CN110371794B - 一种缆盘装置及缆绳缠绕方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缆盘装置及缆绳缠绕方法，属于缆盘装置技术领域，解决了现有技术中缆盘结构复杂、零部件多且无法应用于高转速、大负载、频繁换向等工况的问题。缆盘装置包括连接法兰和缆盘基座，连接法兰和缆盘基座通过连接轴连接；缆盘基座的外圆周上靠近连接法兰侧设有第一缆槽，远离连接法兰侧设有第二缆槽；第一缆槽和第二缆槽之间设置可移动的挡板，第一缆槽的侧面板上设置第一穿缆孔，挡板上设置与第一穿缆孔相连通的第二穿缆孔。缆绳缠绕方法包括单绳两端反向缠绕方法、单绳两端同向缠绕方法和双绳独立缠绕方法。本发明可用于实现缆绳操纵方式多变，提高效率。

Description

一种缆盘装置及缆绳缠绕方法

技术领域

本发明涉及缆盘装置技术领域，尤其涉及一种缆盘装置及缆绳缠绕方法。

背景技术

缆绳操纵系统广泛应用于工程、矿山、建筑、海洋石油、船舶运输等诸多领域。按照缆绳操纵装置的动力源不同，缆绳操纵装置可以分为机械式缆绳操纵装置、气动式缆绳操纵装置、液压式缆绳操纵装置和电机驱动缆绳操纵装置等几大类。缆盘在缆绳操纵系统中起到传递转动运动，起到控制缆绳收放、并存储缆绳的作用。目前常用的缆盘为带排缆器的单绳单控或双绳双控，缆绳与缆盘依靠摩擦力传递运动，仅能工作于低转速、少换向的工况，后期维护成本大。此两种方案均为独立缆盘或独立缆绳实施单个运动操纵控制，需增加零部件进行排缆、收揽、单独进行防打滑设计，结构复杂、零部件多，无法实现轻量化、小型化设计。在高转速且频繁换向时，存在缆绳与缆盘打滑、缠缆的危险，运动传递不受控，无法适应高转速、大负载的场合。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种缆盘装置及缆绳缠绕方法，解决了现有技术中缆盘结构复杂、零部件多且无法应用于高转速、大负载、频繁换向等工况的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种缆盘装置，包括连接法兰和缆盘基座，所述连接法兰和缆盘基座通过连接轴连接；所述缆盘基座的外圆周上靠近连接法兰侧设有第一缆槽，远离连接法兰侧设有第二缆槽；第一缆槽和第二缆槽之间设置可移动的挡板，第一缆槽的侧面板上设置第一穿缆孔，所述挡板上设置与所述第一穿缆孔相连通的第二穿缆孔。

