CN101767752B

CN101767752B - 电能驱动型快速绳索牵引装置

Info

Publication number: CN101767752B
Application number: CN2010100345475A
Authority: CN
Inventors: 顾俊红; 张宏生
Original assignee: BEIJING LONGLING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Guangdong Tian Hao Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-01-22
Also published as: CN101767752A

Abstract

本发明涉及一种电能驱动型快速绳索牵引装置，属于运载设备技术领域。牵引装置中，电机通过导线与电源相连，以获得驱动电能。电机与减速机直连，将扭矩和转速传递到主动磨擦轮，通过对操作手柄的控制按钮，控制电机对磨擦轮的速度和方向的传动控制，从而带动整个装置和重负按给定速度和方向上升或下降。载荷与立板的拉环相连。绳索的一端固定，绳索的另一端进入上入绳块和下入绳块之间，从动磨擦轮的外侧轮槽将主动磨擦轮与从动磨擦缠绕后，从主动摩擦轮与压紧轮之间伸出，成为一个自由端。本牵引装置操作简捷省时，结构简单紧凑，重量轻，操作员使用单手进行操作控制，操作方便，工作可靠，可用于各种高空作业，如消防救援、高楼清洁等等。

Description

电能驱动型快速绳索牵引装置

技术领域

本发明涉及一种电能驱动型快速绳索牵引装置，属于运载设备技术领域。

背景技术

从现有攀升装置的可见资料分析，现有的具有类似技术特征的绳索牵引装置均存在装置自身重量重，攀升速度缓慢，加载过程复杂，稳定性欠佳等问题。如由Lawrence G.Fridman，Esq，Silber & Fridman发明的，美国专利号为20060017047的功率驱动攀升机构(POWERED ROPE CLIMBING APPARATUS)。该专利介绍了一种电机或其它动力源驱动的绳索牵引装置，采用内置动力源和摩擦驱动机构实现载荷运输，该装置在摩擦驱动机构方面采用主、从动带轮组作为旋转机构，在制动机构方面采用表面滚花的凸轮机构作为制动装置，在传动机构方面采用4级行星齿轮系。该装置的主要缺点是装置体积、重量大，便携性差，负载重量较低。由赵修发明的中国专利号为200710113526的《自升降载重装置》，该专利介绍了一种电机驱动的自升降载重装置，采用内置动力源和摩擦驱动机构实现载荷运输，在摩擦驱动机构方面采用主、从动双排链轮作为执行机构。该装置主要缺点是体积、重量大，便携性差，负载重量较低。

发明内容

本发明的目的是提出一种能量驱动型快速绳索牵引装置，改变已有攀升牵引装置的结构，与以往助力爬升装置不同，采用的高效摩擦驱动方案，及高功率重量比电机、高能量密度比电池组，确保在体积重量较小的情况下实现装置载重沿绳索快速运动。

本发明提出的电能驱动型快速绳索牵引装置，包括电源、电机、减速机、主动摩擦轮、从动磨擦轮、上部轴间支架、下部轴间支架、压紧轮、拉紧弹簧、压紧轮摇杆、立板、绳索导向轮、上入绳块、下入绳块、制动挡块、操作手柄和制动手柄；所述的电源通过导线与电机相连；电机的输出端与减速机的输入端相连；所述的上部轴承支架的一端为大联接环，另一端为小联接环和联接块，联接块上设有安装孔；所述的主动摩擦轮有多个，同轴安装在上部轴间支架的大联接环和下部轴间支架的一端之间，所述的从动摩擦轮有多个，同轴安装在上部轴间支架另一端的小联接环和下部轴间支架的另一端之间，下部轴间支架中间设有安装孔；所述的立板的一端带有拉孔，侧面带有安装环，立板的另一端带有安装长孔、凹槽和安装小孔，所述的上部轴承支架另一端的联接块、立板一侧的安装环与所述的绳索导向轮同轴安装；所述的压紧轮摇杆的一端安装在下部轴间支架上，压紧轮摇杆的另一端和拉紧弹簧的一端与压紧轮同轴固定，拉紧弹簧的另一端固定在下部轴间支架上，压紧轮压紧在两个相邻主动摩擦轮之间；所述的上入绳块通过立板另一端的安装小孔固定在立板的端面上，所述的下入绳块通过立板另一端的安装小孔固定在立板端部的侧面，所述的制动挡块固定在立板另一端的凹槽内；所述的操作手柄固定在立板中部，操作手柄上设有操作按钮；所述的制动手柄的一端为凸轮，凸轮安装在操作手柄的前端，凸轮的端面穿过立板另一端的安装长孔。

