳筒上端开口，绳索自由落入或由第二驱动机构带动落入所述收绳筒内；所述压绳机构部分伸入所述收绳筒，所述第一驱动机构带动所述压绳机构相对于所述收绳筒上下运动，并压缩落入所述收绳筒的所述绳索。

较佳地，所述压绳机构包括丝杠、丝母推杆、绳压板；所述第一驱动机构与所述丝杠连接，所述丝母推杆与所述丝杠外螺纹连接，所述压绳板与所述丝母推杆连接并伸入所述收绳筒内；所述第一驱动机构驱动所述丝杠转动，带动所述丝母推杆轴向运动，进而带动所述压板在所述收绳筒内运动。

较佳地，所述第一驱动机构设有轴向贯通的第一通道，所述丝杠设有轴向贯通的第二通道；所述绳索穿过所述第一通道和所述第二通道经所述收绳筒上端开口落入所述收绳筒。

较佳地，所述绳索外设置有绳索套筒，所述绳索套筒穿过所述第一通道和所述第二通道并与所述压绳板贯穿连接。

较佳地，所述绳索套筒包括有内筒和外筒，所述内筒、所述外筒套设；所述外筒贯穿所述第一通道和所述第二通道，所述内筒与所述绳压板贯穿连接。

较佳地，所述内筒外表面设置有第一滑键，所述外筒内表面设置于与所述第一滑键配合的第一键槽。

较佳地，所述压绳机构还包括有套筒，所述套筒套设于所述丝母推杆上；所述套筒内表面设置有第二滑键，所述丝母推杆外表面设置有与所述第二滑键相配合的第二键槽，所述丝母推杆轴向运动时，带动所述滑键在所述键槽里轴向运动。

较佳地，所述压绳机构还包括有壳体，所述套筒设于所述壳体内并与之固连。

较佳地，所述绳索套筒和所述收绳筒采用聚四氟乙烯材质。

较佳地，所述压绳机构与所述驱动机构连接端还设置有支撑接口，所述丝杠通过轴承连接在所述支撑接口上。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、现有技术的的卷轴式收绳装置，由于绳索的弯曲变形，会存在应力集中的问题，而长期的应力集中将会导致绳索的疲劳损坏甚至折断，而本发明提供的随机收绳装置，绳索直接落入所述收集筒并随机分布，避免了绳索的应力集中和疲劳损坏的问题；另，由于随机分布于所述收集筒内的绳索会存在许多间隙，本发明还设置有压绳机构，所述压绳机构压缩绳索排除部分间隙，增加所述收集筒的容积量。

2、本发明提供的随机收绳装置，采用丝母丝杠的传动方式，将电机的旋转运动转化为丝母的直线运动，结构简单可靠，伸缩距离可控。

3、本发明提供的随机收绳装置，驱动机构与丝杠都轴向贯通，所述绳索穿过所述驱动机构和丝杠落入所述收绳筒，使绳索在所述随机收绳装置里面运动，有包覆性，不易受外界干扰，更加安全可靠；且本发明应用于南极冰下水环境，设备仪器只能通过狭小的通道进入冰底水环境，本发明设置为细长结构，易进入通道，且在水下阻力小，易到达水底。

4、本发明提供的随机收绳装置，在绳索通过所述驱动机构与所述丝杠时，在接口处容易遇到阻碍导致收绳不连贯，由此设置绳索套筒，为绳索的通过给予导向作用，避免卡绳；

5、本发明提供的随机收绳装置，所述绳索设置为内外筒组合，并设置为滑键导向，所述外筒贯穿所述第一通道和所述第二通道，内筒连接所述绳压板，使绳索套筒长度不受限制，可随绳索压板上下活动以配合压绳运动。

6、本发明提供的随机收绳装置，所述压绳机构还包括有套筒，能为所述丝母推杆提供支撑作用，使运动更加稳定；所述套筒内表面设置有滑键与所述丝母推杆活动连接，当所述丝母推杆在所述丝杠的驱动下轴向运动时，提供导向作用。

7、本发明提供的随机收绳装置，所述压绳机构还包括有壳体，所述套筒与所述壳体固连，在丝母推杆运动时可获得壳体的支持，进一步加强运动的稳定性和可靠度。

8、本发明提供的随机收绳装置，所述绳索套筒和所述收绳筒采用具有自润滑功能的聚四氟乙烯材质，避免绳索的卡滞现象。

9、本发明提供的随机收绳装置，所述丝杠通过轴承连接在所述压绳机构上，轴承可提供支撑力支撑转动的丝杠。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明压绳机构的剖视图；

