【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋观测，特别是涉及一种新型的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车及海洋移动观测系统。
技术介绍
1、波浪滑翔机是一款利用波浪能和太阳能实现自主无限巡航的水面无人航行器，其主要由水面船体、铠装缆和水下牵引机三部分组成。波浪滑翔机是目前最为理想的长期可自持的海洋移动观测平台，但受制于其自身结构限制，波浪滑翔机仅具备水面（海气界面）和浅水（10m）以内的观测能力。当前物理海洋观测对于剖面数据的需求十分强烈，因此能够在波浪滑翔机水面观测能力基础上附加剖面观测功能显得尤为重要。为响应剖面观测能力需求，现有技术均尝试过为波浪滑翔机挂载垂向传感器链，然而波浪滑翔机的拖曳能力有限，因此传感器挂载数量及链长度受限，平台性能和观测数据并不十分理想。
2、为解决这一问题，现有技术研发了可挂接于水下牵引机上的绞车系统。该绞车系统可以将传感器固定在缆线的一端，通过对缆线的收放实现传感器在垂向空间维度的剖面观测。现有绞车系统一般固定在无人船或者波浪滑翔机平台上，绞车末端的传感器时常有实时化供电和信号传输的需求，目前解决回转线束与固定平台之间的供电和信号传输问题的主要方案为导电滑环。然而现有的绞车系统仍然存在以下不足：（1）导电滑环由于其结构限制，通常不做防水设计，无法满足水下绞车对滑环密封性能的要求。（2）目前市面上罕有标准序列的水下耐压导电滑环，多数需要进行单独定制，其在性价比和可靠性上均存在一定不足。（3）由于需要使用防水耐压的水下电滑环的安装限制，目前的水下绞车都十分笨重，进一步拉高了可用平台的门槛。
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1、本专利技术的目的是提供一种新型的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车及海洋移动观测系统，其通过滑环内置的巧妙结构设计，来解决上述现有绞车系统存在的导电滑环自身无法满足水下绞车对滑环密封性能的要求，满足防水耐压要求的水下电滑环安装形式又造成绞车整体笨重，从而限制绞车适用范围的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，包括驱动部分、卷筒部分和框架外设部分，驱动部分包括电机防转轴、电机、电机固定筒、滑环、输出轴和下行水密接插件，所述电机设置于所述电机固定筒内，所述电机的输出端连接所述输出轴，所述输出轴贯穿所述电机固定筒的轴向第一端，所述电机固定筒的轴向第二端连接有所述电机防转轴，所述滑环套装于所述输出轴上，且所述滑环的内圈与所述输出轴固定相连，以随所述输出轴同步转动；所述下行水密接插件设置于所述输出轴上，且位于所述滑环的远离所述电机的一端，所述滑环的内圈线缆穿设于所述输出轴内部，并与所述下行水密接插件电连接；卷筒部分包括封闭中空筒体，所述封闭中空筒体套装于所述驱动部分的外部，并与所述输出轴和所述电机防转轴同轴，所述输出轴贯穿所述封闭中空筒体的轴向第一端，并与所述封闭中空筒体密封连接，所述下行水密接插件位于所述封闭中空筒体外部，所述电机防转轴贯穿所述封闭中空筒体的轴向第二端，并与所述封闭中空筒体转动连接；所述封闭中空筒体的外部卷收有线缆，所述线缆的一端与所述下行水密接插件电连接，所述线缆的另一端用于连接观测传感器；所述输出轴能够带动所述封闭中空筒体同步转动，以实现对所述线缆的收放；框架外设部分包括第一支撑框架和第二支撑框架，所述第一支撑框架和所述第二支撑框架分别位于所述卷筒部分的轴向两端，以分别支承所述输出轴和所述电机防转轴，且所述输出轴与所述第一支撑框架转动连接。
3、可选的，所述封闭中空筒体包括滚筒体、静端挡板和动端挡板，所述动端挡板和所述静端挡板分别设置于所述滚筒体的轴向两端；所述输出轴贯穿所述动端挡板的中心；所述电机防转轴贯穿所述静端挡板，并通过防转轴支撑轴承与所述静端挡板转动连接，所述滚筒体内部还设置有轴承止口，所述轴承止口将所述防转轴支撑轴承的外圈抵压在所述静端挡板上。
4、可选的，所述第一支撑框架包括传动端导流罩和传动端框架板，所述输出轴贯穿所述传动端框架板，并通过输出轴轴承与所述传动端框架板转动连接；所述传动端导流罩设置于所述传动端框架板的远离所述卷筒部分的一侧；所述第二支撑框架包括静止端框架板和静止端导流罩，所述电机防转轴贯穿所述静止端框架板设置，所述静止端导流罩设置于所述静止端框架板的远离所述卷筒部分的一侧；所述传动端导流罩、所述静止端导流罩和所述封闭中空筒体组合形成类梭形外形结构。
5、可选的，所述传动端框架板和所述静止端框架板之间，还连接有支撑连杆。
6、可选的，所述驱动部分还包括上行水密接插件和水密件接线盒，所述水密件接线盒位于所述静止端导流罩内部，并与所述电机防转轴的轴端相连，所述上行水密接插件贯穿所述静止端导流罩的侧壁，并与所述水密件接线盒螺纹连接；所述电机的电源线和所述滑环的外圈线缆均与所述上行水密接插件电连接。