本发明提出的电能驱动型快速绳索牵引装置，其优点是，在摩擦驱动机构方面采用三层主动摩擦轮和两层从动摩擦带轮传动链，有效增加了摩擦力，系统的最大有效载荷可达180公斤。本牵引装置在出绳环节采用单点压紧设计，在出入绳环节采用开放式设计，整台装置结构简单、重量轻，操作员使用单手进行操作控制，操作方便，工作可靠，可用于各种高空作业，如消防救援、高楼清洁等等。

附图说明

图1是本发明提出的电能驱动型快速绳索牵引装置的顶面立体视图。

图2是图1所示牵引装置的底面立体视图。

图3是本发明牵引装置中下部轴间支架的连接头。

图4是本发明牵引装置中立板图的零件图。

图5是本发明牵引装置中立板与上轴间支架的结构关系图。

图6是本发明牵引装置中入绳部分的局部放大图。

图7是本发明牵引装置中制动部分的局部放大图。

图1一图6中，1是电源，2是减速机，3是上部轴间支架，31是大联接环，32是小联接环，33是联接块，4是主动摩擦轮，5是绳索与主动摩擦轮间的摩擦面，其上滚花，6是压紧轮，61是拉紧弹簧，7是下部轴间支架，8是压紧轮摇杆，9是制动手柄，91是凸轮，10是控制按钮，11是电源，12是操作手柄，13是从动磨擦轮，14是立板，141是拉环，142是安装环，143是安装长孔，144是安装小孔，145是凹槽，15是上入绳块，16下入绳块，17是绳索，18是制动挡块，19是绳索导向轮。

具体实施方式

本发明提出的电能驱动型快速绳索牵引装置，其结构如图1所示，该牵引装置包括电源11、电机1、减速机2、主动摩擦轮4、从动磨擦轮13、上部轴间支架3、下部轴间支架7、压紧轮6、拉紧弹簧61、压紧轮摇杆8、立板14、绳索导向轮19、上入绳块15、下入绳块16、制动挡块18、操作手柄12和制动手柄9。电源11通过导线与电机1相连；电机1的输出端与减速机2的输入端相连。上部轴承支架3的结构如图3所示，其一端为大联接环31，另一端为小联接环32和联接块33，联接块33上设有安装孔。主动摩擦轮4有多个，同轴安装在上部轴间支架3的大联接环31和下部轴间支架7的一端之间，所述的从动摩擦轮13有多个，同轴安装在上部轴间支架3另一端的小联接环32和下部轴间支架7的另一端之间，下部轴间支架7中间设有安装孔。立板14的1结构如图4所示，其一端带有拉环141，侧面带有安装环142，立板的另一端带有安装长孔143、凹槽145和安装小孔144。上部轴承支架3另一端的联接块33、立板14一侧的安装环142与所述的绳索导向轮19同轴安装，如图2和图5所示。压紧轮摇杆8的一端安装在下部轴间支架7上，压紧轮摇杆的另一端和拉紧弹簧61与压紧轮6同轴固定，压紧轮6压紧在两个相邻主动摩擦轮之间。上入绳块通过立板14另一端的安装小孔144固定在立板的端面上，下入绳块16通过立板另一端的安装小孔144固定在立板端部的侧面，制动挡块18固定在立板14另一端的凹槽145内如图6所示。操作手柄12固定在立板14中部，操作手柄12上设有操作按钮10。制动手柄9的一端为凸轮91，凸轮91安装在操作手柄12的前端，凸轮91的端面穿过立板另一端的安装长孔143，如图6和图7所示。

本发明提出的电能驱动型快速绳索牵引装置中，驱动部分为直流伺服电机、高功率重量比锂电池，高功率重量比电池为直流伺服电机提供电能，驱动部分可以采用直流有刷电机作为动力源，也可采用微型发动机作为动力源，可使驱动部分结构更紧凑、体积更小，同时获得更大的推重比。

本发明牵引装置的传动部分为一个精密行星齿轮减速机，该精密行星齿轮减速机也可以由一套涡轮蜗杆机构，或一套同步齿形带(轮)或一套多级齿轮进行替代，该传动部分作为前述驱动部分至下述摩擦驱动部分的传动链，负责传递速度和扭力。

本发明牵引装置中，主动摩擦轮与从动摩擦轮之间的轴心距、包角，以及上述两带轮间的摩擦系数的设计确保装置具有相当的自持力，确保在其它制动装置失效的情形下，仅依靠自持力可确保绳轮之间不会产生相对位移。

本发明牵引装置中的绳索压紧装置，包括压紧轮、拉紧弹簧和摇臂组成的机械联动装置。拉紧弹簧61的力矩可以在一定范围内进行选择，从而从出绳端提供一个输送力，以提升装置的自持力。

