CN105758355B - 缆绳牵引和测长装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缆绳牵引和测长装置，包括底座、主轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮以及转角测量装置，主动齿轮与从动齿轮上下相互啮合并具有大小可调节的啮合间隙，缆绳设置在该啮合间隙内。主轴在外力的驱动下旋转，并带动主动齿轮旋转，进一步带动从动齿轮的旋转，牵引缆绳前进；转角测量装置测量主轴的累积旋转角度，该累积旋转角度与缆绳牵引长度成比例。该装置不需要额外添加卷扬设备，使得该装置体积小巧、轻便；且由于主动齿轮与从动齿轮之间的啮合间隙的大小可调，使得不同粗细的缆绳均可穿过该啮合间隙，且可调节缆绳与主动齿轮及从动齿轮之间的摩擦力，从而可有效避免缆绳与主动齿轮及从动齿轮之间的打滑现象，确保了测量的精度。

Description

缆绳牵引和测长装置

技术领域

本发明涉及位移测量技术领域，尤其涉及一种缆绳牵引和测长装置。

背景技术

缆绳是测量长度常用的一种工具，例如在水利海洋领域，通常需要使用缆绳来测量水的深度；在野外勘探领域，通常需要使用缆绳来测量隧道（或井）的深度。

目前，缆绳一般采用手动或电动绞车牵引，借助缆绳和测量轮的摩擦力，在缆绳行进时带动测量轮旋转，累积测量轮旋转角度可以测量缆绳行进的长度。然而这种方式存在以下问题：

1）电动绞车难以在缺乏电力的野外使用；并且较粗或很长的缆绳，其牵引收拢的体积很大，造成绞车笨重难以运输携带。

2）缆绳长度方向上的粗细、摩擦系数、牵引力等因素变化时会导致缆绳与测量轮打滑，影响测量精度。

因此，有必要对现有的缆绳牵引和测长装置进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缆绳牵引和测长装置，以解决现有的缆绳牵引和测长装置不够小巧轻便且牵引过程中缆绳容易打滑的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种缆绳牵引和测长装置，包括：

底座；

主轴，支撑在所述底座上；

主动齿轮，安装在所述主轴上；

从动轴，支撑在所述底座上；

从动齿轮，安装在所述从动轴上，且所述主动齿轮与所述从动齿轮上下相互啮合并具有啮合间隙，缆绳设置在所述主动齿轮与所述从动齿轮之间的啮合间隙内；并且所述啮合间隙的大小可调；

转角测量装置，安装在所述主轴上；其中

所述主轴在外部动力的驱动下旋转，且所述主轴的旋转带动所述主动齿轮旋转，所述主动齿轮的旋转带动所述从动齿轮的旋转，并牵引所述缆绳前进；所述转角测量装置测量所述主轴的累积旋转角度，该累积旋转角度与缆绳穿过啮合间隙的长度成比例。

在本发明的一个实施例中，所述主轴通过主动支撑部件支撑在所述底座上，所述从动轴通过从动支撑部件支撑在所述底座上；通过调节所述主动支撑部件和/或所述从动支撑部件的高度来调节所述啮合间隙的大小。

在本发明的一个实施例中，所述主动支撑部件包括若干主动轴承支撑部，每个主动轴承支撑部包括主动轴承支架以及主动支撑轴承，所述主动轴承支架设置在所述底座上，所述主动支撑轴承由所述主动轴承支架支撑，并且所述主动支撑轴承支撑所述主轴。

在本发明的一个实施例中，所述从动支撑部件包括若干从动轴承支撑部，每个从动轴承支撑部包括从动轴承支架以及从动支撑轴承，所述从动轴承支架设置在所述底座上，所述从动支撑轴承由所述从动轴承支架支撑，并且所述从动支撑轴承支撑所述从动轴。