进一步，缆盘基座还设置可旋转的孔板。

进一步，所述孔板上设置N个通孔，N≥1，N个通孔的直径不同。

进一步，所述第一穿缆孔的直径大于所述通孔的最大直径。

进一步，所述缆盘装置还包括锁紧单元。

进一步，所述第二穿缆孔的孔壁圆滑过渡。

进一步，所述第二缆槽的外侧面板上设置第三穿缆孔。

进一步，所述缆盘基座与挡板的材质均为铝合金或者尼龙。

另一方面，本发明还提供了一种缆绳缠绕方法，缆绳缠绕方法包括单绳两端反向缠绕方法、单绳两端同向缠绕方法和双绳独立缠绕方法；

所述单绳两端反向缠绕方法包括如下步骤：

步骤一、将通孔与第一穿缆孔同轴放置，将缆绳依次穿过通孔、第一穿缆孔和第二穿缆孔；

步骤二、设置缆绳在第一缆槽和第二缆槽内为反向缠绕；

步骤三：转动缆盘，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳操纵动作为一收一放；

所述单绳两端同向缠绕方法包括如下步骤：

步骤1、将通孔与第一穿缆孔同轴放置，将缆绳依次穿过通孔、第一穿缆孔和第二穿缆孔；

步骤2、设置缆绳在第一缆槽和第二缆槽内为同向缠绕；

步骤3、转动缆盘，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳操纵动作为同收同放；

所述双绳独立缠绕方法包括如下步骤：

步骤S1、将通孔与第一穿缆孔同轴放置，将两根缆绳分别依次穿过通孔和第一穿缆孔分别缠绕在第一缆槽和第二缆槽内；

步骤S2、转动缆盘，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳实现分别独立操纵。

进一步，所述双绳独立缠绕方法中，如果缆绳的直径相同，则控制第一缆槽和第二缆槽的宽度相同，如果缆绳的直径不同，则通过移动挡板调节第一缆槽和第二缆槽的宽度，使之适配不同的缆绳。

与现有技术相比，本发明至少能实现以下技术效果之一：

a)本发明提供的缆盘装置通过设置第一缆槽、第二缆槽、挡板和穿缆孔能够将缆绳分槽储存，缆绳通过穿缆孔分别在两个缆槽缠绕储存，同时穿缆孔孔壁将缆盘的转动运动以缆盘圆周切向的推力形式传递至缆绳，完成缆盘收放缆绳的动作；单根缆绳通过穿缆孔分别缠绕在分体缆槽中，当单根缆绳通过穿缆孔后一段顺时针一段逆时针沿相反方向缠绕缆盘，则缆盘转动时可实现单根缆绳两端一收一放的动作；当单缆通过穿缆孔后同时顺时针或同时逆时针沿相同方向缠绕缆盘，则缆盘转动时可实现单根缆绳两端同收同放的动作；分别在第一缆槽和第二缆槽内放置缆绳，能够实现同时两根缆绳的同时作业。

b)通过移动挡板的位置能够调节第一缆槽和第二缆槽的宽度适应不同规格的缆绳，提高适配性。

c)第二穿缆孔的孔壁圆滑过渡能够防止缆绳与孔壁长时间接触摩擦过程中缆绳被割断。

d)本发明提供的缆绳缠绕方法包括单绳两端反向缠绕方法、单绳两端同向缠绕方法和双绳独立缠绕方法能够在不需更换零部件的情况下，实现缆绳操纵方式变更，提高效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例一的缆盘装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一的缆盘装置的平视图；

图3为本发明实施例一的缆盘装置的俯视剖面图；

图4为本发明实施例二的缆盘装置的穿缆孔处剖视图；

图5为本发明实施例三的缆盘装置的穿缆孔处剖视图；

图6为本发明实施例一的缆盘装置的应用系统示意图。

附图标记：

1-连接法兰；2-缆盘基座；3-第一缆槽；4-第二缆槽；5-挡板；6-第一穿缆孔；7-第二穿缆孔。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

实施例一

本实施例提供了一种缆盘装置，参见图1-3，包括连接法兰1和缆盘基座2，连接法兰1和缆盘基座2通过连接轴连接；缆盘基座2的外圆周上靠近连接法兰1侧设有第一缆槽3，远离连接法兰1侧设有第二缆槽4；第一缆槽3和第二缆槽4之间设置可移动的挡板5；第一缆槽3的侧面板上设置第一穿缆孔6；挡板5上设置与第一穿缆孔6相连通的第二穿缆孔7。

与现有技术相比，本发明提供的缆盘装置通过设置第一缆槽、第二缆槽、挡板和穿缆孔能够将缆绳分槽储存，缆绳通过穿缆孔分别在两个缆槽缠绕储存，同时穿缆孔孔壁将缆盘的转动运动以缆盘圆周切向的推力形式传递至缆绳，完成缆盘收放缆绳的动作；单根缆绳通过穿缆孔分别缠绕在第一和第二缆槽中，当单根缆绳通过穿缆孔后一段顺时针一段逆时针沿相反方向缠绕缆盘，则缆盘转动时可实现单根缆绳两端一收一放的动作；当单缆通过穿缆孔后同时顺时针或同时逆时针沿相同方向缠绕缆盘，则缆盘转动时可实现单根缆绳两端同收同放的动作；分别在第一缆槽和第二缆槽内放置缆绳，能够实现同时两根缆绳的同时作业；通过移动挡板的位置能够调节第一缆槽和第二缆槽的宽度适应不同规格的缆绳，提高适配性。

