CN103069676B - 用于铺设电缆的机器的平衡及同步装置 - Google Patents

Abstract

一种机器(10)的平衡及同步装置，包含：一或多个制动机(12)，用于铺设数个电缆(11)，每个制动机(12)包含多个卷回构件，每个卷回构件具有至少一对绞盘(14)。所述装置包含：多个控制单元(22，22a)，以自动调节每个个别电缆(11)的卷回张力；及多个用户界面装置(18)，独立的连接到各控制单元(22，22a)，以设置每对绞盘(14)的数个预定的功能及操作的参数。每个控制单元(22，22a)也被连接到相对应的一对绞盘(14)的数个检测器组件(21)。所述装置包含：一个数据传输及接收线(25)，其在至少一部分铺设循环期间的控制单元(22，22a)连接到所述数据传输及接收线(25)。所述装置包含：至少一个主控制单元(22a)，其设有一同步命令装置(30)，通过所述数据传输及接收网络(25)，可下命令给其他的控制单元(22)，以便基于由所述主控制部(22a)的用户界面装置(18a)所设定的数个特定的功能及操作的参数，及基于所述位置检测器组件(21)所接收的信号，用于平衡及同步的驱动相对应的数对绞盘(14)。

Description

用于铺设电缆的机器的平衡及同步装置

技术领域

本发明是有关于一种平衡及同步装置，用于机器以铺设及拉伸电缆，如电导线、电线、光纤或类似的，或用于替换它们。

所述装置是适用于两个或多个机器，用以铺设架空电力线的电缆、数据分配线、铁路线或类似的，并且特别的是，在制动装置侧上的机器。

本发明装置的应用，特别是，多个机器每一个都包含至少一个，有利于两个或两个以上，数对电动绞盘是为了同时分别馈送到电缆、纤维等。所述装置另包含调整及同步装置，即使回馈自不同机器上能够保证在铺设及拉伸操作期间所有电缆的稳定对位。

背景技术

在习知的架空电力线、数据配给线、铁路线或其他的电缆的铺设中，数个设备被用于实现“制动拉伸(braked stretching)”的原则，藉此一个或多个“绞车(winch)”机器恢复一个或多个电线，或旧的导线以被取代(重新导电)，而一个或多个“刹车(brake)”机制动器在铺设的过程中制动新导线，是为了保证跨度的几何结构，从而避免天然及/或人为障碍的干扰。换个方向来看，铺设机包含一个或多个绞盘组合对，其驱动各液压泵及相关液压回路，是为了能够一次同时铺设一个或多个电缆。

同步装置(synchronization devices)也被称为铺设设备的“绞车”或“刹车”机器，用以进行铺设的操作、拉伸及/或电缆、光纤、电线或类似的取代。

以本申请人的名字所申请的专利第WO2009/078044号中描述公知的同步装置的一个例子。这种已知的同步装置包含：自动调整装置来调整每个单独电缆的恢复速度到绞车站，如位置检测器关联到每个单独的绞盘或制动的每个单独的起锚机。

所述调整装置还包含至少一个控制单元，连接到每对绞盘绞站的每个机器；所述控制单元进行干预有关来自所述位置检测器的信号，在每部件上，命令及调整每个机器各自绞盘的旋转速度。以这种方式，有可能以基本上相同的速度恢复几个电缆，并以独立的方式，由相关联的控制单元，对其进行控制牵引/恢复部件的电缆恢复速度，以避免可能出现的电缆错位。

每个机器以一个相应指令的用户界面被控制，以便例如一个“操纵杆”的调整，因此，甚至在其运作期间，相对工作或功能参数动态时，可以进行修改。

此同步装置的一个缺点是，虽然它允许进行大致独立的调整每对绞盘的旋转速度到所述绞盘机，当同时铺设的电缆数量增加时，在电缆铺设下，根据不同的操作条件，在电缆的铺设结构中，产生可能不平衡的概率也会增加。

事实上，每个铺设电路在性能上的不同，例如安装柱上的各个皮带轮上不同，由数个角度确定的每个吊线的不同的几何形状，或电缆跨距的非线性的发展，到制动机器的油压控制电路的不同的产量效率可以生成导线组中的错位，即使磁头在相同的速度被恢复。因此，一个或多个电缆有一个铺设的框架，其与相对于一个参考导线的框架不同。

