节能和安全的微型电动葫芦
技术领域
本发明属于提升装置技术领域,具体涉及一种节能和安全的微型电动葫芦。
背景技术
上面所提到的微型电动葫芦的概念是指起吊能力在500kg左右的电动葫芦,这种微型电动葫芦被广泛使用于工矿企业、商业仓库、超市、商场和物流行业乃至家庭车库、储藏室、高层住宅、修理行业等等。在中国专利文献中也可见诸关于微型电动葫芦的各种技术方案,较具代表性的如中国发明专利申请公开号CN101007619A所披露的微型电动葫芦(由本申请人申请),该专利申请的技术方案的建树在于:安装方便,使用过程中不会出现倾覆;更换绞盘和绞绳方便;提拿搬运舒适和省力;被吊物品不会出现从吊钩上脱出而能保障安全性。
但是,申请人认为上述专利申请的技术方案仍存在有以下弊端;其一,由于电机采用的是鼠笼式电机,鼠笼式电机不仅存在体积大和份量重以及功率小、浪费能源的欠缺,而且还存在浪费属于战略资源的铜原料,因为鼠笼式电机的转子和定子俱要使用铜材,所以,不利于节约能源和宝贵的铜材资源;其二,制动装置采用的是电磁刹车,电磁刹车的最大不利因素表现为有失稳定,因为微型电动葫芦的电机的转速往往较高,一旦不能充分刹住(制动),则会造成被吊物下溜,引发事故;其三,不具有超重控制功能,存在安全隐患。
发明内容
本发明的任务在于提供一种不仅具有良好的节能和节约原材料效果,而且还具有理想的制动和防止超重起吊效果而藉以保障安全的节能和安全的微型电动葫芦。
本发明的任务是这样来完成的,一种节能和安全的微型电动葫芦,它包括具有第一壳腔的主壳体、配置在主壳体一端的具有第二壳腔的第一罩壳、配置在主壳体另一端的具有第三壳腔的第二罩壳和彼此平行地并且以卧置状态地设置在所述第一壳腔中的滚筒机构和电机,特点是:所述的电机为直流永磁电机;所述的第三壳腔内设置有一用于对滚筒机构实施制动的并且对滚筒机构超限吊重作出响应的制动机构,该制动机构分别与所述的滚筒机构和电机传动联结。
在本发明的一个具体的实施例中,所述的制动机构包括一对棘爪、第一齿轮轴、棘轮座、棘轮、一对制动摩擦片、螺纹套、从动齿轮、一对限载摩擦片、垫片、碟形弹簧、碟形弹簧座、锁定片、锁紧螺母和调整块,一对棘爪各自设在相应的棘爪座上,棘爪座设在墙板上并且伸展到第三壳腔中,第一齿轮轴的两端设在第三壳腔的对应腔壁上,在第一齿轮轴上分别构成有第一键齿、第一螺牙、第二键齿和小斜齿轮,小斜齿轮与滚筒机构传动联结,棘轮座与第二键齿相配合,棘轮和一对制动摩擦片共同安装在棘轮座上,其中,棘轮与所述的一对棘爪相配合,而一对制动摩擦片位于棘轮的两侧,螺纹套与所述的螺牙相配合,从动齿轮设在螺纹套上,并且与所述的电机传动联结,一对限载摩擦片分别固定在从动齿轮的两侧,垫片和碟形弹簧设在碟形弹簧座上,而碟形弹簧座设在螺纹套上,其中,垫片的一侧与固定在从动齿轮一侧的限载摩擦片贴触,垫片的另一侧与碟形弹簧贴触,锁定片和锁紧螺母设在螺纹套上,并且锁定片位于锁紧螺母与碟形弹簧座之间,调整块与所述的构成于第一齿轮轴上的第一键齿相配合。
