CN103011002B - 离心式末级制动装置和包括该制动装置的滚筒排绳装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种离心式末级制动装置和包括该制动装置的滚筒排绳装置。其中，该离心式末级制动装置包括棘爪、棘爪挡板和拉簧。该离心式末级制动装置的启动，取决于棘爪所受的离心力，当吊挂控制系统出现异常，吊挂物体急速下坠带动滚筒高速旋转时，滚筒旋转速度大于正常旋转速度，棘爪所受拉簧的拉力小于棘爪所受的离心力，棘爪绕棘爪轴转动，并且离开滚筒的外圆周与棘爪挡板接触，卡在棘爪挡板上，使滚筒停止旋转。通过将该离心式末级制动装置设置在滚筒排绳装置上，当吊挂控制系统出现故障时，可以及时制动，防止吊挂灯具或其他吊挂物体坠落，起到保护吊挂系统的作用。

Description

离心式末级制动装置和包括该制动装置的滚筒排绳装置

技术领域

本发明涉及一种舞台吊挂设备保护装置，尤其涉及一种配合滚筒使用的离心式末级制动装置，本发明同时涉及一种包括该离心式末级制动装置的滚筒排绳装置。

背景技术

在舞台表演中，各演出剧场、演播室都离不开吊挂设备，吊挂设备用于将灯具吊挂在设备层下或者吊挂在适合演出需要的高度，并且根据演出需要对灯具进行移动。通过吊挂设备吊挂各种不同型号的灯具、吊杆来满足演出需要，增加演出色彩，使舞台演出富有美感。

一般在演播室或者剧场设备层安装舞台提升设备用于控制舞台灯具、吊挂设备的升降，舞台提升设备由电动机、减速机、钢丝绳、滚筒组成，电动机通过减速机带动滚筒正转或反转，实现钢丝绳的收放，从而控制舞台灯具吊挂设备升降，并根据演出需要对吊挂物体进行位移。现有吊挂设备都离不开滚筒、钢丝绳的相互作用，一旦吊挂系统出现故障，灯具设备将有坠落的危险，因而需要设置对滚筒旋转及时制动的保护装置。

现有技术中，主要通过切断电机的电源，对钢丝绳采取断电保护，防止灯具异常坠落。如专利号为ZL200810057640.0的中国发明专利文件中公开的舞台提升机松断绳保护器，包括导杆、导杆上装有第一、第二触发机构，该两个触发机构都是由支架、导向轴、滑轮、微动开关、连接板，扭簧、限位螺钉组成，支架由背板、左翼板、右翼板构成，左翼板、右翼板分别固接在背板的两端，导向轴跨接在左、右翼板的顶端之间，左翼板、右翼板的底端枢接在导杆上，连接板焊接在背板上，微动开关通过紧固件固定在连接板上，限位螺钉固接在导杆上，限位螺钉的位置与微动开关上触发片的位置对应，扭簧套在导杆上，扭簧的两端分别与限位螺钉及连接板固接。该松断绳保护器安装在提升机的滚筒上使用，当钢丝绳断裂或者出现故障时，微动开关起作用切断电源，电机无法启动，滚筒不能通过钢丝绳提升灯具设备，防止灯具设备被提升后出现坠落事故，起到保护作用。

现有技术中，对吊挂设备的保护都是通过松断绳断电保护，还未出现通过机械方式及时制动的吊挂系统安全保护装置。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种离心式末级制动装置。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种包括上述离心式末级制动装置的滚筒排绳装置。

为了达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种离心式末级制动装置，包括棘爪、棘爪挡板和拉簧，其中，所述棘爪的一端固定在滚筒的端板上，并且所述棘爪可绕固定点旋转；所述拉簧的一端与所述棘爪连接，所述拉簧的另一端与所述端板连接，并且，所述拉簧在所述端板上的连接点，位于所述棘爪的固定点与所述端板的中心轴之间；所述棘爪挡板固定在位于所述滚筒侧面的固定装置上；