当随着一传统程序而铺设导线，在其中，一个单一的拉绞车侧的线，通过使用头部板及运行板，回收几个导线，其允许连接一条线到多个导线时，缺点将更大。在这种情况下，就容易发生先前所描述的状况，这也就是，尽管到绞盘机均匀的恢复速度，由于其相关联一个单一的线，而使个别的跨度及/或个别调整电路在调整制动机器的不同操作条件下，具有不平衡及错位的所述导线电缆。

在制动装置侧上的电路的已知的其它同步装置，基于相同的局部机械连接，可以传输的转矩限制，其中由于他们之间的连接，应用允许平衡部分的导线和相邻电路之间张力的差异。然而，这种在机械生产方面的解决方案是昂贵的，并且延伸到多个没有物理连接到彼此的机器也是昂贵的。

制动装置侧上的电路的其它已知的同步装置是基于命令部件的液压或电连接，使他们能够为每个电路以相似的液压或电力值进行操作。然而，这样的装置不允许补偿或修正电缆本身的张力差异，或他们之间的几何不平衡导致他们不保证每个电路的独立调节。

因此，监督和/或特定的工作的调整，或允许以确定每个受控铺设电路的均匀效果的功能参数对操作员来说是不容易的操作，当其工作在制动台或多台机器上时。特别的是，为了保持每个单独的同时电缆的调整，操作员必须同时控制不同的用户接口，一个用于每台机器和每个一般用多个命令的，并且因此，当铺设电缆数增加时，保持所需的对位和同步执行是困难的。

本发明的一个目的是要实现一平衡和同步装置，用于铺设电缆的机器，其允许控制制动装置侧上的两个或更多的电缆铺设机的运作，为每个单独的电路，基本上同时的和独立的调整铺设或拉伸张力，减少定位失衡的可能。

本发明的另一个目的是实现一平衡和同步装置，在制动装置侧上的电缆铺设机，其中特定的工作参数可以容易由一个单一的操作者调整，无关连接的电路的数量。

申请人已设计，测试和实施本发明以克服现有技术的缺点，以获得这些和其他的用途及优点。

发明内容

本发明所述的及其特征在于在所述独立权利要求，而所述从属权利要求描述本发明主要构思的变型或其他特征。

根据上述的目的，本发明的一个平衡及同步装置施加在数个机器中，包含两个或多个的电缆铺设机，例如制动机或绞车制动机，其彼此不同且各自独立。

每个铺设机具有多个卷回部件，包含至少一对绞盘，有利的是两个或两个以上，能够铺设数个电缆。

本发明所述的平衡及同步装置包含数个控制单元，其能够自动调整每个个别电缆的卷回张力；及数个用户界面装置，独立的连接到每个所述数个控制单元，用以设置每对绞盘的数个预定的功能及操作的参数。每个控制单元被连接到每个机器的相对应的绞盘对所相对应的数个检测器组件。

每个控制单元是合适的干预，有关自所述位置检测器到达的信号及所述功能及操作的参数设定，来控制及调整所述机械扭矩施加到每个个别机器各自的数个绞盘，随而所述张力被施加到所述个别导线。

在本发明的一个特征中，所述两个或多个铺放机的控制单元彼此连接，在至少铺设循环期间的一个步骤中，利用一数据传输及接收线。所述平衡及同步装置另包含：一主控制单元，其设有一同步控制装置，通过所述数据传输及接收网络，可下命令给其他的控制单元，用以平衡及同步的驱动相关的数对绞盘，根据特定的功能及操作参数透过主控制单元的用户界面的装置进行设定，并经由所述数个位置检测器组件接收信号。

