CN112173890A - 一种可调节式收放线缆装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可调节式收放线缆装置及方法。该装置包括卷筒基座(左右墙板、动力主轴、筋板、底座、左右保护罩)，卷筒组(三个卷筒，包括固定卷筒、过渡卷筒、收放卷筒)，万向导线架(圆盘支架、万向支架、导线轮组、导线轮组支架)，主动力部分(从动轮、动力轮、动力轮轴)，辅助动力部分(动力主轴、连接套)。在所述装置本体由左至右依次设置有辅助动力、左墙板、固定卷筒、万向导线架、过渡卷筒、收放卷筒、右墙板、主动力。本发明可避免卷筒旋转引起线缆的扭曲，提高了导电性能，降低了输送电力时的能量损失，并且使结构更简洁方便制造与维护。

Description

一种可调节式收放线缆装置及方法
技术领域
本发明涉及岸电、电力、线缆领域，具体说是一种可调节式收放线缆装置，还涉及与该装置相关的一种可调节式收放线缆方法。
背景技术
软线缆卷筒式供电装置是一种比较理想的大型运行机构供电方式，线缆卷筒上缠绕的软线缆一端与地面电源相连，当需要充电的用电器靠近时供电线缆从卷筒上拉出，充电完毕线缆被卷绕装置卷绕在卷筒上。
显然，缠绕在卷筒上的软线缆要随卷筒一起旋转，因此软线缆不能简单地直接与配电柜相连。解决这一问题的一般方法是在线缆卷筒上安装碳刷滑环集电器，消除卷筒旋转的影响，实现软线缆的接续。这种导电方式的优点是结构比较紧凑，但是滑环导电机构本身结构较复杂，难于制造、安装及维护，安全可靠性较差，导电性能也受到一定限制。更重要的是这种导电方式未彻底摆脱滑动接触的导电方式，没有最终实现软线缆直接供电，特别是在一些特别的场合，例如石油化工码头对卷筒的安全性要求更高，当在大载流时，普通滑环卷筒更难达到安全要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调节式收放线缆装置及方法，用于对各种大型运行机构供电的线缆的自动收放，实现软线缆直接供电方式，大幅度提升导电性能。
为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案实现：
一种可调节式收放线缆装置，包括卷筒基座，卷筒组，万向导线架，辅助动力组件，主动力组件，其中
所述辅助动力组件包括动力主轴，该动力主轴两端可转动地安装于卷筒基座上；
所述卷筒组包括同轴依次设置的收放卷筒、过渡卷筒、固定卷筒，所述收放卷筒用于缠绕线缆并可转动地置于动力主轴上，所述过渡卷筒与收放卷筒固接，所述固定卷筒置于卷筒基座上；
所述万向导线架包括导线轮组支架、导线轮组、万向支架、圆盘支架，所述导线轮组支架上设有用于穿过线缆的导线轮组，所述导线轮组支架可转动地安装于万向支架上，所述万向支架安装于圆盘支架上，所述圆盘支架固定于动力主轴上，所述万向导线架在动力主轴轴线方向上位于于过渡卷筒、固定卷筒之间；
所述主动力部分包括动力轮轴、动力轮、从动轮，所述动力轮轴固定于动力轮上，动力轮与从动轮相啮合，从动轮与收放卷筒同轴固接，所述动力主轴、动力轮轴分别外接不同的动力源。
作为优选，所述卷筒基座包括左墙板、右墙板及底座，所述左墙板、右墙板固定于底座上，两侧墙板上都安装有滚动轴承，所述动力主轴两端通过滚动轴承置于左墙板、右墙板，所述动力轮轴安装在右墙板上，所述固定卷筒固定安装于左墙板上。
作为优选，所述固定卷筒和收放卷筒外围分别设有左保护罩和右保护罩。
作为优选，所述收放卷筒通过轴承安装在动力主轴上，所述圆盘支架固定于连接套上，所述连接套固定于动力主轴上。
一种可调节式收放线缆方法，采用上面所述可调节式收放线缆装置进行线缆收放，包括以下步骤：
步骤一：将所用的装置各部件就位，所述动力主轴、动力轮轴分别与各自的动力源相连；
步骤二：线缆从收放卷筒上预留孔位穿入合适长度并固定，穿入线缆与外侧线缆互不干扰；穿入线缆经收放卷筒内部，并从过渡卷筒上预留孔位穿出，在过渡卷筒外缠绕若干圈数，再从万向导线架中穿出与过渡卷筒相反螺旋线方向缠绕在固定卷筒上，最后线缆从左墙板下方开孔中穿出可调节式收放线缆装置，穿出的线缆为线缆近地端且通至固定电源，此时穿出可调节式收放线缆装置的近地端线缆长度固定与内部线缆互不干扰，线缆远地端从收放卷筒延伸至用电器。
