CN106946173A - 一种能自动调整吊箱水平的水文吊箱升降装置 - Google Patents

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Abstract

一种能自动调整吊箱水平的水文吊箱升降装置，属于水文测验技术领域，其特征在于是一种通过控制电机的正反转以及离合器开合，使仅左侧或左右侧卷筒同步旋转，随时随地调整吊箱水平的，可以在任何位置任何高度自动动态地调整自身水平，保持自身平衡稳定,以保证水文测量数据准确和工作平台安全的升降装置。该装置可以很好的解决现广泛用于水文观测站的吊箱升降装置不可调整水平，寿命短，不安全等问题。

Description

一种能自动调整吊箱水平的水文吊箱升降装置
技术领域
本发明为一种能自动调整吊箱水平的水文吊箱升降装置,属于水文测验技术领域，具体涉及一种通过控制电机的正反转以及离合器开合，使仅左侧或左右侧卷筒同步旋转，随时随地调整吊箱水平的，可以在任何位置任何高度自动动态地调整自身水平，保持自身平衡稳定,以保证水文测量数据准确和工作平台安全的升降装置。
背景技术
水文部门常年对河道的水文要素进行测验，经常借助的工具就是水文吊箱。吊箱上搭载测试仪器或人，通过架设在水面上方的缆道，移动到河流水面上方的某一位置，通过吊箱上卷筒的收放线来提升或下放吊箱，以进行水文观测。现在常用的水文吊箱的升降装置一般是用一个电机通过减速器驱动一根轴,轴置于吊箱底部中间位置,轴两端各有一个卷筒位于吊箱两侧面，每个卷筒上有两个绳槽，分别缠绕两根绳索，通过导向轮引导到吊箱的前后位置。卷筒转动可以收放绳索，以此带动吊箱升降。其状态为缆道一般比较长且大于河宽,缆道在河面上有一定弧度，中间部分近似水平，且绳索呈悬链线状悬垂于河面上方。这样传统的吊箱升降装置会存在一些问题,一是由于吊箱前后的绳索由同在一根轴上的两个卷筒带动，绳索的收放长度是一样的，因此吊箱前后部分的升降距离一样，不可调节,因为绳索成悬链线状，中间部分近似水平，吊箱在中间位置时，吊箱近似水平，吊箱升降时前后升降的距离一致，吊箱升降后仍然近似水平，对测量结果的影响不大。但是到了缆道两边靠近河岸的位置，缆道明显不水平,成倾斜状，因为吊箱前后位置绳索收放长度相同，这就造成了吊箱的倾斜，升降之后吊箱仍然倾斜,不可调节。吊箱倾斜造成搭载其上的悬杆不竖直，会使测量的水深数据等不准确。如果上面有人的话，也会存在不安全因素。二是即使认为缆道的中间位置近似水平，但是因为吊箱前后位置的绳索由同一根轴带动，如果绳索在同一卷筒的两个线槽里面缠绕的均匀度不一样，就会造成虽然卷筒旋转了同样的圈数，但吊箱前后位置升降的距离不一样，从而导致吊箱不水平，给测量造成干扰。其次，在这种结构下，吊箱的重量全部集中在一根轴上，轴的受力较大,影响轴的寿命,甚至造成安全隐患。另外由于是单根轴受力，造成吊箱的不稳定，外型上也不太美观。总体而言，目前的水文吊箱升降装置不太完善，对水文测验的准确度造成较大影响，也存在安全隐患。
发明内容
本发明为一种能调整吊箱水平的水文吊箱升降装置，目的在于为解决上述现有装置存在的问题，从而提供一种通过控制电机的正反转以及离合器开合，使仅左侧或左右侧卷筒同步旋转，随时随地调整吊箱水平的，能使吊箱可以在任何位置任何高度自动动态地调整自身水平，保持自身平衡稳定,以保证水文测量数据准确和工作平台安全的水文吊箱升降装置。
本发明为一种能调整吊箱水平的水文吊箱升降装置，其特征在于是一种通过控制电机的正反转以及离合器开合，使仅左侧或左右侧卷筒同步旋转，随时随地的调整吊箱水平的，能使吊箱在任何位置任何高度自动动态地调整自身水平，保持自身平衡稳定,以保证水文测量数据准确和工作平台安全的水文吊箱升降装置，该装置由电机1、中间轴5、离合器6、左侧蜗轮蜗杆减速器8、右侧蜗轮蜗杆减速器10、左侧第一卷筒8-1、左侧第二卷筒8-2、右侧第一卷筒10-1、右侧第二卷筒10-2、电机齿轮2、大齿轮3、小齿轮4、左减速器齿轮7、右减速器齿轮9和中间轴右侧齿轮11组成，所述电机1正反转由载有PLC程序的驱动器来控制，且输出轴上通过键周向配合安装有电机齿轮2，电机齿轮2与大齿轮3啮合