在本发明的一个解决方案中，所述数据传输及接收线被绞合成缆线(cabled)。

在本发明的另一个解决方案中，所述数据传输及接收线是一个射频(radio-frequency)线。

在本发明的另一个解决方案中，所述数据传输及接收线包含彼此连接的一个绞合成缆线的子线及一个射频子线。

因此，本发明所述平衡及同步装置允许以同步的方式来控制所有的所述已连接的机器，通过调整所述机械扭矩，其施加到相对的数对绞盘及所述数个电缆的铺设张力，而获得所有的所述数个电缆基本上均匀的平衡。因此，这允许减少或消除在所述数个电缆悬链几何形状上的可能差异，并用以补偿数个个别独立铺设电路组件的不同效率。

在本发明的另一个特征中，所述同步控制装置是用于所述选择性启用，以使用所述主控制单元的用户界面装置，同时，通过数据传输及接收线，禁止其他数个控制单元的用户界面装置的使用。

因此，本发明所述平衡及同步装置允许由一个独立的操作员控制及监督所述数个不同铺放机，从而便于各种操作步骤。

在本发明的一个变型中，所述用户界面装置包含至少一个主电位调节器，能够调整与所述绞盘联结的相对应的液压驱动管路的工作压力，且因而施加牵引力到每根电缆。

在本发明的另一个变型中，所述位置检测器组件也能够检测瞬时铺设速度及/或每个铺设电缆的长度，并利用所述联结的控制单元及通过所述数据传输及接收线以发送所述数据到所述其他控制单元，用以即刻以一参考铺设速度及/或一参考铺设长度来比较所述瞬时铺设速度及/或所述被铺设电缆的长度。

由于在跨度(span)中数个个别的导线结构的差异，与他们相关的张力差异，转化为不同的发展或长度及每个个别电缆的不同速度，本发明所述平衡及同步装置允许调整每根电缆的铺设速度，也就是，每个独立绞盘对的旋转速度，使其尽可能接近一参考速度，如一设定的工作速度、一个特定参考电缆的铺设速度或一个联结多个受控制管路的平均参考值，以不同比例调整每个个别独立的管路压力的变化，以此对应所述相应的电缆的张力。

本发明另涉及在数种机器内一种铺设电缆的方法，包含一个或多个制动器或制动绞盘机，其彼此不同且各自独立，如先前所描述。

所述方法包含一设定步骤，其中利用多个控制单元，每一个都连接到每个机器相对应的一对绞盘的一个相应的位置检测器组件及数个用户接口装置，独立的连接到每一个控制单元，用以设置每对绞盘预定的功能及操作的参数。

所述方法包含一个步骤，其中利用每个控制单元来自动调整每个个别电缆的卷回张力，透过由所述位置检测器组件到达的信号进行所述功能及操作参数的设置。

在本发明一个特征中，所述方法包含一个同步步骤，在一个或多个“刹车”或“绞车制动”机器的控制单元中，其特别是由他们所制作的多个管路，利用一数据传输及接收线往复的进行连接，如一电缆及/或射频传输及接收线。在所述同步步骤中，利用联结至少一个主控制单元的数个同步命令装置，使所有的所述数个控制单元利用所述数据传输及接收的网络而同步化，以基于所设定的数个特定功能及操作的参数来驱动相对应的数对绞盘，及透过所述位置检测器组件接收到的信号在相同的铺设速度下自动的铺设所述数个电缆。

在本发明的另一个特征中，所述同步步骤包含一个关闭的子步骤，其中利用所述同步命令装置由一操作者启动所述主控制单元的用户界面装置而使用，并关闭所述其余控制单元的用户界面装置。

在本发明的一个变体中，其设定步骤及/或铺设步骤期间，联结于数对绞盘的所述液压驱动器管路的工作压力，是利用至少一个主电位调节器来做调整。

在本发明的另一个变型中，其在所述铺设步骤中，利用所述位置检测器组件检测并通过所述数据发送和接收线发送所述瞬时铺设速度及/或每个铺设电缆的长度到其余的控制单元，用以瞬时的比较所述瞬时铺设速度及/或长度于一个参考铺设速度及/或参考长度，来检测出偏差的压力作用于个别对绞盘的命令管路。

