CN104176560B - 线缆收放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线缆收放装置，包括：对向设置的第一支撑板(91)和第二支撑板(92)、设置在摆杆(14)上的第一线束管(15)；绕线装置的摆杆(14)的两端对称安装在第一支撑板(91)和第二支撑板(92)上，电机(18)通过第一传动装置驱动绕线装置旋转；线缆输出端穿过第一线束管(15)输出至目标设备，线缆紧绷时摆杆(14)发生摆动；摆杆(14)的至少一端设置有电位器，摆杆(14)与电位器旋钮连接，当摆杆(14)摆动时，带动电位器旋钮旋转；电位器与控制器(19)连接，控制器(19)与电机(18)连接。通过本发明提供的装置，根据线缆张紧程度，自动调节线缆收放速度，有效满足移动机器人的实时收放需要。
Description
技术领域
本发明涉及机器人应用技术领域，尤其涉及一种线缆收放装置。
背景技术
随着机器人技术在各领域的应用，具有自主移动能力的智能化设备在物料运输、无人作业和安全服务方面被广泛应用。然而自主移动机器人通常需要携带不同规格电池为其自身供电，电池体积和重量为机器系统载荷和外形设计提出更高要求，同时对于长时间、远距离作业电池无法满足其自身实际需要。对此，现有技术中采用远端线缆供电作为解决该问题的有效方法。
相应的，线缆收放装置需要根据实时需要而收放线缆。但是，由于机器人行走路线不规则、往返无序、速度多变，现有的线缆收放装置在收放线的过程中，经常会导致线缆紧绷，导致无法有效满足移动机器人的实际需要。
发明内容
本发明提供一种线缆收放装置，用于解决现有的线缆收放装置无法有效满足移动机器人的实际需要的问题。
本发明提供一种线缆收放装置，包括：对向设置的第一支撑板91和第二支撑板92、用于缠绕线缆的绕线装置、控制器19、摆杆14、以及设置在摆杆14上的第一线束管15；其中，
所述绕线装置的两端和摆杆14的两端均对称安装在第一支撑板91和第二支撑板92上，电机18通过第一传动装置驱动所述绕线装置旋转；所述线缆的输出端穿过第一线束管15输出至目标设备，当所述线缆紧绷时，摆杆14发生摆动；
摆杆14的至少一端设置有电位器，且摆杆14与所述电位器的电位器旋钮连接，当摆杆14摆动时，带动所述电位器旋钮旋转；
所述电位器与控制器19连接，控制器19与电机18连接，当控制器19根据所述电位器的输出阻值检测到所述线缆紧绷时，对电机18的旋转速度进行相应调整。
可选的，摆杆14的一端与第一电位器201的电位器旋钮2011连接，摆杆14的另一端与第二电位器202的电位器旋钮2021连接。
可选的，第一电位器201的电位器旋钮2011穿过位于摆杆14一端的第一连接孔141，并通过连接部件与摆杆14固定连接；第二电位器202的电位器旋钮2021穿过位于摆杆14另一端的第二连接孔142，并通过连接部件与摆杆14固定连接。
可选的，第一线束管15的管口朝向与摆杆14所在的平面平行。
可选的，第一线束管15至摆杆14两端的距离相同。
可选的，所述线缆收放装置还包括：对称安装在第一支撑板91和第二支撑板92上的第一弹簧固定件131和第二弹簧固定件132；
第一弹簧121的两端分别与第一弹簧固定件131和摆杆14连接，第二弹簧122的两端分别与第二弹簧固定件132和摆杆14连接，用于对摆杆14进行复位。
可选的，所述线缆收放装置还包括：设置有轨迹滑槽24的圆柱凸轮1、滑动部件26、滑轨3和设置在滑动部件26上的第二线束管27；其中，
滑动部件26具有与轨迹滑槽24匹配的滑动部25，滑动部25滑设于轨迹滑槽24中；
滑轨3的两端分别固定安装在第一支撑板91和第二支撑板92上，滑轨3设置在所述绕线装置和圆柱凸轮1之间，且滑轨3与所述绕线装置的中心轴平行；
滑动部件26还具有与滑轨3匹配的滑动轴承孔，滑轨3穿过所述滑动轴承孔，所述滑动轴承孔用于约束滑动部件26在与所述绕线装置的中心轴平行的方向上运动；