步骤三：当移动用电设备需要充电，通过控制系统操作，电机驱动动力轮轴带动从动轮控制收放卷筒朝一个方向旋转，收放卷筒开始卷线，与之固接的过渡卷筒同方向转动起来，于此同时，辅助动力端的输入动力带动动力主轴、万向导线架均朝相反方向转动，由此实现在该可调节式收放线缆装置内部的过渡卷筒和固定卷筒之间线缆的转移，而不影响装置外部线缆远地端和近地段的正常工作；
步骤四：当收放卷筒达到收线长度后停止转动；
步骤五：当充电完毕，收放卷筒朝另一个方向旋转开始收线过程，过渡卷筒与收放卷筒同向转动，通过控制系统控制，电机驱动动力轮轴带动从动轮控制收放卷筒朝另一个方向旋转，收放卷筒开始卷线，与之固接的过渡卷筒同方向转动，同时，辅助动力端的输入动力带动动力主轴、万向导线架均与过渡卷筒反方向转动，实现在该可调节式收放线缆装置内部的过渡卷筒和固定卷筒之间与步骤三相反方向的线缆转移，而不影响装置外部线缆远地端和近地端的正常工作。
步骤六：当线缆完全收回，动力轮轴、动力主轴均停止转动，一个周期作业结束。
作为优选，上面所述步骤三、步骤五中，从收放卷筒内部延伸至过渡卷筒的线缆有两种相反的缠绕方式，当某种缠绕方式下的过渡卷筒朝一个方向转动在向外放线，则与之反向转动的万向导线架带动放出的线缆缠绕至固定卷筒，而当某种缠绕方式下的过渡卷筒朝另一个方向转动在向内收线，则与之反向转动的万向导线架带动线缆逐圈脱离固定卷筒并缠绕至过渡卷筒上。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
本发明提供一种可调节式收放线缆装置及方法，与现有滑环卷筒相比，现有技术中的滑环导电机构本身结构较复杂，难于制造、安装及维护，安全可靠性较差，导电性能也受到一定限制，更重要的是这种导电方式未彻底摆脱滑动接触的导电方式，没有最终实现软电缆直接供电。
本发明解决了滑环卷筒的弊端，相比于滑环卷筒设计更加简洁，不仅便于制造、安装及维护，在导电性能上由于摆脱了碳刷滑环的导电方式，由电缆直接供电，大大提高了其导电性能。另外，本发明是适用于双线缆的收放装置，极大的提高了在安全设计下的供电效率。
附图说明
图1为本发明一种可调节式收放线缆装置的结构示意图，图中略去了左保护罩和右保护罩；
图2为本发明一种可调节式收放线缆装置主视结构图，图中略去了左保护罩和右保护罩；
图3为本发明一种可调节式收放线缆装置中卷筒基座示意图；
图4为本发明一种可调节式收放线缆装置包含左保护罩和右保护罩的状态结构示意图；
图5为本发明一种可调节式收放线缆装置的卷筒组示意图；
图6为本发明一种可调节式收放线缆装置的辅助动力部分、万向导线架部分示意图；
图7为本发明一种可调节式收放线缆装置的主动力部分示意图；
图中附图标记如下：
10—卷筒基座；11—底座；12—筋板；13—左墙板；14—右墙板；15—左保护罩；16—右保护罩；20—卷筒组；21—收放卷筒；22—过渡卷筒；23—固定卷筒；30—万向导线架；31—圆盘支架；32—万向支架；33—导线轮组；34—导线轮组支架；40—辅助动力组件；41—动力主轴；42—连接套；50—主动力组件；51—从动轮；52—动力轮；53—动力轮轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实例中的技术方案进行详细的描述。
实施例一
如图1到7，本实施例提供了一种可调节式收放线缆装置，包括卷筒基座10，主轴上装有卷筒组20，万向导线架30，辅助动力组件40，主动力组件50。
卷筒基座10包括左墙板13、右墙板14固定于底座11上，左墙板13、右墙板14上安装筋板12进行加固，两侧墙板上都安装有滚动轴承，动力主轴41横跨两侧墙板并穿过滚动轴承，动力主轴41起支撑作用并且可以转动。
所述固定卷筒23和收放卷筒21外围分别设有左保护罩15和右保护罩16，该左保护罩15和右保护罩16用于防止固定卷筒23和收放卷筒21外围线缆绕过顶部时因重力突然掉落至地面引起的线缆损伤。
