CN101272045B - 车载桅杆用自动线缆收放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载桅杆用自动线缆收放装置，该装置包括均安装在支撑框架体上的驱动机构、拨轮机构、送线机构、发条机构。驱动机构在其钢丝受桅杆上升牵引时将驱动力同时传递给拨轮机构、送线机构和发条机构，致使发条机构上弦储能，拨轮机构将线缆按序输送给送线机构，后者以夹持方式将线缆平直释放；发条机构在桅杆下降时释放能量并通过驱动机构将动力传递给送线机构和拨轮机构，送线机构将线缆收入支撑框架体内并通过拨轮机构整齐堆放。本发明的主要优点是，结构简单，成本低廉，线缆在收放过程中不缠扭、不绞绕且信号及能量传输不受影响。

Description

车载桅杆用自动线缆收放装置

技术领域

本发明属于机械电气技术领域，主要涉及一种车载桅杆用自动线缆收放装置，该自动线缆收放装置适用于升程高、多路复杂线缆的收放。

背景技术

在应急移动通信、电视转播车、军用侦察车等都需要一个桅杆式升降伸缩杆(简称桅杆)将光、电设备举升到一定的高度，这些设备与车内固定设备之间往往都有很复杂的线缆(光缆、电缆)连接。为使这些线缆在设备升降过程中不缠绕、扭绞，需要线缆能够随桅杆升降自动收放。线缆在桅杆升降过程中，应不影响线缆内的光电信号和能量传输。目前国内外车载桅杆主要采用螺旋盘绕式、折叠式(参见USP6158555)和滑环式三种收线方法。其中螺旋盘绕收线法是将线缆像弹簧一样沿桅杆向上盘绕，弹簧式线缆可随桅杆升降伸缩，该方案需要在线缆内支撑弹性合适的钢丝骨架，行程长时难以保证线缆不与桅杆发生挂碰和自身缠绞；折叠收线法是沿线缆走向布置折叠架，将线缆敷设于折叠架上，随着桅杆升起折叠架展开，桅杆下降折叠架折叠收拢，其存在的问题是，折叠架会增加线缆的负担并且线缆在同一位置反复折叠会造成线缆折断；滑环式比较复杂，采用旋转机构缠绕线缆，在旋转缠绕过程中采用滑环保证桅杆上下的信号连接，对于少量芯数的电缆是一个好的解决方案，但对于电光混合多芯线缆则需要配以电滑环和光纤滑环，这会大幅度提高成本、增加复杂程度和降低可靠性，此外滑环也会增加弱信号传递噪声。因此，还必须寻找一种新的自动线缆收放装置，以解决诸如军用侦察装备需要升程高、多路信号传输等复杂线缆的收放问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，为车载桅杆提供一种结构相对简单且可避免线缆缠扭、绞绕、折断缺陷的自动线缆收放装置，该装置所收放的线缆可以是多路信号电缆、电源电缆，也可以是光缆和电缆的混合线缆，且线缆收放与桅杆的升降同步，并在收放过程中保证信号及能量的正常传输。

为解决上述技术问题，本发明包括支撑框架体，含有驱动轮及其驱动轴、大链轮、小链轮、链条、钢丝的驱动机构，含有收线轮及其收线轴、夹线轮及其夹线轴以及拉簧的送线机构，含有发条和拔簧块的发条机构；所述驱动轴通过轴承安装在所述支撑框架体上，所述的驱动轮、大链轮均固连在驱动轴上，所述钢丝盘绕在驱动轮上且外端头与车载桅杆的顶部固连；所述的收线轴通过轴承安装在所述的支撑框架体上，夹线轴与收线轴平行且两端位于支撑框架体上的两个腰型孔中，收线轮和小链轮均固连在收线轴上，夹线轮则通过轴承安装在夹线轴上，所述的拉簧两端分别固连在收线轴和夹线轴上，两端分别与安装在桅杆承载平台上的设备和车内固定设备相连的线缆组被收线轮和夹线轮夹持；所述链条套在大链轮和小链轮上，所述拔簧块固连在所述驱动轴上，所述发条的两个端头分别与支撑框架体和拔簧块固连，发条在升降桅杆上升时上弦储能，下降时释放能量。

