CN111946759B

CN111946759B - 一种索道滑行器的制动机构

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Publication number: CN111946759B
Application number: CN202010789244.8A
Authority: CN
Inventors: 倪荷春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2022-08-23
Anticipated expiration: 2040-08-07
Also published as: CN111946759A

Abstract

本发明提供了一种索道滑行器的制动机构，属于机械技术领域。包括制动轮和固定轴，固定轴与制动轮之间通过轴承连接，固定轴上固定设置有若干控制转盘，控制转盘包括周向均匀分布在固定轴外侧的若干辐板，制动轮内填充有铁粉，辐板内设置有能够吸附铁粉的磁吸附结构，相邻控制转盘之间具有间隔，相邻控制转盘之间的间隔内设置有一发条，发条的一端与制动轮的内壁固定相连，发条的另一端与固定轴固定相连；制动轮相对固定轴旋转的过程中能够将吸附在辐板上的铁粉刮入发条各圈之间的间隙内。本发明具有制动效果好等优点。

Description

一种索道滑行器的制动机构

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种索道滑行器的制动机构。

背景技术

索道滑行器通过滑行器自重配合索道倾角实现由高至低运行，由于运行速度受到索道坡度、滑行器自重和初始速度等因素影响，存在较大的安全隐患。

现有的方式是通过对速度进行监测，通过主动控制的方式驱使制动器适时进行制动以限速，这种方式的问题在于：监测期间存在不可靠性，影响制动触发的时机；索道接触面积小，制动强度和制动力难以保障；单一的制动力提供方式容易发生制动失灵。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种索道滑行器的制动机构，本发明所要解决的技术问题是如何提供高效、高强度的柔性制动。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种索道滑行器的制动机构，其特征在于，包括制动轮和固定轴，所述固定轴与制动轮之间通过轴承连接，所述固定轴上固定设置有若干控制转盘，所述控制转盘包括周向均匀分布在固定轴外侧的若干辐板，所述制动轮内填充有铁粉，所述辐板内设置有能够吸附铁粉的磁吸附结构，相邻控制转盘之间具有间隔，相邻控制转盘之间的间隔内设置有一发条，所述发条的一端与制动轮的内壁固定相连，所述发条的另一端与固定轴固定相连；所述制动轮相对固定轴旋转的过程中能够将吸附在辐板上的铁粉刮入发条各圈之间的间隙内。

制动轮能够在抵靠缆索后产生旋转阻力，具体而言，多根发条的内外端分别连接固定轴和制动轮，发条存在极限卷绕圈数，即当发条除外圈之外的各簧圈的表面相互贴靠而无法在继续收卷时，发条相当于将制动轮和固定轴固定相连，此时制动轮无法旋转，阻力达到最大，如果仅仅是利用克服发条卷绕的力作为制动轮的旋转阻力，其范围太小，且缓冲效果较差，容易发生制动轮与缆索之间的强力摩擦和聚热，为此，本方案设置呈多个发条的结构，且相邻发条之间设置能够收集铁粉的磁力件，在发条为发生卷绕前，簧圈之间存在较大间隙，铁粉能够聚集在辐板上，并因为聚集的铁粉存在厚度而部分位于发条的簧圈间隙内，当发条发生卷绕时，铁粉因发条圈间间隙的减小和发条簧圈位置发生变化而被挤压，在铁粉被挤压的过程中有如下特点：发条的某个部位的运动为向圆心处靠近的螺旋状旋转，位于圈间间隙内的铁粉被挤压、蠕动和揉搓，增大了发条卷绕的阻力，能够吸收的能量更大，发条圈间存在的铁粉使发条被卷绕至极限的时间被推延、阻力更大，在对缆索进行阻力限速后，制动轮复位至脱离与缆索的接触，发条收卷复位，在此过程中，制动轮相对固定轴反向旋转，对可能聚集在制动轮底部或其他部位的铁粉进行重新分配，在磁力的吸附下重新回到辐板上对应的位置。