7、可选的，所述电机防转轴内同轴开设有走线通道，且所述走线通道贯穿所述电机防转轴的轴向两端；所述电机固定筒的轴向第一端侧壁开设有第一走线孔，所述电机固定筒的轴向第二端侧壁开设有第二走线孔，所述滑环的外圈线缆经所述第一走线孔由所述电机固定筒内部穿设至所述电机固定筒外部，并依次经所述电机固定筒与所述封闭中空筒体之间的环形间隙、所述第二走线孔后再次穿设至所述电机固定筒内部后，与所述电机的电源线汇合，并共同穿过所述走线通道与所述上行水密接插件电连接。
8、可选的，所述线缆螺旋缠绕在所述封闭中空筒体的外壁，所述用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车还包括用于线缆排缆的排缆部分，所述排缆部分位于所述封闭中空筒体的外部，所述排缆部分包括第一齿轮、双向往复丝杠、导向轴、排缆器和第二齿轮，所述双向往复丝杠的轴向两端分别与所述第一支撑框架和所述第二支撑框架转动连接，所述导向轴的轴向两端分别与所述第一支撑框架和所述第二支撑框架连接，所述双向往复丝杠和所述导向轴均与所述封闭中空筒体的轴向平行，所述排缆器与所述导向轴滑动配合，所述排缆器套设于所述双向往复丝杠上，并与所述双向往复丝杠螺纹连接；所述第一齿轮和所述第二齿轮分别套设于所述双向往复丝杠轴端和所述输出轴轴端，且所述第一齿轮和所述第二齿轮之间啮合或通过传动组件连接，以通过所述输出轴带动所述双向往复丝杠转动。
9、本专利技术还提出一种海洋移动观测系统，包括观测传感器和如上任意一项所述的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，所述观测传感器与所述线缆的自由端相连。
10、可选的，所述海洋移动观测系统还包括水下航行器，所述用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车设置于所述水下航行器的水下牵引机上。
11、可选的，所述水下航行器为波浪滑翔机。
12、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提出的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，通过将滑环内置于卷筒部分的封闭中空筒体内部，配合精巧的内部走线设计，可有效降低当前水下绞车对滑环结构自身密封性能的要求，同时也提升了绞车的整体性和结构紧凑性，实现了绞车体积的小型化，增加了绞车的可靠性，扩展了绞车的适用范围。
13、此外，通过电机、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，其特征在于，包括驱动部分（1）、卷筒部分（2）和框架外设部分（4），所述驱动部分（1）包括电机防转轴（14）、电机（17）、电机固定筒（18）、滑环（111）、输出轴（112）和下行水密接插件（113），所述电机（17）设置于所述电机固定筒（18）内，所述电机（17）的输出端连接所述输出轴（112），所述输出轴（112）贯穿所述电机固定筒（18）的轴向第一端，所述电机固定筒（18）的轴向第二端连接有所述电机防转轴（14），所述滑环（111）套装于所述输出轴（112）上，且所述滑环（111）的内圈与所述输出轴（112）固定相连，以随所述输出轴（112）同步转动；所述下行水密接插件（113）设置于所述输出轴（112）上，且位于所述滑环（111）的远离所述电机（17）的一端，所述滑环（111）的内圈线缆（1112）穿设于所述输出轴（112）内部，并与所述下行水密接插件（113）电连接；所述卷筒部分（2）包括封闭中空筒体，所述封闭中空筒体套装于所述驱动部分（1）的外部，并与所述输出轴（112）和所述电机防转轴（14）同轴，所述输出轴（112）贯穿
2.根据权利要求1所述的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，其特征在于，所述封闭中空筒体包括滚筒体（23）、静端挡板（21）和动端挡板（25），所述动端挡板（25）和所述静端挡板（21）分别设置于所述滚筒体（23）的轴向两端；所述输出轴（112）贯穿所述动端挡板（25）的中心；所述电机防转轴（14）贯穿所述静端挡板（21），并通过防转轴支撑轴承（15）与所述静端挡板（21）转动连接，所述滚筒体（23）内部还设置有轴承止口（22），所述轴承止口（22）将所述防转轴支撑轴承（15）的外圈抵压在所述静端挡板（21）上。
3.根据权利要求1所述的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，其特征在于，所述第一支撑框架包括传动端导流罩（41）和传动端框架板（42），所述输出轴（112）贯穿所述传动端框架板（42），并通过输出轴轴承（114）与所述传动端框架板（42）转动连接；所述传动端导流罩（41）设置于所述传动端框架板（42）的远离所述卷筒部分（2）的一侧；所述第二支撑框架包括静止端框架板（43）和静止端导流罩（44），所述电机防转轴（14）贯穿所述静止端框架板（43）设置，所述静止端导流罩（44）设置于所述静止端框架板（43）的远离所述卷筒部分（2）的一侧；所述传动端导流罩（41）、所述静止端导流罩（44）和所述封闭中空筒体组合形成类梭形外形结构。
