CN102963777B - 用于长线度柔性体的张紧收放机构 - Google Patents

Abstract

一种用于长线度柔性体的张紧收放机构，包括动力主体及绞盘，长线度柔性体绕在绞盘上，还包括联轴器及变速箱，所述动力主体包括主体箱壳、流体蓄能器、驱动油缸及丝杠，流体蓄能器及驱动油缸均设置于主体箱壳内，驱动油缸与主体箱壳相互固定，驱动油缸内设有驱动活塞杆，驱动活塞杆与驱动油缸之间形成介质腔，流体蓄能器与介质腔之间通过油管相连通，驱动活塞杆与丝杠连接，并且通过驱动活塞杆上下运动使丝杠转动，丝杠的输出端通过联轴器连接变速箱，绞盘的中心轴与变速箱的输出轴相固定连接。本发明用于长线度柔性体的张紧收放机构，其体积小、重量轻、成本低、结构紧凑，张紧、收放过程稳定可靠。

Description

用于长线度柔性体的张紧收放机构

技术领域

本发明涉及一种张紧收放机构，具体说涉及一种长线度柔性体的张紧收、放机构。

背景技术

目前，在地铁、桥梁等的基础设施施工过程中，经常用到地下连续墙液压抓斗设备(简称液压抓斗)开挖地槽。作为液压抓斗设备的核心部件之一，抓斗抓取油缸的动力胶管张力收、放机构，使用频率高，并且需要与抓斗的提升、降落驱动机构协调配合。目前，常用的动力胶管收、放机构有两种结构形式，一种是采用巨大弹簧牵引卷盘的卷盘驱动机构，另一种是采用液压马达驱动的胶管卷盘机构。弹簧牵引式胶管卷盘机构结构庞大，运输不便，使用不便且制造困难；液压马达驱动卷盘驱动机构需要精密控制的液压系统，结构复杂，对工艺要求较高、成本高，系统不稳定，且能耗较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于长线度柔性体的张紧收放机构，其体积小、重量轻、成本低、结构紧凑，张紧、收放过程稳定可靠。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种用于长线度柔性体的张紧收放机构，包括动力主体及绞盘，长线度柔性体绕在绞盘上，还包括联轴器及变速箱，所述动力主体包括主体箱壳、流体蓄能器、驱动油缸及丝杠，流体蓄能器及驱动油缸均设置于主体箱壳内，驱动油缸与主体箱壳相互固定，驱动油缸内设有驱动活塞杆，驱动活塞杆与驱动油缸之间形成介质腔，流体蓄能器与介质腔之间通过油管相连通，驱动活塞杆与丝杠连接，并且通过驱动活塞杆上下运动使丝杠转动，丝杠的输出端通过联轴器连接变速箱，绞盘的中心轴与变速箱的输出轴相固定连接。

本实用新型用于长线度柔性体的张紧收放机构，其中，所述驱动油缸为中空多级缸，中空多级缸包括同轴设置、一体形成型的外缸筒、内缸筒，内、外缸筒之间由外到内依次设有一级外活塞杆、二级活塞杆及一级内活塞杆，二级活塞杆为驱动活塞杆，上述各活塞杆的截面均为环状，并且相邻两活塞杆之间、一级外活塞杆与外缸筒之间及一级内活塞杆与内缸筒之间均设有密封装置，二级活塞杆的长度大于中空多级缸的长度，二极活塞杆伸出中空多级缸的一端一体成型有法兰，法兰的直径与主体箱壳的内径相匹配，法兰与主体箱壳之间设有切向限位装置，使法兰只能相对主体箱壳沿轴向移动，法兰的中心设有供丝杠穿过的安装孔，该安装孔内固定有与丝杠相配合的丝母，丝杠下端为输出端，丝杠设于内缸筒内并且丝杠上端伸出主体箱壳的顶板外，丝杠下端穿过法兰上安装孔内的丝母并伸出主体箱壳的底板外，丝杠下端与主体箱壳的底板之间设有下轴向切向限位装置，丝杠上端与主体箱壳的顶板之间设有上轴向切向限位装置。

本发明用于长线度柔性体的张紧收放机构，其中，所述切向限位装置包括分别设置于所述主体箱壳的左、右侧壁上的左、右限位槽及分别设置于左、右限位槽内的左、右限位块，所述左、右限位槽均沿所述主体箱壳的长度方向延伸，所述左、右限位块分别可沿所述左、右限位槽的长度方向滑动，并且左、右限位块均与所述法兰相固定。

本发明用于长线度柔性体的张紧收放机构，其中，所述下轴向切向限位装置包括限位环，限位环设于所述主体箱壳的底板上与所述丝杠相对应的位置，所述限位环内壁设有径向凸出的环状凸台，所述丝杠上与主体箱壳底板相连接的部位套有轴承，所述轴承位于所述限位环内并与限位环内壁及环状凸台相抵靠。

