CN108058714A - 多能源双电机三绳轮自行缆车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多能源双电机三绳轮自行缆车，包括驱动绳轮、改向绳轮、大链轮、小链轮、链条、钢丝绳、固定夹板、可调电机支架、主电机、副电机、副电机支架、滑块、直线轴、滑块连接板、直线轴支架、发电机、蓄电池、太阳能电池板、吊箱。缆绳穿过三个绳轮的绳槽形成“Ω”形包角，成倍增加了绳轮与钢丝绳之间的摩擦力，使缆车能爬陡坡；设计了主电机和副电机双电机驱动，其中副电机作为备用电机；设计了发电机、太阳能电池板、吊箱的势能发电三种能源为蓄电池充电；还设计了手动和摇控两种操作方式。这种自行缆车结构简洁，操作方便，成本低廉，性能可靠，运行安全，非常适合山区山峰上下之间、山峰与山峰之间，河流两岸之间的交通运输。

Description

多能源双电机三绳轮自行缆车

技术领域

本发明涉及一种缆车，尤其是多能源双电机三绳轮自行缆车。

背景技术

我国近十几年来整体经济高速开发，但很多的山区发展却十分缓慢，主要原因之一就是山区崇山峻岭、溪沟纵横的地形，架桥修路成本太高，交通极度不便，自古以来, 运果收粮都靠肩挑手抬，跋山涉水，劳动强度大，工作效率低。有人使用滑索运输，利用两岸石头或大树拴上滑索（一般是钢丝绳），再从滑索上挂上单钩滑轮，然后把自己身上系好的吊带和所带的货物挂上单钩滑轮坐在吊带上滑过河，但这只是一种简易的重力滑行索道，当滑索两头水平时，在重力的作用下都会使中间低两头高，滑到中间最低处就是上坡了，由于惯性的作用虽能再向前滑一段，但很快会停下来，后半段索道往往还得靠人用手抓住缆绳用力拉才能到达目的地，不然不但不前进反而会后退。于是有人用两根斜拉的滑索，来一根，去一根，利用头高尾低的高度差在重力势能的作用下滑行，借助重力势能可以一直滑到目的地，这种滑行方式虽然解决了后半段要人力拉的问题，但滑行速度非常快，且中途无法停止、也无法控制速度，而人只是坐在吊带上，没有吊箱，身体四周都是悬空的，人挂在上面有不安全感，有时甚至会引起发晕、失控等现象，安全无法保障。还有人将滑轮（绳轮）装上动力装置，驱动绳轮直接在钢丝绳上摩擦驱动前行，但因钢丝绳是拉直的，这样驱动绳轮与钢丝绳接触面小，摩擦力就小，基本上只能走平的，爬坡时驱动绳轮就会打滑，下坡时又会刹不住车，操作时打滑失控就会造成事故，极不安全。

为解决上述问题，本发明提供了一种多能源双电机三绳轮自行缆车。这种多能源双电机三绳轮自行缆车设计了一个驱动绳轮和两个改向绳轮共三个绳轮，钢丝绳从一个改向绳轮下面绕进，再绕过驱动绳轮上半圈后再从另一个改向绳轮下面绕出，钢丝绳经过三个绳轮的绳槽组合形成“Ω”形包角，大大增加了驱动绳轮与钢丝绳(缆绳)的摩擦力，因为钢丝绳在承载力和自身重力的作用下拉直需要很大的拉力，在拉直张紧的拉力作用下驱动绳轮承受钢丝绳的压力是张紧拉力的两倍，是驱动绳轮直接在钢丝绳上（吊箱、载人、载物重力）十多倍以上，是使钢丝绳与驱动绳轮之间形成很大的摩擦力，不打滑，从而大大增加了自行缆车爬陡坡能力；设计了手控和遥控两个控制系统，在吊箱内可以通过手动操作，在吊箱外可通过遥控操作，能方便控制缆车的开启、停止和运行速度；设置了主电机和副电机两个电机驱动，两个电机可根据承载重量选择单独或共同驱动缆车，双电机驱动时有双倍的驱动力，一个电机一旦出现故障另一电机仍能继续驱动缆车运行，因两个电机同时出现故障的概率非常少，所以出现中途失去动力驱动的机率非常少，还设置了刹车系统，在任何情况下都可以控制减速和停止，更安全。加上还设置了发电机、太阳能电池板、利用缆车下行时电机的势能发电三种不同途径为蓄电池充电，为缆车运行提供安全可靠的电源，保证了缆车运行安全可靠。