，大齿轮3与离合器6右半部分通过螺钉紧固，且与小齿轮4左端面通过螺钉紧固，大齿轮3与中间轴5通过两排深沟球轴承连接，小齿轮4与中间轴5有径向间隙1.25mm，大齿轮3和小齿轮4整体在中间轴5上空转，所述中间轴为齿轮轴，其右端齿轮11与轴为一整体，离合器6为牙嵌式离合器，其开合由内部电磁铁来控制，电磁铁得失电由载有PLC程序的驱动器来控制，且其左半部分与中间轴5左端通过键周向配合，所述左减速器齿轮7与小齿轮4啮合，所述左减速器齿轮7与左侧蜗轮蜗杆减速器8蜗杆轴通过键周向配合；所述右减速器齿轮9与齿轮轴5右端齿轮11啮合，且与右侧蜗轮蜗杆减速器10蜗杆轴通过键周向配合；所述左侧第一卷筒8-1和左侧第二卷筒8-2固定在左侧蜗轮蜗杆减速器8两侧的蜗轮轴上，所述右侧第一卷筒10-1和右侧第二卷筒10-2固定在右侧蜗轮蜗杆减速器10两侧的蜗轮轴上，所述左右减速器蜗轮轴相互平行，所述卷筒上缠绕有钢丝绳，卷筒旋转收放钢丝绳调整装置左右高低保持水平；所述左减速器齿轮7和小齿轮4组成的左运动侧与所述右减速器齿轮9和齿轮轴右侧齿轮11组成的右运动侧有相同传动比。
本发明一种能调整吊箱水平的水文吊箱升降装置，其优点在于：
本发明通过控制电机的正反转以及离合器开合，使仅左侧或左右侧卷筒同步旋转，随时随地调整吊箱水平，能使吊箱可以在任何位置任何高度自动动态地调整自身水平，保持自身平衡稳定,保证了水文测量数据准确和工作平台安全。有效解决了现有水文吊箱升降装置存在的不可调节、寿命短，不安全的问题。
附图说明
附图1为本发明装置传动系统整体结构示意图
附图2为本发明装置传动系统减速器部分放大图
附图3为本发明装置承载水文吊箱位于靠近右侧河道处简图
附图4为本发明装置承载水文吊箱位于缆道中间段处简图
图中的标号为：
1、电机 2、电机齿轮 3、大齿轮 4、小齿轮
5、中间轴 6、离合器 7、左减速器齿轮
8、左侧蜗轮蜗杆减速器 8-1、左侧第一卷筒 8-2、左侧第二卷筒
9、右减速器齿轮 10、右侧蜗轮蜗杆减速器
10-1、右侧第一卷筒 10-2、右侧第二卷筒 11、中间轴右侧齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
该装置由电机1、中间轴5、离合器6、左侧蜗轮蜗杆减速器8、右侧蜗轮蜗杆减速器10、左侧第一卷筒8-1、左侧第二卷筒8-2、右侧第一卷筒10-1、右侧第二卷筒10-2、电机齿轮2、大齿轮3、小齿轮4、左减速器齿轮7和右减速器齿轮9组成，所述电机1正反转由载有PLC程序的驱动器来控制，且输出轴上通过键周向配合安装有电机齿轮2，电机齿轮2与大齿轮3啮合，大齿轮3与离合器6右半部分通过螺钉紧固，与小齿轮4左端面通过螺钉紧固，大齿轮3与中间轴5通过两排深沟球轴承连接，小齿轮4与中间轴5有间隙，大齿轮3和小齿轮4整体在中间轴5上空转，所述中间轴为齿轮轴，其右端齿轮11与轴为一整体，离合器6为牙嵌式离合器，其开合由内部电磁铁来控制，电磁铁得失电由载有PLC程序的驱动器来控制，且其左半部分与中间轴5左端通过键周向配合，所述左减速器齿轮7与小齿轮4啮合，所述左减速器齿轮7与左侧蜗轮蜗杆减速器8蜗杆轴通过键周向配合；所述右减速器齿轮9与齿轮轴5右端齿轮啮合，且与右侧蜗轮蜗杆减速器10蜗杆轴通过键周向配合；所述左侧第一卷筒8-1和左侧第二卷筒8-2固定在左侧蜗轮蜗杆减速器8两侧的蜗轮轴上，所述右侧第一卷筒10-1和右侧第二卷筒10-2固定在右侧蜗轮蜗杆减速器10两侧的蜗轮轴上，所述左右减速器蜗轮轴相互平行，所述卷筒上缠绕有钢丝绳，卷筒旋转收放钢丝绳调整装置左右高低保持水平；所述左减速器齿轮7和小齿轮4组成的左运动侧与所述右减速器齿轮9和齿轮轴右侧齿轮组成的右运动侧有相同传动比。本装置存在电机正转且离合器分离，电机正转且离合器闭合，电机反转且离合器分离，电机反转且离合器闭合四种工作方式。