所述线缆的输出端依次穿过第二线束管27和第一线束管15输出至目标设备，所述绕线装置通过第二传动装置带动圆柱凸轮1旋转，当圆柱凸轮1旋转时，滑动部25沿轨迹滑槽24做往复运动，且所述绕线装置每旋转一周，第二线束管27移动的步长为所述线缆的直径。
可选的，所述第一传动装置包括：第一带轮5、第二带轮10和第一皮带8；其中，第二带轮10与电机18连接，用于在电机18的驱动下旋转；
第一带轮5通过第一皮带8与第二带轮10连接，且第一带轮5与绕线装置的一端连接，用于在第二带轮10的带动下旋转，并带动所述绕线装置旋转。
可选的，所述第二传动装置包括：第三带轮23、第四带轮30和第二皮带22；其中，第四带轮30与绕线装置的另一端连接，用于在绕线装置的带动下旋转；
第三带轮23通过第二皮带22与第四带轮30连接，且第三带轮23与圆柱凸轮1的一端连接，用于在第四带轮30的带动下旋转，并带动圆柱凸轮1旋转。
可选的，所述绕线装置的一端穿过第一卡盘41安装在第一支撑板91上，所述绕线装置的另一端穿过第二卡盘42安装在第二支撑板92上。
本发明提供的线缆收放装置，当线缆紧绷时，摆杆将会发生摆动，进而带动与其连接的电位器的电位器旋钮发生旋转，相应的，控制器根据获取到的所述电位器的输出阻值可以检测出当前线缆的状态，进而对电机的旋转速度进行调整，实现根据线缆张紧程度，自动调节线缆收放速度，从而避免因无法及时调整导致的线缆紧绷，有效满足移动机器人的实时收放需要。
附图说明
图1为本发明实施例提供的线缆收放装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的线缆收放装置的前视剖面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的线缆收放装置的局部放大透视示意图；
图4为本发明实施例提供的线缆收放装置的局部放大透视示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。为了方便说明，放大或者缩小了各结构的尺寸，所以图中所示大小和比例并不一定代表实际尺寸，也不反映尺寸的比例关系。
图1为本发明实施例提供的线缆收放装置的整体结构示意图，如图1所示，所述线缆收放装置包括：对向设置的第一支撑板91和第二支撑板92、用于缠绕线缆的绕线装置、控制器19、摆杆14、以及设置在摆杆14上的第一线束管15；其中，
绕线装置的两端和摆杆14的两端均对称安装在第一支撑板91和第二支撑板92上，电机18通过第一传动装置驱动绕线装置旋转；线缆的输出端穿过第一线束管15输出至目标设备，当线缆紧绷时，摆杆14发生摆动；
摆杆14的至少一端设置有电位器，且摆杆14与所述电位器的电位器旋钮连接，当摆杆14摆动时，带动所述电位器旋钮旋转；
所述电位器与控制器19连接，控制器19与电机18连接，当控制器19根据所述电位器的输出阻值检测到线缆紧绷时，对电机18的旋转速度进行相应调整。
其中，所述绕线装置可以包括绕线筒28和轴6，轴6穿过绕线筒28的中心轴，并与绕线筒28固定连接。实际应用中，轴6和绕线筒28可以通过焊接实现固定连接。
可选的，为了防止线缆从绕线装置的侧面滑落，所述绕线装置的一端可以穿过第一卡盘41安装在第一支撑板91上，所述绕线装置的另一端穿过第二卡盘42安装在第二支撑板92上。
具体的，第一线束管15的管口朝向可以与摆杆14所在的平面平行。可选的，第一线束管15至摆杆14两端的距离相同，即第一线束管15可以设置在摆杆14的中心。
在实际应用中，电位器可以通过定位螺母固定安装在支撑板上，进而与摆杆连接。可选的，所述线缆收放装置还可以包括底座，所述第一支撑板91和所述第二支撑板92固定设置在所述底座上。
再可选的，为了使线缆可以均匀地缠绕在所述绕线装置上，所述线缆收放装置还可以包括：设置有轨迹滑槽24的圆柱凸轮1、滑动部件26、滑轨3和设置在滑动部件26上的第二线束管27；其中，