有益效果

本发明多能源双电机三绳轮自行缆车，因设计了三个绳轮，为增加绳与绳轮之间的压力和接触面来增大的摩擦力，达到爬陡坡能的能力；因设计了双电机有足够的驱动动力，还设置了刹车系统，在任何情况下都可以控制减速和停止，加上手动遥控双重控制系统和三种不同途径为蓄电池充电，确保了电源供应，保证运行的安全可靠；整体结构简单轻便，易学易操作易控制，且造价低，投资小，特别适合山区小集体或个体农户使用。

发明内容

本发明多能源双电机三绳轮自行缆车，包括驱动绳轮、改向绳轮、大链轮、小链轮、链条、刹车碟片、刹车下泵、钢丝绳、固定夹板、可调电机支架、主电机、副电机支架、直线轴支架、直线轴、滑块、滑块连接板、副电机、副电机公母离合器、离合器操作手柄、离合线、弹簧支座、复位弹簧、拉线、吊臂、吊臂连接轴、吊箱、发电机、蓄电池、太阳能电池板、操控台、遥控器、支柱，其特征在于：所述驱动绳轮、改向绳轮与固定夹板用轴连接，大链轮与刹车碟片分别用螺丝固定在驱动绳轮两侧中心部位，小链轮与主电机轴用平键固定连接，大链轮与小链轮用链条连接，可调电机支架与固定夹板用螺栓固定连接，主电机与可调电机支架用螺丝固定连接，两根直线轴分别套上滑块后两端用螺丝固定在直线轴支架上，直线轴支架用螺丝固定在副电机支架上，滑块连接板用螺丝连接4个滑块，副电机用螺丝与滑块连接板连接，副电机支架与可调电机支架用螺丝固定连接，离合器操作手柄与滑块连接板用离合线连接，复位弹簧安装在弹簧支座上，钢丝绳从一个改向绳轮下面绕进，再绕过驱动绳轮上半圈后再从另一个改向绳轮下面绕出，钢丝绳经过三个绳轮的绳槽组合形成“Ω”形包角，吊箱与吊臂焊接，吊臂轴套孔与固定板上的轴孔用轴连接，发电机、蓄电池、操控台安装在吊箱内，副电机离合器操作手柄安装在操控台附近，太阳能电池板用螺丝固定在吊箱向阳一方的框架上。

附图说明

图1是多能源双电机三绳轮自行缆车主视图，其中1.驱动绳轮 2.改向绳轮 3.大链轮 4-1.链条 5.钢丝绳 6.固定夹板 7.可调电机支架 8.主电机 9.吊箱 9-3.安全门10.蓄电池 11.发电机 12.操控台 14.太阳能电池板 18.支柱 19.遥控器。

图2是多能源双电机三绳轮自行缆车驱动示意图，其中1.驱动绳轮2.改向绳轮 3.大链轮 4.小链轮 4-1.链条 5.钢丝绳。

图3是多能源双电机三绳轮自行缆车的三绳轮的侧视图及操作控制台示意图，其中1.驱动绳轮 2.改向绳轮 1-1.刹车碟片 1-1-1.刹车碟片调整垫片 1-1-2.刹车碟片固定螺丝 1-2-3.刹车下泵（手刹） 1-2-1.刹车下泵固定安装板 1-2-2.油管 1-2-3.刹车上泵（手刹） 3.大链轮 3-1.大链轮固定螺丝 3-2.大链轮垫片 6.固定夹板 6-1.连接轴 6-1-1.连接轴固定螺母 6-1-2.锁紧垫片 6-1-3.套筒 12.操控台 12-1.速度电量显示表12-2.主电机调速手柄 12-3.倒车开关 12-4.电路总控制锁 12-5.手动到顺开关 12-6.控接收器 12-7.遥控接收器开关。