附图说明

为让本发明这些和其余特点变得显而易见，本发明从下面优选形式的实施例描述，参照附图给出一个非限制性的例子，其中：

图1a，1b及2a，2b分别表示所对应的侧视图和上视图，本发明在一铺设机器中其平衡及同步装置的应用，分别为一个单独电缆传统的铺设及多个电缆铺设及/或重新传导者；

图3表示所述控制及调节装置的运作原理；

图4是一对绞盘放大细节的三维视图；

图5是用于连接多个管路的平衡和同步装置的示意图；

图6是一个流程图，其指出所述平衡及同步装置的功能。

为了便于理解，在尽可能的情况下，相同的参考编号被使用标识在附图中相同的共同组件。可理解的是，一种形式的实施例中的组件和特征可以方便的协同其他形式的实施例，并无须进一步的说明。

具体实施方式

参照附图，本发明一个平衡及同步装置20用于机器10，铺设多行导线11或电缆、光纤、电线或类似物，并包含使用在铺设电缆的多个制动机12，图1a和1b是两个的情况下二个示，图2a和2b是四个的情况下。每个设有一个或多个卷回部件，或数个绞盘14，和一个或多个对应的绞车机器13，和一个同步装置20。

所述铺设制动机12及所述牵引/回收绞盘机13可以是绞盘机、数个制动机或绞盘制动机或其组合，以便选择性的执行绞车的功能或制动器的功能或两者的功能。

相对于吊架23，所述制动机12及所述绞盘机13被定位在相对侧上，在其之间的导线11被拉伸。

每个制动或绞盘机器12，13包含一或多对绞盘14，设置在两个平行轴上，其上(制动装置侧)铺设的所述导线11是能够卷绕，然后卷回，或能够在其上所述各个导线11的牵引电缆16卷绕(绞车侧)。在这种情况下，参照图1a及1b所示，有三对在所述制动机12上所述独立的绞盘，如图2a及图2b所示，在每个所述绞车或制动机上，有两对独立的绞盘14。

在每个制动机12上，所述导线11由相应的数个卷轴19所馈送，其配置在各对绞盘14的上游。

在所述绞车机13的每对绞盘14上，牵引电缆16是被卷绕。

参照图1a及1b，所述牵引电缆16具有其端部，牢固的连接到一个返回装置31，或头板，由所述相应的铺设制动机12的一对绞盘14所埋设的所述导线11被连接到相对侧上。

参照图2a及2b，每对绞盘14的所述牵引电缆16具有一端，牢固的连接到一相应的导线11的端部。以这种方式，每个牵引电缆16牵引及延伸一相对导线11。

据了解，同样的原则适用于不同的配置或铺设机器的工作情况。

所述制动机12的每对绞盘14驱动一相应的液压泵15，利用多个齿轮14a，14b及一个减速器32进行发送；所述泵15是用来发送所述液压油到一阀17，其施加一液压以产生所述制动作用在所述数个绞盘14上，并因而保证在所述数个导线上所需的张力到所述绞盘对。所述阀17是反过来间接的下命令通过一个相对调节电位器18。

应当理解，所述运动传递也可以通过直接安装在所述数个绞盘上的特定泵来实现，具有或不具有一个减速器32的使用，且在任何情况下，都不具有相对的齿轮14a及14b。

所述平衡及同步装置20，优选的但不是完全为，被应用在所有的机器执行所述铺设功能(制动)，而同步驱动他们。

所述装置20包含多个位置检测器，例如编码器的类型21，用于每对的每个相关连的一相对绞盘14的一齿轮或冠14a及能够检测到所述瞬时角位置，因此每对绞盘14的旋转速度驱动所述相同的泵15。

所述平衡及同步装置20也包含：对于每个制动机12，每对独立的绞盘14的一控制卡22连接到所述相对编码器21；所述相同机器和不同的机器上的所述数个控制卡22是利用一数据传输及接收线25往复连接的，如一公知类型的一电缆总线，或一个射频线，或一个电线，包含：一电缆传输及接收子线及一个射频传输，和接收子线，例如用于连接两个不同的机器。

每个控制卡22是用来比较就所述数个相应的位置检测器21所提供的数个信号时，所有的绞盘对14的旋转速度。在出口处，每个控制卡22具有一个反馈环，被连接到所述液压管路及所述进料装置，例如所述液压泵15及相应的阀17来调整压力。

