CN105692351A - 一种系留绳收放装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种系留绳收放装置，属于浮空平台领域。本发明包括收卷装置、牵引装置和排线装置，收卷装置包括与液压传动装置相连的收卷筒，牵引装置包括与液压传动装置相连的第一牵引轮和第二牵引轮，第一牵引轮和第二牵引轮上刻有相互对应的斜槽，缆绳缠绕在第一牵引轮与第二牵引轮上是以8字形反复交替缠绕并以单层多圈缠绕方式，排线装置位于收卷装置和牵引装置之间，排线装置采用多个伺服电机控制缆绳收卷方向和力度。本发明采用液压传动的方式减少了体积和重量，降低了能源消耗，且本装置在收放缆绳的过程中，其设计充分考虑到对缆绳收放的平稳控制及对缆绳的保护，确保了系留平台的使用安全。

Description

一种系留绳收放装置
技术领域
本发明属于浮空平台领域，更具体地说，涉及一种系留绳收放装置。
背景技术
系留气球是一种无动力气球飞行器，属于浮空器的一种，气球用系留绳与地面设施连接，球体内充氦气，依靠浮力悬停在空中，主要应用于大气边界层探测。气球可携带自记仪器、无线电遥测仪器；或可通过缆绳传送信息的仪器；也可掉挂仪器在几个预定高度进行梯度观测，用聚酯薄膜制作的大型球，可带几十公斤的仪器。系留气球作为各种通讯、监测和雷达等设备的搭载平台，具有非常重要的作用和无可比拟的优势。
但是氦气飞艇浮空器(系留气球)操作复杂、维护繁琐、使用费用高昂，难以普及，常在高端的军事侦查中应用，但当发生自然灾害灾区的移动通讯受到严重影响时，作为通讯应急系统，氦气飞艇浮空器并不具有优势，系留热气飞艇浮空平台作为一种新的系留浮空平台，通过携带不同任务设备，不仅能够作为重大灾害情况下的应急通讯平台，还能够完成空中监控、电子侦查、电子干扰、通讯中继、科学试验等各种军用和民用任务。
不管是氦气飞艇浮空器还是系留热气飞艇浮空平台，浮空平台均需要通过一套系留绳收放装置牵引和放出缆绳实现气球的空中驻留和升降功能。传统的系留绳收放装置通常采用电机减速机等机械传动或由电气控制，机械式驱动是通过液力藕合器，可以在堵转工况下产生最大扭矩，但是驱动部件间的固定几何位置关系决定着系统的设计布局，其传动系体积尺寸大，安装布局复杂，原动机位置是不可变的，经常需要精密加工的平面和精密的部件定位，效率低，具有环境因素的限制，另外机械式驱动绞车在有负载的情况下难以取得平稳的反转。电气控制一般采用常规定速电机驱动，较为复杂，故障率高，安全性能低，且不能低速启动和平滑变速。而液压传动在工程机械领域应用极广，在低速大扭矩的传动场合具有和机械、电气无法比拟的优势。
系留平台的使用具有高科技前沿的功能与要求，为了保证系留平台的工作可靠和安全，系留缆绳收放装置必须能够可靠地实现承载牵引、驻留以及对缆绳的保护等功能。现有的系留绳收放装置缠绕缆绳时，缆绳在承载情况下会受到很大的侧压力，系留绳外部保护包皮经过多次收放后会很快磨损，从而降低缆绳使用寿命，甚至导致缆绳失效危及整个系统的安全。另外缆绳在收放设备上打滑，相互缠绞都会危及到系统安全。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明提出了一种系留绳收放装置，采用液压传动的方式减少了体积和重量，降低了能源消耗，在低速大扭矩的传动场合具有和机械、电气无法比拟的优势，且本装置在收放缆绳的过程中，其设计充分考虑到对缆绳收放的平稳控制及对缆绳的保护，确保了系留平台的使用安全。
2.技术方案
本发明的一种系留绳收放装置，包括设置在底板上的收卷装置、牵引装置和排线装置，所述的收卷装置包括收卷筒，所述的收卷筒与液压传动装置相连；所述的牵引装置包括底座Ⅱ、安装在底座Ⅱ上的第一牵引轮与第二牵引轮，所述第一牵引轮的一侧设有液压传动装置，所述第二牵引轮的一侧设有液压传动装置，所述的排线装置位于收卷装置和牵引装置之间，用于将经过牵引装置传送回的缆绳整齐的收回排列在收卷筒上或反向放出缆绳，上述的液压传动装置均通过油管与油泵相连。
