对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备的制作方法

本实用新型涉及缆线检测技术领域，特别是涉及一种对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备。

背景技术：

复合缆，一般常见为光电复合缆，它是一种将输电电缆组件、通信电缆组件与光缆组件等集合在一起，可以同时解决电力输送和信号传输的新型线缆，故光电复合缆受到各行各业的广泛关注。但是到目前为止，还有没有相应的国家、行业和企业标准对它的应用进行规范，所以，光电复合缆一直难以大面积应用。根据实际用途，光电复合缆可用于室内敷设，室外的管道、架空、直埋敷设，而应用最广的则是在海洋工程装备领域。在光电复合缆的结构涉及、材料选用和工装工艺等方面，目前我国已经开展了相应的研究工作。与此同时，开展光电复合缆的测试研究工作也非常必要，它可以为相关的生产企业、研究院所和用户提供研究和测试的平台。

光电复合缆，特别是海洋工程用的光电复合缆，例如水下机器人与母船之间的脐带缆，在敷设和使用过程中，就存在典型的张力卷绕工况。光电复合缆的各个组成单元受到长期的动态卷绕弯曲影响，其性能指标可能下降，甚至寿命受损。如何对卷绕弯曲的光电复合缆进行测试评估是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种使在一定张力下卷绕弯曲的复合缆移动的对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备，包括：拉伸加载机构，所述拉伸加载机构的输出端连接一轮盘；拉力绳，绕设于所述轮盘上；旋转驱动装置，与所述轮盘连接，驱动所述轮盘转动；卷绕轮，设置于所述拉伸加载机构的一侧。

优选地，所述轮盘的中轴线和所述卷绕轮的中轴线均与水平面垂直。

进一步地，通过所述卷绕轮的中轴线与所述轮盘的中轴线的竖直平面为传动中轴面，所述拉伸加载机构驱动所述轮盘移动的方向处于所述传动中轴面上。

优选地，对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备还包括相对设置且分别处于所述拉力绳两侧的两个辅助卷绕驱动装置和两个辅助拉绳，所述辅助卷绕驱动装置上设有卷绕驱动轴，所述辅助拉绳的一端绕设于所述卷绕驱动轴上，所述辅助拉绳的另一端与所述拉力绳连接。

进一步地，两个所述卷绕驱动轴以所述传动中轴面为对称平面对称设置。

优选地，所述卷绕轮为两个，两个所述卷绕轮中的至少一个所述卷绕轮为带槽轮体，所述带槽轮体的周向侧面上设有至少两个供所述复合缆绕设的卷绕槽，相邻两个所述卷绕槽之间有间隔，且至少两个所述卷绕槽平行设置。

进一步地，两个所述卷绕轮中较靠近所述拉伸加载机构的所述卷绕轮为带槽轮体。

进一步地，两个所述卷绕轮中较远离所述拉伸加载机构的所述卷绕轮为带槽轮体。

进一步地，两个所述卷绕轮均为带槽轮体。

进一步地，所述复合缆的绕设路径是从靠近所述拉伸加载机构的所述卷绕轮开始，绕设到远离所述拉伸加载机构的所述卷绕轮，所述复合缆在两个所述卷绕轮之间往复绕行且逐层卷绕。

优选地，对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备还包括控制器，所述控制器与所述拉伸加载机构和所述旋转驱动装置连接。

如上所述，本实用新型的对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备，具有以下有益效果：

本实用新型提供的张力卷绕设备，将绕设于卷绕轮的复合缆与绕设于轮盘的拉力绳连接，形成闭环受力回路，拉伸加载机构拉动轮盘，使轮盘带动拉力绳对复合缆加载张力，旋转驱动装置驱动轮盘转动，使拉力绳带动复合缆在卷绕轮上移动，本实用新型模拟复合缆的敷设运行过程，使在一定张力下驱动卷绕弯曲的复合缆移动；

本实用新型提供的张力卷绕设备使用时，形成卷绕工况，分为常规模式和增强模式，常规模式是：旋转驱动装置驱动所述轮盘以顺时针转动与逆时针转动交替的方式转动，使所述拉力绳的两个端部以相反方向往复运动，复合缆随着所述拉力绳在所述卷绕轮上顺时针或逆时针移动；增强模式是：在常规模式设置后，将两个所述卷绕驱动轴的转动方向设置为与所述轮盘的转动方向为同向，使所述辅助拉绳提供拉动所述拉力绳的辅助拉力；