所述平衡及同步装置20还包含一个同步命令30，当数个启动行为在所述电子控制卡22之一时，以便使其作为一主控制单元22a。其中，通过所述数据传输及接收线25并透过其他控制卡22的驱动以进行所述绞盘对14的同步控制。

所述同步命令30也用于选择性的启动每个调节电位器18的使用。特别是，如图4所示，所述同步命令30能够由一个操作者使用，仅所述特定的电位计18a直接连接到所述主控制卡22a，关闭其他控制卡的电位器18的使用。这能够让所述主控制卡22a所发送同步的消息或信号通过数据传输及接收线25到其他控制卡22。

即使没有被驱动的对应的电位，每个控制卡22根据压力值调整自己的调节阀17，因而牵引在导线11上，并透过所述电位计18a的所述主控制卡22a来设定。

如先前所描述，应用在所述铺设机器10的所述平衡及同步装置20的使用方式如下。

所述导线11以所述多个卷筒19送入，根据公知的技术被卷绕每个单独的制动机12的对应绞盘14，且彼此各自的前端被连接到所述头基板31，从而到所述牵引电缆16，如图1所示的例子；或所述相对牵引电缆16，或要被替换的旧导线，如图2所示的例子；所述牵引电缆或电缆16则反过来控制住各绞车机13。

开始铺设时，所述导线11被对向所述制动机12所平衡，并且在拉伸时穿过滑轮定位在所述吊架23的所述挂架末端。

所述牵引电缆/电缆16的卷绕是在所述绞车机13上，因而从所述一个/数个制动机12产生一个牵引导线到所述一个/数个绞车机13。

铺设操作期间，所述导线11释放张力至所述一个/数个制动机12的值是由各自的调节阀17所控制，由于所产生的相对液压泵15连接到旋转绞盘液压送油的效果，其施加一个与液压工作压力成比例的信号联结相应的电位器18。

所述同步命令30的驱动是透过作用在主控制卡22a，确定所述同步信号的发送到其余的控制卡22。当所述同步信号被接收时，所述已连接的控制卡22的所述电位器18就被关闭，且所述相对应的控制卡22是透过联结位置侦测器21根据定位值来调整每个连接的阀17，也透过所述相对电位器18a的使用将运作及操作参数设定在所述主控制卡22a上，例如每根电缆铺设所需的牵引力值。

每个控制卡22，包含主控制卡22a，透过所述绞盘14的所述位置检测器21的使用而能够立即的验证，包括联结导线11的铺设速度及其实际铺设长度。这些值进行比较，以动态的方式瞬间通过，与一参考铺设速度及/或与一参考长度，例如与所铺设的所述导线之一，或与联结多个所述导线的平均值。以这种方式，本发明所述平衡及同步装置20是能够经由所述控制卡22透过连接阀17的压力的动态调整的使用让各种导线11的所述铺设具有实质自动的平衡及同步。

因此也就可以对每个机器的电路自动且个别的调整，也就是，对每对所述绞盘14，所述绞盘14卷绕或卷回的速度因而可以保证有相同的几何形状的接触网均匀铺设。

图6指出一个可能的流程图，呈现先前所描述的在所述铺设机器10所设置的所述平衡及同化装置的运作。

可以理解的是，如先前所述再加以各种修饰及/或增加部件的平衡及同步装置20，仍不脱离本发明领域及范围。

可以理解的是，本发明内容虽然参照一些具体的实施例详细描述了本发明，然而本领域技术人员必定能够实现许多其他等价形式的平衡及同步装置20，如权利在权利要求中的特性皆为此限定的权利要求保护范畴。

Claims (7)