当所述棘爪所受离心力小于所述拉簧的拉力时，所述棘爪与所述滚筒外圆周重合，所述滚筒自由旋转；当所述棘爪所受离心力大于所述拉簧的拉力时，所述棘爪被甩出所述滚筒的外圆周，与所述棘爪挡板接触，阻止所述滚筒旋转。

其中较优地，所述棘爪挡板固定在，所述固定装置上与所述滚筒的中心轴的高度相同的位置；所述棘爪挡板沿所述滚筒的轴向设置。

其中较优地，所述棘爪挡板的长度不小于所述滚筒的轴向行程的工作范围。

其中较优地，所述棘爪通过棘爪轴固定在所述滚筒的端板上。

其中较优地，所述棘爪固定在所述滚筒的左侧端板或者右侧端板上。

其中较优地，在所述滚筒与所述棘爪同一侧的圆形端口上开设有开口，所述开口与所述棘爪的圆弧相同；所述棘爪嵌于所述开口内，或者，所述棘爪从所述开口被甩出所述滚筒；当所述棘爪嵌于所述开口内时，所述棘爪与所述滚筒的外圆周重合。

一种包括上述离心式末级制动装置的滚筒排绳装置。

其中较优地，所述固定装置包括电机固定板、定位固定板、侧板和底板，所述电机固定板和所述侧板位于相对的两个面上，所述底板用于连接所述电机固定板和所述侧板，并且，所述定位固定板用于固定连接所述电机固定板、所述侧板和所述底板三者；所述棘爪挡板固定在所述定位固定板上。

其中较优地，还包括驱动所述滚筒旋转的电机和花键轴，所述电机固定在所述电机固定板上，所述滚筒设置在花键轴上，所述花键轴的一端与所述电机的电机轴连接，另一端与所述侧板连接。

或者，较优地，还包括驱动所述滚筒旋转的电机、花键轴和丝杠，所述电机固定在所述电机固定板上，所述花键轴的一端与所述电机的电机轴连接，另一端与所述侧板连接；所述花键轴沿轴向分为两部分，靠近所述电机轴的部分的外表面上设有花键槽，远离所述电机轴的部分是光滑的光杠；在所述光杠的外圆周面上套设有筒状的丝杠，所述丝杠远离所述电机轴的一端固定在所述侧板上；所述滚筒套装在所述花键轴和所述丝杠的外圆周面上，并且，所述滚筒与所述花键轴花键连接，所述滚筒与所述丝杠螺接。

本发明提供的离心式末级制动装置，是一种机械式安全保护装置。该制动装置的启动，取决于棘爪所受的离心力，当吊挂控制系统出现异常，吊挂物体急速下坠带动滚筒高速旋转时，滚筒旋转速度大于正常旋转速度，棘爪所受拉簧的拉力小于棘爪所受的离心力，棘爪绕棘爪轴转动，并且离开滚筒的外圆周与棘爪挡板接触，卡在棘爪挡板上，使滚筒停止旋转。将该离心式末级制动装置设置在滚筒排绳装置上，在吊挂系统出现故障时，可以及时制动，起到保护吊挂系统的作用。

附图说明

图1是本发明第一实施例中随动滚筒自动排绳装置的主视图；

图2是图1所示随动滚筒自动排绳装置的立体示意图；

图3是图1所示随动滚筒自动排绳装置的后视图中，去掉定位固定板并且滚筒水平移动后的结构示意图；

图4是图1所示随动滚筒自动排绳装置中，离心式末级制动装置的制动部件的放大示意图；

图5是图4所示离心式末级制动装置中，滚筒正常工作时，棘爪的状态示意图；

图6是图4所示离心式末级制动装置中，滚筒工作状态异常时，棘爪的状态示意图；

图7是是本发明第二实施例中滚筒排绳装置的主视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明内容作详细描述。

