一种海底光缆冲击实验设备的制作方法

本发明涉及冲击实验，具体涉及一种海底光缆冲击实验设备。

背景技术：

1、海底光缆在敷设和使用过程中，都可能会遇到船锚等重物砸中的情况，为了确保海底光缆在该情况下，光纤衰减不超过规定值，就需要对设计、生产出的海底光缆进行冲击实验。

2、现有的冲击实验设备如图6所示，其实验过程如下：将试验缆用卡箍固定在钢基座上，确保试验缆的中心位置位于中间钢块的中心位置，中间钢块与试验缆接触部分为圆弧形，中间钢块上方焊接有导杆，导杆上装有可以滑动的重锤，重锤可更换重量，导杆通过与支架的横杆滑动连接来确保导杆竖直且稳固，根据技术要求来调整重锤的高度与重量，使用人力将重锤提高到一定高度后释放，根据要求次数进行多次或者单次重锤释放动作，并且在实验过程中监测光纤衰减、试验缆护套外观变化等。

3、但是，现有的冲击实验设备还在以下几方面存在问题：

4、1、安全性低：重锤的提高方式为人力提升，当所需重量大、抬升高度高时，存在重锤砸到实验人员的安全风险；此外，中间钢块被重锤冲击后会发生轻微形变，长期使用后，中间钢块与导杆焊接处可能出现松动甚至脱落，从而导致重锤飞出风险的发生；

5、2、准确性差：重锤与中间钢块多次撞击变形后，会使中间钢块的受力出现偏差，导致中间钢块圆弧接触面的最大受力点不在中心，影响最终的试验结果；人力提升方式导致每次试验的提升高度不够精确，多次试验时，无法保证高度的一致性，影响最终试验结果；且试验缆固定效果不佳，可能会出现松动情况，导致连续试验时，冲击位置变化，从而影响结果；

6、3、便捷性低：重锤在不同冲击能量要求下需要整体进行更换，因此需要配备多套重锤，在试验前进行更换，人力更换重锤过于费时费力；试验缆固定较为繁琐，需要使用多个卡箍进行固定；

7、4、局限性大：为确保导杆竖直且稳固，导杆穿过横杆，通过横杆约束导杆的晃动，导致重锤提升高度无法超过横杆。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种海底光缆冲击实验设备，解决了现有技术中的冲击实验设备在安全性、准确性、便捷性和局限性等方面均不佳的技术问题。

2、本发明公开了一种海底光缆冲击实验设备，包括：

3、机架，具有底座；

4、夹具，安装于所述底座顶面，用于固定试验缆；

5、重锤机构，包括

6、提挂杆，竖直设置；

7、上导板，套装于所述提挂杆上，

8、下导板，安装于所述提挂杆底端，

9、弧型块，安装于所述下导板底面，

10、若干负重片，层叠放置于所述下导板顶面，且所述负重片外周开设有用于与所述提挂杆相卡合的卡槽，

11、锁紧螺母，螺纹连接于所述提挂杆上，用于与所述下导板配合，夹紧固定若干所述负重片；

12、多根导柱，竖直安装于所述底座顶面，并位于所述重锤机构两侧，且与所述上导板和所述下导板滑动连接；

13、移动梁，布置于所述重锤机构上方；

14、升降机构，安装于所述底座上，并与所述移动梁传动连接，用于驱动所述移动梁进行升降；

15、抓放机构，安装于所述移动梁上，用于对所述提挂杆进行抓取或释放。

16、本技术通过升降机构对重锤机构进行提高，避免了砸到实验人员的情况发生；将弧型块设置于下导板底面，二者接触面积大，连接稳固性高，避免了弧型块脱落飞出的风险发生；重锤机构在锁紧螺母拧紧后可形成一体式的稳固结构，其不易产生形变，确保弧型块的最大受力点始终处于中心；通过升降机构进行提升，保证了提升高度的一致性，提高了试验精度；通过夹具对试验缆进行固定，其固定效果好，可防止松动，避免连续试验时，冲击位置出现变化；负重片可根据不同冲击能量要求进行增减，不需要整体更换，方便使用，且横向取放的更换过程，省时省力；通过夹具对试验缆固定，其操作简单，便于进行拆装；多个导柱与上导板和下导板进行滑动连接，对重锤机构进行上下限位，确保重锤机构在自由落体过程中的稳定，避免发生偏移，且不会限制重锤机构的上升高度。

17、在上述技术方案的基础上，本技术的方案还可以做如下改进：

18、优选地，所述提挂杆、所述上导板、所述下导板和所述弧型块的轴线相互重合；所述负重片呈圆型结构，所述卡槽径向延伸至所述负重片中心；采用本方案，使重锤机构的重心与弧型块的中心处于同一垂线上，进而确保重锤机构能够准确撞击试验缆的中心，保障了试验的准确性。

19、优选地，所述提挂杆顶端开设有钩槽，所述抓放机构包括：

20、支撑座，安装于所述移动梁底面，且底部开设有两端开口的第一夹槽；

21、支撑轴，横向布置，且安装于所述第一夹槽内；

22、提挂板，竖直布置，包括连接条和提挂钩，所述连接条一端转动套设于所述支撑轴上，另一端伸出所述第一夹槽，所述提挂钩位于所述连接条底部，且向下伸出所述第一夹槽，并能够与所述钩槽卡扣连接；

23、第一驱动机构，安装于所述移动梁上，且与所述连接条伸出所述第一夹槽的一端传动连接，用于驱动所述提挂板围绕所述支撑轴旋转；采用本方案，可对提挂杆进行稳定抓取，其承载能力强，结构强度高，连接稳固性好，避免了意外脱落的情况发生，且抓放操作流畅，不易卡死，故障率小，保障了设备的长期运行。