现有技术中通过刚性接触摩擦等方式实现的制动，其缺点在于，容易在局部产生火花形成安全隐患；磨损导致的物理尺寸的变化影响制动可靠性和制动稳定性；本方案中，通过粉粒物料具有增大摩擦阻力的特点，配合发条在发生卷绕时各部位运动同步、运动面积大的特点，对制动结构的制动力和制动效果进行改良，避免了刚性接触，同时通过多发条的结构实现了铁粉的均布，也通过辐条和磁力件实现了对铁粉的收集和再分配。

进一步的，所述磁吸附结构为埋设在辐板内的永磁条，所述永磁条的两个磁极之间的连线与固定轴的轴线平行。

进一步的，所述磁吸附结构为埋设在辐板内的衔铁块，所述衔铁块上绕设有通电线圈，所述通电线圈与衔铁块组成的电磁结构的两个磁极的连续与固定轴的轴线平行。

相比而言，通过电生磁的结构可以认为调节和控制磁力发生的大小和磁力产生的时机，从而更好的利用铁粉，比如在发条发生卷绕后，暂停通电线圈的通电，使铁粉尽可能多的进入发条圈间间隙内。

进一步的，所述固定轴内具有一溢流孔。

发条在磨损铁粉的过程中产生大量热量，通过溢流孔可以使导向管内的液压油部分挤入固定轴内，对热量进行分散，同时，为了避免制动轮长时间与缆索接触，溢流孔的存在可以缓慢的对导向管内的液压油进行泄压，进而使制动轮接触缆索的时间变短，频率加快，以使发条频繁处于放卷的过程中，充分利用发条卷绕极限之前的前半段，因为发条在该阶段发生的位移较大，可提供的摩擦阻力更大、更可靠。

进一步的，所述制动轮的轮面上具有螺旋状的增强凸筋。

进一步的，所述固定轴上固定连接有与各发条一一对应的轴套，所述发条的内端固定在轴套上。

进一步的，所述铁粉的为粒径在10～200mm之间的铁屑粉末。

进一步的，所述控制转盘包括连接相邻辐板的挡片，使相邻控制转盘之间处于封闭状态。

这种方式可避免铁粉不均匀分布，从而确保各发条均能够达到相对均匀的效果。

附图说明

图1是索道滑行器连接结构的示意图。

图2是限位滑轮的截面图。

图3是发条横截面下的制动轮的剖视图。

图4是辐板横截面下的制动轮的剖视图。

图5是制动轮的立体结构示意图。

图6是固定轴的平面结构示意图。

图中，1、缆索；2、连接架；3、限位滑轮；31、本体；32、导向管；33、拉杆；34、复位弹簧；35、叶轮；4、制动轮；41、固定轴；42、辐板；43、发条；44、溢流孔；45、轴套。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，包括缆索1、滑行器本体31、连接架2、限位滑轮3和制动轮4，滑行器本体31固定连接在连接架2上，限位滑轮3包括中空的本体31、转动连接在本体31两端的导向管32、滑动连接在导向管32内的拉杆33、连接导向管32和拉杆33的复位弹簧34和固定设置在本体31内的两个叶轮35，制动轮4在具有一定旋转阻力的情况下转动连接在两根拉杆33之间，缆索1位于限位滑轮3和制动轮4之间；限位滑轮3内填充有液压油，叶轮35旋转能够在本体31内腔形成负压，并驱使拉杆33相对导向管32上移。

