CN101807787A - 无动力恒长度线缆牵引机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无动力恒长度线缆牵引机构，包括设置在轨道上的小车、绕线卷筒、和固定在轨道端头上的两定滑轮，电缆一端绕过绕线卷筒固定在轨道的中部，另一端固定在小车上，绕线卷筒的作用是引导电缆改变方向，一端固定在一轨道端头上的牵引线绕过绕线卷筒折返到相同轨道端头上的定滑轮A上，并绕过定滑轮A折返到相对面上的另一定滑轮B上，再绕过定滑轮B重新折返到绕线卷筒，重新绕过绕线卷筒折返固定到另一轨道端头上，牵引线在经过小车的位置两端分别与小车固定，小车上安装有驱动装置使得小车可以沿轨道运行，绕线卷筒同时以小车速度的一半速度在轨道上运行。本发明无需额外动力，利用小车的运行通过牵引线缆拉动卷筒运动且节约线缆长度，能对运动部分方便地进行更换。

Description

无动力恒长度线缆牵引机构
技术领域
本发明属于机械牵引领域，具体涉及一种无动力恒长度线缆牵引机构，该机构利用滑轮组组织方式和缆绳缠绕，为沿轨道运行机构的活动部分提供电缆连接。
背景技术
目前，短距离的电缆导向方式主要有链条套的方式和电梯吊缆方式，其中，采取链条套的方式电缆导向的装置利用多个类似链条套的单体通过轴销连接起来，保证相互间的转动角度≯180°。然而，该装置的缺点是如果电缆的距离较长，当运行机构处于一端时，开口向下的单体个数多，会导致重量大，单体受力不均。因此该机构只适用于运行轨道较短的情况。而在使用电梯吊缆方式中，电梯轿箱总是处于上下升降运动中，为了解决轿箱的动力与信号传输需要，一般是在轿箱的底部悬挂电缆，电缆另一端固定在电梯井道略高于中部的位置，这样能够实现电梯轿箱对外的电缆联系。电梯吊缆在自身的重力作用下自然下垂，在井道长度不长，且没有其他扰动的情况下，一般而言不会出现电缆缠绕的现象。对于没有封闭井道，轨道开放的高层观光电梯，由于提升高度高导致吊缆长度较长，同时开放的轨道使得吊缆容易受到风的影响，导致吊缆的缠绕。此种情况的解决方法之一是适当增加电缆的单位重量和减小电缆的挠度。但是，
由于此种方式需要利用重力，只能适用于运行方向与水平面垂直的情况。另一方面，长距离大型机构采用多吊环方式，例如在轨道起重机中一般采用多吊环的方式来引导电缆。这种方式的特点是：需要适当的电缆吊挂高度；电缆的弯线次数多，影响寿命；活动部分所需的电缆长度为轨道长度的2-5倍。此外，在最常用的一种恒长度、恒力矩收线机中，为了解决收线问题，可以使用电机带动卷筒的方式收线，在电机的控制中加入电缆张力感应装置，达到恒长度和恒力矩卷筒收线的目的。这种方式需要一套电机、减速变速和控制机构。同时，由于收回的电缆全部缠绕在卷筒上，反复多次的弯曲会影响电缆的寿命；机构内需要设滑环连接，对于某些不能断开后连接滑环的线缆，如光缆并不适用。
因此，为了满足轨道运行机构的送电与信号传输需要，在轨道上往复运行机构的行走活动部分需要使用电缆连接，从而依靠连接的电缆提供电能和传输信号。当运行轨道较长的时候，为了避免连接电缆的缠绕，非常需要设计新的牵引电缆的机构。
发明内容
本发明的目的在于满足轨道运行机构的送电与信号传输需要，而提供一种无动力恒长度线缆牵引机构，该机构法利用特殊的滑轮组组织方式和特殊的缆绳缠绕方式，实现了恒长度地收紧电缆。
本发明的无动力恒长度线缆牵引机构，包括设置在轨道上的小车、绕线卷筒(或称为动滑轮)、和固定在轨道端头上的两定滑轮，电缆一端绕过绕线卷筒固定在轨道的中部，另一端固定在小车上，绕线卷筒的作用是引导电缆改变方向，一端固定在一轨道端头上的牵引线绕过绕线卷筒折返到相同轨道端头上的定滑轮A上，并绕过定滑轮A折返到相对面上的另一定滑轮B上，再绕过定滑轮B重新折返到绕线卷筒，重新绕过绕线卷筒折返固定到另一轨道端头上，经过固定在轨道端头上的两个定滑轮改变方向，两次从绕线卷筒绕过，其中，牵引线在经过小车的位置两端分别与小车固定，小车上安装有驱动装置使得小车可以沿轨道运行，绕线卷筒同时以小车速度的一半速度在轨道上运行。
其中，驱动装置包括有电机。
其中，绕线卷筒引导电缆的轮子的半径根据所选电缆的弯曲半径决定。
其中，通过牵引线的布置方式，保证小车到定滑轮B的距离为卷筒到定滑轮B距离的2倍。
本发明具有以下有益效果：1、可充分利用现有的滑轨，导引的卷筒沿现有的轨道运行，不需要额外的轨道。2、无额外动力需求，利用小车的运行通过牵引线缆拉动卷筒运动，不需要额外的动力。3、根据设计的卷筒的导引，电缆的长度是固定的。4、不需要断开现有线缆，产生连接点。5、节约线缆长度，且对运动部分方便地进行更换。6、便于改变轨道长度，在改变轨道长度的时候，本机构可以通过改变牵引线缆和电缆的长度方便地适应轨道长度的改变。
附图说明
图1为滑轮设置示意图。
图2为电缆的设置示意图。
图3是牵引线设置示意图。
图中：1-牵引线；2-轨道端头；3-定滑轮A；4-定滑轮B；5、卷筒；6-小车；7-轨道；8、电缆。(根据附图标记修改附图，将文字适当修改为附图标记)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为小车、绕线卷筒(动滑轮)、定滑轮相对于轨道的布置图。其中，定滑轮固定在轨道两端，小车与卷筒可以沿轨道运动，通过牵引线的布置方式，保证小车到定滑轮B的距离为卷筒到定滑轮B距离的2倍，即图1中的L可变，但卷筒两边的L保持相等。
图2给出了电缆设置的示意图，电缆一端固定在轨道的中部，另一端固定在小车上。卷筒的作用是引导电缆改变方向，卷筒引导电缆的轮子半径根据所选电缆的弯曲半径决定。从图2可以看出，当卷筒在轨道上的运动速度为小车运动速度一半时，无论小车向左或向右运动，电缆从固定于轨道端开始，绕过卷筒达到固定于小车端的长度始终保持不变。该长度为小车运行范围的一半(L)加上绕过卷筒固定的长度。
图3为牵引线的设置示意图。图3中，牵引线(1)的两端固定在轨道端头(2)。牵引线经过2个定滑轮(3)的改变方向，两次从卷筒(4)绕过。牵引线在经过小车(5)的位置与小车固定。在小车上安装有电机等运行机构使得小车可以沿以虚线表示的轨道(6)运行。卷筒则以一半的速度在轨道上运行。
小车向右下以速度v运动，会牵动其左上侧的A段牵引线，引导卷筒以速度v/2向右下运动。小车向左上以速度v运动，会牵动其右下侧的B段牵引线向左上以速度v运动，经过两个定滑轮对牵引绳依次改变方向后成为C段和D段，最终能够引导卷筒以速度v/2向左上运动。在这套滑轮机构的引导下，小车本身的运动会导致卷筒以一半的速度沿相同方向运动。我们沿牵引绳A、E两段绕过卷筒布置电缆，电缆一端与小车固定连接。电缆另一端在E段与轨道端头固定。这样就实现了恒长度收紧电缆的目的。
具体来说，提供一个小车，该小车上表面面积为200mm×200m；小车沿铺设在地面的直线轨道上可以承载200N的重物运行。轨道长度以2m为单位，可以从2m增加到10m。轨道为两根平行，间隔300mm。小车需要电缆用于供电和传输信号，供电电流为2A。其中，实现的方法是使用φ30mm的固定滑轮和φ1mm的钢丝绳。滚筒沿轨道运行，在300mm长滚筒两端按照前述的线缆缠绕方式形成两套牵引线缆，保证滚筒轴线在运行过程中始终与运行方向垂直。
为了降低各芯线的磨损和减小过线轮直径，我们考虑避免电缆各芯线在卷筒的表面重叠，于是使用了排线作为电缆，并且尽量降低电缆的厚度。所选排线电缆的单芯面积能够保证传输信号所需的电流，但是，只有传输动力电流所需截面积的1/3，于是我们并联3根芯线用于传输动力电流。
尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。