在本发明的另一个具体的实施例中,所述的滚筒机构包括绞盘轴、绞盘、吊绳、吊钩、第一、第二信号采集器、信号采集器触杆、大齿轮、小齿轮和大斜齿轮,绞盘设在绞盘轴上,绞盘轴的一端设在所述的主壳体的左墙板上,另一端设在主壳体的右墙板上并且探入到所述的第三壳腔中,在探入到第三壳腔中的绞盘轴的轴头上设有第三键齿,吊绳的一端固定在绞盘上,另一端与吊钩联结,第一、第二信号采集器设在主壳体上并且对应于所述绞盘的两侧下方,第一、第二信号采集器由线路与用于控制所述电机工作的控制开关电气连接,信号采集器触杆铰链连接在主壳体上并且位于绞盘的下方,信号采集触杆的一端与第一信号采集器相对应,另一端与第二信号采集器相对应,大齿轮固定在所述的第三键齿上,并且与小齿轮相啮合,小齿轮的第二齿轮轴的两端设在第三壳腔的对应腔壁上,大斜齿轮固定在第二齿轮轴上并且与所述的制动机构传动联结,其中,在所述的左、右墙板的一端居中部位设有一挂钩轴,在挂钩轴上设有一挂钩。
在本发明的还一个具体的实施例中,所述的电机的动力输出轴的轴头上设有电机轴全齿轮,该电机轴全齿轮在伸入到所述的第三壳腔内与所述的制动机构传动联结。
在本发明的再一个具体的实施例中,所述的吊绳为钢丝绳或链条。
在本发明的又一个具体的实施例中,所述的第一、第二信号采集器为行程开关、微动开关、接近开关或霍尔传感元件中的任意一种。
在本发明的更而一个具体的实施例中,所述的第一、第二信号采集器为行程开关。
在本发明的进而一个具体的实施例中,所述的棘轮座在面向所述的棘轮一侧的中央构成有一第一安装台阶,所述的棘轮和分别位于棘轮两侧的一对制动摩擦片安装在所述的第一安装台阶上。
在本发明的又更而一个具体的实施例中,所述的螺纹套在面向所述的从动齿轮一侧的中央构成有一第二安装台阶,并且在该第二安装台阶上设有配接螺牙,所述的固定有一对限载摩擦片的从动齿轮、垫片和安装有碟形弹簧的碟形弹簧座设在第二安装台阶上,而所述的锁定片和锁紧螺母安装在所述的配接螺牙上。
在本发明的又进而一个具体的实施例中,所述的碟形弹簧座在面向从动齿轮一侧的中央构成有一第三安装台阶,所述的垫片和碟形弹簧设在第三安装台阶上。
本发明所提供的技术方案的优点在于:将电机采用了直流永磁电机,从而有利于提高功率、缩小体积和节约能源以及铜材资源;制动机构与已有技术中的电磁制动相比具有制动稳定和可靠的长处;当被吊物超重时可由制动机构的结构实现控制,从而能确保安全。
附图说明
图1为本发明的一个具体的实施例结构图。
图2为图1的侧面剖视图。
图3为本发明的制动机构组装后的剖视图。
图4为本发明的另一个实施例结构图。
图5为图4的剖视图。
具体实施方式
为了使专利局的贵审查员特别是公众能更加清楚地了解本发明的实质和有益效果,特结合附图及实施例对本发明的具体实施方式详细描述如下,但所有对实施例的描述均不构成对本发明的技术方案的限制,任何形式上的而非实质性的等效替换或概念变化均应视为本发明所公开的并且要求权利保护的技术方案范围。
实施例1:
请参见图1,主壳体49的形状大体上为矩形体,构成有第一壳腔47,在该第一壳腔47内以卧置状态地并且两者保持平行地设置滚筒机构51和电机2,对于电机2采用直流永磁电机,这种电机的长处在于功率大、体积小和节约铜材,因为,与相同功率的也即已有技术中广为使用的鼠笼式电机相比,例如各为600W,则鼠笼式电机的直径和长度分别为185mm、360mm,重量为8kg;而直流永磁电机的直径和长度分别仅为90mm、210mm,重量为4.2kg,节能与鼠笼式电机相比可达1倍以上。又因为,从制造电机所用的材料而言,鼠笼式电机的定子和转子都需要铜材(漆包线),而直流永磁电机仅在转子上用及铜材,定子由于使用磁钢而无需消耗宝贵的铜资源。
