CN105439021A - 带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机。减速电机通过滚动花键副连接卷筒，直线轴承套通过右轴伸组件连接卷筒；卷筒表面沿轴向设有多段螺旋卷绕钢丝绳的绳槽；每段绳槽下方的底座上方均固定安装有卷筒支撑轮组件，卷筒支撑轮组件连接卷筒形成螺旋滑块副；卷筒前方的左旁板和右旁板之间设有挡绳杆，挡绳杆上设有挡绳套组件；底座前部沿卷筒轴向方向设有滑轮组；钢丝绳沿卷筒绳槽螺旋切线方向由卷筒前方连接到滑轮组后被转为水平方向引出卷扬机。本发明安全可靠，体积小、结构简单，有效的杜绝了卷筒上乱绳的危险，可满足空间高度不足或没有舞台天桥的演艺场所安装舞台电动吊杆系统的需要。

Description

带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机

技术领域

本发明涉及了一种卷扬机，尤其是一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，可应用于舞台机械中用于驱动景物或灯光吊杆。

背景技术

剧场等大型演艺场所中悬挂布景或是灯具的吊杆，其长度与台口宽度相当并且数量众多，这些吊杆在舞台上空沿舞台进深方向平行密布，在装台、灯具检修或是演出中配合剧情的需要时，吊杆要做升降运动，其升降运动一般由卷扬机驱动完成。舞台机械行业标准中规定了台上卷扬机必须采用单层卷绕的卷筒，而为了不使吊杆变形过大，每道吊杆的杆体必须由若干根钢丝绳共同悬吊，所以卷扬机的卷筒长径比大，由于吊杆的平行密布，要求卷扬机的卷筒与吊杆平行布置。

在传统的舞台卷扬系统中，每根钢丝绳通过位于栅顶相对应的吊点滑轮的引导由垂直方向转为水平方向后被引向舞台的同一侧，所有钢丝绳都汇入位于舞台栅顶一侧的转向滑轮组，然后通过滑轮组内的滑轮垂直转向卷入位于栅顶下方天桥上的卷扬机卷筒。由于钢丝绳在卷筒上是单层缠绕并且缠绕的圈数很多，并且每根钢丝绳对应的滑轮组内的滑轮是固定的，致使钢丝绳在卷入卷出卷筒时与绳槽中心产生较大的角度，不仅使钢丝绳磨损加剧而且较易造成脱槽的危险。

为了避免以上危险的发生，传统的做法是使卷扬机卷筒与转向滑轮组在舞台高度方向上保持一定距离从而减小钢丝绳与绳槽中心的夹角，但这样的做法需要有能容纳卷扬机的宽天桥并且天桥和舞台栅顶的高度差要符合要求，这在新建剧场中容易做到，而在一些老旧剧场或是实验剧场中，舞台宽度的不足不允许设置天桥，舞台上空也没有足够的高度使卷扬机卷筒与转向滑轮保持安全的距离，所以传统的舞台卷扬机无法满足低高度空间的安装要求。

发明内容

针对由于舞台上空安装高度空间不足，在传统舞台吊杆系统因卷扬机与钢丝绳转向滑轮组之间需要有较大的高度空间而满足不了安装要求的技术问题，本发明提供了一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，能够缩减卷扬机与转向滑轮组之间的距离，并同样满足钢丝绳在卷进卷出卷筒与滑轮时钢丝绳对绳槽的偏角要求的卷扬机。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明包括支架组件、减速电机、直线轴承套、卷筒和多条钢丝绳，支架组件包括左旁板、右旁板、底座以及安装在左旁板和右旁板四角之间的四个定距杆，减速电机安装在支架组件左旁板的外侧部，其输出轴与卷筒同轴连接，直线轴承套安装在右旁板中间凸台孔内并与卷筒同轴；减速电机通过滚动花键副连接卷筒的一端驱动运动，直线轴承套通过右轴伸组件连接卷筒的另一端提供轴向支撑；卷筒表面沿轴向设有多段螺旋结构的绳槽，钢丝绳卷绕在卷筒的绳槽上；每段绳槽下方的底座上方均固定安装有卷筒支撑轮组件，卷筒支撑轮组件连接卷筒形成螺旋滑块副；卷筒前方的左旁板和右旁板之间设有挡绳杆，挡绳杆上设有用于紧压钢丝绳的挡绳套组件；底座前部沿卷筒轴向方向设有将分别卷绕在多段绳槽上的钢丝绳从前部下方引出的滑轮组；钢丝绳沿卷筒绳槽螺旋切线方向由卷筒前方连接到滑轮组后被转为水平方向引出卷扬机。