Claims (4)

1.一种无动力恒长度线缆牵引机构，包括设置在轨道上的小车、绕线卷筒、和固定在轨道端头上的两定滑轮，电缆一端绕过绕线卷筒固定在轨道的中部，另一端固定在小车上，绕线卷筒的作用是引导电缆改变方向，一端固定在一轨道端头上的牵引线绕过绕线卷筒折返到相同轨道端头上的定滑轮A上，并绕过定滑轮A折返到相对面上的另一定滑轮B上，再绕过定滑轮B重新折返到绕线卷筒，重新绕过绕线卷筒折返固定到另一轨道端头上，经过固定在轨道端头上的两个定滑轮改变方向，两次从绕线卷筒绕过，其中，牵引线在经过小车的位置两端分别与小车固定，小车上安装有驱动装置使得小车可以沿轨道运行，绕线卷筒同时以小车速度的一半速度在轨道上运行。
2.如权利要求1所述的牵引机构，其特征在于，所述驱动装置包括有电机。
3.如权利要求1所述的牵引机构，其特征在于，所述绕线卷筒引导电缆的轮子的半径根据所选电缆的弯曲半径决定。
4.如权利要求1-3任一项所述的牵引机构，其特征在于，通过牵引线的布置方式，保证小车到定滑轮B的距离始终为卷筒到定滑轮B距离的2倍。
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