CN111302145A - 可实现多轨迹的自动卷线控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及收放线装置，特别涉及一种可实现多轨迹的自动卷线控制装置。包括电机、联轴器、减速箱、集电环输电箱、卷盘、电缆及基座，其中电机安装在基座上、并且输出轴通过联轴器与减速箱的输入轴连接，集电环输电箱和卷盘位于减速箱的两侧、并且分别与减速箱两侧的输出轴连接，集电环输电箱内的电缆依次穿过减速箱的输出轴及卷盘的中心、并且缠绕在卷盘上。本发明涉及在室外环境下，通过不同的距离提供给移动设备动力、压缩空气及焊接保护气的设备，并且与移动设备进行通讯，控制收放线，满足不同工况的要求。

Description

可实现多轨迹的自动卷线控制装置

技术领域

本发明涉及收放线装置，特别涉及一种可实现多轨迹的自动卷线控制装置。

背景技术

在现有技术中，室外的移动设备进行作业，很难满足移动设备提供动力、压缩空气以及焊接保护气。尤其是当移动设备的位移方向不是唯一，而是曲线或者往复轨迹时，很难达到自动收放线的目的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可实现多轨迹的自动卷线控制装置，该装置通用性强，自动化程度高，成本低，具有自动放线功能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可实现多轨迹的自动卷线控制装置，包括电机、联轴器、减速箱、集电环输电箱、卷盘、电缆及基座，其中电机安装在基座上、并且输出轴通过联轴器与减速箱的输入轴连接，所述集电环输电箱和所述卷盘位于所述减速箱的两侧、并且分别与所述减速箱两侧的输出轴连接，所述电缆的一端穿过卷盘的中心及所述减速箱的输出轴与所述集电环输电箱连接，另一端缠绕于所述卷盘上。

所述驱动装置包括电机、磁滞联轴器及基座，其中电机安装在基座上、且输出端通过磁滞联轴器与所述减速箱的输入轴连接。

所述磁滞联轴器包括磁滞联轴器壳体、调节螺母、半联轴节、多极磁铁盘、感应盘、保护罩、连接法兰、单向轴承、联轴器输出轴及缓冲垫，其中连接法兰与保护罩的一端连接，所述半联轴节通过单向轴承安装在连接法兰上、并且与所述电机的输出轴连接，所述联轴器输出轴转动安装在所述保护罩的另一端、并且与所述半联轴节同轴线，所述联轴器输出轴的端部设有调节螺母，所述多极磁铁盘套设于所述联轴器输出轴上，所述磁滞联轴器壳体转动安装在所述联轴器输出轴上、并且位于所述多极磁铁盘的外侧，所述感应盘设置于所述磁滞联轴器壳体的内侧、并且与所述多极磁铁盘相对应，所述半联轴节通过缓冲垫与所述磁滞联轴器壳体传动连接。

所述电缆内集成有动力线和气路管线，所述气路管线与设置于所述集电环输电箱内的双气路旋转接头连接。

所述卷盘的一侧设有用于排线的排缆器。

所述排缆器包括丝杆、丝母、传动装置及导向轮组，其中丝杆转动安装在基座上、并且通过传动装置与所述减速箱的输出轴连接，所述丝母与所述丝杆配合形成螺纹副，所述导向轮组与所述丝母连接、并且可随所述丝母移动，所述电缆的收放线由所述导向轮组导向。

所述丝杆与所述减速箱的输出轴平行。

所述卷盘设置于卷筒轴上，所述卷筒轴与所述减速箱的输出轴连接，所述卷筒轴与所述减速箱的输出轴均为中空结构。

所述集电环输电箱的底部设有出线口，由所述出线口引出的电缆引线与用户设备连接。

所述电机通过上位机控制。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明自动化程度高。本发明采用计算机控制，电源配有计算机接口，全部自动化控制。

