CN104085809B - 一种自适应负载卷扬机构 - Google Patents

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Abstract

一种自适应负载卷扬机构，属于工程机械技术领域，包括支架和顶板，所述顶板设置在支架的上方，在支架与顶板之间设置有立柱，在顶板上设置有与立柱相对应的通孔，立柱设置在所述的通孔内，立柱的下端与支架相连接；在支架与顶板之间的立柱外设置有弹簧，在顶板和支架相对应的侧面分别设置有顶板滑轮和支架滑轮，在支架上方中心处设置有卷筒，卷筒为圆锥台型，其下端为直径较小的一端，连接在卷扬机构的动力输入轴上，卷筒的上端设置有拉线，拉线的一端固定在卷筒的上部，另一端依次通过顶板滑轮和支架滑轮与负载相连接，本发明的自适应负载卷扬机构结构简单可靠，通用性强，对动力要求低，可以根据负载的大小来自动调整卷扬力与卷扬速度的大小。

Description

一种自适应负载卷扬机构
技术领域：
本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种自适应负载卷扬机构。
背景技术：
卷扬机构是很多工程机械的重要执行部分，现有吊车、运货电梯等机械中常用的卷扬机构有时为了满足大载荷需求，需要降低卷扬速度。但当实际载荷较小时，卷扬速度也无法相应变快。为了同时满足转速与转矩要求，现有的方法通常为提高马达的功率，但缺乏转速与转矩的自适应调整机制。为解决卷扬速度和卷扬力的调整问题，常用的方法为采用无级变速机构或采用伺服电机。但现有的无级变速机构结构复杂，通常以大型液压系统为动力源，尺寸较大，而伺服电机的速度调节过程也需要电控等辅助机构，因而维护和修理都不方便，成本较高。
现有机械人关节以及拉压装置中常用减速机构的传动比恒定不变，输出速度不能灵活调整，用途受到很大限制。应用常用卷扬机构的机械手运动中会遇到两种对立的问题：第一种问题是当快速抓住目标物后，因为卷扬力不变，所以很难抓紧目标物，可能会使目标物滑脱；第二种问题在于增大卷扬力，可以抓紧目标物，但不能快速抓住目标物，效率降低。
因此，如何在满足结构简单的条件下，实现卷扬机构自动调整卷扬力与卷扬速度是本领域技术人员有待解决的问题。
发明内容：
为解决以上现有技术存在的问题，本发明提出一种具有机械智能，可自动适应负载大小并调整卷扬速度与卷扬力的自适应负载卷扬机构。
为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种自适应负载卷扬机构，包括支架和顶板，所述顶板设置在支架的上方，在支架与顶板之间设置有立柱，在顶板上设置有与立柱相对应的通孔，立柱设置在所述的通孔内，立柱的下端与支架相连接；在支架与顶板之间的立柱外设置有弹簧，在顶板和支架相对应的侧面分别设置有顶板滑轮和支架滑轮，在支架上方中心处设置有卷筒，卷筒为圆锥台型，其下端为直径较小的一端，连接在卷扬机构的动力输入轴上，卷筒的上部设置有拉线，拉线的一端固定在卷筒的上部，另一端依次通过顶板滑轮和支架滑轮与负载相连接。
所述立柱为四个，在卷筒的两侧对称设置，与之相对应的支架与顶板均为对称结构。
所述顶板滑轮和支架滑轮均为两个。
所述立柱为两个，设置在支架的同一侧面，相对应的顶板为单侧结构。
所述顶板滑轮和支架滑轮均为一个。
在所述顶板上方还设置有固定架，立柱上端穿过顶板的通孔与固定架相连接，所述卷筒直径较大的一端的中心设置有卷筒轴，卷筒轴通过轴承设置在固定架上。
本发明的自适应负载卷扬机构的动力源均为电机。
本发明有益效果：
本发明的自适应负载卷扬机构结构简单可靠，通用性强，对动力的性能要求低，可以根据负载的大小来自动调整卷扬力与卷扬速度的大小，在支架与顶板之间的弹簧对负载的振动有缓冲作用。
附图说明：
图1为本发明的第一个实施例的结构示意图；
图2为图1负载工作时的结构示意图；
图3为本发明的第二个实施例的结构示意图；
图4为图3的后部结构示意图；
图5为图3负载工作时的结构示意图。
其中：1-电机，2-支架，3-支架横轴，4-支架滑轮，5-弹簧，6-卷筒，7-立柱，8-顶板滑轮，9-顶板横轴，10-拉线，11-顶板，12-卷筒轴，13-拉线连接销，14-承重滑轮，15-重物，16-固定架。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例一：如图1～图2所示，本发明的自适应负载卷扬机构，包括支架2和顶板11，所述顶板11设置在支架2的上方，在支架2与顶板11之间设置有四个立柱7，顶板11和支架2为对称结构，在顶板11上设置有与立柱7相对应的四个通孔，立柱7设置在所述的通孔内，立柱7的下端与支架2相连接；在支架2与顶板11之间的立柱7外设置有弹簧5，在顶板11和支架2相对应的两个侧面分别设置有顶板滑轮8和支架滑轮4，顶板滑轮8和支架滑轮4分别通过顶板横轴9和支架横轴3设置在顶板11和支架2上，支架2上方中心处设置有卷筒6，卷筒6为圆锥台型，其下端为直径较小的一端，连接在电机1的轴上，卷筒6的上部通过两个对称的拉线连接销13分别连接有两条拉线10的一端，两条拉线10的另一端分别依次通过两侧的顶板滑轮8和支架滑轮4，其中一条拉线绕过承重滑轮14并与另一条拉线连接在一起。将承重滑轮14的滑轮轴连接到重物15上。
在本实施例的自适应负载卷扬机构工作前，首先将本发明的卷扬机构倒置，将支架2设置在牢固的承重件上。启动电机1，电机会使卷筒6旋转并卷动拉线10，拉线会通过顶板滑轮8和支架滑轮4向上牵引承重滑轮14并进一步牵引重物15。在此过程中负载会通过拉线10使顶板滑轮8与支架滑轮4之间的距离有一定的压缩，负载重量越大，压缩程度越高，与顶板滑轮8相平齐的卷筒6直径越小，由于电机1输出力矩一定，卷扬机构输出的力也就越大，卷扬速度会越慢，工作状态也更稳定。反之当负载重量较小时，顶板11与支架2之间的距离压缩程度较小，与顶板滑轮8相平齐的卷筒6直径就更大一点，卷扬机构输出的力相对较小，但卷扬速度会较快。本实施例的卷扬机构的机械智能性可以使其较为灵活的应用于多种机械。
实施例二：如图3～图5所示，本发明的自适应负载卷扬机构。包括支架2和顶板11，所述顶板11设置在支架2的上方，在支架2与顶板11之间设置有两个立柱7，在顶板11上设置有与立柱7相对应的两个通孔，立柱7设置在所述的通孔内，立柱7的上端设置有固定架16，立柱7的下端与支架2相连接；在支架2与顶板11之间的立柱7外设置有弹簧5，在顶板11和支架2相对应的侧面分别设置有顶板滑轮8和支架滑轮4，顶板滑轮8和支架滑轮4分别通过顶板横轴9和支架横轴3设置在顶板11和支架2上，在支架2上方中心处设置有卷筒，卷筒6为圆锥台型，其下端为直径较小的一端，连接在电机1的轴上，卷筒6的上部通过一个拉线连接销13连接有拉线10的一端，拉线10的另一端依次连接顶板滑轮8和支架滑轮4最终连接到重物15上。在卷筒6直径较大的一端中心设置有卷筒轴12，卷筒轴12的上端设置在固定架16上，在本实施例中，固定架16起到稳定卷筒6和立柱7的作用，在实施例一中，由于具备两个对称的顶板滑轮8，卷筒6和立柱7都不会受到水平的力矩，故不需要固定架16的支撑。
在本实施例的自适应负载卷扬机构工作前，首先将本发明的卷扬机构水平放置，将支架2和固定架16固定于牢固的承重件上。启动电机1，电机会使卷筒6旋转并卷动拉线10，拉线会通过顶板滑轮8和支架滑轮4向上牵引重物15。在此过程中负载会通过拉线10使顶板11与支架2之间的距离有一定的压缩，负载重量越大，压缩程度越高，与顶板滑轮8相平齐的卷筒6直径越小，由于电机1输出力矩一定，卷扬机构输出的力也就越大，卷扬速度会越慢，工作状态也更稳定。反之当负载重量较小时，顶板11与支架2之间的距离压缩程度较小，与顶板滑轮8相平齐的卷筒6直径就更大一点，卷扬机构输出的力相对较小，但卷扬速度会较快。本实施例主要但不限于应用于起重机构，由于其独特的机械智能，可以使其兼顾效率与卷扬力。