所述的卷筒支撑轮组件包括安装在左旁板与右旁板之间的支撑轮基座和支撑轮基座上的支撑轮，支撑轮基座位于底座上方，每段绳槽下方的支撑轮基座上均固定安装有一对支撑轮，一对支撑轮沿卷筒轴向方向的两侧布置并嵌入到卷筒的绳槽中形成螺旋滑块副。

所述的滚动花键副包括滚动花键轴套和滚动花键电机轴，滚动花键轴套固定安装在卷筒一端的轴孔内，滚动花键电机轴的一端与减速电机的输出轴同轴固定连接，滚动花键电机轴的另一端套在滚动花键轴套内形成轴向滑动和周向同轴运动连接。

所述的右轴伸组件包括右端轴承套杯和右轴，右端轴承套杯固定安装在卷筒另一端的轴孔内，右轴的一端通过滚动轴承套在右端轴承套杯内形成转动连接，使卷筒相对右轴转动，右轴的另一端套在直线轴承套中轴向滑动连接。

所述的挡绳套组件设置于卷筒两端的卷筒挡边之间，挡绳套组件包括分别与多段绳槽对应的中间挡套和其两端的翻边挡套，挡绳套组件轴向滑动套在挡绳杆上，位于挡绳套组件两端的两个翻边挡套分别与两侧的卷筒挡边刚好接触。

所述的滑轮组包括滑轮架和沿卷筒轴向安装在滑轮架上的多个滑轮，滑轮的旋转轴垂直于卷筒轴向，滑轮架的两端轴头分别插入到左旁板和右旁板的下侧部，并被固定于左旁板和右旁板外侧的锁片旋转限位；轴头穿出两旁板的端部设有一缺角，左旁板和右旁板外侧均固定设有与缺角配合的锁片，锁片卡在轴头缺角的台阶面上形成旋转限位。

所述的绳槽为右旋螺旋槽。

所述的钢丝绳绕出卷筒处的轴心线在与卷筒轴线垂直的平面内。

所述的卷筒靠近右旁板时，每条钢丝绳在绳槽上至少缠绕3圈后向下再绕出卷筒。

所述的滑轮的旋转轴垂直于卷筒轴向，所有滑轮依次以两个为一小组，每一小组的两个滑轮分别位于钢丝绳绕出卷筒处卷绕圆垂直向下相切线的前后两侧；每一小组的两个滑轮的安装高度相同；每个小组滑轮中，位于同一侧位置的滑轮的安装高度沿卷筒轴向方向依次升高，使得从每一个滑轮引出的钢丝绳不会交叉重叠。

所述的滑轮轴的垂直平面与进入滑轮处的钢丝绳之间夹角小于2.5°。

本发明的优点和有益效果是：

本发明把传统做法中远距离布置的卷扬机和滑轮组组合在了一起，利用卷筒本身的螺旋绳槽，采用了可轴向移动的滚动花键副和右支撑结构，在固定的卷筒支撑轮组件的轮子与卷筒绳槽的作用下使卷筒在旋转的同时轴向移动，从而保证了卷出卷入卷筒的钢丝绳与卷筒轴线垂直，同时，卷筒与滑轮组的距离也使进入滑轮的钢丝绳轴心线与滑轮轴垂直平面的夹角达到安全要求。

本发明这种方式优于已有的利用链传动带动螺母丝杆或仅利用丝杆螺母的整机移动的方式，不仅安全可靠，而且具有体积小、结构简单的优点。不仅如此，随卷筒轴向移动的挡绳套组件可保证绳索有序的缠绕在卷筒上，有效的杜绝了卷筒上乱绳的危险。

本发明卷扬机满足了空间高度不足或没有舞台天桥的老旧剧场或实验剧场等演艺场所安装舞台电动吊杆系统的需要，也可以安装于空间高度不足的其他演艺场所。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明去除卷筒、档绳套组件及滑轮组等部分的结构示意图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明的滑轮组结构示意图；