在本发明的一个实施例中，所述主动齿轮以及所述从动齿轮的圆周上设置有凹槽。

在本发明的一个实施例中，所述主动齿轮以及所述从动齿轮均分别包括带凹槽的齿轮以及齿轮固定轴，所述带凹槽的齿轮固定在所述齿轮固定轴上。

在本发明的一个实施例中，所述转角测量装置通过安装支架支撑在所述底座上。

在本发明的一个实施例中，所述转角测量装置为旋转编码器。

在本发明的一个实施例中，所述转角测量装置包括测量轮以及机械式计米器，所述测量轮固定在所述主轴上，所述机械式计米器由所述测量轮带动。

在本发明的一个实施例中，所述底座上还设置有底座安装孔。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1）本发明提供的缆绳牵引和测长装置，可通过外部动力驱动主轴的旋转，该外部动力可以为人力或其它动力装置，从而不需要额外添加卷扬设备，使得本发明提供的装置体积小巧、轻便，便于运输和携带；并且由于可通过人力来驱动本装置，因而使得本装置特别适用于野外无电的条件下使用；

2）本发明提供的缆绳牵引和测长装置，其主动齿轮与从动齿轮之间的啮合间隙的大小可调，从而使得不同粗细的缆绳均可穿过该啮合间隙，并且通过调整该啮合间隙的大小，可调节缆绳与主动齿轮及从动齿轮之间的摩擦力，使得缆绳与主动齿轮及从动齿轮之间的摩擦力足够大，从而可有效避免缆绳与主动齿轮及从动齿轮之间的打滑现象；并且由于缆绳在牵引过程中难以打滑，且转角测量装置累积的角度与缆绳牵引过的长度成严格的比例关系，因而从根本上保证了本装置的测量精度；

3）本发明提供的缆绳牵引和测长装置，其主动齿轮以及从动齿轮的圆周上设置有凹槽，从而可防止缆绳在牵引过程中跑偏滑出啮合间隙。

附图说明

图1为本发明实施例提供的缆绳牵引和测长装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的缆绳牵引和测长装置的齿轮啮合牵引缆绳的示意图；

图3为本发明实施例提供的齿轮凹槽的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的缆绳牵引和测长装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参阅图1及图2，如图1及图2所示，本发明实施例提供的缆绳牵引和测长装置，包括底座18、主轴1、主动齿轮7、从动轴9、从动齿轮11以及转角测量装置6，其中：

主轴1及从动轴9均支撑在底座上18上，主动齿轮7与转角测量装置6均安装在主轴1上，从动齿轮11安装在从动轴9上，且主动齿轮7与从动齿轮11上下相互啮合并具有啮合间隙，缆绳10设置在主动齿轮7与从动齿轮11之间的啮合间隙内；并且该啮合间隙的大小可调。具体地，缆绳10与主动齿轮7及从动齿轮11之间的位置关系如图2所示。

主轴1在外部动力的驱动下旋转，且主轴1的旋转带动主动齿轮7旋转，主动齿轮7的旋转带动从动齿轮11的旋转，并牵引缆绳10前进；转角测量装置6测量主轴1的累积旋转角度，该累积旋转角度与缆绳10穿过啮合间隙的长度成比例。

本发明提供的缆绳牵引和测长装置，可通过外部动力驱动主轴的旋转，该外部动力可以为人力或其它动力装置，从而不需要额外添加卷扬设备，使得本发明提供的装置体积小巧、轻便，便于运输和携带；并且由于可通过人力来驱动本装置，因而使得本装置特别适用于野外无电的条件下使用。

并且，由于主动齿轮与从动齿轮之间的啮合间隙的大小可调，从而使得不同粗细的缆绳均可穿过该啮合间隙，并且通过调整该啮合间隙的大小，可调节缆绳与主动齿轮及从动齿轮之间的摩擦力，使得缆绳与主动齿轮及从动齿轮之间的摩擦力足够大，从而可有效避免缆绳与主动齿轮及从动齿轮之间的打滑现象；并且由于缆绳在牵引过程中难以打滑，且转角测量装置累积的角度与缆绳牵引过的长度成严格的比例关系，因而从根本上保证了本装置的测量精度。