电机正转且离合器分离时。具体见附图3，当本发明装置承载水文吊箱位于靠近河岸处（这里以靠近右侧河岸为例，此时水文吊箱状态为左低右高且需上升）。此时水平检测装置检测吊箱倾斜状态，状态信号由驱动器接收后来控制电机正转且离合器分离，电机1输出轴上的电机齿轮2带动大齿轮3和小齿轮4整体转动，此时由于离合器6处于分离状态，使大齿轮3和小齿轮4整体在中间轴上空转。小齿轮4带动左侧蜗轮蜗杆减速器8蜗杆轴上左减速器齿轮7转动，使左侧减速器工作，左侧第一卷筒8-1和左侧第二卷筒8-2旋转，钢丝收回，由于中间轴5未转动，没有动力传入右侧蜗轮蜗杆减速器10，其右侧两卷筒10-1和10-2不会旋转，不能收回钢丝，这样本装置仅左侧上升，右侧保持不动，使水文吊箱仅左侧上升至水平后，转为电机正转且离合器闭合工作状态，继续上升，电机正转且离合器闭合工作状态如下述。
当电机正转且离合器闭合。具体见附图4，当本发明装置承载水文吊箱位于缆绳中间，由于中间段缆绳近似水平，此时水文吊箱状态因为左右同高。若水文吊箱需上升，此时电机正转且离合器闭合，大齿轮3和小齿轮4整体将通过离合器带动中间轴5转动，中间轴右端齿轮带动右侧蜗轮蜗杆减速器10蜗杆轴上右减速器齿轮9转动，使右侧减速器工作，右侧第一卷筒10-1和右侧第二卷筒10-2旋转，钢丝的收回。由于左右两侧卷筒同时收回钢丝且左右两侧有相同传动比，本装置左右部分同步上升，使水文吊箱整体上升。
同理当电机反转且离合器分离时，本装置仅左侧下降使水文吊箱只左侧下降；当电机反转且离合器闭时，本装置两侧同时下降使水文吊箱整体下降。
对于不同位置不同升降需求，可在本发明装置的四个工作方式下切换进行下满足。如需调整水平时，离合器分离，电机正转或反转使装置仅左侧上升或下降，以至水平；如需升降，先调整至水平后，离合器闭合，电机正转或反转使装置整体上升或者下降。
本发明装置在使用时，由于单个蜗轮蜗杆减速器的蜗轮轴不是一整根，而是分开的两根，所以吊箱的全部重量由四根轴来承担，大大提高了装置的寿命和可靠性，也使吊箱更为安全。水平检测装置的实时监测与控制克服了因钢丝在卷筒内卷绕不均匀而造成的不能水平的问题。本装置结构简单紧凑，置于吊箱底部外型整洁美观。本装置在控制上做到了实时调整吊箱水平，保证了测量人员工作的方便以及数据的及时与准确。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种能调整吊箱水平的水文吊箱升降装置，其特征在于通过控制电机的正反转以及离合器开合，使仅左侧或左右侧卷筒同步旋转，随时随地的调整吊箱水平；包括电机（1）、中间轴（5）、离合器（6）、左右两侧蜗轮蜗杆减速器（8）和（10）、左侧第一卷筒（8-1）和第二卷筒（8-2）、右侧蜗轮蜗杆减速器（10）、右侧第一卷筒（10-1）和第二卷筒（10-2）以及若干传动齿轮即电机齿轮（2）、大齿轮（3）、小齿轮（4）、左减速器齿轮（7）、右减速器齿轮（9）；
所述电机（1）输出轴与中间轴上大齿轮（3）连接且大齿轮（3）依靠轴承在中间轴上转动；所述左侧蜗轮蜗杆减速器（8）与中间轴（5）上小齿轮（4）连接且小齿轮（4）与中间轴（5）有径向间隙1.2mm仅通过螺钉固定在大齿轮（4）右端面上；所述中间轴（5）为一齿轮轴且其右端齿轮（11）与轴为一整体；所述右侧蜗轮蜗杆减速器（10）与中间轴（5）右端齿轮（11）连接；所述离合器（6）左半部分与中间轴（5）左端通过键周向配合并可控制中心轴是否旋转；所述四个卷筒与蜗轮蜗杆减速器蜗轮轴固定旋转来控制升降。
2.根据权利要求1所述的可调整吊箱水平的水文吊箱升降装置，其特征在于，所述离合器（6）为失电式牙嵌式离合器，其左半部分与中间轴右端通过键周向配合，右半部分与大齿轮（3）通过螺钉紧固在一起。
3.根据权利要求3所述的可调整吊箱水平的水文吊箱升降装置，其特征在于，所述大齿轮（3）与中间轴（5）通过深沟球轴承配合；所述小齿轮（4）与中间轴（5）有径向间隙1.2mm。
4.根据权利要求1所述的可调整吊箱水平的水文吊箱升降装置，其特征在于，所述蜗轮蜗杆减速器有左右侧两个，型号相同；布置时使它们蜗轮轴平行。
5.根据权利要求1所述的可调整吊箱水平的水文吊箱升降装置，其特征在于，所述左减速器齿轮（7）和小齿轮（4）组成的左运动侧与所述右减速器齿轮（9）和齿轮轴右侧齿轮（11）组成的右运动侧有相同传动比。
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