CN107482536A - 新型电缆牵引系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了新型电缆牵引系统，左夹持件和右夹持件对向设置于电机支座上顶部并夹持电缆；电机支座设置于底座的上顶部，且电机支座上设置电机；限位件的数量为两个，并设置于底座的上顶部；两个限位件对电缆的径向运动进行限位；张力传感器设置于底座的上顶部，且设置于电缆进入左夹持件和右夹持件夹持位置处，并检测电缆张力；电机带动左夹持件和右夹持件工作并带动电缆运动；底座上还设置有控制装置，电机上设置有速度传感器；控制装置电连接于张力传感器、电机和速度传感器。本发明新型电缆牵引系统，通过设置上述设备，实现了对电缆井下运输的自动调节控制，使得电缆不会因为张力过大或者速度过快而发生绝缘层损坏，提高了电缆的安全性。

Description

新型电缆牵引系统

技术领域

本发明涉及电力工程领域，具体涉及新型电缆牵引系统。

背景技术

电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，包括1-500KV以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。

目前，电力电缆由于其占地少，一般埋设于土壤中或敷设于室内，沟道，隧道中，线间绝缘距离小，不用杆塔，占地少，基本不占地面上空间；可靠性高，受气候条件和周围环境影响小，传输性能稳定；具有向超高压，大容量发展的更为有利的条件，如低温，超导电力电缆等；分布电容较大；维护工作量少；电击可能性小等优点已经广泛的应用于各种电力输送领域。

目前在井下进行作业输送电缆时，都采用匀速输送，这就导致当电缆受到的阻力较大时，电缆上的张力会大幅增大，从而导致电缆绝缘层受损，降低了电缆的安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的井下电缆输送会导致当电缆受到的阻力较大时，电缆上的张力会大幅增大，从而导致电缆绝缘层受损，降低了电缆的安全性，目的在于提供新型电缆牵引系统，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

新型电缆牵引系统，包括左夹持件、右夹持件、限位件、张力传感器、电机支座、电机和底座；所述左夹持件和右夹持件对向设置于电机支座上顶部并夹持电缆；所述电机支座设置于底座的上顶部，且电机支座上设置电机；所述限位件的数量为两个，并设置于底座的上顶部，且一个限位件设置于电缆进入左夹持件和右夹持件夹持位置处，另一个限位件设置于电缆离开左夹持件和右夹持件夹持位置处；所述两个限位件对电缆的径向运动进行限位；所述张力传感器设置于底座的上顶部，且设置于电缆进入左夹持件和右夹持件夹持位置处，并检测电缆张力；所述电机带动左夹持件和右夹持件工作并带动电缆运动；所述底座上还设置有控制装置，电机上设置有速度传感器；所述控制装置电连接于张力传感器、电机和速度传感器；所述控制装置包括：用于控制电机运动的驱动单元；用于在张力传感器检测到的张力超过张力阈值时，通过驱动单元降低电机转速的控制单元；所述控制单元还用于在速度传感器检测到的速度超过速度阈值时，通过驱动单元降低电机转速；所述控制单元还用于在张力传感器检测到的张力低于低张力阈值，通过驱动单元提高电机转速；所述控制单元还用于将根据速度传感器调整电机转速的优先级设置为最高。

现有技术中，井下进行作业输送电缆时，都采用匀速输送，这就导致当电缆受到的阻力较大时，电缆上的张力会大幅增大，从而导致电缆绝缘层受损，降低了电缆的安全性。本发明应用时，电缆被左夹持件和右夹持件夹持并运动，由于设置了两个限位件，所以避免了电缆发生径向运动，从而使得电缆稳定的在左夹持件和右夹持件的夹持下运动，同时控制装置设置在底座上，控制单元在张力传感器检测到的张力超过张力阈值时，即认为电缆受到的阻力增大，然后通过驱动单元降低电机转速，避免电缆因为绝缘层损坏而安全性下降；当张力传感器检测到的张力低于低张力阈值，通过驱动单元提高电机转速，从而提高作业效率；为了避免输送速度过快时，左夹持件和右夹持件与电缆之间的摩擦过大损坏电缆的绝缘层，控制单元在速度传感器检测到的速度超过速度阈值时，通过驱动单元降低电机转速；同时将根据速度传感器调整电机转速的优先级设置为最高，使得即使电缆的张力低于低张力阈值，电机的转速也不会超过速度阈值，保证了电缆不会因在左夹持件和右夹持件上产生的摩擦力而损坏。本发明通过设置上述设备，实现了对电缆井下运输的自动调节控制，使得电缆不会因为张力过大或者速度过快而发生绝缘层损坏，提高了电缆的安全性。