4.根据权利要求3所述的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，其特征在于，所述传动端框架板（42）和所述静止端框架板（43）之间，还连接有支撑连杆（45）。
5.根据权利要求3所述的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，其特征在于，所述驱动部分（1）还包括上行水密接插件（11）和水密件接线盒（12），所述水密件接线盒（12）位于所述静止端导流罩（44）内部，并与所述电机防转轴（14）的轴端相连，所述上行水密接插件（11）贯穿所述静止端导流罩（44）的侧壁，并与所述水密件接线盒（12）螺纹连接；所述电机（17）的电源线和所述滑环（111）的外圈线缆（1111）均与所述上行水密接插件（11）电连接。
6.根据权利要求5所述的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，其特征在于，所述电机防转轴（14）内同轴开设有走线通道，且所述走线通道贯穿所述电机防转轴（14）的轴向两端；所述电机固定筒（18）的轴向第一端侧壁开设有第一走线孔，所述电机固定筒（18）的轴向第二端侧壁开设有第二走线孔，所述滑环（111）的外圈线缆（1111）经所述第一走线孔由所述电机固定筒（18）内部穿设至所述电机固定筒（18）外部，并依次经所述电机固定筒（18）与所述封闭中空筒体之间的环形间隙、所述第二走线孔后再次穿设至所述电机固定筒（18）内部后，与所述电机（...
【技术特征摘要】
1.一种用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，其特征在于，包括驱动部分（1）、卷筒部分（2）和框架外设部分（4），所述驱动部分（1）包括电机防转轴（14）、电机（17）、电机固定筒（18）、滑环（111）、输出轴（112）和下行水密接插件（113），所述电机（17）设置于所述电机固定筒（18）内，所述电机（17）的输出端连接所述输出轴（112），所述输出轴（112）贯穿所述电机固定筒（18）的轴向第一端，所述电机固定筒（18）的轴向第二端连接有所述电机防转轴（14），所述滑环（111）套装于所述输出轴（112）上，且所述滑环（111）的内圈与所述输出轴（112）固定相连，以随所述输出轴（112）同步转动；所述下行水密接插件（113）设置于所述输出轴（112）上，且位于所述滑环（111）的远离所述电机（17）的一端，所述滑环（111）的内圈线缆（1112）穿设于所述输出轴（112）内部，并与所述下行水密接插件（113）电连接；所述卷筒部分（2）包括封闭中空筒体，所述封闭中空筒体套装于所述驱动部分（1）的外部，并与所述输出轴（112）和所述电机防转轴（14）同轴，所述输出轴（112）贯穿所述封闭中空筒体的轴向第一端，并与所述封闭中空筒体密封连接，所述下行水密接插件（113）位于所述封闭中空筒体外部，所述电机防转轴（14）贯穿所述封闭中空筒体的轴向第二端，并与所述封闭中空筒体转动连接；所述封闭中空筒体的外部卷收有线缆（24），所述线缆（24）的一端与所述下行水密接插件（113）电连接，所述线缆（24）的另一端用于连接观测传感器；所述输出轴（112）能够带动所述封闭中空筒体同步转动，以实现对所述线缆（24）的收放；所述框架外设部分（4）包括第一支撑框架和第二支撑框架，所述第一支撑框架和所述第二支撑框架分别位于所述卷筒部分（2）的轴向两端，以分别支承所述输出轴（112）和所述电机防转轴（14），且所述输出轴（112）与所述第一支撑框架转动连接。
2.根据权利要求1所述的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，其特征在于，所述封闭中空筒体包括滚筒体（23）、静端挡板（21）和动端挡板（25），所述动端挡板（25）和所述静端挡板（21）分别设置于所述滚筒体（23）的轴向两端；所述输出轴（112）贯穿所述动端挡板（25）的中心；所述电机防转轴（14）贯穿所述静端挡板（21），并通过防转轴支撑轴承（15）与所述静端挡板（21）转动连接，所述滚筒体（23）内部还设置有轴承止口（22），所述轴承止口（22）将所述防转轴支撑轴承（15）的外圈抵压在所述静端挡板（21）上。
3.根据权利要求1所述的用于海洋剖面观测的波浪滑翔机绞车，其特征在于，所述第一支撑框架包括传动端导流罩（41）和传动端框架板（42），所述输出轴（112）贯穿所述传动端框架板（42），并通过输出轴轴承（114）与所述传动端框架板（42）转动连接；所述传动端导流罩（41）设置于所述传动端框架板（42）的远离所述卷筒部分（2）的一侧；所述第二支撑框架包括静止端框架板（43）和静止端导流罩（44），所述电机防转轴（14）贯穿所述静止端框架板（43）设置，所述静止端导流罩（44）设置于所述静止端框架板（43）的远离所述卷筒部分（2）的一侧；所述传...
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