2.本发明成本低。动力线、压缩空气及焊接保护气三合一，以低成本实现高可靠性自动化控制。

3.本发明通用性好。特质电缆具有耐磨及防腐功能，满足室外的作业要求。

4.本发明适应性强。可以满足长距离及区县路径的自动收线，涉及在室外环境下，通过不同的距离提供给移动设备动力、压缩空气及焊接保护气的设备，并且与移动设备进行通讯，控制收放线，满足不同工况的要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的右视图；

图4为本发明磁滞联轴器的结构示意图。

图中：1为电缆引线，2为电机，3为磁滞联轴器，4为减速箱，5为输电滑环，6为集电环输电箱，7为双气路旋转接头，8为卷筒轴，9为卷盘，10为电缆，11为基座，12为丝杠，13为传动装置，14为导向轮组，31为磁滞联轴器壳体，32为调节螺母，33为半联轴节，34为保护罩，35为连接法兰，36为锁紧螺栓，37为单向轴承，38为联轴器输出轴，39为多级磁铁盘，310为感应盘，311为缓冲垫。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1-3所示，本发明提供的一种可实现多轨迹的自动卷线控制装置，包括驱动装置、减速箱4、集电环输电箱6、卷盘9及电缆10，其中驱动装置与减速箱4的输入轴连接，集电环输电箱6和卷盘9位于减速箱4的两侧、并且分别与减速箱4两侧的输出轴连接。电缆10的一端穿过卷盘9的中心及减速箱4的输出轴与集电环输电箱6连接，另一端缠绕于卷盘9上。

进一步地，电缆10内集成有动力线和气路管线，所述气路管线与设置于集电环输电箱6内的双气路旋转接头7连接，所述气路管线包括压缩空气管线和保护气管线。

卷盘9设置于卷筒轴8上，卷筒轴8与减速箱4的输出轴连接，卷筒轴8与减速箱4的输出轴均为中空结构，电缆10容置于卷筒轴8和减速箱4的输出轴的中空腔体内。集电环输电箱6的底部设有出线口，由出线口引出的电缆引线1与用户设备连接。

进一步地，驱动装置包括电机2、磁滞联轴器3及基座11，其中电机2安装在基座11上、且输出端通过磁滞联轴器3与减速箱4的输入轴连接。

如图4所示，磁滞联轴器3包括磁滞联轴器壳体31、调节螺母32、半联轴节33、多极磁铁盘39、感应盘310、保护罩34、连接法兰35、单向轴承37、联轴器输出轴38及缓冲垫311，其中连接法兰35与保护罩34的一端连接，半联轴节33通过单向轴承37安装在连接法兰35上、并且与电机2的输出轴连接，联轴器输出轴38转动安装在保护罩34的另一端、并且与半联轴节33同轴线，联轴器输出轴38的端部设有调节螺母32，多极磁铁盘39套设于联轴器输出轴38上，磁滞联轴器壳体31转动安装在联轴器输出轴38上、并且位于多极磁铁盘39的外侧，感应盘310设置于磁滞联轴器壳体31的内侧、并且与多极磁铁盘39相对应，半联轴节33通过缓冲垫311与磁滞联轴器壳体31传动连接。

磁滞联轴器3的工作原理是：

当电机2带动半联轴节33转动，半联轴节33通过缓冲垫311带动磁滞联轴器壳体31及感应盘310高速旋转时，通过磁场感应带动多极磁铁盘39旋转。当多极磁铁盘39和感应盘310的转速出现滑差时，多极磁铁盘39必将交替磁化对面的感应盘310，从而产生一种抗拒这种滑差的扭矩，即“磁联接”，从而驱动(或制动)多极磁铁盘39旋转，最终实现联轴器输出轴38的转动。

进一步地，卷盘9的一侧设有用于排线的排缆器。

如图1、图3所示，所述排缆器包括丝杆12、丝母、传动装置13及导向轮组14，其中丝杆12转动安装在基座11上、并且通过传动装置13与减速箱4的输出轴连接，丝母与丝杆12配合形成螺纹副，导向轮组14与丝母连接、并且可随丝母移动，电缆10的收放线由导向轮组14导向。