依靠滑行器载重和缆索1的倾角，滑行器在缆索1上由高至低滑行，限位滑轮3相对连接架2旋转，设置在限位滑轮3内壁上的叶轮35旋转在导向管32内形成负压，拉杆33相对导向管32具有上移的趋势，限位滑轮3转速越快，拉杆33的上移驱动力越大，当限位滑轮3旋转速度达到既定值后，拉杆33和设置在拉杆33上的制动轮4靠近缆索1，与限位滑轮3夹持缆索1，通过制动轮4的旋转阻力提供制动轮4与缆索1相对运动的阻力，进而对限位滑轮3在缆索1上的速度进行限制，确保滑行器在缆索1上的滑行速度处于一定范围内。

如图3、图4、图5和图6所示，两根拉杆33之间固定连接有一固定轴41，固定轴41与制动轮4之间通过轴承连接，固定轴41上固定设置有若干控制转盘，控制转盘包括周向均匀分布在固定轴41外侧的若干辐板42，制动轮4内填充有铁粉，辐板42内设置有能够吸附铁粉的磁吸附结构，相邻控制转盘之间具有间隔，相邻控制转盘之间的间隔内设置有一发条43，发条43的一端与制动轮4的内壁固定相连，发条43的另一端与固定轴41固定相连；制动轮4相对固定轴41旋转的过程中能够将吸附在辐板42上的铁粉刮入发条43各圈之间的间隙内；铁粉的为粒径在10～200mm之间的铁屑粉末。

制动轮4能够在抵靠缆索1后产生旋转阻力，具体而言，多根发条43的内外端分别连接固定轴41和制动轮4，发条43存在极限卷绕圈数，即当发条43除外圈之外的各簧圈的表面相互贴靠而无法在继续收卷时，发条43相当于将制动轮4和固定轴41固定相连，此时制动轮4无法旋转，阻力达到最大，如果仅仅是利用克服发条43卷绕的力作为制动轮4的旋转阻力，其范围太小，且缓冲效果较差，容易发生制动轮4与缆索1之间的强力摩擦和聚热，为此，本方案设置呈多个发条43的结构，且相邻发条43之间设置能够收集铁粉的磁力件，在发条43为发生卷绕前，簧圈之间存在较大间隙，铁粉能够聚集在辐板42上，并因为聚集的铁粉存在厚度而部分位于发条43的簧圈间隙内，当发条43发生卷绕时，铁粉因发条43圈间间隙的减小和发条43簧圈位置发生变化而被挤压，在铁粉被挤压的过程中有如下特点：发条43的某个部位的运动为向圆心处靠近的螺旋状旋转，位于圈间间隙内的铁粉被挤压、蠕动和揉搓，增大了发条43卷绕的阻力，能够吸收的能量更大，发条43圈间存在的铁粉使发条43被卷绕至极限的时间被推延、阻力更大，在对缆索1进行阻力限速后，制动轮4复位至脱离与缆索1的接触，发条43收卷复位，在此过程中，制动轮4相对固定轴41反向旋转，对可能聚集在制动轮4底部或其他部位的铁粉进行重新分配，在磁力的吸附下重新回到辐板42上对应的位置。

现有技术中通过刚性接触摩擦等方式实现的制动，其缺点在于，容易在局部产生火花形成安全隐患；磨损导致的物理尺寸的变化影响制动可靠性和制动稳定性；本方案中，通过粉粒物料具有增大摩擦阻力的特点，配合发条43在发生卷绕时各部位运动同步、运动面积大的特点，对制动结构的制动力和制动效果进行改良，避免了刚性接触，同时通过多发条43的结构实现了铁粉的均布，也通过辐条和磁力件实现了对铁粉的收集和再分配。

磁吸附结构为埋设在辐板42内的永磁条，永磁条的两个磁极之间的连线与固定轴41的轴线平行。

作为另一种选择，磁吸附结构为埋设在辐板42内的衔铁块，衔铁块上绕设有通电线圈，通电线圈与衔铁块组成的电磁结构的两个磁极的连续与固定轴41的轴线平行。

相比而言，通过电生磁的结构可以认为调节和控制磁力发生的大小和磁力产生的时机，从而更好的利用铁粉，比如在发条43发生卷绕后，暂停通电线圈的通电，使铁粉尽可能多的进入发条43圈间间隙内。