作为本发明的进一步改进，所述第一牵引轮与所述第二牵引轮并排设置且轴线方向平行，所述第一牵引轮的另一侧设有液压碟刹装置，所述第二牵引轮的另一侧设有液压碟刹装置；所述的第一牵引轮和第二牵引轮上刻有斜槽，其中，第一牵引轮上的斜槽与第二牵引轮上的斜槽相互对应，缆绳缠绕在所述第一牵引轮与所述第二牵引轮上是以8字形反复交替缠绕并以单层多圈缠绕方式。
作为本发明的进一步改进，所述第一牵引轮、第二牵引轮的液压传动装置包括行星减速机和牵引轮回转马达，牵引轮回转马达将动力通过行星减速机传输给第一牵引轮和第二牵引轮。
作为本发明的进一步改进，所述的牵引装置一端设有导线装置，所述的导线装置在缆绳进入导线装置的位置设有水平滚筒，并由两组垂直滚筒引导缆绳进入牵引装置；所述的牵引装置的另一端设有导绳架，导绳架上开有导绳环，缆绳从导绳环离开牵引装置。
作为本发明的进一步改进，所述的第一牵引轮和第二牵引轮还设有压线滚筒。
作为本发明的进一步改进，所述的收卷装置还包括底座Ⅰ，所述收卷筒安装在所述底座Ⅰ上，所述收卷筒的转轴支设在底座Ⅰ上，该转轴一端与设置在底座Ⅰ外侧的一个液压传动装置相连，该液压传动装置包括行星减速机和收卷筒回转马达，收卷筒回转马达将动力通过行星减速机传输给收卷筒的转轴。
作为本发明的进一步改进，还包括液压泵站，所述的牵引轮回转马达和收卷筒回转马达均通过油管与液压泵站相连。
作为本发明的进一步改进，所述的液压泵站包括主油泵电机、备用油泵电机和控制阀组。
作为本发明的进一步改进，所述的收卷装置还包括导向轮组，导向轮组设置于排线装置的入口处，所述导向轮组包括两组垂直滚筒，导向轮组用于将缆绳导向进入排线装置。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种系留绳收放装置，收卷装置及牵引装置采用液压传动，通过液压马达(回转马达)驱动行星减速器进行传动，减小设备体积和重量、简化电气控制程序、降低能源消耗、减少故障率，且一般的电动绞车会在系留缆绳收卷和释放过程由于情况不同会逐渐产生不同的张力，绳索受力不均，收卷装置的收卷系统采用液压马达传动，可以方便实现涨紧力的过载保护及实时调整，因为液压本身就具有过载保护功能，液压马达通过液压阀可以自如调整液压传动装置的扭矩，只要在液压马达的最大扭矩范围内，来自缆绳另一端的力矩并不稳定时，收卷装置的液压动力传输部分也可以根据压力无极调速，使得缆绳能够均匀紧密、受力均衡地缠绕在收卷筒上，即保护了缆绳，更保证了浮空平台稳定升空或回收，降低了环境对系统的影响。
(2)本发明的一种系留绳收放装置，系统采用液压动力传输为动力传输，可以在不用配置专门外动力的情况下从工程车辆内获取液压源，实现动力传输，液压泵站设置了主油泵电机和备用油泵电机，可以满足正常工作状态仅需要1个油泵电机，以及特殊工作状态1个油泵电机不够的情况，紧急工作状态采用2台油泵电机同时运行，可以达到最大运行速度及拉力，从而降低能源损耗。
(3)本发明的一种系留绳收放装置，与直接采用收卷装置收回或放出缆绳相比，牵引装置可以提供收、放所需要的足够的牵引力和制动力并能够达到要求的收放速度，提前给系留缆绳释放张力，再由排线装置排线，可以使得缆绳在收卷筒上缠绕时不受侧压力，能够均匀紧密的缠绕在收卷筒上，保护缆绳及保证浮空平台的安全使用。
(4)本发明的一种系留绳收放装置，牵引轮并排设置两个，缆绳从两个牵引轮上以8字形反复交替缠绕并以单层多圈缠绕方式缠绕，可以最大程度的降低缆绳的张力集中在某一小段上，能够均匀分布缆绳的张力，不仅能够保护缆绳而且还能保证浮空平台的低功耗顺利升空或回收，且两个牵引轮上开有相互对应的斜槽，缆绳侧向压力减少且能平缓的以8字形反复交替缠绕在牵引轮上。
(5)本发明的一种系留绳收放装置，牵引装置设有导线装置和导绳环，排线装置设有导向轮组，导线装置和导向轮组均是采用滚筒的形式导引缆绳，满足了缆绳高精度保护的要求。
(6)本发明的一种系留绳收放装置，原理简单但却能实现高精专的缆绳保护要求，成本低、省能耗、适应性广，便于推广使用。
附图说明