在张力卷绕设备使用的同时，监测设备能够同时对复合缆各个组件的性能进行监测，经过监测从而对复合缆进行测试评估；本实用新型不但填补了复合缆测试评估方法上的空白，还为复合缆以后制定试验方法标准提供了方案。

附图说明

图1显示为实施例1的对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备处于常规模式的结构示意图。

图2显示为实施例1的对对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备处于增强模式的结构示意图。

图3显示为实施例1的对对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备中拉伸加载机构的结构示意图。

图4显示为实施例1的对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备的复合缆的绕设路径的结构示意图。

图5显示为实施例1的对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备在控制器控制下的原理图。

图6显示为实施例2的对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备的两个卷绕轮的结构示意图。

图7显示为实施例3的对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备的两个卷绕轮的结构示意图。

附图标号说明

100 拉伸加载机构

110 伸缩拉杆

120 轮盘

200 拉力绳

201 端部

300 旋转驱动装置

400 卷绕轮

410 卷绕槽

500 复合缆

600 控制器

700 辅助卷绕驱动装置

710 卷绕驱动轴

720 辅助拉绳

810 光功率监测器

820 光纤衰减监测器

830 电性能监测器

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1

如图1至图5所示，本实施例的对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备，包括：

拉伸加载机构100，拉伸加载机构100的输出端连接一轮盘120；

拉力绳200，绕设于轮盘120上；

旋转驱动装置300，与轮盘120连接，驱动轮盘120转动；

卷绕轮400，设置于拉伸加载机构100的一侧。

本实施例提供的张力卷绕设备，将绕设于卷绕轮400的复合缆500与绕设于轮盘120的拉力绳200连接，轮盘120与卷绕轮400之间的距离使相连接的复合缆500与拉力绳200之间存在相互作用的拉力，且形成闭环受力回路；拉伸加载机构100拉动轮盘120，轮盘120带动拉力绳200对复合缆500加载张力，加载张力的大小按照实际工况的要求确定。旋转驱动装置300驱动轮盘120转动，使拉力绳200带动复合缆500在卷绕轮400上移动。本张力卷绕设备模拟复合缆500的敷设运行过程，使在一定张力下驱动卷绕弯曲的复合缆500移动；

本实施例的拉伸加载机构100为拉力机，拉力机上的伸缩拉杆110的输出端与轮盘120连接。拉力绳200的两个端部201分别与相应的复合缆500的两个端头连接。

为了便于拉力绳200平稳地拉动复合缆500，轮盘120的中轴线和卷绕轮400的中轴线均与水平面垂直。

为了使拉力绳200能够稳定地绕设于轮盘120上，轮盘120上设有供拉力绳200绕设的加载部轮槽。

通过卷绕轮400的中轴线与轮盘120的中轴线的竖直平面为传动中轴面，拉伸加载机构100驱动轮盘120移动的方向处于传动中轴面上。该结构能够保证拉伸加载机构100通过轮盘120、拉力绳200向复合缆500的两个端部201均匀地加载拉力，本实施例中，使拉伸加载机构上的伸缩拉杆110可沿着水平方向移动。

张力卷绕设备使用时，形成卷绕工况，分为常规模式和增强模式，常规模式是：旋转驱动装置300驱动轮盘120以顺时针转动与逆时针转动交替的方式转动，使拉力绳200的两个端部201以相反方向往复运动，复合缆500随着拉力绳200在卷绕轮400上顺时针或逆时针移动。旋转驱动装置300驱动轮盘120以顺时针转动与逆时针转动交替的方式转动过程中，顺时针转动的角度与逆时针转动的角度是根据客户的实际需要设定的角度。

在采用常规模式中的轮盘120无法使复合缆500移动的速度等参数达到客户需求时，采用增强模式，增强模式时，复合缆500进行测试评估的张力卷绕设备还包括相对设置且分别处于拉力绳200两侧的两个辅助卷绕驱动装置700和两个辅助拉绳720，辅助卷绕驱动装置700上设有卷绕驱动轴710，辅助拉绳720的一端绕设于卷绕驱动轴710上，辅助拉绳720的另一端连接相应的拉力绳200的端部201；本实施例中，辅助卷绕驱动装置700为卷扬机。