本发明提供的离心式末级制动装置，用于在滚筒工作异常时，对滚筒提供紧急制动。该离心式末级制动装置安装在提升机的滚筒上使用。下面以将该离心式末级制动装置使用于随动滚筒自动排绳装置中为例对该离心式末级制动装置的结构进行说明。

如图1和图2所示的随动滚筒自动排绳装置中，包括由电机固定板2、定位固定板3、侧板4和底板7组成的固定装置，其中，电机固定板2和侧板4位于相对的两个面上，底板7用于连接电机固定板2和侧板4，并且，定位固定板3用于固定连接电机固定板2、侧板4和底板7三者。具体参见图1的方位，电机固定板2位于左侧，侧板4位于右侧；位于下方的底板7用于固定连接电机固定板2和侧板4；位于后方的定位固定板3用于固定连接电机固定板2、侧板4和底板7三者。

在该自动排绳装置中，还包括双向电机1、花键轴5、丝杠6和滚筒8。其中，电机1固定在图1中左侧的电机固定板2上，花键轴5的一端与电机1的电机轴连接，另一端与右侧的侧板4连接。结合图1、图2和图3可知，花键轴5分为两部分，其中，以图1的方位进行说明，花键轴5的左半部分（靠近电机轴的部分）的外表面上设有花键槽，右半部分（远离电机轴的部分）是外表面光滑的光杠，花键轴5带有花键槽的一端用于与电机轴连接，光滑的光杠一端用于与侧板4连接。随着电机1的旋转，花键轴5转动。

丝杠6为筒形，丝杠6的外表面上设有外螺纹。丝杠6的两端内设有轴承，丝杠6通过轴承套设在光杠光滑的外圆周面上。如图1所示，丝杠6远离电机轴的一端（右端）通过连接盘固定在侧板4上，从而在光杠旋转的过程中，丝杠6静止不动。

滚筒8套装在花键轴5和丝杠6的外圆周面上，并且，滚筒8与花键轴5花键连接，滚筒8与丝杠6螺接。其中，滚筒8左端内镶嵌有左端板14，右端内镶嵌有右端盖；其中，左端盖14具有与花键槽配合的键槽，右端盖具有与丝杠6的外螺纹相配合的螺纹槽。在电机1旋转的过程中，花键轴5旋转，通过花键槽与键槽的配合，滚筒8随之转动，由于丝杠6静止不动，对滚筒8的转动具有限制作用，从而滚筒8通过螺纹槽和丝杠6的外螺纹的相互作用，在丝杠6上做螺旋运动，即，滚筒8同时绕花键轴5旋转运动和沿着花键轴5的轴向水平移动（沿花键轴5的轴向移动）。在滚筒8旋转和水平移动的过程中，两根钢丝绳9和11分别缠绕在滚筒8上，实现自动排绳。

结合图1至图3可知，在该自动排绳装置中，还包括两个导绳轮16和18，导绳轮16和导绳轮18分别通过绳轮轴17、19和固定钉固定在定位固定板3的下侧。其中，钢丝绳9经过导绳轮16和18两次改变方向后以垂直的方向进入固定在底板7下方的垂直吊杆10内，或者缠绕在滚筒8上；而钢丝绳11直接垂直进入垂直吊杆10内，或者直接从垂直吊杆10内穿出并缠绕在滚筒8上。在电机1的旋转过程中，钢丝绳9和11的位置保持不变，即在滚筒8移动的过程中，保持钢丝绳9和11的吊点位置不变，从而通过滚筒8的旋转和水平移动，实现钢丝绳的自动有序排绳。

在该随动滚筒自动排绳装置中，离心式末级制动装置用于对滚筒8实施紧急制动。如图4所示，该离心式末级制动装置包括棘爪制动部件和棘爪挡板15。其中，棘爪制动部件包括棘爪12、棘爪轴13、拉簧轴20和拉簧21。该棘爪制动部件设置在滚筒8的一侧端板上，该端板可以是左侧端板14，也可以是右侧端板，在该实施例中，将棘爪制动部件设置在图2的左侧端板14上。