图4是多能源双电机三绳轮自行缆车的固定夹板与可调电机支架的组装图，其中6.固定夹板 6-2.绳轮固定夹板轴孔 6-3.吊臂安装轴孔 6-4-1.可调电机支架中心连接螺栓 6-5-1.可调电机支架圆弧孔连接螺栓 6-6.吊臂连接轴安装固定板螺纹孔 7.可调电机支架 7-1-1.主电机轴孔 7-1-2.固定主电机螺丝孔 7-1-5.连接副电机支架螺丝孔。

图5是多能源双电机三绳轮自行缆车的主电机与副电机组装结构图，其中7-1-3.可调电机支架中心螺栓孔 7-1-4.可调电机支架圆弧螺栓孔 8.主电机 8-1.主电机固定螺丝 4.小链轮 13.副电机 13-2.离合器操作手柄 13-2-1.离合线（包括软套管和拉线） 13-2-2.复位弹簧 13-2-3.拉线。

图6是副电机与副电机支架组装结构图，其中7-2.副电机支架7-2-1.副电机支架螺丝孔 7-2-2.直线轴 7-2-2-1.直线轴支架 7-2-3.直线轴上的滑块 7-2-4.滑块连接板7-2-4-1.电机连接螺丝 7-2-5.弹簧支座 13-2-2.复位弹簧 13.副电机 13-1.六角形离合器公头。

图7是副电机支架与直线轴的组装仰视结构图，其中7-2.副电机支架7-2-2.直线轴 7-2-2-1.直线轴支架 7-2-3.滑块 7-2-3-1.滑块上的螺纹孔。

图8是副电机支架与滑块连接板装配仰视结构图，其中7-2.副电机支架 7-2-4.滑块连接板 7-2-4-2.副电机固定螺纹孔 7-2-4-3.滑块连接螺丝 7-2-4-4.连接板上的拉环7-2-5.弹簧支座 13-2-2.复位弹簧。

图9是吊臂结构安装零件图，其中9.吊箱 9-1.吊臂 9-2.吊臂轴套孔 6-3-1.吊臂连接轴 6-6-1.吊臂连接轴安装板。

图10是吊臂安装侧视图，其中6.固定夹板 6-3-1.吊臂连接轴 6-6-2.吊臂连接安装板螺丝 9-1.吊臂。

图11是电路原理框线图，其中8.主电机 10.蓄电池 11.发电机 12-1.速电量度显示表 12-2.主电机调速手柄 12-3.主电机到车开关 12-4.电源总控制锁 12-5.手动到顺开关 12-6.遥控接收器 12-7.遥控接收器开关 13.副电机 14.太阳能电池板 15.主电机控制器 16.副电机正反接触器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。如图3所示：驱动绳轮(1)采用吊车尼龙滑轮内置双轴承替代，驱动的制动部件采用摩托车的前轮刹车总成中的刹车碟片（1-1）、刹车下泵(1-2)、刹车上泵（1-2-3）替代。先把大链轮（3）和刹车碟片（1-1）分别安装在驱动轮（1）的两端，安装大链轮(3)时用大链轮垫片（3-2）增加厚度隔开，避免链条转动时与驱动绳轮(3)之间的摩擦，再用大链轮固定螺丝（3-1）拧紧，安装刹车碟片(1-1)与刹车碟片调整垫片（1-1-1）用刹车碟片固定螺丝（1-1-2）拧紧，安装时要求大链轮（3）、驱动轮（1）、刹车碟片(1-1)同轴。完成驱动绳轮（1）上的零件组装后，再按照图3结合图4安装固定夹板，分别将连接轴(6-1）插入三个绳轮中，共设置6个套筒，在绳轮轮轴的两端分别套入一个套筒（6-1-3)，以撑开固定夹板。先将一块固定夹板上面的绳轮固定夹板轴孔（6-2）向上，安装驱动绳轮（1），左下方和右下方的绳轮固定夹板轴孔的中间,设置吊臂安装轴孔，两块夹板的4个轴孔位置相对称。中间的吊臂安装轴孔（6-3）先空着，左下和右下两个绳轮固定夹板轴孔（6-2）安装改向绳轮（2），连接轴(6-1)设计为相同尺寸的双头螺纹直通轴,分别将连接轴（6-1）的一端分别插入固定夹板轴孔（6-2）中出头，再套上锁紧垫片（6-1-2）拧上连接轴固定螺母（6-1-1），再将三个连接轴（6-1）未安装的一端插入另一块固定夹板上的绳轮固定夹板轴孔（6-2）中，安装好后试试使三个绳轮转动不与固定夹板摩擦，然后把连接轴固定螺母（6-1-1）拧紧，再安装刹车下泵（1-2），调整好刹车片与刹车碟片(1-1）的间隙，把刹车下泵固定安装板(1-2-1)焊接在固定夹板(6)上，再连接油管(1-2-2) 即可。