图5为本发明的侧剖视图；

图6为本发明图3中的放大图F。

图中：1-减速电机，2-左旁板，3-定距杆，4-档绳杆，5-卷筒支撑轮组件，51-支撑轮，6-支撑轮基座，7-底座，8-滑轮组，81-轴头，82-缺角，83-滑轮，84-滑轮架，9-锁片，10-卷筒，101-卷筒挡边，102-绳槽，11-滚动花键轴套，12-滚动花键电机轴，13-右端轴承套杯，14-右轴，15-档绳套组件，151-翻边挡套，152-中间挡套，16-右旁板，17-直线轴承套，18-钢丝绳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1、图2所示，本发明包括支架组件、减速电机1、直线轴承套17、卷筒10和多条钢丝绳18，支架组件包括左旁板2、右旁板16、底座7以及安装在左旁板2和右旁板16四角之间的四个定距杆3，左旁板2与右旁板16通过分布于两旁板四角的四个定距杆3正对平行定位固接，卷筒10设置在支架组件左旁板2和右旁板16之间，底座7安装在卷筒10下方的左旁板2和右旁板16下部之间，减速电机1安装在支架组件左旁板2的外侧部，其输出轴与卷筒10同轴连接，直线轴承套17安装在右旁板16中间凸台孔内并与卷筒10同轴。

如图1、图2所示，本发明的改进是在：减速电机1通过滚动花键副连接卷筒10的一端驱动运动，直线轴承套17通过右轴伸组件连接卷筒10的另一端提供轴向支撑；卷筒10表面沿轴向设有多段螺旋结构的绳槽102，钢丝绳18卷绕在卷筒10的绳槽102上；每段绳槽102下方的底座7上方均固定安装有卷筒支撑轮组件5，卷筒支撑轮组件5连接卷筒10形成螺旋滑块副；卷筒10前方的左旁板2和右旁板16之间设有挡绳杆4，挡绳杆4上设有用于紧压钢丝绳18的挡绳套组件15；底座7前部沿卷筒10轴向方向设有将分别卷绕在多段绳槽102上的钢丝绳18从前部下方引出的滑轮组8，滑轮组8中的滑轮数量与绳槽102的段数相同；钢丝绳18沿卷筒10绳槽螺旋切线方向由卷筒10前方连接到滑轮组8后被转为水平方向引出卷扬机。

如图3、图5、图6所示，卷筒支撑轮组件5包括安装在左旁板2与右旁板16之间的支撑轮基座6和支撑轮基座6上的支撑轮51，支撑轮基座6位于底座7上方，每段绳槽102下方的支撑轮基座6上均固定安装有一对支撑轮51，如图5、图6所示，一对支撑轮51沿卷筒10轴向方向两侧布置并嵌入到卷筒10的绳槽102中形成螺旋滑块副。支撑轮51的轮缘面为圆弧形与绳槽102形状匹配并接触，每组的两个支撑轮51沿卷筒10周向布置。

当卷筒10转动时卷筒支撑轮组件5的轮子跟着转动，两者之间为滚动摩擦，绳槽102与支撑轮51轮缘面的相互作用迫使卷筒10在转动的同时沿着轴向移动，同时卷筒支撑轮组件5也承担了卷筒10上的载荷，起到辅助支撑的作用。

如图3所示，滚动花键副包括滚动花键轴套11和滚动花键电机轴12，滚动花键轴套11固定安装在卷筒10一端的轴孔内，滚动花键电机轴12的一端与减速电机1的输出轴同轴固定连接，滚动花键电机轴12的另一端套在滚动花键轴套11内形成轴向滑动和周向同轴运动连接。

右轴伸组件包括右端轴承套杯13和右轴14，右端轴承套杯13固定安装在卷筒10另一端的轴孔内，右轴14的一端通过滚动轴承套在右端轴承套杯13内形成转动连接，使卷筒10相对右轴14转动，滚动轴承定位于右端轴承套杯13内，右轴14在外轴承外侧设有轴肩，在内轴承外侧设有挡板，轴肩与挡板使得右轴14被轴向限位，右轴14的另一端套在直线轴承套17中轴向滑动连接。

卷扬机左端在减速电机1通过滚动花键电机轴12把转动与扭矩传递给卷筒10的同时，卷筒10还可以沿着滚动花键电机轴12轴向移动；卷扬机右端，由于卷筒10可相对于右轴14自由转动，右轴14可在右旁板16上的直线轴承套17内轴向移动，当减速电机1驱动卷筒10转动时，若有使卷筒10轴向移动的力，卷筒10则可带着右轴14作轴向移动，但右轴14在最小阻力定律的作用下并不旋转；卷筒10上的荷载主要由滚动花键电机轴12与右轴14承受。

如图1所示，卷筒10两侧设有卷筒挡边101，挡绳套组件15设置于卷筒10两端的卷筒挡边101之间，挡绳套组件15包括分别与多段绳槽102对应的中间挡套152和两端的翻边挡套151，挡绳套组件15轴向滑动套在挡绳杆4上，位于挡绳套组件15两端的两个翻边挡套151分别与两侧的卷筒挡边101刚好接触。每条钢丝绳18从相邻的中间挡套152和绳槽102之间由卷筒前方再向下引出连接到滑轮组8。当卷筒10水平移动时带动挡绳套组件15同时运动，从而使挡绳套组件15与卷筒10的相对位置保持不变。

