一种海底电缆弯曲刚度试验机

本发明涉及海底电缆，尤其是一种海底电缆弯曲刚度试验机。

背景技术：

1、海底电缆是用绝缘材料包裹的电缆，铺设在海底，用于电信传输，海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆，现代的海底电缆都是使用光纤作为材料，传输电话和互联网信号，弯曲刚度是海底电缆重要的技术指标，弯曲刚度直接影响导缆运输、施工安装、水中线型设计、打捞回接等关键过程，是系统设计工程师和安装工程师必备参数，面临深水施工要求，海底电缆的弯曲刚度决定了其在运输和施工过程中受到外力作用下的最小弯曲半径和疲劳寿命分布，现有的测试方案是通过夹持海底电缆的端部进行弯曲试验，该方式测试周期长，测试半径不易调整，导致检测效率低下。

2、例如公开号为“cn104458439a”的中国专利公开了“一种海底光电缆的弯曲钢度检测装置”，被检测电缆固定在工作台上的工装夹具内，缆顶端用带脚轮和伸出臂的工装夹具固定后放于可移动支撑台面上，在被检测光电缆移动端和固定端之间拉上橡皮绳，在其中间位置上用刻度尺工装夹具固定好刻度尺。在电机固定支架和缆顶端固定支架的伸出臂上用钢丝绳连上伸缩电机和张力传感器，张力传感器显示仪表置于工作台上。上述申请具有结构简单合理，操作方便，数据输出直观简单的特点，但是上述装置无法对海底电缆的不同位置的进行弯曲刚度检测，导致检测结果不全面；

3、为此，公开号为“cn114674677a”的中国专利公开了“一种海底电缆弯曲刚度试验机”，包括设置在架板上用以带动海底电缆移动的输送装置和用以固定海底电缆端部的固定夹具，以及弯曲检测装置，架板上且位于输送装置远离固定夹具的一侧还设有一个用以将海底电缆拉直的回拉装置，弯曲检测装置包括用以调整支撑海底电缆身部位置的定点支撑机构和用以在压弯海底电缆身部位置的同时检测其弯曲强度的压弯检测机构，并且压弯检测机构和定点支撑机构之间以及压弯检测机构和固定夹具之间还设有位置感应机构。

4、上述申请虽然通过压弯检测机构与定点支撑机构之间的配合，实现了对海底电缆不同位置的弯曲刚度的检测，提高了对海底电缆弯曲刚度检测的全面性，但是该装置中未设置钢缆角度调节机构，进行钢缆刚度实验时，往往仅针对钢缆的其中一个方向进行测试，结果不具有普遍适用性，同时该装置灵活性差，仅能从钢缆中间位置进行弯曲，且弯曲方式单一，无法多维度测试钢缆的弯曲刚度质量，此外，该装置不方便调整弯曲测试区间，对于不同长度的实验钢缆，适应性差。

5、为此，我们提出一种海底电缆弯曲刚度试验机解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海底电缆弯曲刚度试验机，以解决上述背景技术中提出的未设置钢缆角度调节机构，进行钢缆刚度实验时，往往仅针对钢缆的其中一个方向进行测试，结果不具有普遍适用性且装置灵活性差，仅能从钢缆中间位置进行弯曲，且弯曲方式单一，无法多维度测试钢缆的弯曲刚度质量的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种海底电缆弯曲刚度试验机，包括横底板，所述横底板上端中部设置有竖向支撑台，所述竖向支撑台上设置有钢缆顶弯机构，所述横底板上端两侧安装有钢缆位置调节机构，所述钢缆位置调节机构上固定有钢缆固定机构，所述横底板侧面安装有弧形防护板，所述弧形防护板固定有显示器，所述横底板上端设置有控制柜，所述控制柜与显示器电性连接；

4、所述钢缆顶弯机构包括顶弯基底，所述顶弯基底上端固定有竖向移动组件，所述竖向移动组件前端安装有支撑挡板，所述支撑挡板下端侧面设置有导向板，所述顶弯基底上端两侧设置有滑槽一，所述导向板与滑槽一滑动连接，所述支撑挡板前端设置有电动滑台，所述电动滑台上设置有直线电机，所述直线电机上固定有顶弯调节组件。

5、在进一步的实施例中，所述钢缆位置调节机构包括支撑壳体，所述支撑壳体上端两侧设置有滑槽二，所述支撑壳体后端设置有电机一，所述电机一固定连接有传动组件，所述传动组件后端固定有中间板，所述中间板后端通过转动轴承设置有螺纹柱一，所述螺纹柱一与传动组件固定连接，所述螺纹柱一两侧设置有导向柱，所述导向柱固定在中间板和支撑壳体之间，所述螺纹柱一和导向柱上设置有横向移动组件。

6、在进一步的实施例中，所述传动组件包括第一转轴，所述第一转轴末端设置有主动齿轮一，所述主动齿轮一啮合有过渡轮，所述过渡轮后端安装有中间轴，所述过渡轮侧面啮合有从动轮，所述从动轮后端设置有第三转轴，所述第三转轴与螺纹柱一固定连接，所述第一转轴、中间轴和第三转轴转动安装在支撑壳体侧壁上。