滑动部件26具有与轨迹滑槽24匹配的滑动部25，滑动部25滑设于轨迹滑槽24中；
滑轨3的两端分别固定安装在第一支撑板91和第二支撑板92上，滑轨3设置在所述绕线装置和圆柱凸轮1之间，且滑轨3与所述绕线装置的中心轴平行；
滑动部件26还具有与滑轨3匹配的滑动轴承孔，滑轨3穿过所述滑动轴承孔，所述滑动轴承孔用于约束滑动部件26在与所述绕线装置的中心轴平行的方向上运动；
所述线缆的输出端依次穿过第二线束管27和第一线束管15输出至目标设备，所述绕线装置通过第二传动装置带动圆柱凸轮1旋转，当圆柱凸轮1旋转时，滑动部25沿轨迹滑槽24做往复运动，且所述绕线装置每旋转一周，第二线束管27移动的步长为所述线缆的直径。
通过设置与绕线筒同步旋转的圆柱凸轮，使得线缆在缠绕的过程中可以保持轴向平移，有利于保证线缆均匀平整缠绕。
需要说明的是，图中所示的轨迹滑槽只是举出的一种具体的实施方式，在实际应用中，所述轨迹滑槽，例如，滑槽的形状、尺寸等可以包括多种实施方式，本实施例在此并未对其进行限制。
具体的，所述第一传动装置具体可以包括：第一带轮5、第二带轮10和第一皮带8；其中，第二带轮10与电机18连接，用于在电机18的驱动下旋转；第一带轮5通过第一皮带8与第二带轮10连接，且第一带轮5与所述绕线装置的一端连接，用于在第二带轮10的带动下旋转，并带动所述绕线装置旋转。
再具体的，所述第二传动装置具体可以包括：第三带轮23、第四带轮30和第二皮带22；其中，第四带轮30与所述绕线装置的另一端连接，用于在所述绕线装置的带动下旋转；第三带轮23通过第二皮带22与第四带轮30连接，且第三带轮23与圆柱凸轮1的一端连接，用于在第四带轮30的带动下旋转，并带动圆柱凸轮1旋转。
可选的，所述装置还可以包括：对称安装在第一支撑板91和第二支撑板92上的第一弹簧固定件131和第二弹簧固定件132；
第一弹簧121的两端分别与第一弹簧固定件131和摆杆14连接，第二弹簧122的两端分别与第二弹簧固定件132和摆杆14连接，用于对摆杆14进行复位。通过本实施方式能够实现对摆杆的复位。
再可选的，在本实施例的一种可实施方式中，可以在摆杆14的两端均设置电位器，则相应的，摆杆14的一端与第一电位器201的电位器旋钮2011连接，摆杆14的另一端与第二电位器202的电位器旋钮2021连接。
具体的，第一电位器201的电位器旋钮2011穿过位于摆杆14一端的第一连接孔141，并通过连接部件与摆杆14固定连接；第二电位器202的电位器旋钮2021穿过位于摆杆14另一端的第二连接孔142，并通过连接部件与摆杆14固定连接。可选的，用于使电位器旋钮与摆杆固定连接的所述连接部件可以为紧定螺钉。
为了更好地理解本方案，结合附图所示，对本实施例中所述线缆收放装置的工作原理进行具体的举例阐述。电机18通过螺钉固定安装在第一支撑板91上，电机18的轴端设置有第二带轮10，通过第一带轮5驱动第一带轮5绕轴6旋转，轴6与绕线筒28焊接连接，如此可实现由电机驱动绕线筒旋转实现自动绕线，进一步的，轴6的另一端安装第四带轮30，从而电机同时可驱动带动第四带轮30、进而通过第二皮带22带动第三带轮23转动，使得圆柱凸轮1与绕线筒28同时旋转。
摆杆14的中心设置有第一线束管15，线缆的输出端经第一线束管15输出至目标设备。如图所示，第一电位器201和第二电位器202通过定位螺母对称固定于第一支撑板91和第二支撑板92，第一电位器201的杆状电位器旋钮2011和第二电位器202的杆状电位器旋钮2021分别穿过摆杆14两端的第一连接孔141和第二连接孔142，并通过紧定螺钉(图中未示出)与其固定连接，从而使得摆杆14可以绕第一电位器201和第二电位器202的中心轴旋转，进而带动第一电位器201的杆状电位器旋钮2011和第二电位器202的杆状电位器旋钮2021旋转，以调节变位器的输出电阻；变位器的输出电阻输入至控制器19，作为调节电机18旋转速度的依据。第一弹簧和第二弹簧的两端分别与摆杆和对称安装的弹簧固定件连接，用于对摆杆14进行复位。