具体的，单根缆绳缠绕在第一缆槽和第二缆槽内时，第一缆槽和第二缆槽的宽度相同，第一缆槽和第二缆槽的宽度与缆绳的直径相等；两根缆绳分别放置在第一缆槽和第二缆槽内时，通过调整挡板的位置使得第一缆槽和第二缆槽的宽度分别与两根缆绳的直径相同。

具体的，第二缆槽的侧面板上设置第三穿缆孔，优选的，第三穿缆孔、第二穿缆孔与第一穿缆孔同轴，这样，当缆盘上需要装2根缆绳时，可以分别通过第一穿缆孔和第三穿缆孔将2根缆绳放入第一缆槽和第二缆槽。

具体的，第一穿缆孔、第二穿缆孔与第三穿缆孔的直径相同。

具体的，第一缆槽3和第二缆槽4分别设置缆槽盖板，缆槽盖板与缆盘基座是一体结构，这样在制作缆盘是一体成型，降低缆盘制作难度；或者缆槽盖板与缆盘基座是分体结构，缆盘盖板与缆盘基座可拆卸连接，这样在装缆绳时，可以将缆槽盖板取开，使缆绳的缠绕简单、方便。

具体的，缆盘基座2还设置可旋转的孔板，孔板上设置N个通孔，N≥1，N个通孔的直径不同，第一穿缆孔的直径大于通孔的最大直径，使用时根据缆绳规格选择匹配的通孔，将匹配的通孔旋转至与第一穿缆孔或第三穿缆孔同轴的位置，进行穿缆，通过设置孔板，能够通过调节孔板的位置匹配不同规格的缆绳，提高缆盘的适配性。

具体的，缆盘装置还包括锁紧单元，优选的，锁紧单元为直流电机，连接法兰1与直流电机输出轴端相连接，实施过程中，缆绳工作到位后不需要操作的时候，用直流电机提供运动锁止力矩固定缆盘，保证缆盘不能继续转动，保证缆绳不能继续收或者放，保证缆绳不影响其他操作；优选的，锁紧单元为刹车盘，刹车盘设置在连接轴的外侧，刹车盘与液压机构连接，实施过程中，缆绳工作到位后不需要操作的时候，液压机构将刹车盘压紧在连接轴上，保证缆盘不能继续转动，保证缆绳不能继续收或者放，保证缆绳不影响其他操作；优选的，锁紧单元包括第一刹车片和第二刹车片，第一刹车片和第二刹车片分别放置于第一缆槽和第二缆槽的侧面板外侧，第一刹车片和第二刹车片均与液压机构连接，液压机构用来控制第一刹车片和第二刹车片的开合，实施过程中，缆绳工作到位后不需要操作的时候，液压机构将第一刹车片和第二刹车片压紧在第一缆槽和第二缆槽的侧面板上，保证缆盘不能继续转动，保证缆绳不能继续收或者放，保证缆绳不影响其他操作。

具体的，第一缆槽3与第二缆槽4的深度相同，缆绳在缆槽内依次层叠缠绕，避免缆缠绞缆现象，不需要排缆，提高了缆盘在旋转过程中的收放缆速度。

具体的，挡板5上的第二穿缆孔孔壁圆滑过渡，优选的，第二穿缆孔孔壁为外凸的圆弧形或者设置倒圆角，第二穿缆孔孔壁圆滑过渡能够防止缆绳与孔壁长时间接触摩擦过程中缆绳被割断。