如图4和图5所示，主电机（8）采用电动三轮车的大功率的无刷减速电机，副电机（13）采用电动三轮车的大功率的有刷减速电机。先把可调电机支架（7）装到大链轮一侧的固定夹板（6）上，安装时用可调电机支架中心连接螺栓（6-4-1）和可调电机支架圆弧孔连接螺栓（6-5-1）连接但不要拧紧，再在可调电机支架（7）上用主电机固定螺丝（8-1）将主电机（8）装上并拧紧。将六角母套筒挪到与小链轮（4）同心的位置焊接成一整体，然后再用平键连接紧配合，安装后大链轮(3)与小链轮(4-1)要在一平面上，安装链条(4-1)后调整链条松紧适当时，再拧紧可调电机支架中心连接螺栓。然后按图6、图7、图8所示，将副电机(13)与副电机支架(7-2)组装配合安装好，其中：两根直线轴（7-2-2），每根套上滑块（7-2-3）后两端用螺丝固定在直线轴支架上，直线轴支架（7-2-2-1）用螺丝连接固定在副电机支架（7-2）上，两根直线轴（7-2-2）保持平行，滑块连接板（7-2-4）上的孔对准4个滑块（7-2-3）上的滑块上的螺纹孔（7-2-3-1）用滑块连接螺丝（7-2-4-3）连接，副电机（13）用电机连接螺丝（7-2-4-1）对准滑块连接板上的副电机固定螺纹孔（7-2-4-2）连接拧紧，用手推动电机来回滑动，即可。副电机六角形离合器公头(13-1）与副电机轴用平键固定连接，与焊接在小链轮(4)上的内六角母套筒组成公母离合器。如图5所示，安装副电机离合器操作手柄（13-2）采用汽车手刹代替，离合器拉线（13-2-1)用汽车手刹线一套代替（包括外面的软套管和内里的拉线），拉线（13-2-3）一端与离合器操作手柄（13-2）连接，另一端穿过弹簧支座（7-2-5）和复位弹簧（13-2-2)固定在拉环（7-2-4-4）上，再用螺丝连接副电机支架（7-2）与可调电机支架（7），安装时要注意主电机轴与副电机轴同轴心线，离合器公母头配合同心，安装好后要做调试，如拉起离合器操作手柄（13-2）时离合器公母头能配合到位，副电机（13）转动带动小链轮（4）转，放下离合器操作手柄（13-2）时副电机弹簧的弹力足够使电机分离复位，说明离合器和控制离合的手柄和拉线工作正常，这时再用螺丝将副电机支架（7-2）与可调电机支架（7）连接固定。

如图9、图10所示，先把吊臂(9-1)焊接在吊箱(9）顶上中心位置，吊臂轴套孔（9-2)对准固定夹板(6）上的吊臂安装孔，用吊臂连接轴(6-3-1)穿过两块固定夹板(6）再卡上吊臂连接轴安装板（6-6-1），拧紧吊臂连接轴安装板螺丝（6-6-2)。