进一步的，所述控制装置还包括：用于显示张力传感器检测到张力和速度传感器检测到速度的显示单元。

本发明应用时，显示单元显示张力传感器检测到张力和速度传感器检测到速度，从而可以让工作人员直观的观察到电缆的运输情况，即使驱动单元和控制单元出现故障，工作人员也可以及时发现并快速关停整个装置，进一步提高了电缆的安全性。

进一步的，所述控制装置还包括：用于储存张力阈值、速度阈值和低张力阈值的储存单元。

本发明应用时，自身带储存单元的控制单元一般成本较高，而发明人采用额外接入一个储存单元的方式，降低了设备的整体成本。

进一步的，所述左夹持件包括主动轮、第一履带和第一从动轮；所述第一履带设置于主动轮和第一从动轮外缘；所述主动轮连接于电机，并在电机的带动下，带动第一履带和第一从动轮运动。

进一步的，所述右夹持件包括第二从动轮、第二履带和第三从动轮；所述第二履带设置于第二从动轮和第三从动轮的外缘，且在左夹持件和右夹持件夹持电缆时，在左夹持件和电缆的带动下，第二从动轮、第二履带和第三从动轮做被动运动。

本发明应用时，通过如上设置左夹持件和右夹持件，就可以实现很好的夹持电缆的作用。

进一步的，所述驱动单元包括L298N芯片、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第三二极管D4；所述D1的阴极、D3的阳极、L298N的OUT1引脚和电机的正极共节点；所述D1的阳极、D2的阳极和L298N的GND引脚共节点并接地；所述D2的阴极、D4的阳极、L298N的OUT2引脚和电机的负极共节点；所诉L298N的VSS引脚、驱动电源VSS、D3的阴极和D4的阴极共节点并接地；所述L298N的VS引脚接工作电源VS。

本发明应用时，为了更好的控制电机的运动，发明人优选了L298N芯片对电机进行驱动，L298N的OUT1和OUT2引脚对电机输出高低电平，从而通过控制电机的电压，实现对电机转速的控制。

再进一步的，所述控制单元采用S3C2440A，所述S3C2440A的GPB0引脚接L298N的EnA引脚；所述S3C2440A的GPB5引脚接L298N的IN1引脚；所述S3C2440A的GPB6引脚接L298N的IN2引脚。

本发明应用时，为了更好的控制电机的运动，发明人优选了S3C2440A作为控制单元，S3C2440A连接张力传感器和速度传感器，并接收张力传感器和速度传感器发送的信号，然后对信号进行处理后，通过GPB0、GPB5和GPB6引脚对L298N发送控制信号，这种控制方式非常简单，而且信号本身不容易受环境干扰。

再进一步的，所述驱动电源VSS采用36V直流电源；所述工作电源VS采用12V直流电源。

进一步的，所述限位件采用铝合金材料。

进一步的，所述电机采用直流电机。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明新型电缆牵引系统，通过设置上述设备，实现了对电缆井下运输的自动调节控制，使得电缆不会因为张力过大或者速度过快而发生绝缘层损坏，提高了电缆的安全性；

2、本发明新型电缆牵引系统，即使驱动单元和控制单元出现故障，工作人员也可以及时发现并快速关停整个装置，进一步提高了电缆的安全性；

3、本发明新型电缆牵引系统，控制方式非常简单，而且信号本身不容易受环境干扰。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构俯视图；

图2为本发明结构侧视图；

图3为本发明系统结构图；

图4为本发明电路原理图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-电缆，2-左夹持件，3-右夹持件，4-限位件，5-张力传感器，6-电机支座，7-电机，8-底座，21-主动轮，22-第一履带，23-第一从动轮，31-第二从动轮，32-第二履带，33-第三从动轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本发明新型电缆牵引系统，包括左夹持件2、右夹持件3、限位件4、张力传感器5、电机支座6、电机7和底座8；所述左夹持件2和右夹持件3对向设置于电机支座6上顶部并夹持电缆1；所述电机支座6设置于底座8的上顶部，且电机支座6上设置电机7；所述限位件4的数量为两个，并设置于底座8的上顶部，且一个限位件4设置于电缆1进入左夹持件2和右夹持件3夹持位置处，另一个限位件4设置于电缆1离开左夹持件2和右夹持件3夹持位置处；所述两个限位件4对电缆1的径向运动进行限位；所述张力传感器5设置于底座8的上顶部，且设置于电缆1进入左夹持件2和右夹持件3夹持位置处，并检测电缆1张力；所述电机7带动左夹持件2和右夹持件3工作并带动电缆1运动；所述底座8上还设置有控制装置，电机7上设置有速度传感器；所述控制装置电连接于张力传感器5、电机7和速度传感器；所述控制装置包括：用于控制电机7运动的驱动单元；用于在张力传感器5检测到的张力超过张力阈值时，通过驱动单元降低电机7转速的控制单元；所述控制单元还用于在速度传感器检测到的速度超过速度阈值时，通过驱动单元降低电机7转速；所述控制单元还用于在张力传感器5检测到的张力低于低张力阈值，通过驱动单元提高电机7转速的控制单元；所述控制单元还用于将根据速度传感器调整电机7转速的优先级设置为最高。