本发明还包括含有拨块、拨轮、滑轨组件的拨轮机构，拨块设有纵向滑槽和带有穿线孔的拨杆，拨轮的一个端面上带有拨钮，滑轨组件含有两根滑杆和多个滑轮且多个滑轮分两组安装在所述拨块上，所述拨轮固连在所述的驱动轴上，两根滑杆沿横向放置且两端固连在所述的支撑框架体上，所述两组滑轮分别与两根滑杆滑动配合且所述拨钮嵌入到拨块的纵向滑槽中，所述的线缆组从所述拨杆的穿线孔穿过。

本发明的有益效果体现在以下几个方面：

(一)本发明在车载桅杆上升过程中，通过桅杆对钢丝的牵引作用来带动驱动轮沿着某个方向旋转，该方向的旋转运动又通过驱动轴同时传递给拨簧块和大链轮：此时，拨簧块的转动使发条上弦储能；而大链轮则通过链条和小链轮带动收线轮旋转，由于拉簧的作用，夹线轮作跟随于收线轮的反向旋转运动，在收线轮和夹线轮的共同夹持下，线缆组平直地随着桅杆同步上升，即实现了本发明的放线功能。在桅杆的下降过程中，钢丝和线缆组均被放松，在钢丝被放松时发条释放能量，驱动拨簧块通过驱动轴带动驱动轮和大链轮作反方向旋转，这样，被放松的钢丝顺次盘绕在驱动轮上，而被放松的线缆组则在收线轮和夹线轮的共同夹持下，随着桅杆的不断下降有序地堆放在支撑框架体内，即实现了本发明的收线功能。不难看出，本发明仅通过钢丝和发条提供放线和收线的驱动力，且不需要配置滑环，因此，结构简单，成本低廉。

(二)由于夹线轴相对于收线轴的距离是可调的，加之收线轮和夹线轮对线缆的夹持功能是通过连接在收线轴和夹线轴之间的拉簧实现，因此，本发明不仅适用于不同粗细的线缆组，而且在收放线过程中不会出现线缆缠扭、绞绕、折断等问题，同时通过将拉簧的拉力控制在一个适度的范围内，就可以保证线缆两端与相应的设备可靠连接，同时也保证了两端连接设备之间的信号和能量的正常传输。

(三)本发明还设置了拨轮机构且其拨轮由驱动轴带动，拨轮端面上的拨钮推动拨块沿着滑杆作往复移动，从而使收回的线缆组按照一定的规律叠放在支撑框架体内，可以节约一定的摆放空间，从而使本发明的总体构成更为紧凑。

附图说明

图1是本发明自动线缆收放装置结构组成的立体示意图。

图2是本发明自动线缆收放装置结构组成的平面剖视图。

图3是本发明自动线缆收放装置的内部结构立体示意图。

图4是图3的C向视图。

图5是由发条机构一侧投影的自动线缆收放装置的立体外观图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的描述。

正如图1、图2所示，本发明优选实施例包括支撑框架体1和相应的连接件和紧固件、驱动机构、拨轮机构、送线机构、发条机构。支撑框架体1是一个矩形空腔壳体，其中间带有垂直于纸面(以图2定义)的隔板11且该隔板11的高度低于空腔壳体四个侧壁的高度，这样就在空腔壳体内形成上、左、右三个空间且隔板11上设有左、右侧空间导通的长型通槽；空腔壳体的右侧壁和底板起承重和封装作用，其它侧壁和顶板只起封装作用，其中底板设有线缆孔，顶板设有线缆孔和穿线孔。支撑框架体1的底板一般焊接在桅杆附近的车顶上。驱动机构主要含有驱动轮21、驱动轴22、大链轮23、小链轮24、链条25、钢丝26。驱动轴22通过调距法兰12和双列深沟球轴承13固连在支撑框架体1的右侧壁上，驱动轴22的右端暴露在支撑框架体1之外，其左端则位于支撑框架体1内的右侧空间内。驱动轮21和大链轮23通过连接法兰14固连在驱动轴22上并用第一压螺15压紧。钢丝26盘绕在驱动轮21上且外端头由支撑框架体1顶板上的穿线孔穿出后与车载桅杆的顶部固连，钢丝26的长度应大于桅杆的最大升高，当桅杆上升时，钢丝26从驱动轮21上拉出并带动驱动轮21旋转。