进一步地，丝杆12与减速箱4的输出轴及卷筒轴8平行，传动装置13为链传动。

电机2通过上位机控制。电缆10集成动力、压缩空气和保护气三和一集成电缆，电缆10的放线可以与PLC(上位机)进行控制通讯。缠绕的电缆不会因为扭曲而影响气路的气压。电缆采用特殊材料制成，保证在室外恶劣的环境下，可以抗磨损，防潮和防腐的能力。

本发明的工作原理是:

当设备驶向电缆锚位时，电机2得电正转，经磁滞联轴器3调速后驱动卷盘9主动收卷电缆10；当设备驶离电缆锚位时，在电缆10的拖拽下，卷盘9克服磁滞联轴器3的“磁联接”阻力，被动释放电缆；当设备停止或设备断电时，电机2延时断电，由于磁滞联轴器3的单向轴承37的止转及“磁联接”阻力，制动电缆卷盘，保证电缆10不滑脱。无论设备走行方向如何，电缆卷筒电动机的电源相序不变，始终旋向收缆方向。

吊运电缆卷筒主机时，应根据安装底架上的角钢固定好吊索进行起吊，不能随意绑挂，以免造成整体结构变形。电缆卷筒的安装高度及电缆规格应严格按照订货时的技术要求进行，否则无电缆的效果。底架安装时要保证电缆卷盘回转轴线水平(轴头可稍高些约3mm，确保卷盘满载后不下挠倾斜)，且与设备走行轨迹垂直，可采用螺栓或电焊与安装平台连接。吊装时应注意不能使卷盘变形。联接法兰与主轴装配好键后再装配背帽及防尘罩子。电缆的地面锚固装置应牢固可靠，并且保证电缆输出点位于卷盘水平方向的中心。电缆在集电环输电箱接线前应仔细检查集电环系统的绝缘情况，检查紧固件是否松动，根据实际情况进行干燥处理后再进行电气接线。

本发明的调试过程是：电缆卷筒使用的电机只允许按标定的方向运转，如果使用多台电动机驱动，必须保持电动机旋向一致。电缆卷筒在出厂前已按设计要求确定了卷盘旋向，并在磁滞联轴器护罩网上标明了电动机的旋向，通电运行前必须对每台电动机进行测向试验，确保电动机的旋向与标识一致。侧向试验时要注意只能点动，不可长期堵转，否则将烧毁电机或损坏单向轴承。如果标定的电机旋向与现场实际情况不符，可按下述方法调整：拆下磁滞联轴器的护罩网、连接法兰螺栓，将电机及连接法兰与磁滞联轴器的外护罩分离；折下电动机连接螺栓，将电动机、半联轴节与连接法兰分离，折下连接法兰上的单向轴承，翻转180°安装，并注意将键装配到位。

卷取力矩的调整：如果在运行过程中发现卷取力矩过大或过小，请按下列方法进行调整：将电机连同半联轴节从磁滞联轴器外护罩上拆卸下后，可见由两只螺栓固定的力矩输出调整套。旋出两个螺栓，用专用工具插入两螺孔，固定住磁滞联轴器的外转子后转动调节套，调整单位为180度的倍数。顺时针转动，增加卷取力矩，逆时针转动则减少卷取力矩。

定期保养：减速齿轮及丝杠滑块采用脂润滑(3#锂基脂)，不可加注机油。应定期检查齿轮箱润滑情况，通常一个月加润滑脂一次。磁滞头每半年拆卸一次，轴承添加”长城7017-1B(2号)高低温润滑脂”。应定期检查卷筒集电环输电箱内的情况，应保证碳刷与滑环接触良好，紧固件无松动，并定期清理积碳。确保排缆丝杠上的电缆导轮位置与卷筒上的电缆位置对正，若不正，需打开丝杠链轮上的链条，转动丝杠链轮使电缆导轮位置与卷筒上的电缆位置对正。