如图1所示，在吊箱内安装蓄电池（10）、发电机（11）采用汽油机、操控台（12），在吊箱向阳的一面安装太阳能电池板（14）。如图3所示，在操控台(12）上分别用螺丝固定安装电量速度显示表(12-1)、主电机调速手柄（12-2)倒车开关（12-3）、电路总控制锁(12-4）、手动到顺开关(12-5)、遥控接收器(12-6)、遥控接收器开关(12-7)、刹车下泵(1-2-3)与油管(1-2-2)。如图5所示，副电机离合操作手柄（13-2）用螺丝固定在操控台（12）附近好操作的地方，再按照图2所示，把钢丝绳（5）在一个改向绳轮（2）绕进，经驱动绳轮（1）上绕大半圈，再经过另一改向绳轮（2）下面绕出，钢绳两端分别固定在支架（18）上再张紧再固定。

如图11所示：首先把蓄电池（10）与发电机(11)、太阳能电池板（14）用导电线连接好，再接总电源开关（17）。关掉总电源开关（17）后，再用导线连接主电机（8）速度电量显示表（12-1）、主电机（无刷电机）调速手柄(12-2)、主电机（无刷电机）倒车开关（12-3）、电源总控制锁（12-4）、主电机（无刷电机）控制器（15），连接好后，再依次连接副电机电机正反接触器（16）、副电机（有刷减速电机）（13）、手动到顺开关（12-5）、遥控接收器（12-6）、遥控接收器开关（12-7），遥控接收器（12-6）采用工业起重与遥控器（19）成套使用。

进入吊箱（9）内，关上安全门（9-3），启动发电机（11）给蓄电池(10)充电，再合上总电源开关（17），开启电源总控制锁（12-4），电量显示足时关掉发电机（11），扭动主电机调速手柄（12-2）慢慢调速，观察运行方向，然后停止，如方向不对在面板上到车开关（12-3）旁边重新标好行操作开关方向，再试副电机（13），拉起副电机离合操作手柄（13-2），使副电机六角形离合器公头(13-1）与小链轮（4）上焊接的六角母套筒套合上，再点动手动到顺开关（12-5)小链轮带动大链轮驱动绳轮动作观察运行方向，并把方向标明在操控台上，再无故障运行，查看速度、电量显示表（12-1）的行驶速度是否正常，然后点遥控器（19）的前进或后退方向点动，无误后可长按试运行，也可以主电机（8）与副电机（13）同时通电工作，但操作运行方向一定要相同，可作双动力爬坡，力量更大，速度更快，下坡时轻开主电机调速手柄（12-2）自动复位。不要关电源开关（17），在吊箱（9）和载重的重力作用下驱动绳轮带动主电机（8）、副电机（13）同时发电给蓄电池充电(10)。下坡的速度大于上坡时的速度。充电时不刹车也能减速，不用刹车也不会飞车，只是有效地把重力势能通过电机转化为了电能存入蓄电池(10)。在晴天阳光也可以给太阳电池板（14）随时充电，这样既节能又环保，也可以随时减速握紧手刹（1-2-3）停车观光，无人在吊箱内时还可以用遥控操作，遥控操作更适合无载人空车回来再载人、载重安全测试情况下使用。双电机中的其中之一可以备用，坏了一个电机另一个可及时替上，使缆车能安全运行到达目的地。

本发明多能源双电机三绳轮自行缆车整体结构简单轻便，易学易操作易控制，会开电动车的稍加练习就都会操作，且造价低，投资小，特别适合山区小集体或个体农户使用。

Claims (6)