增强模式是：在常规模式设置后，两个卷绕驱动轴710的转动，且两个卷绕驱动轴710的转动方向与轮盘120的转动方向为同向，使辅助拉绳720提供拉动拉力绳200的辅助拉力，本实施例中，即为：在轮盘120以顺时针转动与逆时针转动交替的方式转动，卷绕驱动轴710也是保持与轮盘120的转动方向相同的顺时针转动与逆时针转动交替的方式转动。

一般情况下，增强模式驱动的复合缆的直径大于常规模式驱动的复合缆的直径。

为了便于对辅助卷绕驱动装置700的卷绕驱动轴710的控制，将两个卷绕驱动轴710以所述传动中轴面为对称平面对称设置；同步驱动两个卷绕驱动轴710转动时，其中一个卷绕驱动轴710为拉动复合缆500的其中一个端部201向靠近拉伸加载机构100方向移动所卷收的辅助拉绳720的长度等于另外一个卷绕驱动轴710被复合缆500的另一个端部201拉动向远离拉伸加载机构100方向移动所输出的辅助拉绳720的长度。

旋转驱动装置300上设有旋转输出轴，旋转输出轴与轮盘120同轴连接，该结构使轮盘120能够平稳地转动。

为了保证复合缆500被拉力绳200拉动后能够稳定地移动，卷绕轮400为两个，且两个卷绕轮400的中轴线与轮盘120的中轴线通过同一竖直平面；

两个卷绕轮400中的至少一个卷绕轮400为带槽轮体，带槽轮体的周向侧面上设有至少两个供复合缆500绕设的卷绕槽410，相邻两个卷绕槽410之间有间隔，且至少两个卷绕槽410平行设置，卷绕槽410为封闭曲线，至少两个卷绕槽410不是螺旋线结构。设置卷绕槽410能够保证绕设于卷绕槽410中的复合缆500互相不接触，同一卷绕轮400上相邻的两个卷绕槽410之间不连通。平行设置的卷绕槽410能够保持复合缆500移动的稳定性。

单个卷绕轮400上卷绕槽410的数量以及绕设于卷绕轮400上的复合缆500的绕设路径按照客户的实际需要确定；卷绕轮400的直径、轮盘120的直径、卷绕槽410的尺寸、加载部轮槽的尺寸按照客户的实际需要确定；拉伸加载机构100通过轮盘120、拉力绳200向复合缆500加载的拉力按照客户的实际需要确定；

复合缆500的绕设路径是从靠近所述拉伸加载机构100的所述卷绕轮400开始，绕设到远离所述拉伸加载机构100的所述卷绕轮400，所述复合缆500在两个所述卷绕轮400之间往复绕行且逐层卷绕。

本实施例中，两个卷绕轮400均为带槽轮体，复合缆500的绕设路径是从靠近拉伸加载机构100的卷绕轮400的最下层的卷绕槽410开始，绕设到远离拉伸加载机构100的卷绕轮400的最下层的卷绕槽410，复合缆500在两个卷绕轮400之间往复绕行且沿着至少两个卷绕槽410逐层向上卷绕。本实施例中，两个卷绕轮400上的卷绕槽410的数量均为4个。

对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备还包括控制器600，控制器600与拉伸加载机构100、旋转驱动装置300和旋转驱动装置300连接。控制器600控制拉伸加载机构100、旋转驱动装置300和旋转驱动装置300。

在张力卷绕设备使用的同时，监测设备能够同时对复合缆500各个组件的性能进行监测，经过监测从而对复合缆500进行测试评估；监测设备包括光功率监测器810、光纤衰减监测器820和电性能监测器830。光功率监测器810、光纤衰减监测器820和电性能监测器830均与控制器600连接。

本实施例的装置不但填补了复合缆500测试评估方法上的空白，还为复合缆500以后制定试验方法标准提供了方案。

实施例2

如图1和图6所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备，包括：两个卷绕轮400中较靠近拉伸加载机构100的卷绕轮400为带槽轮体，两个卷绕轮400中较远离拉伸加载机构100的卷绕轮400为未设置卷绕槽410的光轮。