其中，主轴1通过主动支撑部件支撑在底座18上，从动轴9通过从动支撑部件支撑在底座18上；通过调节主动支撑部件和/或从动支撑部件的高度来调节啮合间隙的大小。具体地，主动支撑部件包括若干主动轴承支撑部，每个主动轴承支撑部包括主动轴承支架以及主动支撑轴承，主动轴承支架设置在底座18上，主动支撑轴承由主动轴承支架支撑，并且主动支撑轴承支撑主轴1。例如，在图1的示例中，主动支撑部件包括两个主动轴承支撑部，分别记为左主动轴承支撑部及右主动轴承支撑部，其中，左主动轴承支撑部包括左主动轴承支架4以及左主动支撑轴承2，右主动轴承支撑部包括右主动轴承支架5以及右主动支撑轴承3。

从动支撑部件包括若干从动轴承支撑部，每个从动轴承支撑部包括从动轴承支架以及从动支撑轴承，从动轴承支架设置在底座18上，从动支撑轴承由从动轴承支架支撑，并且从动支撑轴承支撑从动轴9。例如，在图1的示例中，从动支撑部件包括两个从动轴承支撑部，分别记为左从动轴承支撑部及右从动轴承支撑部，其中，左从动轴承支撑部包括左从动轴承支架14以及左从动支撑轴承12，右从动轴承支撑部包括右从动轴承支架15以及右从动支撑轴承13。

在本发明的一个具体实施例中，例如可通过调节左从动轴承支架14和右从动轴承支架15的高度来调节主动齿轮7与从动齿轮11之间的啮合间隙，使得不同粗细的缆绳10均可穿过该啮合间隙，同时通过调整啮合间隙使得缆绳10与主动齿轮7及从动齿轮11之间的摩擦力足够大，缆绳10和齿轮之间难以打滑，在外部动力驱动主轴1旋转时牵引缆绳前进。

当然，本发明并不以此为限，还可以通过调节左主动轴承支架4和右主动轴承支架5的高度来调节主动齿轮7与从动齿轮11之间的啮合间隙，也可以同时调节左主动轴承支架4和右主动轴承支架5以及左从动轴承支架14和右从动轴承支架15的高度来调节主动齿轮7与从动齿轮11之间的啮合间隙。

在优选实施例中，为了防止缆绳在牵引过程中跑偏滑出啮合间隙，主动齿轮7以及从动齿轮11的圆周上设置有凹槽；其具体方式可为：主动齿轮以及从动齿轮均分别包括带凹槽的齿轮41以及齿轮固定轴42，带凹槽的齿轮41固定在齿轮固定轴42上；如图3所示。

在本发明的一个实施例中，转角测量装置6通过安装支架8支撑在底座18上，并安装在主轴1上，从而可降低主轴1的负重，有利于主轴顺畅地旋转。

关于转角测量装置6，其具体实现形式例如可为旋转编码器，通过在主轴1上配置旋转编码器，利用旋转编码器测量主轴1累积旋转过的角度并利用该累积旋转过的角度与缆绳牵引过的长度之间的比例关系，就可以测量缆绳牵引过的长度。关于该比例关系，例如可以为主轴旋转360度角度对应的缆绳牵引的长度为主轴的周长。

当然，另一种转角测量装置6的具体实现形式还可以为通过测量轮以及机械式计米器实现，其中测量轮固定在主轴1上，机械式计米器由测量轮带动，由测量轮测量主轴1累积旋转过的角度，并直接通过机械式计米器将累计角度转化为缆绳牵引的长度。由于测量轮和机械式计米器的传动关系较为固定，可避免缆绳直接带动计米器产生的打滑现象，并且由于机械式计米器不需要电力，因而特别适合野外测量。

在本发明的一个实施例中，底座18上还设置有底座安装孔16、17，通过底座安装孔将整个装置安装在固定装置上或者直接安装在地面上，从而使得本装置可在各种条件下灵活使用。