本实施例实施时，张力传感器5优选为MAGPOWR-400/8301898/MC01，电缆1被左夹持件2和右夹持件3夹持并运动，由于设置了两个限位件4，所以避免了电缆1发生径向运动，从而使得电缆1稳定的在左夹持件2和右夹持件3的夹持下运动，同时控制装置设置在底座8上，控制单元在张力传感器5检测到的张力超过张力阈值时，即认为电缆1受到的阻力增大，然后通过驱动单元降低电机7转速，避免电缆1因为绝缘层损坏而安全性下降；当张力传感器7检测到的张力低于低张力阈值，通过驱动单元提高电机7转速，从而提高作业效率；为了避免输送速度过快时，左夹持件2和右夹持件3与电缆1之间的摩擦过大损坏电缆1的绝缘层，控制单元在速度传感器检测到的速度超过速度阈值时，通过驱动单元降低电机7转速；同时将根据速度传感器调整电机7转速的优先级设置为最高，使得即使电缆1的张力低于低张力阈值，电机7的转速也不会超过速度阈值，保证了电缆1不会因在左夹持件2和右夹持件3上产生的摩擦力而损坏。本发明通过设置上述设备，实现了对电缆1井下运输的自动调节控制，使得电缆1不会因为张力过大或者速度过快而发生绝缘层损坏，提高了电缆1的安全性。

实施例2

如图3所示，本实施例在实施例1的基础上，所述控制装置还包括：用于显示张力传感器5检测到张力和速度传感器检测到速度的显示单元。

本实施例实施时，显示单元优选为LCD，显示单元显示张力传感器5检测到张力和速度传感器检测到速度，从而可以让工作人员直观的观察到电缆1的运输情况，即使驱动单元和控制单元出现故障，工作人员也可以及时发现并快速关停整个装置，进一步提高了电缆1的安全性。

实施例3

如图3所示，本实施例在实施例1的基础上，所述控制装置还包括：用于储存张力阈值、速度阈值和低张力阈值的储存单元。

本实施例实施时，储存单元优选为闪存FLASH，自身带储存单元的控制单元一般成本较高，而发明人采用额外接入一个储存单元的方式，降低了设备的整体成本。

实施例4

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，所述左夹持件2包括主动轮21、第一履带22和第一从动轮23；所述第一履带22设置于主动轮21和第一从动轮23外缘；所述主动轮21连接于电机7，并在电机7的带动下，带动第一履带22和第一从动轮23运动，所述右夹持件3包括第二从动轮31、第二履带32和第三从动轮33；所述第二履带32设置于第二从动轮31和第三从动轮33的外缘，且在左夹持件2和右夹持件3夹持电缆1时，在左夹持件2和电缆1的带动下，第二从动轮31、第二履带32和第三从动轮33做被动运动。

本实施例实施时，通过如上设置左夹持件2和右夹持件3，就可以实现很好的夹持电缆1的作用。

实施例5

如图4所示，本实施例在实施例1的基础上，所述驱动单元包括L298N芯片、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第三二极管D4；所述D1的阴极、D3的阳极、L298N的OUT1引脚和电机7的正极共节点；所述D1的阳极、D2的阳极和L298N的GND引脚共节点并接地；所述D2的阴极、D4的阳极、L298N的OUT2引脚和电机7的负极共节点；所诉L298N的VSS引脚、驱动电源VSS、D3的阴极和D4的阴极共节点并接地；所述L298N的VS引脚接工作电源VS。

本实施例实施时，为了更好的控制电机7的运动，发明人优选了L298N芯片对电机7进行驱动，L298N的OUT1和OUT2引脚对电机输出高低电平，从而通过控制电机7的电压，实现对电机7转速的控制。

实施例6

如图4所示，本实施例在实施例5的基础上，所述控制单元采用S3C2440A，所述S3C2440A的GPB0引脚接L298N的EnA引脚；所述S3C2440A的GPB5引脚接L298N的IN1引脚；所述S3C2440A的GPB6引脚接L298N的IN2引脚。所述驱动电源VSS采用36V直流电源；所述工作电源VS采用12V直流电源。