滑轮组8包括滑轮架84和沿卷筒10轴向安装在滑轮架84上的多个滑轮83。如图1、图4所示，滑轮架84的两端轴头81分别插入到左旁板2和右旁板16的下侧部，并被固定于左旁板2和右旁板16外侧的锁片9旋转限位；轴头81穿出两旁板的端部设有一缺角82，左旁板2和右旁板16外侧均固定设有与缺角82配合的锁片9，锁片9卡在轴头81的缺角82上形成旋转限位。如图4所示，采用轴装式的滑轮组8安装紧凑，锁片9可以保证滑轮组8不能转动。

绳槽102为右旋螺旋槽。卷筒10靠近右旁板16时，每条钢丝绳18在绳槽102上至少缠绕3圈后向下再绕出卷筒10，钢丝绳18绕出卷筒10后通过对应的滑轮83转为水平方向远离卷扬机。钢丝绳18绕出卷筒10处的轴心线在与卷筒10轴线垂直的平面内。在卷筒转动与水平移动时，钢丝绳绕出卷筒的切点与绕进滑轮的切点的相对位置始终保持不变。

如图5所示，滑轮83的旋转轴垂直于卷筒10轴向，所有滑轮83依次以两个为一小组，每一小组的两个滑轮分别位于钢丝绳18绕出卷筒10处卷绕圆垂直向下相切线的前后两侧，优选的滑轮轴的垂直平面与进入滑轮83处的钢丝绳18之间夹角应小于2.5°，该偏角不仅减小了钢丝绳与滑轮的摩擦，而且使钢丝绳不易滑出滑轮槽。

具体实施中优选地，每一小组的两个滑轮的安装高度相同，但每个小组的位于同一侧位置的滑轮的安装高度不同。具体来说，每个小组滑轮中，位于同一侧位置的滑轮的安装高度沿卷筒10轴向方向依次升高，使得从每一个滑轮83引出的钢丝绳18不会交叉重叠。

本发明的具体实施工作过程如下：

该卷扬机的初始位置如图3所示，这时卷筒10位于最靠近右旁板16的位置，绕出卷筒10进入滑轮83的钢丝绳18与卷筒10的轴线垂直；从卷扬机右端方向看，当卷扬机驱动舞台吊杆上升时，减速电机1驱动卷筒10顺时针旋转，钢丝绳18被不断的卷绕到卷筒10上，在支撑轮51与绳槽102的作用下，卷筒10沿着其轴线向着左旁板2边旋转边移动。

当卷筒10旋转一周时其自身向左移动了一个槽距，所以钢丝绳18在卷筒10上缠绕一圈后，卷筒10与滑轮83之间的钢丝绳18仍保持与卷筒轴线垂直的状态。与此同时，挡绳套组件15在右边卷筒挡边101的带动下沿着挡绳杆4向左移动，中间挡套152与卷筒10之间的间隙使钢丝绳18有序地排列于绳槽102内而不至于乱绳。

在以上所述各项措施的保障下，舞台吊杆在整个上升过程中，钢丝绳18在卷筒10上有序地单层排列而没有脱槽的危险。

而舞台吊杆下降的过程则与上述过程相反。

由此可见，本发明将远距离布置的卷扬机和滑轮组组合，其技术效果显著突出，缩减了卷扬机与转向滑轮组之间的距离，并同样满足钢丝绳在卷进卷出卷筒与滑轮时钢丝绳对绳槽的偏角要求，有效杜绝了乱绳的危险，优于现有卷扬机，安全可靠、体积小、结构简单，能很好地适应空间高度不足或没有舞台天桥的老旧剧场或实验剧场等演艺场所的需要。

Claims (9)

1.一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，包括支架组件、减速电机(1)、直线轴承套(17)、卷筒(10)和多条钢丝绳(18)，支架组件包括左旁板(2)、右旁板(16)、底座(7)以及安装在左旁板(2)和右旁板(16)四角之间的四个定距杆(3)，减速电机(1)安装在支架组件左旁板(2)的外侧部，其输出轴与卷筒(10)同轴连接，直线轴承套(17)安装在右旁板(16)中间凸台孔内并与卷筒(10)同轴，其特征在于：