以目前由图1所示的位置状态为例,在主壳体49的左端也即主壳体49的第一壳腔47的左腔口设置左墙板50,并且在左墙板50上设第一罩壳1;在主壳体49的右端也即主壳体49的第一壳腔47的右腔口设置右墙板33,并且在右墙板33上设第二罩壳24。由一组(图中给出了四根)连接螺杆48并且借助于螺母将第一、第二罩壳1、24和左、右墙板50、33实现联结。第一罩壳1具有一第二壳腔52,而第二罩壳24构成有一第三壳腔53。所述的电机2的尾部位于第二壳腔52中,电机2的中部即电机2的主体(本体)位于第一壳腔47内,而电机2的动力输出轴38穿过右墙板33后进而穿过开设在第二罩壳24的壳壁上的电机轴孔23伸展到第三壳腔53中,由于在电机2的动力输出轴38的轴头上设有电机轴全齿轮37,并且该电机轴全齿轮37整体位于第三壳腔53中,因此在第三壳腔53中由电机轴全齿轮37与下面即将详细描述的制动机构54传动联结。电机2的两端用一组电机固定螺钉5与左、右墙板50、33固定。并且在对应于前述的主壳体49的顶部居中位置以左、右墙板50、33为载体设置一挂钩轴3,在挂钩轴3上设置挂钩4,挂钩4的不言而喻的作用是用于将本发明的节能和安全的微型电动葫芦吊挂在或称安装在使用场所。
请见图3并且继续结合图1,给出的制动机构54具有双重作用,所谓的双重作用:一是制动;二是对超限吊重作出响应。先见图1,作为制动机构54的一对棘爪30各设在相应的棘爪座32上,而棘爪座32延设在右墙板33上,并且棘爪座32探入到第二罩壳24的第三壳腔53中,各棘爪30的迫持力由棘爪扭簧31来保障,具体是将棘爪扭簧31的中部套置在棘爪座32上,而棘爪扭簧31的一个扭簧脚固定在扭簧脚固定柱上,另一个扭簧脚则钩着在棘爪30上。作为制动机构54的第一齿轮轴22的一端即图1所示的左端枢设在第二罩壳24的一个壳壁上的第一齿轮轴座26上,而第一齿轮轴22的另一端即图1所示的右端枢设在第二罩壳24的另一个壳壁上的第二齿轮轴座25上,第一、第二齿轮轴座26、25保持对应。在第一齿轮轴22的中部依次设计有(加工有)第一键齿55、第一螺牙19、、第二键齿20和小斜齿轮21,小斜齿轮21与滚筒机构51的大斜齿轮27相啮合,从而实现制动机构54与滚筒机构51的传动联结。形状为圆盘形的棘轮座17的中央加工有花键槽孔18,藉由花键槽孔18与第一齿轮轴22上的第二键齿20的配合而将棘轮座17设置于第一齿轮轴22上。在棘轮座17所面向棘轮16的一侧延设有一个第一安装台阶58,在该第一安装台阶58上套设棘轮16和一对制动摩擦片15,一对制动摩擦片15位于棘轮16的两侧,各与棘轮16相贴触。螺纹套14的中央孔内加工有内螺纹,由该内螺纹与第一齿轮轴22上的第一螺牙19相配合而将螺纹套14设置在第一齿轮轴22上。在螺纹套14所朝向从动齿轮12的一侧延设有一个第二安装台阶59,在第二安装台阶59上延设有配接螺牙60,将一对限载摩擦片13分别固定到从动齿轮12的两侧后,将从动齿轮12套置在第二安装台阶59上,从动齿轮12与前述的电机轴全齿轮37相啮合。