本实施例实施时，为了更好的控制电机的运动，发明人优选了S3C2440A作为控制单元，S3C2440A连接张力传感器5和速度传感器，并接收张力传感器5和速度传感器发送的信号，然后对信号进行处理后，通过GPB0、GPB5和GPB6引脚对L298N发送控制信号，这种控制方式非常简单，而且信号本身不容易受环境干扰。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.新型电缆牵引系统，其特征在于，包括左夹持件(2)、右夹持件(3)、限位件(4)、张力传感器(5)、电机支座(6)、电机(7)和底座(8)；所述左夹持件(2)和右夹持件(3)对向设置于电机支座(6)上顶部并夹持电缆(1)；所述电机支座(6)设置于底座(8)的上顶部，且电机支座(6)上设置电机(7)；所述限位件(4)的数量为两个，并设置于底座(8)的上顶部，且一个限位件(4)设置于电缆(1)进入左夹持件(2)和右夹持件(3)夹持位置处，另一个限位件(4)设置于电缆(1)离开左夹持件(2)和右夹持件(3)夹持位置处；所述两个限位件(4)对电缆(1)的径向运动进行限位；所述张力传感器(5)设置于底座(8)的上顶部，且设置于电缆(1)进入左夹持件(2)和右夹持件(3)夹持位置处，并检测电缆(1)张力；所述电机(7)带动左夹持件(2)和右夹持件(3)工作并带动电缆(1)运动；所述底座(8)上还设置有控制装置，电机(7)上设置有速度传感器；所述控制装置电连接于张力传感器(5)、电机(7)和速度传感器；所述控制装置包括：

用于控制电机(7)运动的驱动单元；

用于在张力传感器(5)检测到的张力超过张力阈值时，通过驱动单元降低电机(7)转速的控制单元；

所述控制单元还用于在速度传感器检测到的速度超过速度阈值时，通过驱动单元降低电机(7)转速；

所述控制单元还用于在张力传感器(5)检测到的张力低于低张力阈值，通过驱动单元提高电机(7)转速；

所述控制单元还用于将根据速度传感器调整电机(7)转速的优先级设置为最高。

2.根据权利要求1所述的新型电缆牵引系统，其特征在于，所述控制装置还包括：

用于显示张力传感器(5)检测到张力和速度传感器检测到速度的显示单元。

3.根据权利要求1所述的新型电缆牵引系统，其特征在于，所述控制装置还包括：

用于储存张力阈值、速度阈值和低张力阈值的储存单元。

4.根据权利要求1所述的新型电缆牵引系统，其特征在于，所述左夹持件(2)包括主动轮(21)、第一履带(22)和第一从动轮(23)；所述第一履带(22)设置于主动轮(21)和第一从动轮(23)外缘；所述主动轮(21)连接于电机(7)，并在电机(7)的带动下，带动第一履带(22)和第一从动轮(23)运动。

5.根据权利要求1所述的新型电缆牵引系统，其特征在于，所述右夹持件(3)包括第二从动轮(31)、第二履带(32)和第三从动轮(33)；所述第二履带(32)设置于第二从动轮(31)和第三从动轮(33)的外缘，且在左夹持件(2)和右夹持件(3)夹持电缆(1)时，在左夹持件(2)和电缆(1)的带动下，第二从动轮(31)、第二履带(32)和第三从动轮(33)做被动运动。

6.根据权利要求1所述的新型电缆牵引系统，其特征在于，所述驱动单元包括L298N芯片、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第三二极管D4；所述D1的阴极、D3的阳极、L298N的OUT1引脚和电机(7)的正极共节点；所述D1的阳极、D2的阳极和L298N的GND引脚共节点并接地；所述D2的阴极、D4的阳极、L298N的OUT2引脚和电机(7)的负极共节点；所诉L298N的VSS引脚、驱动电源VSS、D3的阴极和D4的阴极共节点并接地；所述L298N的VS引脚接工作电源VS。

7.根据权利要求6所述的新型电缆牵引系统，其特征在于，所述控制单元采用S3C2440A，所述S3C2440A的GPB0引脚接L298N的EnA引脚；所述S3C2440A的GPB5引脚接L298N的IN1引脚；所述S3C2440A的GPB6引脚接L298N的IN2引脚。

8.根据权利要求6所述的新型电缆牵引系统，其特征在于，所述驱动电源VSS采用36V直流电源；所述工作电源VS采用12V直流电源。

9.根据权利要求1所述的新型电缆牵引系统，其特征在于，所述限位件(4)采用铝合金材料。

10.根据权利要求1所述的新型电缆牵引系统，其特征在于，所述电机(7)采用直流电机。