本发明用于长线度柔性体的张紧收放机构，其中，所述上轴向切向限位装置包括限位凸台，所述限位凸台固定于所述主体箱壳的顶板上与丝杠相对应的位置，限位凸台内设有容置槽，丝杠上端部套有轴承，轴承位于容置槽内，并且轴承与容置槽内壁相互抵靠。

本发明用于长线度柔性体的张紧收放机构，由于采用驱动油缸作为动力主体，因此体积小、重量轻、成本低、结构紧凑，输出力大、环境适应性强，由于流体蓄能器压力可调，实现盘卷、放盘过程中张力与放出的长线度柔性体重力匹配，使张紧、收放过程稳定可靠。

另外，驱动油缸采用中空多级缸，在盘卷过程中张力逐渐减小，放盘过程中张力逐渐增大；由于蓄能器回收了液压抓斗设备运行中的势能，降低设备的功率消耗，降低环境污染，并且可适用于多种设备的管道、电缆、绳索等长线度柔性体的卷盘、放盘。

附图说明

图1是本发明长线度柔性体的张紧收放机构的主视图；

图2是图1的A-A向剖视图。

下面结合附图具体说明本发明长线度柔性体的张紧收放机构。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明用于长线度柔性体的张紧收放机构包括动力主体1、联轴器2、变速箱3、绞盘4。

其中，动力主体1包括主体箱壳11、流体蓄能器12、中空多级缸13、丝杠14，流体蓄能器12及中空多级缸13均设置于主体箱壳11内，中空多级缸13通过多个螺钉与主体箱壳11相互固定，中空多级缸13包括同轴设置、一体成型的外缸筒132、内缸筒133，内、外缸筒133、132之间由外到内依次设有一级外活塞杆134、二级活塞杆136及一级内活塞杆135，上述各活塞杆的截面均为环状，并且相邻两活塞杆之间、一级外活塞杆134与外缸筒132之间及一级内活塞杆135与内缸筒133之间均设有密封圈，一级外活塞杆134、一级内活塞杆135及二级活塞杆136顶部与中空多级缸13之间形成介质腔131，流体蓄能器12与中空多级缸13的介质腔131之间通过油管121相连通，二级活塞杆136的长度大于中空多级缸13的长度，二极活塞杆136伸出中空多级缸13的一端一体成型有法兰137，法兰137的直径与主体箱壳11的内径相匹配，主体箱壳11的左右侧壁上分别设有左、右限位槽111、112，左、右限位槽111、112均沿主体箱壳11的长度方向延伸，左、右限位槽111、112内分别设有左、右限位块113、114，左、右限位块113、114可沿左、右限位槽111、112的长度方向滑动，并且左、右限位块113、114与法兰137之间分别通过螺钉相固定连接，左、右限位槽111、112及左、右限位块113、114限定法兰137只能相对主体箱壳11沿轴向移动、无法沿切向转动，法兰137的中心设有供丝杠14穿过的安装孔，该安装孔内设有丝母138，丝母138与法兰137之间通过螺钉相互固定，丝杠14下端为输出端，丝杠14设于内缸筒133内并且丝杠14上端伸出主体箱壳11的顶板外，丝杠14下端穿过法兰137上安装孔内的丝母138并伸出主体箱壳11的底板外，主体箱壳11的底板上与丝杠14相对应的位置固定有限位环115，限位环115内壁设有环状凸台，丝杠14上与主体箱壳11底板相连接的部位套有轴承，所述轴承位于限位环115内并与限位环115内壁及环状凸台相抵靠，所述轴承、限位环115形成下轴向切向限位装置，防止丝杠14产生轴向运动和轴线偏摆，主体箱壳11的顶板上与丝杠14相对应的位置固定有限位凸台116，限位凸台116内设有容置槽110，丝杠14端部套有轴承141，轴承141位于容置槽110内，并且轴承141与容置槽110内壁相互抵靠，轴承141与限位凸台116形成上轴向切向限位装置，防止丝杠14产生轴向运动和轴线偏摆，丝杠14的输出端通过联轴器2连接有变速箱3，绞盘4的中心轴固定于变速箱3的输出轴31上，长线度柔性体5绕在绞盘4上，变速箱3可根据需求选择大小、变速级数、传动比、输入输出轴的相对位置及安装形式等。

其中中空多级缸13可以根据输出张力的要求设计各级缸的截面积，也可根据使用需求改变各级缸的行程及级数，其机构可以是中空多级结构，也可以是其他普通驱动油缸；丝杆可以放于驱动油缸内，也可放在驱动油缸外；丝杠可以是一根，也可以是多根。

本发明长线度柔性体的张紧收放机构工作过程如下：

放盘过程：长线度柔性体5在重力或其他动力驱动下，产生放盘运动，带动绞盘4转动，绞盘4驱动变速箱3的输出轴31，经过变速箱3内部传动机构将转矩和旋转运动传到变速箱3的输入轴上，经过联轴器2驱动丝杠14旋转，丝杠14与丝母138用螺纹副连接，从而丝杠14的旋转运动转换成丝母138的直线运动，丝母138驱动二极活塞杆136缩回，向流体蓄能器12蓄能，由于流体蓄能器内有压力并且放盘过程中压力逐渐升高，中空多级缸作用面积分级变大，从而实现了放盘张力逐渐增大。