为了保证缆盘基座的强度，又能够满足轻量化要求，缆盘基座与挡板的材质均为铝合金或者尼龙。

实施例二

本实施例提供了一种单绳两端反向缠绕方法，使第一缆槽和第二缆槽内的缆绳操纵动作为一收一放，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳分别与被操纵部件连接，进一步控制被操纵部件作出前后翻转或者左右翻转运动。如图4所示，采用例如实施例一中的缆盘装置，单绳两端反向缠绕方法包括如下步骤：

步骤一：根据工况需求，剪切合适长度的缆绳；打开缆槽盖板，选择比缆绳直径略大的通孔，将通孔与第一穿缆孔同轴放置，将缆绳的一端依次穿过通孔、第一穿缆孔和第二穿缆孔至第二缆槽内；

步骤二：设置缆绳在第一缆槽和第二缆槽内为反向缠绕，将缠绕好的缆绳的两端分别与被操纵部件连接；

具体的，待缆绳的另一端通过第一穿缆孔后，将缆绳在第一缆槽内逆时针缠绕，在第二缆槽内顺时针缠绕；或者缆绳在第一缆槽内顺时针缠绕，在第二缆槽内逆时针缠绕。

步骤三：设置缆绳在第一缆槽和第二缆槽内的缠绕长度与缆槽外的自由长度相等，保证缆盘工作状态中运动行程最大化。

步骤四：转动缆盘，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳操纵动作为一收一放。

实施例三

本实施例提供了一种单绳两端同向缠绕方法，使第一缆槽和第二缆槽内的缆绳操纵动作为同收同放，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳分别与被操纵部件连接，进一步控制被操纵部件作出上升或下降运动。如图5所示，采用例如实施例一中的缆盘装置，单绳两端同向缠绕方法包括如下步骤：

步骤1：打开缆槽盖板，选择比缆绳直径略大的通孔，将通孔与第一穿缆孔同轴放置，将缆绳依次穿过通孔、第一穿缆孔和第二穿缆孔；

步骤2：设置缆绳在第一缆槽和第二缆槽内为同向缠绕，将缠绕好的缆绳的两端分别与被操纵部件连接；

步骤3：设置缆绳在第一缆槽和第二缆槽内的缠绕长度与缆槽外的自由长度相等，保证缆盘工作状态中运动行程最大化。

步骤4：转动缆盘，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳操纵动作为同收同放。

实施例四

本实施例提供了一种双绳独立缠绕方法，采用例如实施例一中的缆盘装置，双绳独立缠绕方法包括如下步骤：

步骤S1：打开缆槽盖板，选择比缆绳直径略大的通孔，将通孔与第一穿缆孔同轴放置，将一根缆绳依次穿过通孔和第一穿缆孔缠绕在第一缆槽内；将另一根缆绳依次穿过通孔和第三穿缆孔缠绕在第二缆槽内；

步骤S2：将缠绕好的缆绳的两端分别与被操纵部件连接；

步骤S3：转动缆盘，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳实现分别独立操纵。

在实施过程中，如果缆绳的直径相同，则控制第一缆槽和第二缆槽的宽度相同，如果缆绳的直径不同，则通过移动挡板调节第一缆槽和第二缆槽的宽度，使之适配不同的缆绳。

与现有技术相比，本实施例二、三和四提供的单绳不同缆槽同向、反向缠绕方法和双绳独立缠绕方法能够在不需更换零部件的情况下，实现缆绳操纵方式变更，提高效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种缆盘装置，其特征在于，包括连接法兰(1)和缆盘基座(2)，所述连接法兰(1)和缆盘基座(2)通过连接轴连接；所述缆盘基座(2)的外圆周上靠近连接法兰(1)侧设有第一缆槽(3)，远离连接法兰(1)侧设有第二缆槽(4)；所述第一缆槽(3)和第二缆槽(4)之间设置可移动的挡板(5)，所述第一缆槽(3)的侧面板上设置第一穿缆孔(6)；所述挡板(5)上设置与所述第一穿缆孔(6)相连通的第二穿缆孔(7)；