24、优选地，所述钩槽呈l型结构，包括开设于所述提挂杆顶端相对两侧的第一矩形槽和第二矩形槽，所述第一矩形槽顶部开口设置且与所述第二矩形槽相连通；所述第一矩形槽的内端面垂直设置，且与所述提挂杆的轴线重叠；

25、所述提挂钩具有用于与所述内端面相贴合的限位面，所述限位面与所述支撑轴的轴线处于同一平面，所述限位面下端设有挂物块，所述挂物块顶面与所述限位面相垂直；采用本方案，可保证重锤机构的重心与支撑轴的中心在同一竖直直线上，并使提挂杆与提挂板处于平衡临界态，从而只需稍微改变提挂板的旋转角度就能打破该平衡态，使得落锤状态时，提挂钩可以以较小的旋转角将钩槽松开，其提高了冲击实验的准确性和抓放操作的流畅性。

26、优选地，所述连接条伸出所述第一夹槽的一端开设有连接孔，所述移动梁顶面开设有通槽，所述第一驱动机构包括：

27、缸体，下端插装于所述通槽内，且底面开设有插槽，

28、电磁铁，安装于所述缸体顶面，

29、活塞杆，顶端插装于所述插槽内，且底端开设有两端开口的第二夹槽，

30、连接杆，横向布置，且安装于所述第二夹槽内，

31、弹簧，支撑于所述插槽顶面和活塞杆顶端之间；

32、其中，所述连接条通过所述连接孔活动套设于所述连接杆上，且所述连接孔直径大于所述连接杆的直径；采用本方案，能够流畅的带动提挂板旋转，且在常态下限制提挂板进行运动，以此保障了卡扣的稳定。

33、优选地，所述移动梁与至少一根所述导柱滑动连接，所述升降机构包括：

34、滚珠丝杠，包括螺杆和丝杆螺母，所述螺杆竖直设置，且转动安装于所述底座上，所述丝杆螺母贯穿设置于所述移动梁上，且与所述螺杆螺纹连接；

35、第二驱动机构，安装于所述底座内，且与所述螺杆传动连接，用于驱动所述螺杆正反向旋转；采用本方案，能够稳定流畅的升降移动梁的高度至所需准确位置，其调节精度高，支撑稳固性强，保障了提升高度的一致性，提高了试验精度。

36、优选地，所述机架还包括：

37、立柱，竖直安装于所述底座顶面；

38、横梁，横向安装于所述立柱顶面；

39、其中，所述导柱顶端与所述横梁固接，所述螺杆顶端与所述横梁转动连接；采用本方案，降低了应力集中，有效增加了稳定性和刚度，并减少了挠曲和变形，从而延长了使用寿命并提高可靠性。

40、优选地，所述底座内具有安置腔，所述螺杆底端伸入至所述安置腔内，所述第二驱动机构包括：

41、伺服电机，安装于所述安置腔内；

42、变速器，安装于所述安置腔内，且输入端分别与所述伺服电机的驱动轴传动连接，输出端分别与所述螺杆底端传动连接；采用本方案，可进行精确控制，保障移动梁升降至准确位置，并调整转速和扭矩配比，以提供最佳的动力输出。

43、优选地，所述夹具包括：

44、砧座，安装于所述底座顶面，用于放置试验缆；

45、斜边钳，安装于所述底座上；

46、直边钳，安装于所述底座上；

47、其中，所述斜边钳和所述直边钳相对间隔设置，用于配合形成与试验缆相匹配的定位钳口；采用本方案，提高了对试验缆的定位效果，确保撞击准确，并可防止回弹脱出，且试验缆安装简单，更换方便，提高了试验效率。

48、优选地，还包括有电控系统，所述连接条位于所述第一夹槽内的一端设有凸杆；

49、所述移动梁上安装有固定支架，所述固定支架上安装有第一接近开关、第二接近开关和第三接近开关；

50、当所述提挂钩与所述钩槽卡扣时，所述凸杆触发所述第一接近开关；当所述提挂钩与所述钩槽脱扣时，所述凸杆触发所述第二接近开关；当所述抓放机构下降致使所述提挂钩能够与所述钩槽完成卡扣时，所述上导板触发所述第三接近开关；

51、所述电控系统的输入端分别与所述第一接近开关、所述第二接近开关和所述第三接近开关电性连接，输出端分别与所述升降机构和所述第一驱动机构电性连接；采用上述方案，可实现冲击试验的自动化进行，其省时省力，操作精确，提升了试验效率，且提升高度的一致性好，保持了试验结果的准确性。

52、通过上述技术方案，本发明实现了以下有益效果：

53、1.本技术通过升降机构对重锤机构进行提高，避免了砸到实验人员的情况发生，还将弧型块设置于下导板底面，二者接触面积大，连接稳固性高，避免了弧型块脱落飞出的风险发生；

54、2.本技术的重锤机构在锁紧螺母拧紧后可形成一体式的稳固结构，其不易产生形变，确保弧型块的最大受力点始终处于中心；通过升降机构进行提升，保证了提升高度的一致性，提高了试验精度；且通过夹具对试验缆进行固定，其固定效果好，可防止松动，避免连续试验时，冲击位置出现变化；

55、3.本技术的负重片可根据不同冲击能量要求进行增减，不需要整体更换，方便使用，且横向取放的更换过程，省时省力；还通过夹具对试验缆固定，其操作简单，便于进行拆装；

56、4.本技术通过多个导柱与上导板和下导板进行滑动连接，从而对重锤机构进行上下限位，确保重锤机构在自由落体过程中的稳定，避免发生偏移，且不会限制重锤机构的上升高度。