7、在进一步的实施例中，所述横向移动组件包括移动支撑台，所述移动支撑台与螺纹柱一螺纹连接，且其与导向柱滑动连接，所述移动支撑台上端设置有导向台，所述导向台滑动连接有移动块，所述移动块左侧两端设置有弹性锁链，所述移动支撑台左侧固定有竖板，所述弹性锁链一端固定在竖板上，且其另一端固定在移动块左侧，所述移动块上端左侧安装有刚性连接板，所述刚性连接板中部设有圆形孔，所述竖板上端固定有支架，所述支架中部安装有伸缩油缸柱，所述伸缩油缸柱与刚性连接板中部的有圆形孔相互配合。

8、在进一步的实施例中，所述移动块顶部固定有安装台，所述安装台穿过滑槽二且与其滑动连接。

9、在进一步的实施例中，所述竖向移动组件包括竖向导向台，所述竖向导向台末端设置有电机二，所述电机二上安装有螺纹柱二，所述螺纹柱二上设置有螺纹移动块，所述竖向导向台侧面设置有侧向滑槽，所述螺纹移动块与侧向滑槽滑动连接，所述螺纹移动块上端固定有l形连接架。

10、在进一步的实施例中，所述顶弯调节组件包括保护壳体，所述保护壳体内部转动设置有齿轮轴，所述齿轮轴前端固定有顶柱，所述顶柱前端设置有弧形顶弯叶，所述弧形顶弯叶上设置有半圆凹槽和力传感器，所述齿轮轴侧面啮合有角度调节齿轮，所述角度调节齿轮上固定连接有电机三，所述电机三固定在保护壳体上。

11、在进一步的实施例中，所述钢缆固定机构包括固定基座，所述固定基座侧面设置有液压泵，所述液压泵前端安装有压入杆，所述压入杆前端固定有电缆压入板，所述电缆压入板右侧设置有电缆支撑板，所述电缆支撑板固定在固定基座内部，所述压入杆和固定基座通过滑动环滑动连接，所述固定基座前端设置有电缆翻转组件，所述固定基座前端设置有圆形导向槽。

12、在进一步的实施例中，所述电缆翻转组件包括转动齿环，所述转动齿环侧面设置有导向杆，所述导向杆上设置有滚轮，所述滚轮与圆形导向槽滚动连接，所述转动齿环外侧啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮后端设置有电机四，所述驱动齿轮外侧设置有齿轮箱壳体。

13、在进一步的实施例中，所述转动齿环内部设置有弹性橡胶环，所述弹性橡胶环内侧设置有环形均匀分布的压紧块，所述压紧块与转动齿环滑动连接。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本海底电缆弯曲刚度试验机，可以自由调节固定钢缆的位置，并能自适应夹紧钢缆，拥有两种紧固模式，其一可以实现挠性紧固，避免钢缆受到过大的刚性拉力，其二可以实现刚性紧固，使其牢牢固定，更有利于测试钢缆的性能，两种模式可以自由切换，灵活性好，设置有电缆翻转组件，能够将电缆翻转任意角度，实现电缆全角度的刚度测试，配合可调节的钢缆顶弯机构，能够多维度的测试钢缆的弯曲刚度，测试效果好，测量结果通过显示器显示，直观性好，便于实验人员迅速了解测量结果，具体为：

15、1.本发明中，通过在横底板上端两侧设置钢缆位置调节机构，可以自由调节固定钢缆的位置，灵活性好，工作时，通过启动电机一，带动传动组件转动，通过主动齿轮一、过渡轮和从动轮将动力从第一转轴传递至第三转轴上，进而带动螺纹柱一转动，使移动支撑台沿着导向柱做往复运动，配合钢缆固定机构，实现对钢缆的固定位置的调节，此外，设置有电缆翻转组件，能够将电缆翻转任意角度，通过启动电机四，使其带动转动齿环在固定基座侧面转动，配合压紧块对钢缆的压紧力，实现钢缆角度的调节；

16、2.本发明中，通过钢缆固定机构，实现钢缆的自适应紧固，拥有两种紧固模式，其一可以实现挠性紧固，避免钢缆受到过大的刚性拉力，其二可以实现刚性紧固，使其牢牢固定，更有利于测试钢缆的性能，两种模式可以自由切换，切换模式时，控制伸缩油缸柱回缩，使其脱离刚性连接板的圆形孔，完成解锁，此时移动块靠两根弹性锁链与竖板连接，具有挠性，而当控制伸缩油缸柱下压后，使其与刚性连接板的圆形孔锁定，此时移动块靠刚性连接板与竖板连接，具有刚度；

17、3.本发明中，设置有钢缆顶弯机构，两根弧形顶弯叶能够通过直线电机带动调节位置，自由选择需要顶弯的钢缆位置，此外，通过启动电机三，带动齿轮轴转动，可以使弧形顶弯叶翻转九十度，使钢缆从面受力转换至点受力，测量维度更广，适应性强。