具体的，当线缆紧绷时，随线缆的张紧程度加剧，摆杆14的摆动角度增加，则相应的，电位器的旋转角度也会发生变化，从而使得输入至控制器19的输出电阻发生变化。
滑动部件26设有滑动轴承孔与滑轨3配合，用以约束滑动部件26沿与绕线筒28的中心轴平行的方向运动；圆柱凸轮1上加工有轨迹滑槽24，滑动部25嵌入至轨迹滑槽24，于是圆柱凸轮1旋转时，滑动部25受边缘作用力沿滑轨3做往复运动。根据线材直径设置第三带轮23与第四带轮30的传动比，以保证绕线筒每旋转一周，第二线束管27以线缆直径为步长平移，从而确保线缆逐圈整齐均匀排列，如此往复。
线缆缠绕于绕线筒，经第二线束管27和第一线束管15与移动机器人设备连接，其中所述线缆可以为多芯线缆，其除了包括机器人所需的电源和控制线缆以外，还可以包含用于传输机器人设备的反馈信号的反馈信号线缆，用于使控制器19根据反馈信号，例如收线或放线信号，控制电机的旋转方向。具体举例来说，当机器人设远离线缆收放装置时，控制器19根据反馈接收到的放线信号控制电机正转进行放线，此时控制器19采集所述第一电位器的输出电阻，以使得当检测到线缆紧绷时，则加快电机旋转速度，提高放线效率；当机器人设备靠近所述线缆收放装置时，控制器19根据其反馈的收线信号控制电机反转进行收线，此时控制器19采集第二电位器的输出电阻，以使得当检测到线缆紧绷时，降低电机旋转速度，减缓收线效率。
需要说明的是，在本实施例中，根据电位器的输出电阻，判定线缆是否紧绷的实施方式有多种，可以根据实际应用中，电位器的初始设置角度、电位器的旋转方向等确定判定线缆是否紧绷的条件，本实施例在此并未对其进行限制。
为了更好的理解本方案，图2为本发明实施例提供的线缆收放装置的前视剖面结构示意图，图3和图4分别为本发明实施例提供的线缆收放装置的局部放大透视示意图。具体的，可以结合各附图更好地理解本实施例的技术方案。
本实施例提供的线缆收放装置，当线缆紧绷时，摆杆将会发生摆动，进而带动与其连接的电位器的电位器旋钮发生旋转，相应的，控制器根据获取到的所述电位器的输出阻值可以检测出当前线缆的状态，进而对电机的旋转速度进行调整，实现根据线缆张紧程度，自动调节线缆收放速度，从而避免因无法及时调整导致的线缆紧绷，有效满足移动机器人的实时收放需要。此外，通过本实施例提供的线缆收放装置，可以对远端不同方向和速度移动机器人提供全自动收放线辅助作业，确保绕线均匀、收放同步，可用于机器人电源、气源和控制信号远端供应，对于减轻机器人对电池、气泵的承载压力和扩大机器作业范围具有重要意义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种线缆收放装置，其特征在于，包括：对向设置的第一支撑板(91)和第二支撑板(92)、用于缠绕线缆的绕线装置、控制器(19)、摆杆(14)、以及设置在所述摆杆(14)上的第一线束管(15)；其中，
所述绕线装置的两端和所述摆杆(14)的两端均对称安装在所述第一支撑板(91)和所述第二支撑板(92)上，电机(18)通过第一传动装置驱动所述绕线装置旋转；所述线缆的输出端穿过所述第一线束管(15)输出至目标设备，当所述线缆紧绷时，所述摆杆(14)发生摆动；
所述摆杆(14)的至少一端设置有电位器，且所述摆杆(14)与所述电位器的电位器旋钮连接，当所述摆杆(14)摆动时，带动所述电位器旋钮旋转；
所述电位器与所述控制器(19)连接，所述控制器(19)与所述电机(18)连接，当所述控制器(19)根据所述电位器的输出阻值检测到所述线缆紧绷时，对所述电机(18)的旋转速度进行相应调整；
所述线缆收放装置还包括：设置有轨迹滑槽(24)的圆柱凸轮(1)、滑动部件(26)、滑轨(3)和设置在所述滑动部件(26)上的第二线束管(27)；其中，