1.一种用于铺设电缆的机器(10)的平衡及同步装置，包含：多个制动机(12)，相对于多个吊架(23)，所述制动机(12)及一绞盘机(13)被定位在相对侧上，用于铺设数个电缆(11)，每个制动机(12)包含多个卷回构件，每个卷回构件具有至少一对绞盘(14)，所述平衡及同步装置并包含：多个电子卡型的控制单元(22)，每一个用于所述制动机(12)的每对绞盘(14)之一，以通过相对应的一对绞盘(14)自动调节每个个别电缆(11)的卷回张力；及多个匹配的用户界面装置，独立的连接到数个控制单元(22)，以设置每对绞盘(14)的数个预定的功能及操作的参数，其中每个控制单元(22)也被连接到每个制动机(12)的相对应的一对绞盘(14)的相对应的数个位置检测器组件(21)，其特征在于：其包含：一个数据传输及接收线(25)，在至少一部分铺设循环期间，用于铺设数个电缆(11)的所述制动机(12)的控制单元(22)连接到所述数据传输及接收线(25)；及其包含：至少一个控制单元，其可以被选择作为主控制单元(22a)，其设有一同步命令装置(30)，通过所述数据传输及接收线(25)，可下命令给一个或多个其他的控制单元，以便基于由主控制单元(22a)的用户界面装置所设定的数个特定的功能及操作的参数，用于平衡及同步的驱动相对应的数对绞盘(14)，其中其余的用户界面装置是关闭的，及基于从每个位置检测器组件(21)所接收的信号，以便使所有的电缆(11)的铺设模式是均匀的；其中所述用户界面装置包含至少一个电位调节器(18)，能够调整与所述制动机(12)的绞盘(14)联结的相对应的液压驱动管路(17)的工作液压压力，及因此施加牵引力到每根电缆(11)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：每个位置检测器组件(21)也能够检测瞬时铺设速度及/或每个被铺设电缆(11)的长度，并利用联结的控制单元(22)及通过所述数据传输及接收线(25)以发送数据到其他控制单元(22)，用以即刻以一参考铺设速度及/或一参考铺设长度来比较所述瞬时铺设速度及/或所述被铺设电缆(11)的长度。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述数据传输及接收线(25)被绞合成缆线。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述数据传输及接收线(25)是一个射频线。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述数据传输及接收线(25)包含彼此连接的一个绞合成缆线的子线以及一个射频子线。

6.一种在数个机器(10)中用于铺设数个电缆(11)的方法，所述机器(10)包含用于铺设数个电缆的多个不同的和独立的制动机(12)，相对于多个吊架(23)，所述制动机(12)及一绞盘机(13)被定位在相对侧上，所述方法包含：

一个设定步骤，其中利用多个电子卡型的控制单元(22)，每一个用于每个制动机(12)的一对绞盘(14)，每一个连接到每个制动机(12)相对应的每对绞盘(14)的相对应的数个位置检测器组件(21)，及还连接到数个用户界面装置，所述数个用户界面装置独立的连接到每个控制单元(22)，使每对绞盘的预定的功能及操作的参数被设定；

一个铺设步骤，其中利用每一个控制单元(22)，基于来自所述位置检测器组件(21)的信号，及基于被设定的数个功能及操作的参数，以自动的调整每个个别的电缆(11)的卷回张力，其特征在于，其包含一个同步步骤，其中一个或多个制动机(12)的控制单元(22)通过一数据发送和接收线(25)往复的进行连接；及其中利用联结至少一个主要的控制单元(22a)的数个同步命令装置(30)，选择作为主要的一个，使所有的所述数个控制单元(22)利用所述数据传输及接收线(25)而同步化，以基于由主控制单元(22a)的用户界面装置所设定的数个特定功能及操作的参数来驱动相对应的数对绞盘(14)，其中其余的用户界面装置是关闭的，以及基于从所述位置检测器组件(21)接收到的信号，用以在相同的铺设速度下自动的铺设所有的电缆(11)；其中在所述设定步骤及/或在铺设步骤中，联结于数对绞盘(14)的液压驱动管路(17)的工作液压压力，是通过至少一个主控制单元(22a)的主电位调节器(18a)而被调整。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：在所述铺设步骤中，通过所述位置检测器组件(21)，检测到瞬时铺设速度及/或每个铺设电缆(11)的长度，通过所述数据传输及接收线(25)，所述速度及/或所述长度被传输到所述控制单元(22)，用以瞬时的比较所述瞬时铺设速度及/或长度与一个参考铺设速度及/或参考长度，及用以基于检测到的偏差值来调整每根电缆(11)的每个铺设速度。