根据图3、图4所示，拨轮机构含有拨轮51、拨钮52、拨块53、拨杆54、滑轨组件。拨钮52固连在拨轮51的一个端面的边缘，拨轮51固连在驱动轴22上并通过第二压螺16压紧。滑轨组件含有两根滑杆57、三个滑轮55及其滑轮轴56。拨块53设有纵向滑槽，三个滑轮55通过三个滑轮轴56按照上面一个下面并排两个固连在拨块53上，拨杆54带有长型穿线孔且焊接在拨快53上。两根滑杆57沿横向放置在支撑框架体1的右侧空间内(按图2定义)且两端固连在支撑框架体1的前、后侧壁上。位于拨块53上下两排滑轮分别与两根滑杆57滑动配合，且拨钮52嵌入到拨块53的纵向滑槽中，拨杆54由隔板11上的长型通槽进入支撑框架体1内的左侧空间。送线机构主要含有线轮支架31、收线轴32、收线轮33、夹线轴36、夹线轮37以及两根拉簧38。线轮支架31通过螺钉固连在支撑框架体1的左侧壁上部(参见图2)，其上还设有轴承孔和腰型轴孔，在支撑框架体1的右侧壁上部的对应位置处也设有轴承孔和腰型轴孔。收线轴32两端分别通过两个单列球轴承固连在支撑框架体1右侧壁上部和线轮支架31上的轴承孔中，小链轮24和收线轮33均固连在收线轴32上，链条25套在大链轮23和小链轮24上，大链轮23与驱动轮21同步运动并通过链条25将动力传递给小链轮24和收线轮33。夹线轴36的两端放置在支撑框架体1右侧壁上部和线轮支架31上的腰型孔中，夹线轮37通过两个轴承套装在夹线轴36上并位于支撑框架体1内左侧空间的上方。收线轴32和夹线轴36的两端之间各连接一根拉簧38。把与车内固定设备相连的多根电缆和光缆绑扎在一起就形成了线缆组6，线缆组6由支撑框架体1底板上的线缆孔进入到支撑框架体1内的左侧空间，再由下至上依次穿过拨杆54的长型穿线孔、收线轮33与夹线轮37的相切部位后由框架支撑体1顶板上的线缆孔穿出，并与桅杆承载平台上的设备对应连接。当桅杆上升而带动驱动轮21转动时，大链轮23和拨轮51也同时转动：一方面，在链条25和小链轮24以及拉簧38的作用下，收线轮33与夹线轮37作相反方向的转动，从而夹持线缆组6平直上升；另一方面，位于拨轮51上的拨钮52在作圆周运动的同时，推动拨块53沿着两根滑杆57作往复平移运动，使堆放在支撑框架体1左侧空间内的线缆组6按照由上至下的顺序送线。由此也不难看出，拨轮机构在桅杆下降时的收线过程中，可以起到按层整齐堆放线缆组的作用，这一点对于减小本发明体积提供了一定的技术支持。同时，滑轮55可以减小滑杆57与拨块53之间的运动摩擦力，使本发明的收放线过程更为流畅。