Claims (7)

1.一种自适应负载卷扬机构，包括支架和顶板，其特征在于：所述顶板设置在支架的上方，在支架与顶板之间设置有立柱，在顶板上设置有与立柱相对应的通孔，立柱设置在所述的通孔内，立柱的下端与支架相连接；在支架与顶板之间的立柱外设置有弹簧，在顶板和支架相对应的侧面分别设置有顶板滑轮和支架滑轮，在支架上方中心处设置有卷筒，卷筒为圆锥台型，其下端为直径较小的一端，连接在卷扬机构的动力输入轴上，卷筒的上端设置有拉线，拉线的一端固定在卷筒的上部，另一端依次通过顶板滑轮和支架滑轮与负载相连接。
2.根据权利要求1所述的自适应负载卷扬机构，其特征在于：所述立柱为四个，在卷筒的两侧对称设置，与之相对应的支架与顶板均为对称结构。
3.根据权利要求2所述的自适应负载卷扬机构，其特征在于：所述顶板滑轮和支架滑轮均为两个。
4.根据权利要求1所述的自适应负载卷扬机构，其特征在于：所述立柱为两个，设置在支架的同一侧面，相对应的顶板为单侧结构。
5.根据权利要求4所述的自适应负载卷扬机构，其特征在于：所述顶板滑轮和支架滑轮均为一个。
6.根据权利要求4所述的自适应负载卷扬机构，其特征在于：在所述顶板上方还设置有固定架，立柱上端穿过顶板的通孔与固定架相连接，所述卷筒直径较大的一端的中心设置有卷筒轴，卷筒轴通过轴承设置在固定架上。
7.根据权利要求1所述的自适应负载卷扬机构，其特征在于：所述自适应负载卷扬机构的动力源为电机。
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