图3为本发明压绳机构三级嵌套结构示意图；

图4为本发明压绳机构各级零件示意图；

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

如附图1，本发明提供了一种随机收绳装置，包括第一驱动机构、压绳机构和收绳筒11，收绳筒11上端设有一开口，绳索可借助重力或是通过第二驱动机构驱动，由此开口落入收绳筒11，已进入收绳筒11内的绳索由于随机分布而导致绳索间间隙较大，一段时间后，第一驱动装置启动，驱动压绳机构对收绳筒11内的绳索进行压实；之后电机反转，丝母推杆4从收绳筒11中收回。收绳与压绳可同时进行，亦可分开进行，直到所有绳索收入收绳筒11。电机启动与反转的时间为技术人员根据实际情况预先进行设定。

本发明的绳索落入状态为随机分布，相对于现有技术的卷轴式收绳装置，不会存在应力集中的问题，由此避免了绳索的疲劳损坏或折断；另由于绳索在收绳筒11内的随机分布会导致绳索间的间隙较大从而降低了收绳筒11的容积，由此本发明设置了压绳机构对收绳筒11内的绳索进行压实，以减小已落入收绳筒11的绳索的占积，提高收绳容积率。

在本实施例中，所述压绳机构包括有丝杠5、丝母推杆4、压绳板8；第一驱动机构与丝杠5连接，丝杠5外环面设置于螺纹，丝母推杆4顶端内环面设置有相配合的螺纹，丝母推杆4啮合套设于丝杠5外部，且底端连接有压绳板8，压绳板8伸入收绳筒11内，与压绳筒壁面垂直；第一驱动机构启动时，驱动丝杠5旋转，从而带动丝母推杆4轴向运动，进而带动压板在收绳筒11内运动。本发明将压绳机构丝杠5的旋转运动转化为丝母的直线运动，结构简单可靠，伸缩距离可控。在其他实施例中，压绳机构的丝母丝杠5还可替换为两套筒之间滑键连接，驱动机构为上下往复运动，直接驱动压绳板8压实已收集的绳索。

在本实施例中，第一驱动机构为中空磁传动电机10，丝杠5为中空丝杠5，压绳机构一端的中空丝杠5与中空磁传动电机10连接，另一端通过压绳板8与收绳筒11连接，绳索穿过中空磁传动电机10和压绳机构的中空丝杠5的贯穿通道，通过收绳筒11上端的开口落入收绳筒11。中空磁传动电机10与收藏筒分别通过螺钉与压绳机构的外壳固连，绳索在所述随机收绳装置里面运动，有包覆性，不易受外界干扰，更加安全可靠。且本发明提供的随机收绳装置为驱动机构、压绳机构、收绳筒11依次连接的细长结构，现有技术的卷轴式收绳装置，体积较大，而本发明的应用领域为极地冰下水环境，设备只能通过狭小的凿冰通道进入水环境，体积较大将不便操作，本发明的细长结构将十分适用于极地冰下水环境，且在水下阻力小，易到达水底。

在本实施例中，绳索外设置有绳索套筒9，穿过中空磁传动电机和中空丝杠5与压绳板8贯穿连接，防止绳索在通过中空磁传动电机和中空丝杠5时发生错位和挤压。

在本实施例中，绳索套筒9包括有内筒和外筒，内、外筒套设，内筒外表面设置有滑键，内筒外表面设置有安装接口与压绳板8连接；外筒内表面设置有与所述滑键配合的键槽，在内筒与压绳板8同时往复运动时与外筒内表面配合滑动，可随压绳板8一同伸出或收回，形成绳索的封闭通道，且可进一步加强内筒外筒运动的稳定性。

在本实施例中，压绳机构还包括有套筒6，丝母推杆4外表面设置有滑键，套筒6内表面设置有与丝母推杆4配合的键槽。中空磁传动电机运行时，带动中空丝杠5转动，与中空丝杠5啮合的丝母推杆4将随着螺纹的旋转而轴向运行，同时，丝母推杆4外表面的滑键在套筒6内表面的键槽里运动，与丝母推杆4底端连接的压绳板8在收绳筒11内运动压实绳索。

在本实施例中，压绳机构还包括有壳体7，套筒6设于壳体7内并通过法兰与壳体7固连，套筒6将丝母推杆4间接与壳体7连接，在丝母推杆4运动的同时可获得壳体7的支持，进一步加强运动的稳定性和可靠度。

在本实施例中，绳索套筒6和收绳筒11采用具有自润滑功能的四氟乙烯材料，防止绳索发生卡滞现。在其他实施例中，也可采用其他具有自润滑的材料。

在本实施例中，压绳机构还包括有支撑接口1，中空丝杠5通过推力轴承2和深沟球轴承3安装于支撑接口1上，在其他实施例中，也可根据具体实用情况的载荷大小更换其他轴承。

因本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。