复合缆500的绕设路径是从靠近轮盘120的卷绕轮400的最下层的卷绕槽410开始，绕设到远离拉伸加载机构的卷绕轮400的下部，复合缆500在两个卷绕轮400之间往复绕行且逐层向上卷绕。

实施例3

如图1和图7所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备，包括：两个卷绕轮400中较远离拉伸加载机构100的卷绕轮400为带槽轮体，两个卷绕轮400中较靠近拉伸加载机构100的卷绕轮400为未设置卷绕槽410的光轮。

复合缆500的绕设路径是从较靠近拉伸加载机构100的卷绕轮400的下部开始，绕设到较远离带槽轮体的最下层的卷绕槽410上，复合缆500在两个卷绕轮400之间往复绕行上升。

实施例4

如图1、图3至5所示，本实施例对复合缆进行测试评估的张力卷绕方法采用实施例1对复合缆进行测试评估的张力卷绕设备；

张力卷绕方法，设置为常规模式，包括以下步骤：

1)拉力绳200绕设于加载部轮槽上，复合缆500绕设于卷绕轮400的卷绕槽410上，拉力绳200的两个端部201均朝向卷绕轮400，复合缆500的两个头部均朝向轮盘120，拉力绳200的两个端部201分别与复合缆500的两个头部连接后，拉力绳200与复合缆500之间具有相互作用的拉力，形成闭环受力回路；

2)控制器600控制拉力机100的伸缩拉杆110向远离卷绕轮400的方向移动，伸缩拉杆110通过轮盘120带动拉力绳200对复合缆500加载张力；

3)控制器600控制旋转驱动装置300驱动轮盘120以顺时针转动与逆时针转动交替的方式转动，使拉力绳200的两个端部201以相反方向往复运动，复合缆500随着拉力绳200在卷绕轮400上移动。

本实施例的方法中，转驱动装置300驱动所述轮盘120以顺时针转动与逆时针转动交替的方式转动，接近复合缆500在实际敷设时的移动状态。

实施例5

如图2至图5所示，本实施例与实施例4的区别在于：在所述拉力绳200两侧相对设置有两个辅助卷绕驱动装置700和两个辅助拉绳720，辅助卷绕驱动装置700上设有卷绕驱动轴710，辅助拉绳720的一端绕设于相应的卷绕驱动轴710上；

张力卷绕方法，设置为增强模式，包括以下步骤：

1)拉力绳200绕设于加载部轮槽上，复合缆500绕设于卷绕轮400的卷绕槽410上，拉力绳200的两个端部201均朝向卷绕轮400，复合缆500的两个头部均朝向轮盘120，拉力绳200的两个端部201分别与复合缆500的两个头部连接后，拉力绳200与复合缆500之间具有相互作用的拉力，形成闭环受力回路；

2)控制器600控制拉力机100的伸缩拉杆110向远离卷绕轮400的方向移动，伸缩拉杆110通过轮盘120带动拉力绳200对复合缆500加载张力；

3)将辅助拉绳720的另一端安装于相应的拉力绳200的端部201；

4)控制器600控制旋转驱动装置300驱动轮盘120以顺时针转动与逆时针转动交替的方式转动，同时控制器600控制两个卷绕驱动轴710的转动方向与轮盘120的转动方向为同向，使辅助拉绳720提供拉动拉力绳200的辅助拉力，使拉力绳200的两个端部201以相反方向往复运动，复合缆500随着拉力绳200在卷绕轮400上移动。

本实用新型的装置使用时，能够模拟复合缆500的敷设运行过程，使在一定张力下卷绕弯曲的复合缆500移动，然后对其设计的各项性能指标进行检测。由于原有的技术中还没有一套成熟的方法和设备可以对复合缆500进行测试评估，所以本实用新型的装置具有实际意义，为相关标准的制定提供方案。

本实用新型的装置使用时，在模拟复合缆500实际敷设运行过程工况下，通过长期连续试验，监测复合缆500中各部件工况，从而对复合缆500进行测试评估。

综上，本实施例有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实施例的原理及其功效，而非用于限制本实施例。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实施例的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实施例所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实施例的权利要求所涵盖。