减速电机(1)通过滚动花键副连接卷筒(10)的一端驱动运动，直线轴承套(17)通过右轴伸组件连接卷筒(10)的另一端提供轴向支撑；卷筒(10)表面沿轴向设有多段螺旋结构的绳槽(102)，钢丝绳(18)卷绕在卷筒(10)的绳槽(102)上；每段绳槽(102)下方的底座(7)上方均固定安装有卷筒支撑轮组件(5)，卷筒支撑轮组件(5)连接卷筒(10)形成螺旋滑块副；卷筒(10)前方的左旁板(2)和右旁板(16)之间设有挡绳杆(4)，挡绳杆(4)上设有用于紧压钢丝绳(18)的挡绳套组件(15)；底座(7)前部沿卷筒(10)轴向方向设有将分别卷绕在多段绳槽(102)上的钢丝绳(18)从前部下方引出的滑轮组(8)；钢丝绳(18)沿卷筒(10)绳槽螺旋切线方向由卷筒(10)前方连接到滑轮组(8)后被转为水平方向引出卷扬机。

2.根据权利要求1所述的一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，其特征在于：所述的卷筒支撑轮组件(5)包括安装在左旁板(2)与右旁板(16)之间的支撑轮基座(6)和支撑轮基座(6)上的支撑轮(51)，支撑轮基座(6)位于底座(7)上方，每段绳槽(102)下方的支撑轮基座(6)上均固定安装有一对支撑轮(51)，一对支撑轮(51)沿卷筒(10)轴向方向的两侧布置并嵌入到卷筒(10)的绳槽(102)中形成螺旋滑块副。

3.根据权利要求1所述的一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，其特征在于：所述的滚动花键副包括滚动花键轴套(11)和滚动花键电机轴(12)，滚动花键轴套(11)固定安装在卷筒(10)一端的轴孔内，滚动花键电机轴(12)的一端与减速电机(1)的输出轴同轴固定连接，滚动花键电机轴(12)的另一端套在滚动花键轴套(11)内形成轴向滑动和周向同轴运动连接；

所述的右轴伸组件包括右端轴承套杯(13)和右轴(14)，右端轴承套杯(13)固定安装在卷筒(10)另一端的轴孔内，右轴(14)的一端通过滚动轴承套在右端轴承套杯(13)内形成转动连接，使卷筒(10)相对右轴(14)转动，右轴(14)的另一端套在直线轴承套(17)中轴向滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，其特征在于：所述的挡绳套组件(15)设置于卷筒(10)两端的卷筒挡边(101)之间，挡绳套组件(15)包括分别与多段绳槽(102)对应的中间挡套(152)和其两端的翻边挡套(151)，挡绳套组件(15)轴向滑动套在挡绳杆(4)上，位于挡绳套组件(15)两端的两个翻边挡套(151)分别与两侧的卷筒挡边(101)刚好接触。

5.根据权利要求1所述的一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，其特征在于：所述的滑轮组(8)包括滑轮架(84)和沿卷筒(10)轴向安装在滑轮架(84)上的多个滑轮(83)，滑轮(83)的旋转轴垂直于卷筒(10)轴向，滑轮架(84)的两端轴头(81)分别插入到左旁板(2)和右旁板(16)的下侧部，并被固定于左旁板(2)和右旁板(16)外侧的锁片(9)旋转限位；轴头(81)穿出两旁板的端部设有一缺角(82)，左旁板(2)和右旁板(16)外侧均固定设有与缺角(82)配合的锁片(9)，锁片(9)卡在缺角(82)的台阶面上形成旋转限位。

6.根据权利要求1所述的一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，其特征在于：所述的钢丝绳(18)绕出卷筒(10)处的轴心线在与卷筒(10)轴线垂直的平面内。

7.根据权利要求1所述的一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，其特征在于：所述的卷筒(10)靠近右旁板(16)时，每条钢丝绳(18)在绳槽(102)上至少缠绕3圈后向下再绕出卷筒(10)。

8.根据权利要求1所述的一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，其特征在于：所述的滑轮(83)的旋转轴垂直于卷筒(10)轴向，所有滑轮(83)依次以两个为一小组，每一小组的两个滑轮分别位于钢丝绳(18)绕出卷筒(10)处卷绕圆垂直向下相切线的前后两侧；每一小组的两个滑轮的安装高度相同；每个小组滑轮中，位于同一侧位置的滑轮的安装高度沿卷筒(10)轴向方向依次升高，使得从每一个滑轮(83)引出的钢丝绳(18)不会交叉重叠。

9.根据权利要求8所述的一种带转向滑轮的多吊点单层缠绕卷扬机，其特征在于：所述的滑轮轴的垂直平面与进入滑轮(83)处的钢丝绳(18)之间夹角小于2.5°。