以下结合附图，详细介绍本发明牵引装置的工作原理和工作过程：

电机1通过导线与电源11相连，以获得驱动电能。电机1与精密行星齿轮减速机2直连，将扭矩和转速传递到主动磨擦轮4，通过对操作手柄12上的控制按钮10的操作，控制电机对磨擦轮的速度和方向的传动控制，从而带动整个装置和重负按给定速度和方向上升或下降。载荷与立板14的拉环141相连。

绳索17的一端固定在本系统外的某一空间位置上，此位置即为本系统在运行后将要达到的空间位置。绳索17的另一端首先进入上入绳块15和下入绳块16之间，通过绳索导向轮19进入主动摩擦轮4外侧的轮槽中，再经从动磨擦轮13的外侧轮槽将主动磨擦轮4与从动磨擦13缠绕后，从主动摩擦轮4与压紧轮6之间伸出，成为一个自由端。

本发明的出入绳部分的开放式设计，使操作员可从绳索的任何位置将绳索加载到整机中，而不需要从绳索的一端穿入整机，更无需对系统的任何部件进行拆装，使整机在使用上操作简捷省时，在结构上简单紧凑，又保证了系统在重量上的要求。系统上入绳器15和下入绳块16采用了两个半月形的圆环，开口方向相差180度，使绳索能被压入并加载到导向轮19上，压紧轮6采用轴单端与压紧轮摇臂8连接并固定于下部轴间支架7上，压紧轮6另一轴端面悬空并与主动磨擦轮4配合压紧绳索，摇动压紧轮摇臂可将绳索装入到主动磨擦轮4和从动磨擦轮13上，从而实现开放式入绳结构。

当本牵引装置正常工作时，通过控制按钮10来控制装置的升降及升降速度。上升过程中，控制按钮10掷向上端，则在加速度基本恒定的情况下，上升速度迅速增加；待速度增加至某一合适的值，使用者可以将控制按钮10掷向中间档，则加速度为0，速度不变，作匀速运动。如果要在向上运动过程中减速，可以将按钮10掷向下端，则加速度为负向，向上速度减速，直至速度为0。如需下降，则可将按钮10继续掷向下，实现下降动作，当下降速度到达一定值时，按钮掷向中间档保持匀速下降。如需停止运动，可通过控制按钮10使加减速变为0时将按钮10掷回中间档，电机停转。

在需要急停的情况下，扳下带凸轮的制动手柄9，则其联动的开关一方面切断电源，使动力源卸载；另一方面则通过凸轮的自锁功能来将绳索锁紧在立板14上，这时系统急停。主动磨擦轮4采用高摩擦力槽绳轮，通过在槽表面进行镂空设计，可以实现增加摩擦力并减轻质量的效果。

Claims

1.一种电能驱动型快速绳索牵引装置，其特征在于该牵引装置包括电源、电机、减速机、主动摩擦轮、从动摩擦轮、上部轴间支架、下部轴间支架、压紧轮、拉紧弹簧、压紧轮摇杆、立板、绳索导向轮、上入绳块、下入绳块、制动挡块、操作手柄和制动手柄；所述的电源通过导线与电机相连；电机的输出端与减速机的输入端相连；所述的上部轴间支架的一端为大联接环，另一端为小联接环和联接块，联接块上设有安装孔；所述的主动摩擦轮有多个，同轴安装在上部轴间支架的大联接环和下部轴间支架的一端之间，所述的从动摩擦轮有多个，同轴安装在上部轴间支架另一端的小联接环和下部轴间支架的另一端之间，下部轴间支架中间设有安装孔；所述的立板的一端带有拉孔，侧面带有安装环，立板的另一端带有安装长孔、凹槽和安装小孔，所述的上部轴间支架另一端的联接块、立板一侧的安装环与所述的绳索导向轮同轴安装；所述的压紧轮摇杆的一端安装在下部轴间支架上，压紧轮摇杆的另一端和拉紧弹簧的一端与压紧轮同轴固定，拉紧弹簧的另一端固定在下部轴间支架上，压紧轮压紧在两个相邻主动摩擦轮之间；所述的上入绳块通过立板另一端的安装小孔固定在立板的端面上，所述的下入绳块通过立板另一端的安装小孔固定在立板端部的侧面，所述的制动挡块固定在立板另一端的凹槽内；所述的操作手柄固定在立板中部，操作手柄上设有操作按钮；所述的制动手柄的一端为凸轮，凸轮安装在操作手柄的前端，凸轮的端面穿过立板另一端的安装长孔。