将碟形弹簧座9套设在第二安装台阶59上,在碟形弹簧座9所朝向从动齿轮12的一侧的中央延设有一第三安装台阶61,垫片11和碟形弹簧10套设在第三安装台阶61上,并且,垫片11的一侧与固定在从动齿轮12一侧即图1所示的左侧的限载摩擦片13接触(图3示),而垫片11的另一侧与碟形弹簧10贴触。锁定片8和锁紧螺母7设在第一齿轮轴22的第一螺牙19上,其中,锁紧螺母7上的内螺纹与第一螺牙旋配,并且由锁紧螺母7作用于锁定片8,进而由锁定片8对搭载有垫片11和碟形弹簧10的碟形弹簧座9产生钳制作用或称钳制力。很明显,钳制力的大小通过顺或逆时针调节锁紧螺母7来实现,更具体地讲,通过调节锁紧螺母7,便可改变碟形弹簧9的形变程度。调整块6通过其中央的键槽与第一齿轮轴22上的第一键齿55相固定。
请见图2并且仍结合图1,申请人在图1中清楚地示出了本发明的滚筒机构51的各个部件的组装关系,在这里申请人需要说明的是:滚筒机构51完全可以称为绞盘机构或称绞绳机构。作为滚筒机构51的绞盘43的绞盘轴42的一端即图1所示位置状态的左端枢置在左墙板50上;而绞盘轴42的另一端即图1所示位置状态的右端枢置在右墙板33上,并且在右墙板33上加设有连接板36,在绞盘轴42的该端还构成有第三键齿56,第三键齿56伸展到第三壳腔53内。大齿轮35固定在第三键齿56上并且用卡簧34卡挡,由图2所示,大齿轮35与小齿轮29相啮合,而小齿轮29的第二齿轮轴28枢置在第二罩壳24的对应壳壁上。大斜齿轮27用平键固定方式固定在第二齿轮轴28上,与制动机构51的第一齿轮轴22上的小斜齿轮21相互啮合。吊绳45的一端固定在绞盘43上,中部缠绕在绞盘43的盘体上,另一端与吊钩57联结。在本实施例中,申请人选择钢丝绳作为吊绳45。第一、第二信号采集器44、46设在主壳体49的下部,并且大体上对应于绞盘43的两侧下方,由线路与用于控制电机2工作的控制开关或称控制器电气连接。第一、第二信号采集器44、46既可以采用行程开关,也可采用微动开关,还可采用其它开关如接近开关或霍尔传感元件等等,在本实施例中,申请人选择行程开关。信号采集器触杆41通过触杆固定轴62而铰链连结在主壳体49的底部,并且在主壳体49上且对应于绞盘43的底部设有一对用于阻挡被吊物品的限位轴40。当信号采集器触杆41由吊钩57上吊的物体触及时,则表明被吊物体到达最高点即到达极限位置的高度,信号采集器触杆41的触脚39与第二信号采集器46脱开,由第二信号采集器46将信号反馈给控制开关,电机2停止工作,反之,当绞盘43上的吊绳45退出到极限时,则由吊绳45上的结节或突块触及第一信号采集器44,由第一信号采集器44将信号反馈给控制开关,电机2停止工作。
整个传动关系是由电机2的动力输出轴38上的电机轴全齿轮37带动制动机构54的从动齿轮12,由从动齿轮12带动第一齿轮轴22,由第一齿轮轴22上的小斜齿轮21带动大斜齿轮27,由于大斜齿轮27与小齿轮29同轴即同处于第二齿轮轴28上,因此由大斜齿轮27带动小齿轮29,进而由小齿轮29带动大齿轮35,由大齿轮35带动绞盘轴42。在图2中还由箭头示意有大齿轮35、小齿轮29、大斜齿轮27和第一齿轮轴22的运动方向,以及示意有一对棘爪30与棘轮16的配合状况。
实施例2:
请见图4和图5,作为另一种实施方式,将实施例1中的吊绳45采用的钢丝绳变为采用链条,并且对设在绞盘轴42上的绞盘43的结构略作形式上的改变,那就是,在绞盘43的盘面上加工出与链条的形状相吻合的链条槽63,绞盘43由花键64与绞盘轴42的中部固定,绞盘轴42的一端即图4、图5所示的左端穿过左支承座66的第一轴头孔71用轴承枢置在图1所示的左墙板50上,而绞盘轴42的另一端即图4、图5所示的右端穿过右支承座65的第二轴头孔72用轴承枢置在图1所示的右墙板33上,并且与实施例1的相同方式将大齿轮35与第三键齿56固定。当用螺钉67将左、右支承座66、65固联在一起时,整个绞盘43便处于由左、右支承座66、65所共同构成的空腔内,因为左、右支承座66、65各具有容腔68。用作吊绳45的链条对应于由左、右支承座66、65共同构成的吊绳槽69内,吊绳槽69由固定在左、右支承座66、65上的挡板70隔离构成。此外,由于采用了链条作为吊绳45,并且采用了左、右支承座66、65,因此对第一、第二信号采集器44、46的安装位置作了相应的改变,即,将第一、第二信号采集器44、46安装在了右支承座65的下部,但同样也可以安装在左支承座66的下部。当链条一端联结的吊钩57(图示未示出)所提携的重物(被吊物品)触及第二信号采集器46的第一触脚73时发出信号给控制开关,电机2停止工作,当链条另一端上的突块(图中未示出)触及第一信号采集器44的第二触脚74时发出信号给控制开关,电机2停止工作。
通过本实施例的说明,十分明显地表明,本发明所推荐的技术方案还可以满足使用者的自由选择,所谓的自由选择是指由使用者在钢丝绳或链条中任意选择。若选择前者(钢丝绳),则属实施例1所描述的并且由图1和图2所示的范畴;若选择后者(链条),那么只要将图4所示的结构更换到图1所示的第一壳腔47中。此外,还有一种兼得情形,那就是使用者在拥有实施例1的结构后,作为应对使用场合而配备实施例2的结构,于是,并不需要同时购置钢丝绳式的和链条式的微型电动葫芦,有利于节约购置费用。其余同对实施例1的描述。
应用例:
以实施例1的结构为例,制动原理:当重物起吊至所需高度即起吊完成后,电机2停止工作,此时由于重力矩的作用,使绞盘43带动绞盘轴42、大齿轮35、小齿轮29、大斜齿轮27、小斜齿轮21、第一齿轮轴22以及所有设在第一齿轮轴22上的部件瞬间出现反转趋势,但由于第一齿轮轴22加工有第一螺牙19,反转时,第一齿轮轴22与螺纹套14将棘轮16、制动摩擦片15压紧,当摩擦力矩大于重力矩时,由于棘爪30对棘轮16的作用而使重物停止运动,即实现了制动。
超限吊重响应原理:由于第一齿轮轴22上的第一螺牙19是与螺纹套14相配合的,并且在从动轮12的两侧各固定有(铠装)起限载作用的一对限载摩擦片13,外侧安装有垫片11、碟形弹簧10、碟形弹簧座9和锁紧螺母7,用适当的力矩调整锁紧螺母7,压紧碟形弹簧10、垫片11及从动齿轮12两侧的一对限载摩擦片13,当摩擦力矩大于额定重力矩时,从动齿轮12与所有设在第一齿轮轴22上的所有部件构成为一个整体,能体现对重物的安全起吊。然而,当重物重量超过规定时,因重力矩大于摩擦力矩,从而使从动齿轮12在螺纹套14的第二安装台阶59上打滑,第一齿轮轴22处于静止状态,无法实施起吊。