根据图5所示，发条机构包含发条盒41、发条42、拨簧块43。发条盒41的盒底和盒盖均带有中心孔。发条42封于发条盒41中，其外端头固定在发条盒41上，内端头与拨簧块43固连，拨簧块43可相对发条盒41转动。发条盒41与发条42均套在位于支架框架体1右侧壁外部的驱动轴22上，且发条盒41与支撑框架体1的右侧壁固连，拨簧块43与驱动轴22固连并通过第三压螺17压紧。当桅杆上升带动驱动轴22旋转时，拨簧块43以一个方向(顺时针或逆时针)相对发条盒41转动而给发条上弦储能；当桅杆下降并在钢丝26放松的瞬间，发条42得以释放能量，驱动拨簧块43向另一个方向(逆时针或顺时针)相对发条盒41转动，带动驱动轴22、驱动轮21、大链轮23同时旋转，被放松的钢丝26逐步盘绕在驱动轮21上，被放松的线缆组在送线机构、拨轮机构的作用下整齐地叠放在支撑框架体1内的左侧空间中。

根据上述方案可知，为使收线轮33与夹线轮37能够顺利收线，线缆不在盒外堆积，收线轮33、夹线轮37与线缆组6之间应有足够的摩擦力。该摩擦力主要来源于拉簧38的拉力，拉力太小，有可能造成线缆打滑，拉力太大，会增加发条收线负荷。需要依据线缆组6的直径和表面粗糙程度来合理设计拉簧38的拉力。根据桅杆的升程和驱动轮21的直径计算出钢丝26绕驱动轮的圈数，并依此选取合适的发条42，既不应该在桅杆升至高端时拉力过紧而给桅杆造成负担、也不应该在桅杆降至低端时拉力过松而无法收线。发条42的工作圈数n由放线高度h和驱动轮21直径R决定，即：n＝h/2πR，而发条在盒内的放松圈数：n₁≥1.8n才能保证工作行程平稳，则发条长度按下式估算：L＝πR_t(1.745n₁+0.67)＝3.2nπR_t，其中R_t为发条盒的半径。

Claims (2)

1.一种车载桅杆用自动线缆收放装置，其特征在于：该装置包括支撑框架体[1]，含有驱动轮[21]及其驱动轴[22]、大链轮[23]、小链轮[24]、链条[25]、钢丝[26]的驱动机构，含有收线轮[33]及其收线轴[32]、夹线轮[37]及其夹线轴[36]以及拉簧[38]的送线机构，含有发条[42]和拔簧块[43]的发条机构；所述驱动轴[22]通过轴承[13]安装在所述支撑框架体[1]上，所述的驱动轮[21]、大链轮[23]均固连在驱动轴[22]上，所述钢丝[26]盘绕在驱动轮[21]上且外端头与车载桅杆的顶部固连；所述的收线轴[32]通过轴承安装在所述的支撑框架体[1]上，夹线轴[36]与收线轴[32]平行且两端位于支撑框架体上的两个腰型孔中，收线轮[33]和小链轮[24]均固连在收线轴[32]上，夹线轮[37]则通过轴承安装在夹线轴[36]上，所述的拉簧[38]两端分别固连在收线轴[32]和夹线轴[36]上，两端分别与安装在桅杆承载平台上的设备和车内固定设备相连的线缆组[6]被收线轮[33]和夹线轮[37]夹持；所述链条[25]套在大链轮[23]和小链轮[24]上，所述拔簧块[43]固连在所述驱动轴[22]上，所述发条[42]的两个端头分别与支撑框架体[1]和拔簧块[43]固连，发条[42]在升降桅杆上升时上弦储能，下降时释放能量。

2.根据权利要求1所述的车载桅杆用自动线缆收放装置，其特征在于：还包括含有拨块[53]、拨轮[51]、滑轨组件的拨轮机构，拨块[53]设有纵向滑槽和带有穿线孔的拨杆[54]，拨轮[51]的一个端面上带有拨钮[52]，滑轨组件含有两根滑杆[57]和多个滑轮[55]且多个滑轮分两组安装在所述拨块[53]上，所述拨轮[51]固连在所述的驱动轴[22]上，两根滑杆[57]沿横向放置且两端固连在所述的支撑框架体[1]上，所述两组滑轮[55]分别与两根滑杆[57]滑动配合且所述拨钮[52]嵌入到拨块[53]的纵向滑槽中，所述的线缆组[6]从所述拨杆[54]的穿线孔穿过。

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