所述第一缆槽(3)和第二缆槽(4)分别设置缆槽盖板，缆槽盖板与缆盘基座是分体结构，缆槽盖板与缆盘基座可拆卸连接；

所述缆盘装置还包括锁紧单元；

所述锁紧单元包括第一刹车片和第二刹车片，第一刹车片和第二刹车片分别放置于第一缆槽和第二缆槽的侧面板外侧，第一刹车片和第二刹车片均与液压机构连接，液压机构用来控制第一刹车片和第二刹车片的开合；

所述第二穿缆孔的孔壁圆滑过渡，第二穿缆孔的孔壁为外凸的圆弧形或者设置倒圆角；

缆盘基座(2)还设置可旋转的孔板；

所述孔板上设置N个通孔，N≥1，所述N个通孔的直径均不相同；

所述第一穿缆孔的直径大于所述通孔的最大直径；使用时根据缆绳规格选择匹配的通孔，将匹配的通孔旋转至与第一穿缆孔或第三穿缆孔同轴的位置，进行穿缆，穿缆时，缆绳依次穿过通孔、第一穿缆孔；

所述第二缆槽的侧面板上设置第三穿缆孔；

所述缆盘基座与挡板的材质均为铝合金或者尼龙；

单根缆绳缠绕在第一缆槽和第二缆槽内时，所述第一缆槽和第二缆槽的宽度相同，所述第一缆槽和第二缆槽的宽度与缆绳的直径相等；两根缆绳分别放置在第一缆槽和第二缆槽内时，通过调整挡板的位置使得第一缆槽和第二缆槽的宽度分别与两根缆绳的直径相同；

所述第三穿缆孔、第二穿缆孔与第一穿缆孔同轴；

所述第一穿缆孔、第二穿缆孔与第三穿缆孔的直径相同；

所述第一缆槽与第二缆槽的深度相同。

2.一种缆绳缠绕方法，其特征在于，采用权利要求1所述的缆盘装置，所述缆绳缠绕方法包括单绳两端反向缠绕方法、单绳两端同向缠绕方法和双绳独立缠绕方法；

所述单绳两端反向缠绕方法包括如下步骤：

步骤一、将通孔与第一穿缆孔同轴放置，将缆绳依次穿过通孔、第一穿缆孔和第二穿缆孔；

步骤二、设置缆绳在第一缆槽和第二缆槽内为反向缠绕；将缠绕好的缆绳的两端分别与被操纵部件连接；

步骤三：转动缆盘，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳操纵动作为一收一放；

所述单绳两端同向缠绕方法包括如下步骤：

步骤1、将通孔与第一穿缆孔同轴放置，将缆绳依次穿过通孔、第一穿缆孔和第二穿缆孔；

步骤2、设置缆绳在第一缆槽和第二缆槽内为同向缠绕；将缠绕好的缆绳的两端分别与被操纵部件连接；

步骤3、转动缆盘，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳操纵动作为同收同放；

所述双绳独立缠绕方法包括如下步骤：

步骤S1、将通孔与第一穿缆孔同轴放置，将两根缆绳分别依次穿过通孔和第一穿缆孔分别缠绕在第一缆槽和第二缆槽内；

步骤S2、将缠绕好的缆绳的两端分别与被操纵部件连接；

步骤S3、转动缆盘，第一缆槽和第二缆槽内的缆绳实现分别独立操纵。

3.根据权利要求2所述的缆绳缠绕方法，其特征在于，所述双绳独立缠绕方法中，如果缆绳的直径相同，则控制第一缆槽和第二缆槽的宽度相同；如果缆绳的直径不同，则通过移动挡板调节第一缆槽和第二缆槽的宽度，使之适配不同的缆绳。

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