卷盘过程：当作用在长线度柔性体5的放出端头上的其他驱动力使长线度柔性体5向绞盘4方向运动时，储存在流体蓄能器12内的压力驱动二极活塞杆136伸出，驱动丝母138产生与上述盘卷过程相反方向的直线运动，丝杠14产生旋转运动，通过联轴器2，驱动变速箱3的输入轴旋转，经过变速箱内的传动机构驱动输出轴31旋转，从而驱动绞盘产生盘卷动作，使长线度柔性体5卷在绞盘上。给流体蓄能器12设定合适的初始压力，可使长线度柔性体始终处于张紧状态。此过程中，由于流体蓄能器内有压力并且压力逐渐降低，中空多级缸作用面积分级变小，从而实现了盘卷张力逐渐减小。

上述放盘、卷盘过程循环往复运行。

以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于长线度柔性体的张紧收放机构，包括动力主体(1)及绞盘(4)，长线度柔性体(5)绕在绞盘(4)上，其特征在于：还包括联轴器(2)及变速箱(3)，所述动力主体(1)包括主体箱壳(11)、流体蓄能器(12)、驱动油缸及丝杠(14)，流体蓄能器(12)及驱动油缸均设置于主体箱壳(11)内，驱动油缸与主体箱壳(11)相互固定，驱动油缸内设有驱动活塞杆，驱动活塞杆与驱动油缸之间形成介质腔(131)，流体蓄能器(12)与介质腔(131)之间通过油管(121)相连通，驱动活塞杆与丝杠(14)连接，并且通过驱动活塞杆上下运动使丝杠(14)转动，丝杠(14)的输出端通过联轴器(2)连接变速箱(3)，绞盘(4)的中心轴与变速箱(3)的输出轴(31)相固定连接。

2.如权利要求1所述的用于长线度柔性体的张紧收放机构，其特征在于：所述驱动油缸为中空多级缸(13)，中空多级缸(13)包括同轴设置、一体形成型的外缸筒(132)、内缸筒(133)，内、外缸筒(133、132)之间由外到内依次设有一级外活塞杆(134)、二级活塞杆(136)及一级内活塞杆(135)，二级活塞杆(136)为驱动活塞杆，上述各活塞杆的截面均为环状，并且相邻两活塞杆之间、一级外活塞杆(134)与外缸筒(132)之间及一级内活塞杆(135)与内缸筒(133)之间均设有密封装置，二级活塞杆(136)的长度大于中空多级缸(13)的长度，二极活塞杆(136)伸出中空多级缸(13)的一端一体成型有法兰(137)，法兰(137)的直径与主体箱壳(11)的内径相匹配，法兰(137)与主体箱壳(11)之间设有切向限位装置，使法兰(137)只能相对主体箱壳(11)沿轴向移动，法兰(137)的中心设有供丝杠(14)穿过的安装孔，该安装孔内固定有与丝杠(14)相配合的丝母(138)，丝杠(14)下端为输出端，丝杠(14)设于内缸筒(133)内并且丝杠(14)上端伸出主体箱壳(11)的顶板外，丝杠(14)下端穿过法兰(137)上安装孔内的丝母(138)并伸出主体箱壳(11)的底板外，丝杠(14)下端与主体箱壳(11)的底板之间设有下轴向切向限位装置，丝杠(14)上端与主体箱壳(11)的顶板之间设有上轴向切向限位装置。

3.如权利要求2所述的用于长线度柔性体的张紧收放机构，其特征在于：所述切向限位装置包括分别设置于所述主体箱壳(11)的左、右侧壁上的左、右限位槽(111、112)及分别设置于左、右限位槽(111、112)内的左、右限位块(113、114)，所述左、右限位槽(111、112)均沿所述主体箱壳(11)的长度方向延伸，所述左、右限位块(113、114)分别可沿所述左、右限位槽(111、112)的长度方向滑动，并且左、右限位块(113、114)均与所述法兰(137)相固定。

4.如权利要求3所述的用于长线度柔性体的张紧收放机构，其特征在于：所述下轴向切向限位装置包括限位环(115)，限位环(115)设于所述主体箱壳(11)的底板上与所述丝杠(14)相对应的位置，所述限位环(115)内壁设有径向凸出的环状凸台，所述丝杠(14)上与主体箱壳(11)底板相连接的部位套有轴承，所述轴承位于所述限位环(115)内并与限位环(115)内壁及环状凸台相抵靠。

5.如权利要求4所述的用于长线度柔性体的张紧收放机构，其特征在于：所述上轴向切向限位装置包括限位凸台(116)，所述限位凸台(116)固定于所述主体箱壳(11)的顶板上与丝杠(14)相对应的位置，限位凸台(116)内设有容置槽(110)，丝杠(14)上端部套有轴承(141)，轴承(141)位于容置槽(110)内，并且轴承(141)与容置槽(110)内壁相互抵靠。