图1为本发明的系留绳收放装置的结构示意图；
图2为本发明中收卷装置及排线装置组合的结构示意图；
图3为本发明中牵引装置的结构示意图；
图4为本发明中液压泵站结构示意图；
图5为本发明的实施例1中系留绳收放装置安装在锚泊车上的结构示意图；
示意图中的标号说明：
1、收卷装置；2、牵引装置；3、排线装置；5、液压泵站；6、锚泊车；7、缆绳；11、收卷筒；12、收卷筒回转马达；13、底座Ⅰ；21、底座Ⅱ；22、牵引轮回转马达；23、第一牵引轮；24、第二牵引轮；25、压线滚筒；26、导线装置；27、导绳架；28、导绳环；33、导向轮组；51、主油泵电机；52、备用油泵电机；53、控制阀组。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
如图1到图4所示，本发明的一种系留绳收放装置，其包括设置在底板上的收卷装置1、牵引装置2、排线装置3和液压泵站5，如图2所示，所述的收卷装置1包括收卷筒11和底座Ⅰ13，所述收卷筒11安装在所述底座Ⅰ13上，所述收卷筒11的转轴支设在底座Ⅰ13上，该转轴一端与设置在底座Ⅰ13外侧的一个液压传动装置相连，该液压传动装置包括行星减速机和收卷筒回转马达12，收卷筒回转马达12将动力通过行星减速机传输给收卷筒11的转轴。如图3所示，所述的牵引装置2包括底座Ⅱ21、安装在底座Ⅱ21上的第一牵引轮23和第二牵引轮24，所述第一牵引轮23与所述第二牵引轮24并排设置且轴线方向平行，所述第一牵引轮23、第二牵引轮24的一端各与一个液压传动装置相连，该液压传动装置包括行星减速机和牵引轮回转马达22，牵引轮回转马达22将动力通过行星减速机传输给上述转轴，所述第一牵引轮23、第二牵引轮24的另一端各与一个液压碟刹装置相连。所述的第一牵引轮23和第二牵引轮24上刻有斜槽，其中，第一牵引轮23上的斜槽与第二牵引轮24上的斜槽相互对应，缆绳7缠绕在所述第一牵引轮23与所述第二牵引轮24上是以8字形反复交替缠绕并以单层多圈缠绕方式。所述的牵引装置2一端设有导线装置26，所述的导线装置26在缆绳7进入导线装置26的位置设有水平滚筒，并由两组垂直滚筒引导缆绳7进入牵引装置2；所述的牵引装置2的另一端设有导绳架27，导绳架27上开有导绳环28，缆绳7从导绳环28离开牵引装置2。所述的第一牵引轮23和第二牵引轮24还设有压线滚筒25。所述的排线装置3位于收卷装置1和牵引装置2之间，用于将经过牵引装置2传送回的缆绳7整齐的收回排列在收卷筒11上或反向放出缆绳7。所述的收卷装置1还包括导向轮组33，导向轮组33设置于排线装置3的入口处，所述导向轮组33包括两组垂直滚筒，导向轮组33用于将缆绳7导向进入排线装置3。如图4所示，所述的液压泵站5包括主油泵电机51、备用油泵电机52和控制阀组53，上述的牵引轮回转马达22和收卷筒回转马达12均通过油管与油泵电机相连。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图5所示，本实施例的一种系留绳收放装置，连着底板安装在锚泊车6上，可以直接从工程车辆内获取液压源，实现动力传输。且锚泊车6可移动，适应浮空平台位置变动的调整。本实施例中缆绳7在牵引轮上通过单层多圈缠绕，将缆绳7下端张力衰减后，缠绕在收卷筒11上。正常放飞浮空平台时，操作牵引装置2、收卷装置1和排线装置3，将缆绳7从收卷筒11上释放，浮空平台依靠浮力牵引缆绳7放出。回收气球时，操作相关设备反向转动，将缆绳7整齐地回收缠绕在收卷筒11上，实现气球高度下降。本实施例中在第一牵引轮23与排线手37之间还设有滑轮，安装有速度传感器，可以计算缆绳7的释放或回收速度与长度，与控制系统联通信息，可以准确掌握缆绳7状态并可以根据浮空平台释放或回收的要求，来调整牵引装置2的回转速度。
实施例2
本实施例中，一种系留绳收放装置系统设有手动模式和自动模式，可以根据需要自行调整，并且本实施例中，动力输出的所有管路连接头采用快速自封式接头，可根据需要更换不同动力源，更换便捷安全。当处于紧急情况时，例如失电的情况下，可以选则手动模式，将接入液压泵站5的管路接入手动油泵，可以完全不需要电能依然满足浮空平台回收的需求。