所述滑动部件(26)具有与所述轨迹滑槽(24)匹配的滑动部(25)，所述滑动部(25)滑设于所述轨迹滑槽(24)中；
所述滑轨(3)的两端分别固定安装在所述第一支撑板(91)和所述第二支撑板(92)上，所述滑轨(3)设置在所述绕线装置和所述圆柱凸轮(1)之间，且所述滑轨(3)与所述绕线装置的中心轴平行；
所述滑动部件(26)还具有与所述滑轨(3)匹配的滑动轴承孔，所述滑轨(3)穿过所述滑动轴承孔，所述滑动轴承孔用于约束所述滑动部件(26)在与所述绕线装置的中心轴平行的方向上运动；
所述线缆的输出端依次穿过所述第二线束管(27)和所述第一线束管(15)输出至目标设备，所述绕线装置通过第二传动装置带动所述圆柱凸轮(1)旋转，当所述圆柱凸轮(1)旋转时，所述滑动部(25)沿所述轨迹滑槽(24)做往复运动，且所述绕线装置每旋转一周，所述第二线束管(27)移动的步长为所述线缆的直径。
2.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述摆杆(14)的一端与第一电位器(201)的电位器旋钮(2011)连接，所述摆杆(14)的另一端与第二电位器(202)的电位器旋钮(2021)连接。
3.根据权利要求2所述的线缆收放装置，其特征在于，所述第一电位器(201)的电位器旋钮(2011)穿过位于所述摆杆(14)一端的第一连接孔(141)，并通过连接部件与所述摆杆(14)固定连接；所述第二电位器(202)的电位器旋钮(2021)穿过位于所述摆杆(14)另一端的第二连接孔(142)，并通过连接部件与所述摆杆(14)固定连接。
4.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述第一线束管(15)的管口朝向与所述摆杆(14)所在的平面平行。
5.根据权利要求4所述的线缆收放装置，其特征在于，所述第一线束管(15)至所述摆杆(14)两端的距离相同。
6.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述线缆收放装置还包括：
对称安装在所述第一支撑板(91)和所述第二支撑板(92)上的第一弹簧固定件(131)和第二弹簧固定件(132)；
第一弹簧(121)的两端分别与所述第一弹簧固定件(131)和所述摆杆(14)连接，第二弹簧(122)的两端分别与所述第二弹簧固定件(132)和所述摆杆(14)连接，用于对所述摆杆(14)进行复位。
7.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述第一传动装置包括：第一带轮(5)、第二带轮(10)和第一皮带(8)；其中，
所述第二带轮(10)与所述电机(18)连接，用于在所述电机(18)的驱动下旋转；
所述第一带轮(5)通过所述第一皮带(8)与所述第二带轮(10)连接，且所述第一带轮(5)与所述绕线装置的一端连接，用于在所述第二带轮(10)的带动下旋转，并带动所述绕线装置旋转。
8.根据权利要求7所述的线缆收放装置，其特征在于，所述第二传动装置包括：第三带轮(23)、第四带轮(30)和第二皮带(22)；其中，
所述第四带轮(30)与所述绕线装置的另一端连接，用于在所述绕线装置的带动下旋转；
所述第三带轮(23)通过所述第二皮带(22)与所述第四带轮(30)连接，且所述第三带轮(23)与所述圆柱凸轮(1)的一端连接，用于在所述第四带轮(30)的带动下旋转，并带动所述圆柱凸轮(1)旋转。
9.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述绕线装置的一端穿过第一卡盘(41)安装在所述第一支撑板(91)上，所述绕线装置的另一端穿过第二卡盘(42)安装在所述第二支撑板(92)上。
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