结合图4至图6可知，棘爪12的一端通过棘爪轴13固定在左侧端板14上，并且，棘爪12可以绕棘爪轴13（棘爪12的固定点）旋转。在滚筒8的左端的圆形端口上开设开口，该开口与棘爪12的圆弧相同；棘爪12可以嵌入该开口内，也可以从该开口被甩出，与棘爪挡板15接触，当棘爪12嵌于该开口内时，棘爪12与滚筒8的外圆周重合。详见图4中的A点和B点，其中，A点为棘爪12远离棘爪轴13的最远端，B点为滚筒8的开口上远离棘爪轴13的最远端，当棘爪12与滚筒8的外圆周重合时，A点和B点恒定闭合（见图5），棘爪12嵌于滚筒8左端的圆形端口内，不妨碍滚筒8的旋转。

为了保证棘爪12在滚筒8正常工作时，不被甩出滚筒8的外圆周，在棘爪12和与棘爪12相邻的端板14之间设置拉簧21。如图5所示，拉簧21的两端分别通过拉簧轴20固定在棘爪12和与棘爪12相邻的端板14上，拉簧21在端板14上的固定点位于棘爪12的固定点与滚筒8的中心轴之间。从而，在滚筒8旋转的过程中，拉簧21向棘爪12提供一个向内的拉力，用于平衡棘爪12受到的离心力。当滚筒8正常工作时，棘爪12受拉簧21的拉力控制，拉簧21牵动棘爪12，A、B两点恒定闭合，棘爪12不妨碍滚筒8的旋转。

而为了保证滚筒8异常工作时，棘爪12可以对滚筒8提供制动力，在滚筒8的外侧沿滚筒8的轴向设置一个棘爪挡板15。当棘爪12被甩出滚筒8的外圆周后，与该棘爪挡板15接触，从而产生制动力，阻止滚筒8旋转。如图3和图4所示，在定位固定板3上与滚筒8的中心轴的高度相同的位置，水平设置棘爪挡板15（即，棘爪挡板15沿滚筒8的轴向设置）。该棘爪挡板15的长度不小于滚筒8的轴向行程的工作范围，以确保滚筒8在全工作范围内某一点出现故障时均可立即制动。

具体如图6所示，当提升机异常时，吊挂物急剧下坠，带动滚筒8高速旋转，该旋转速度远大于滚筒8的正常速度，当棘爪12所受的离心力大于拉簧21的拉力时，棘爪12克服拉簧21的拉力，棘爪12被甩出滚筒8的外圆周开口，此时，棘爪12的A点与滚筒8外圆周上的B点分离，当棘爪12的A点落在棘爪挡板15上时，滚筒8被迫停止转动，迫使吊挂系统制动，防止吊挂物体坠落起到保护作用。

上面以将该离心式末级制动装置使用于随动滚筒自动排绳装置中为例，对该离心式末级制动装置的结构进行说明。但是，该离心式末级制动装置的使用并不局限于该随动滚筒自动排绳装置，例如，也可以使用于现有技术中传统的吊挂设备。

例如，在图7所示的传统吊挂设备中，包括滚筒8、固定装置和驱动滚筒旋转的电机1，如图7所示，固定装置的结构与图1中类似，包括由电机固定板2、定位固定板3、侧板4和底板7组成的固定装置，其中，电机固定板2和侧板4位于相对的两个面上，参见图7的方位，电机固定板2位于左侧，侧板4位于右侧，位于下方的底板7用于连接电机固定板2和侧板4，并且，位于图7中后方的定位固定板3用于固定连接电机固定板2、侧板4和底板7三者。

其中，电机1固定在左侧的电机固定板2上，花键轴5的一端与电机1的电机轴连接，另一端与侧板4连接；在该花键轴5的外圆周面上设置有花键槽，滚筒8设置在该花键轴5的外圆周面上。在滚筒8的一侧端盖上，例如左侧端盖14上设有棘爪制动部件。棘爪挡板15设置在定位固定板3上与花键轴5的高度相同的位置，用于棘爪12被甩出滚筒8的外圆周时，与之接触，对滚筒8起制动作用。在该实施例中，棘爪制动部件、棘爪挡板15与实施例一中相同，在此不再重复说明。