卷筒组20由收放卷筒21、过渡卷筒22、固定卷筒23组成，收放卷筒21利用滑动轴承安装在动力主轴41上，线缆能够缠绕于所述收放卷筒21；过渡卷筒22与收放卷筒21同轴心通过螺栓固定在一起，固定卷筒23固定安装于左墙板13上并与过渡卷筒22同轴心，线缆能够缠绕于所述过渡卷筒22和固定卷筒23，通过过渡卷筒22转动能使所述线缆在过渡卷筒22上收回或放出；
万向导线架30包括导线轮组支架34、导线轮组33、万向支架32、圆盘支架31，所述导线轮组支架34上设有用于穿过线缆的导线轮组33，若干导线轮组33左右对称均匀安装于导线轮组支架34上，并围成用于穿过线缆的线缆通道，所述导线轮组支架34可转动地安装于万向支架上，所述万向支架安装于圆盘支架31上，所述圆盘支架31固定于动力主轴41上，万向导线架30在动力主轴41轴线方向上位于过渡卷筒22和固定卷筒23之间；
主动力组件50的动力轮轴53安装在右墙板14上，动力轮轴53上通过键连接一个动力轮52，从动轮51固定安装在收放卷筒21上，并且收放卷筒21与从动轮51同轴，动力轮52与从动轮51相啮合。
辅助动力组件40包括动力主轴41横跨两侧墙板并穿过安装在两侧墙板上的滚动轴承，连接套42通过键连接在动力主轴41上。
一种可调节式收放线缆方法，其所述可调节式收放线缆装置进行线缆收放，包括以下步骤：
步骤一：将所用的装置各部件就位，所述动力主轴41、动力轮轴53分别与各自的动力源相连；
步骤二：线缆从收放卷筒21上预留孔位穿入合适长度并固定，穿入线缆与外侧线缆互不干扰；穿入线缆经收放卷筒21内部，并从过渡卷筒22上预留孔位穿出，在过渡卷筒22外缠绕若干圈数，再从万向导线架中穿出与过渡卷筒22相反螺旋线方向缠绕在固定卷筒23上，最后线缆从左墙板下方开孔中穿出可调节式收放线缆装置，穿出的线缆为线缆近地端且通至固定电源，此时穿出可调节式收放线缆装置的近地端线缆长度固定与内部线缆互不干扰，线缆远地端从收放卷筒延伸至用电器。
步骤三：当移动用电设备需要充电，通过控制系统操作，电机驱动动力轮轴53带动从动轮51控制收放卷筒21朝一个方向旋转，收放卷筒21开始卷线，与之固接的过渡卷筒22同方向转动起来，于此同时，辅助动力端的输入动力带动动力主轴41、圆盘支架31、万向导线架30均朝相反方向转动，由此实现在该可调节式收放线缆装置内部的过渡卷筒22和固定卷筒23之间线缆的转移，而不影响装置外部线缆远地端和近地段的正常工作；
步骤四：当收放卷筒达到收线长度后停止转动；
步骤五：当充电完毕，通过控制系统控制，电机驱动动力轮轴53带动从动轮51控制收放卷筒21朝另一个方向旋转，收放卷筒21开始卷线，与之固接的过渡卷筒22同方向转动，同时，辅助动力端的输入动力带动动力主轴41、圆盘支架31、万向导线架30均与过渡卷筒22反方向转动，实现在该可调节式收放线缆装置内部的过渡卷筒22和固定卷筒23之间与步骤三相反方向的线缆转移，而不影响装置外部线缆远地端和近地端的正常工作。
步骤六：当线缆完全收回，动力轮轴53、动力主轴41均停止转动，一个周期作业结束。
需要说明的是，上面所述步骤三、步骤五中，从收放卷筒内部延伸至过渡卷筒22的线缆可以有两种相反的缠绕方式，当某种缠绕方式下的过渡卷筒22朝一个方向转动在向外放线，则与之反向转动的万向导线架30带动放出的线缆缠绕至固定卷筒23，而当某种缠绕方式下的过渡卷筒22朝另一个方向转动在向内收线，则与之反向转动的万向导线架30带动线缆逐圈脱离固定卷筒23并缠绕至过渡卷筒22上。
上述方案中收放卷筒21、过渡卷筒22和固定卷筒23、圆盘支架31的大小尺寸，可根据实际工况、线缆情况等要求而调整，例如根据万向导线架30、过渡卷筒22的转速比，来调整过渡卷筒22和固定卷筒23的直径比，使得过渡卷筒22单位时间放线长度与固定卷筒23单位时间收线长度相匹配。