综上所述，本发明提供了一种缆绳牵引和测长装置，包括底座、主轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮以及转角测量装置，其中主轴及从动轴均支撑在底座上上，主动齿轮与转角测量装置均安装在主轴上，从动齿轮安装在从动轴上，且主动齿轮与从动齿轮上下相互啮合并具有啮合间隙，缆绳设置在主动齿轮与从动齿轮之间的啮合间隙内；并且该啮合间隙的大小可调。主轴在外部动力的驱动下旋转，且主轴的旋转带动主动齿轮旋转，主动齿轮的旋转带动从动齿轮的旋转，并牵引缆绳前进；转角测量装置测量主轴的累积旋转角度，该累积旋转角度与缆绳穿过啮合间隙的长度成比例。本发明提供的缆绳牵引和测长装置，不需要额外添加卷扬设备，使得本发明提供的装置体积小巧、轻便；并且由于主动齿轮与从动齿轮之间的啮合间隙的大小可调，从而使得不同粗细的缆绳均可穿过该啮合间隙，并且通过调整该啮合间隙的大小，可调节缆绳与主动齿轮及从动齿轮之间的摩擦力，从而可有效避免缆绳与主动齿轮及从动齿轮之间的打滑现象。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种缆绳牵引和测长装置，其特征在于，包括：

底座；

主轴，支撑在所述底座上；

主动齿轮，安装在所述主轴上；

从动轴，支撑在所述底座上；

从动齿轮，安装在所述从动轴上，且所述主动齿轮与所述从动齿轮上下相互啮合并具有啮合间隙，缆绳设置在所述主动齿轮与所述从动齿轮之间的啮合间隙内；并且所述啮合间隙的大小可调；

转角测量装置，安装在所述主轴上；其中

所述主轴在外部动力的驱动下旋转，且所述主轴的旋转带动所述主动齿轮旋转，所述主动齿轮的旋转带动所述从动齿轮的旋转，并牵引所述缆绳前进；所述转角测量装置测量所述主轴的累积旋转角度，该累积旋转角度与缆绳穿过啮合间隙的长度成比例。

2.如权利要求1所述的缆绳牵引和测长装置，其特征在于，所述主轴通过主动支撑部件支撑在所述底座上，所述从动轴通过从动支撑部件支撑在所述底座上；通过调节所述主动支撑部件和/或所述从动支撑部件的高度来调节所述啮合间隙的大小。

3.如权利要求2所述的缆绳牵引和测长装置，其特征在于，所述主动支撑部件包括若干主动轴承支撑部，每个主动轴承支撑部包括主动轴承支架以及主动支撑轴承，所述主动轴承支架设置在所述底座上，所述主动支撑轴承由所述主动轴承支架支撑，并且所述主动支撑轴承支撑所述主轴。

4.如权利要求2所述的缆绳牵引和测长装置，其特征在于，所述从动支撑部件包括若干从动轴承支撑部，每个从动轴承支撑部包括从动轴承支架以及从动支撑轴承，所述从动轴承支架设置在所述底座上，所述从动支撑轴承由所述从动轴承支架支撑，并且所述从动支撑轴承支撑所述从动轴。

5.如权利要求1或2所述的缆绳牵引和测长装置，其特征在于，所述主动齿轮以及所述从动齿轮的圆周上设置有凹槽。

6.如权利要求5所述的缆绳牵引和测长装置，其特征在于，所述主动齿轮以及所述从动齿轮均分别包括带凹槽的齿轮以及齿轮固定轴，所述带凹槽的齿轮固定在所述齿轮固定轴上。

7.如权利要求1所述的缆绳牵引和测长装置，其特征在于，所述转角测量装置通过安装支架支撑在所述底座上。

8.如权利要求1或7所述的缆绳牵引和测长装置，其特征在于，所述转角测量装置为旋转编码器。

9.如权利要求1或7所述的缆绳牵引和测长装置，其特征在于，所述转角测量装置包括测量轮以及机械式计米器，所述测量轮固定在所述主轴上，所述机械式计米器由所述测量轮带动。

10.如权利要求1所述的缆绳牵引和测长装置，其特征在于，所述底座上还设置有底座安装孔。