本发明具有结构紧凑、安装维修方便、控制方式简单、运行可靠等优点，启动平稳，收放电缆的过程柔和，恒转矩输出，延长电缆的使用寿命。在设备运行过程中，磁滞联轴器能依据主机设备的走行速度和卷径及电缆拉力的变化，自动调整输出转速，使收放电缆的线速度与设备的走行速度保持同步状态。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非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作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可实现多轨迹的自动卷线控制装置，其特征在于，包括驱动装置、减速箱(4)、集电环输电箱(6)、卷盘(9)、电缆(10)，其中驱动装置与减速箱(4)的输入轴连接，所述集电环输电箱(6)和所述卷盘(9)位于所述减速箱(4)的两侧、并且分别与所述减速箱(4)两侧的输出轴连接，所述电缆(10)的一端穿过卷盘(9)的中心及所述减速箱(4)的输出轴与所述集电环输电箱(6)连接，另一端缠绕于所述卷盘(9)上。

2.根据权利要求1所述的可实现多轨迹的自动卷线控制装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机(2)、磁滞联轴器(3)及基座(11)，其中电机(2)安装在基座(11)上、且输出端通过磁滞联轴器(3)与所述减速箱(4)的输入轴连接。

3.根据权利要求2所述的可实现多轨迹的自动卷线控制装置，其特征在于，所述磁滞联轴器(3)包括磁滞联轴器壳体(31)、调节螺母(32)、半联轴节(33)、多极磁铁盘(39)、感应盘(310)、保护罩(34)、连接法兰(35)、单向轴承(37)、联轴器输出轴(38)及缓冲垫(311)，其中连接法兰(35)与保护罩(34)的一端连接，所述半联轴节(33)通过单向轴承(37)安装在连接法兰(35)上、并且与所述电机(2)的输出轴连接，所述联轴器输出轴(38)转动安装在所述保护罩(34)的另一端、并且与所述半联轴节(33)同轴线，所述联轴器输出轴(38)的端部设有调节螺母(32)，所述多极磁铁盘(39)套设于所述联轴器输出轴(38)上，所述磁滞联轴器壳体(31)转动安装在所述联轴器输出轴(38)上、并且位于所述多极磁铁盘(39)的外侧，所述感应盘(310)设置于所述磁滞联轴器壳体(31)的内侧、并且与所述多极磁铁盘(39)相对应，所述半联轴节(33)通过缓冲垫(311)与所述磁滞联轴器壳体(31)传动连接。

4.根据权利要求1所述的可实现多轨迹的自动卷线控制装置，其特征在于，所述电缆(10)内集成有动力线和气路管线，所述气路管线与设置于所述集电环输电箱(6)内的双气路旋转接头(7)连接。

5.根据权利要求1所述的可实现多轨迹的自动卷线控制装置，其特征在于，所述卷盘(9)的一侧设有用于排线的排缆器。

6.根据权利要求5所述的可实现多轨迹的自动卷线控制装置，其特征在于，所述排缆器包括丝杆(12)、丝母、传动装置(13)及导向轮组(14)，其中丝杆(12)转动安装在基座(11)上、并且通过传动装置(13)与所述减速箱(4)的输出轴连接，所述丝母与所述丝杆(12)配合形成螺纹副，所述导向轮组(14)与所述丝母连接、并且可随所述丝母移动，所述电缆(10)的收放线由所述导向轮组(14)导向。

7.根据权利要求6所述的可实现多轨迹的自动卷线控制装置，其特征在于，所述丝杆(12)与所述减速箱(4)的输出轴平行。

8.根据权利要求1所述的可实现多轨迹的自动卷线控制装置，其特征在于，所述卷盘(9)设置于卷筒轴(8)上，所述卷筒轴(8)与所述减速箱(4)的输出轴连接，所述卷筒轴(8)与所述减速箱(4)的输出轴均为中空结构。

9.根据权利要求1所述的可实现多轨迹的自动卷线控制装置，其特征在于，所述集电环输电箱(6)的底部设有出线口，由所述出线口引出的电缆引线(1)与用户设备连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的可实现多轨迹的自动卷线控制装置，其特征在于，所述电机(2)通过上位机控制。

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