上述机构中，由于述动力主轴41、动力轮轴53分别与各自的动力源相连，其各自转速可独立调整，因此过渡卷筒22和固定卷筒23的相对速度比也可以灵活调整，当过渡卷筒22单位时间放线长度与固定卷筒23单位时间收线长度不匹配，导致线缆被过度拉扯或线缆无序堆积，则可以调整动力主轴41或动力轮轴53，使得过渡卷筒22和固定卷筒23的相对速度比调整至合适的比例。因此该系统是一种可调节的收放线缆装置及方法。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可调节式收放线缆装置，其特征在于：包括卷筒基座，卷筒组，万向导线架，辅助动力组件，主动力组件，其中
所述辅助动力组件包括动力主轴，该动力主轴两端可转动地安装于卷筒基座上；
所述卷筒组包括同轴依次设置的收放卷筒、过渡卷筒、固定卷筒，所述收放卷筒用于缠绕线缆并可转动地置于动力主轴上，所述过渡卷筒与收放卷筒固接，所述固定卷筒置于卷筒基座上；
所述万向导线架包括导线轮组支架、导线轮组、万向支架、圆盘支架，所述导线轮组支架上设有用于穿过线缆的导线轮组，所述导线轮组支架可转动地安装于万向支架上，所述万向支架安装于圆盘支架上，所述圆盘支架固定于动力主轴上，所述万向导线架在动力主轴轴线方向上位于于过渡卷筒、固定卷筒之间；
所述主动力部分包括动力轮轴、动力轮、从动轮，所述动力轮轴固定于动力轮上，动力轮与从动轮相啮合，从动轮与收放卷筒同轴固接，所述动力主轴、动力轮轴分别外接不同的动力源。
2.根据权利要求1所述的可调节式收放线缆装置，其特征在于：所述卷筒基座包括左墙板、右墙板及底座，所述左墙板、右墙板固定于底座上，两侧墙板上都安装有滚动轴承，所述动力主轴两端通过滚动轴承置于左墙板、右墙板，所述动力轮轴安装在右墙板上，所述固定卷筒固定安装于左墙板上。
3.根据权利要求1所述的可调节式收放线缆装置，其特征在于：所述固定卷筒和收放卷筒外围分别设有左保护罩和右保护罩。
4.根据权利要求1所述的可调节式收放线缆装置，其特征在于：所述收放卷筒通过轴承安装在动力主轴上，所述圆盘支架固定于连接套上，所述连接套固定于动力主轴上。
5.一种可调节式收放线缆方法，其特征在于：采用权利要求2至4任一项所述可调节式收放线缆装置进行线缆收放，包括以下步骤：
步骤一：将所用的装置各部件就位，所述动力主轴、动力轮轴分别与各自的动力源相连；
步骤二：线缆从收放卷筒上预留孔位穿入合适长度并固定，穿入线缆与外侧线缆互不干扰；穿入线缆经收放卷筒内部，并从过渡卷筒上预留孔位穿出，在过渡卷筒外缠绕若干圈数，再从万向导线架中穿出与过渡卷筒相反螺旋线方向缠绕在固定卷筒上，最后线缆从左墙板下方开孔中穿出可调节式收放线缆装置，穿出的线缆为线缆近地端且通至固定电源，此时穿出可调节式收放线缆装置的近地端线缆长度固定与内部线缆互不干扰，线缆远地端从收放卷筒延伸至用电器。
步骤三：当移动用电设备需要充电，通过控制系统操作，电机驱动动力轮轴带动从动轮控制收放卷筒朝一个方向旋转，收放卷筒开始卷线，与之固接的过渡卷筒同方向转动，于此同时，辅助动力端的输入动力带动动力主轴、万向导线架均朝相反方向转动，由此实现在该可调节式收放线缆装置内部的过渡卷筒和固定卷筒之间线缆的转移，而不影响装置外部线缆远地端和近地段的正常工作；
步骤四：当收放卷筒达到收线长度后停止转动；
步骤五：当充电完毕，收放卷筒朝另一个方向旋转开始收线过程，过渡卷筒与收放卷筒同向转动，通过控制系统控制，电机驱动动力轮轴带动从动轮控制收放卷筒朝另一个方向旋转，收放卷筒开始卷线，与之固接的过渡卷筒同方向转动，同时，辅助动力端的输入动力带动动力主轴、圆盘支架、万向导线架均与过渡卷筒反方向转动，实现在该可调节式收放线缆装置内部的过渡卷筒和固定卷筒之间与步骤三相反方向的线缆转移，而不影响装置外部线缆远地端和近地端的正常工作。
步骤六：当线缆完全收回，动力轮轴、动力主轴均停止转动，一个周期作业结束。
6.根据权利要求5所述的一可调节式收放线缆方法，其特征在于：所述步骤三、步骤五中，从收放卷筒内部延伸至过渡卷筒的线缆有两种相反的缠绕方式，当某种缠绕方式下的过渡卷筒朝一个方向转动在向外放线，则与之反向转动的万向导线架带动放出的线缆缠绕至固定卷筒，而当某种缠绕方式下的过渡卷筒朝另一个方向转动在向内收线，则与之反向转动的万向导线架带动线缆逐圈脱离固定卷筒并缠绕至过渡卷筒上。
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