1.一种多能源双电机三绳轮自行缆车，包括驱动绳轮、改向绳轮、大链轮、小链轮、链条、刹车碟片、刹车下泵、钢丝绳、固定夹板、可调电机支架、主电机、副电机支架、直线轴支架、直线轴、滑块、滑块连接板、副电机、副电机公母离合器、离合器操作手柄、离合线、弹簧支座、复位弹簧、拉线、吊臂、吊臂连接轴、吊箱、发电机、蓄电池、太阳能电池板、操控台、遥控器、支柱，其特征在于：所述驱动绳轮、改向绳轮与固定夹板用轴连接，大链轮与刹车碟片分别用螺丝固定在驱动绳轮两侧中心部位，小链轮与主电机轴用平键固定连接，大链轮与小链轮用链条连接，可调电机支架与固定夹板用螺栓固定连接，主电机与可调电机支架用螺丝固定连接，两根直线轴分别套上滑块后两端用螺丝固定在直线轴支架上，直线轴支架用螺丝固定在副电机支架上，滑块连接板用螺丝连接4个滑块，副电机用螺丝与滑块连接板连接，副电机支架与可调电机支架用螺丝固定连接，离合器操作手柄与滑块连接板用离合线连接，复位弹簧安装在弹簧支座上，钢丝绳从一个改向绳轮下面绕进，再绕过驱动绳轮上半圈后再从另一个改向绳轮下面绕出，钢丝绳经过三个绳轮的绳槽组合形成“Ω”形包角，吊箱与吊臂焊接，吊臂轴套孔与固定板上的轴孔用轴连接，发电机、蓄电池、操控台安装在吊箱内，副电机离合器操作手柄安装在操控台附近，太阳能电池板用螺丝固定在吊箱向阳一方的框架上。

2.根据权利要求1所述的多能源双电机三绳轮自行缆车，其特征在于：所述固定夹板为两块等腰三角形钢板，在三角形钢板的三个顶端附近开三个轴孔，上方的轴孔安装驱动绳轮，左下方的和右下方的轴孔安装两个改向绳轮，钢丝绳在三个绳轮的轮槽上成“Ω”形状，左下方的和右下方的绳轮固定夹板轴孔的中间位置开吊臂安装轴孔，两块夹板的4个轴孔位置相同并且对称。

3.根据权利要求1所述的多能源双电机三绳轮自行缆车其特征在于：在所述可调电机支架一头开一个圆形中心孔和一个弧形调节孔，在一侧的固定夹板上分别开三个圆形孔，其中一个与可调电机支架的圆形中心孔相对应，另两个圆形孔与可调电机支架弧形孔相对应内，在三个孔上用螺栓将可调电机支架连接在固定在夹板上，主电机安装在可调整支架上，以中心孔螺栓为轴心可以调整可调电机支架的安装角度，可改变主电机上的小链轮与大链轮这间的距离，以调整链条的松紧度。

4.根据权利要求1所述的多能源双电机三绳轮自行缆车其特征在于：在所述可调电机支架中部开主电机的安装孔和螺丝孔，将主电机安装在可调电机支架上，可调电机支架另一头开四个孔用螺丝垂直安装副电机支架，安装在副电机支架上的副电机轴与主电机轴在同一轴心线上，主电机轴端安装小链轮，小链轮的中心位置焊接内六角形母套筒，副电机轴安装的六角形公头，组成公母离合器，直线轴支架左侧设置有中心孔的弹簧支座，在弹簧支座上套上弹簧，弹簧顶住副电机连接板左侧中部将副电机压到右侧，设置一根拉线，在副电机连接板左侧中部焊接拉环，固定拉线一端，拉线另一端穿过弹簧弹和弹簧支座的中心孔，再套上软管连接固定于安装在吊箱内的副电机离合操作手柄。

5.根据权利要求1或4所述的多能源双电机三绳轮自行缆车其特征在于：所述的直线轴穿过四个滑块后两端固定在直线轴支架上，直线轴支架用螺丝连接固定在副电机支架上，副电机支架直线轴支架用螺丝连接固定在副电机支架上，四个滑块与滑块连接板用螺丝连接固定，滑块连接板与副电机用螺丝连接固定。

6.根据权利要求1所述的多能源双电机三绳轮自行缆车其特征在于：所述发电机、蓄电池装在吊箱底板上，操控台安装在吊箱中一侧，太阳能电池板装在吊箱向阳的面板上，发电机、太阳能电池板及吊箱下行时电机靠重力势能自发电为蓄电池充电，再由蓄电池给主电机、副电机提供稳定电源。