综上可知，本发明提供的离心式末级制动装置是机械式安全保护装置。该制动装置的启动，取决于棘爪所受的离心力，当吊挂控制系统出现异常，吊挂物体急速下坠带动滚筒高速旋转时，滚筒旋转速度大于正常旋转速度，棘爪所受拉簧的拉力小于棘爪所受的离心力，棘爪绕棘爪轴转动，并且离开滚筒的外圆周与棘爪挡板接触，卡在棘爪挡板上，使滚筒停止旋转，达到保护吊挂系统的目的。

该离心式末级制动装置，不需配置复杂的电路和电器装置，结构简单、成本低、安全可靠、易加工，可以有效地保证舞台吊挂系统安全运行，防止吊挂系统突然出现故障时，吊挂灯具或其他吊挂物体坠落，可广泛适用于各种演播室、影视剧场。

上面对本发明所提供的离心式末级制动装置和包括该制动装置的滚筒排绳装置进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (9)

1.一种离心式末级制动装置，其特征在于：

所述离心式末级制动装置包括棘爪、棘爪挡板和拉簧，其中，所述棘爪的一端固定在滚筒的端板上，并且所述棘爪可绕固定点旋转；所述拉簧的一端与所述棘爪连接，所述拉簧的另一端与所述端板连接，并且，所述拉簧在所述端板上的连接点，位于所述棘爪的固定点与所述端板的中心轴之间；所述棘爪挡板固定在位于所述滚筒侧面的固定装置上；

当所述棘爪所受离心力小于所述拉簧的拉力时，所述棘爪与所述滚筒外圆周重合，所述滚筒自由旋转；当所述棘爪所受离心力大于所述拉簧的拉力时，所述棘爪被甩出所述滚筒的外圆周，与所述棘爪挡板接触，阻止所述滚筒旋转。

2.如权利要求1所述的离心式末级制动装置，其特征在于：

所述棘爪挡板固定在，所述固定装置上与所述滚筒的中心轴高度相同的位置；所述棘爪挡板沿所述滚筒的轴向设置。

3.如权利要求2所述的离心式末级制动装置，其特征在于：

所述棘爪挡板的长度不小于所述滚筒的轴向行程的工作范围。

4.如权利要求1所述的离心式末级制动装置，其特征在于：

所述棘爪通过棘爪轴固定在所述滚筒的端板上。

5.如权利要求1所述的离心式末级制动装置，其特征在于：

所述棘爪固定在所述滚筒的左侧端板或者右侧端板上。

6.如权利要求1所述的离心式末级制动装置，其特征在于：

在所述滚筒与所述棘爪同一侧的圆形端口上开设有开口，所述开口与所述棘爪的圆弧相同；所述棘爪嵌于所述开口内，或者，所述棘爪从所述开口被甩出所述滚筒；当所述棘爪嵌于所述开口内时，所述棘爪与所述滚筒的外圆周重合。

7.一种包括权利要求1至6中任一项所述离心式末级制动装置的滚筒排绳装置。

8.如权利要求7所述的滚筒排绳装置，其特征在于：

所述固定装置包括电机固定板、定位固定板、侧板和底板，所述电机固定板和所述侧板位于相对的两个面上，所述底板用于连接所述电机固定板和所述侧板，并且，所述定位固定板用于固定连接所述电机固定板、所述侧板和所述底板三者；其中，所述棘爪挡板固定在所述定位固定板上。

9.如权利要求8所述的滚筒排绳装置，其特征在于：

所述滚筒排绳装置还包括驱动所述滚筒旋转的电机和花键轴，所述电机固定在所述电机固定板上，所述滚筒设置在花键轴上，所述花键轴的一端与所述电机的电机轴连接，另一端与所述侧板连接。