固定轴41内、拉杆33内均具有一溢流孔44，拉杆33和固定轴41上的溢流孔44均与导向管32相通。发条43在磨损铁粉的过程中产生大量热量，通过溢流孔44可以使导向管32内的液压油部分挤入固定轴41内，对热量进行分散，同时，为了避免制动轮4长时间与缆索1接触，溢流孔44的存在可以缓慢的对导向管32内的液压油进行泄压，进而使制动轮4接触缆索1的时间变短，频率加快，以使发条43频繁处于放卷的过程中，充分利用发条43卷绕极限之前的前半段，因为发条43在该阶段发生的位移较大，可提供的摩擦阻力更大、更可靠。

两个叶轮35上的叶片倾角相反，两个叶轮35分别位于本体31内腔与两根导向管32的衔接位置处。

制动轮4的轮面上具有螺旋状的增强凸筋。

固定轴41上固定连接有与各发条43一一对应的轴套45，发条43的内端固定在轴套45上。

控制转盘包括连接相邻辐板42的挡片，使相邻控制转盘之间处于封闭状态。这种方式可避免铁粉不均匀分布，从而确保各发条43均能够达到相对均匀的效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种索道滑行器的制动机构，其特征在于，包括缆索（1）、连接架（2）、限位滑轮（3）和制动轮（4），所述限位滑轮（3）包括中空的滑行器本体（31）、转动连接在滑行器本体（31）两端的导向管（32）、滑动连接在导向管（32）内的拉杆（33）、连接导向管（32）和拉杆（33）的复位弹簧（34），缆索（1）位于限位滑轮（3）和制动轮（4）之间，所述滑行器本体（31）固定连接在连接架（2）上；

两根拉杆（33）之间固定连接有一固定轴（41），所述固定轴（41）与制动轮（4）之间通过轴承连接，所述固定轴（41）上固定设置有若干控制转盘，所述控制转盘包括周向均匀分布在固定轴（41）外侧的若干辐板（42），所述制动轮（4）内填充有铁粉，所述辐板（42）内设置有能够吸附铁粉的磁吸附结构，相邻控制转盘之间具有间隔，相邻控制转盘之间的间隔内设置有一发条（43），所述发条（43）的一端与制动轮（4）的内壁固定相连，所述发条（43）的另一端与固定轴（41）固定相连；所述制动轮（4）相对固定轴（41）旋转的过程中能够将吸附在辐板（42）上的铁粉刮入发条（43）各圈之间的间隙内。

2.根据权利要求1所述一种索道滑行器的制动机构，其特征在于，所述磁吸附结构为埋设在辐板（42）内的永磁条，所述永磁条的两个磁极之间的连线与固定轴（41）的轴线平行。

3.根据权利要求1所述一种索道滑行器的制动机构，其特征在于，所述磁吸附结构为埋设在辐板（42）内的衔铁块，所述衔铁块上绕设有通电线圈，所述通电线圈与衔铁块组成的电磁结构的两个磁极的连续与固定轴（41）的轴线平行。

4.根据权利要求1或2或3所述一种索道滑行器的制动机构，其特征在于，所述制动轮（4）的轮面上具有螺旋状的增强凸筋。

5.根据权利要求1或2或3所述一种索道滑行器的制动机构，其特征在于，所述固定轴（41）上固定连接有与各发条（43）一一对应的轴套（45），所述发条（43）的内端固定在轴套（45）上。

6.根据权利要求1或2或3所述一种索道滑行器的制动机构，其特征在于，所述铁粉为粒径在10～200mm之间的铁屑粉末。

7.根据权利要求1或2或3所述一种索道滑行器的制动机构，其特征在于，所述控制转盘包括连接相邻辐板（42）的挡片，使相邻控制转盘之间处于封闭状态。