实施例3
正常情况下，系统只需要一个主油泵电机51就能满足要求，但是本实施例需要进入紧急工作模式中时，这时还有备用油泵电机52待用，2台电机同时运行，可以达到最大运行速度及拉力，从而降低能源损耗。
实施例4
为了最大程度的保护缆绳不过分受到侧压力的损害，本实施例采取了以下措施：在收卷装置1的基础上额外设置本发明的牵引装置2，排线的时候通过本发明的排线装置3排线，在排线装置3处设有导向轮组33，在牵引装置2处设有导线装置26和导绳架27。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种系留绳收放装置，其特征在于：其包括设置在底板上的收卷装置(1)、牵引装置(2)和排线装置(3)，所述的收卷装置(1)包括收卷筒(11)，所述的收卷筒(11)与液压传动装置相连；所述的牵引装置(2)包括底座Ⅱ(21)、安装在底座Ⅱ(21)上的牵引轮，所述牵引轮的一侧设有液压传动装置，所述的排线装置(3)位于收卷装置(1)和牵引装置(2)之间，用于将经过牵引装置(2)传送回的缆绳(7)整齐的收回排列在收卷筒(11)上或反向放出缆绳(7)，上述的液压传动装置均通过油管与油泵相连。
2.根据权利要求1所述的一种系留绳收放装置，其特征在于：牵引轮包括第一牵引轮(23)和第二牵引轮(24)，所述第一牵引轮(23)与所述第二牵引轮(24)并排设置且轴线方向平行，所述第一牵引轮(23)的另一侧设有液压碟刹装置，所述第二牵引轮(24)的另一侧设有液压碟刹装置；所述的第一牵引轮(23)和第二牵引轮(24)上刻有斜槽，其中，第一牵引轮(23)上的斜槽与第二牵引轮(24)上的斜槽相互对应，缆绳(7)缠绕在所述第一牵引轮(23)与所述第二牵引轮(24)上是以8字形反复交替缠绕并以单层多圈缠绕方式。
3.根据权利要求2所述的一种系留绳收放装置，其特征在于：所述第一牵引轮(23)、第二牵引轮(24)的液压传动装置包括行星减速机和牵引轮回转马达(22)，牵引轮回转马达(22)将动力通过行星减速机传输给第一牵引轮(23)和第二牵引轮(24)。
4.根据权利要求3所述的一种系留绳收放装置，其特征在于：所述的牵引装置(2)一端设有导线装置(26)，所述的导线装置(26)在缆绳(7)进入导线装置(26)的位置设有水平滚筒，并由两组垂直滚筒引导缆绳(7)进入牵引装置(2)；所述的牵引装置(2)的另一端设有导绳架(27)，导绳架(27)上开有导绳环(28)，缆绳(7)从导绳环(28)离开牵引装置(2)。
5.根据权利要求4所述的一种系留绳收放装置，其特征在于：所述的第一牵引轮(23)和第二牵引轮(24)还设有压线滚筒(25)。
6.根据权利要求3或5所述的一种系留绳收放装置，其特征在于：所述的收卷装置(1)还包括底座Ⅰ(13)，所述收卷筒(11)安装在所述底座Ⅰ(13)上，所述收卷筒(11)的转轴支设在底座Ⅰ(13)上，该转轴一端与设置在底座Ⅰ(13)外侧的一个液压传动装置相连，该液压传动装置包括行星减速机和收卷筒回转马达(12)，收卷筒回转马达(12)将动力通过行星减速机传输给收卷筒(11)的转轴。
7.根据权利要求6所述的一种系留绳收放装置，其特征在于：还包括液压泵站(5)，所述的牵引轮回转马达(22)和收卷筒回转马达(12)均通过油管与液压泵站(5)相连。
8.根据权利要求7所述的一种系留绳收放装置，其特征在于：所述的液压泵站(5)包括主油泵电机(51)、备用油泵电机(52)和控制阀组(53)。
9.根据权利要求8所述的一种系留绳收放装置，其特征在于：所述的收卷装置(1)还包括导向轮组(33)，导向轮组(33)设置于排线装置(3)的入口处，所述导向轮组(33)包括两组垂直滚筒，导向轮组(33)用于将缆绳(7)导向进入排线装置(3)。
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