CN113682877A - 一种光伏组串电缆自动放线计数装置 - Google Patents

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Abstract

本发明光伏组串电缆自动放线计数装置，包括设备底座、支架结构、动力结构、计米结构、电缆卷、电缆收线卷盘、导向机构、缓冲机构。动力结构包括电机、传动装置及转动轴。电缆收线卷盘与转动轴一端连接，计米结构的计米器转动轮安装在导向轮及编码器支架的横向支架靠末端位置上，电缆卷通过辊轴连接在电缆卷支架上，导向机构包括四个导向轮，其中最末端的导向轮A与计米器转动轮并排设置，缓冲机构设置在导向轮及编码器支架一侧，导向轮D定位在缓冲机构上且位于导向轮B的下方，电缆卷中的光伏线缆先经过导向轮C、导向轮B，后向下经过导向轮D，最后向前经过导向轮A后向下由电缆收线卷盘收卷。本发明计量准确、劳动强度低、操作简单。

Description

一种光伏组串电缆自动放线计数装置
技术领域
本发明涉及一种电缆自动放线计数装置，特别涉及一种光伏组串电缆自动放线计数装置。
背景技术
太阳能光伏电站系统光伏组件串逆变器之间通过大量不等长度的光伏专用电缆连接。以装机容量100MWp常规光伏电站估算，需要各种长度光伏专用电缆约20000条。光伏专用电缆一般成卷采购（单卷长度约1000-2000米），施工前，按照图纸设计长度逐一提前进行分段裁剪、编号。
在作业过程中，由于部分品牌电缆无米标标记或米标标记不准确（如跳号），或即使电缆有米标，但大量长度不等的光伏线缆裁剪前需要进行加减运算，容易出错，因此现场常用的电缆裁剪方法是采用人工拉线、用卷尺测量出需求长度后裁剪并编号的方式。此种方法存在如下弊端：（1）材料损耗量较大：由于电缆数量多，且长度不等，作业人员在人工拉线及测量过程中，误差较大；测量实际长度低于设计长度的电缆将被报废或挪作它用，实际长度大于设计长度的电缆，多余部分将被二次切除成为废料，材料损耗量较大。（2）电缆裁剪效率低，工作强度大：对于单根长度较长的电缆（如50m以上），拉线及测量时过程复杂，且完成测量及裁切的每条线都需要重新收线、捆扎，劳动强度大，效率低。（3）成本高：一般电缆测量、裁剪需要三人相互配合，施工成本高。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种计量准确、劳动强度低、操作简单的光伏组串电缆自动放线计数装置。
本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种光伏组串电缆自动放线计数装置，包括设备底座、支架结构、动力结构、计米结构、电缆卷、电缆收线卷盘、导向机构、缓冲机构，支架结构包括电缆卷支架、电机支架、导向轮及编码器支架，各支架底端分别连接在设备底座上表面，动力结构包括电机、传动装置及转动轴，电机安装在电机支架上，传动装置连接在电机与转动轴间，电缆收线卷盘与转动轴一端连接，导向轮及编码器支架包括竖向支架及连接在竖向支架一侧的横向支架，计米结构的计米器转动轮安装在导向轮及编码器支架的横向支架靠末端位置上，电缆卷通过辊轴连接在电缆卷支架上，导向机构包括导向轮A、导向轮B、导向轮C、导向轮D，导向轮C设置在电缆卷支架与导向轮及编码器支架之间的设备底座表面，导向轮B设置在导向轮及编码器支架的竖向支架靠上端的位置，导向轮A设置在导向轮及编码器支架的横向支架靠末端位置并与计米器转动轮并排设置，缓冲机构设置在导向轮及编码器支架一侧，导向轮D定位在缓冲机构上且位于导向轮B的下方，电缆卷中的光伏线缆先向下并向前经过导向轮C，接着向上向前经过导向轮B，后向下经过导向轮D，再上经过导向轮B，最后向前经过导向轮A后向下由电缆收线卷盘收卷。
本发明的进一步技术方案是：所述传动装置包括轴承座、齿轮Ⅰ、齿轮Ⅱ及链条，齿轮Ⅰ安装在电机轴上，两只轴承座固定连接在电机支架底端，转动轴安装在两只轴承座的轴承孔中，齿轮Ⅱ安装在转动轴一端，链条连接在齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ之间，电机工作齿轮Ⅰ转动，链条带动齿轮Ⅱ及转动轴转动。
本发明的进一步技术方案是：所述计米结构包括计米器转动轮、计米器、编码器，计米器转动轮和编码器相对安装在导向轮及编码器支架的横向支架靠末端同一位置两侧，计米器定位在导向轮及编码器支架的竖向支架顶部，计米器中带有报警器，编码器通过信号线与计米器连接。
本发明的进一步技术方案是：所述电缆收线卷盘包括盘齿及盘面，盘面为圆形，四只盘齿均布焊接在盘面一侧表面，盘面中心与转动轴固定连接，盘面可随转动轴一同转动。
本发明的进一步技术方案是：所述导向轮A、导向轮B、导向轮C、导向轮D分别是导槽为V形槽并自带轴承的金属导向轮，导向轮A、导向轮B分别通过配套紧固件固定在导向轮及编码器支架上，导向轮C连接有底座，并利用底座的螺栓孔及配套紧固件固定在设备底座上，导向轮D通过配套紧固件固定在缓冲机构的滑块上。
本发明的进一步技术方案是：所述缓冲机构包括滑杆、滑块及弹簧，滑杆设置在导向轮及编码器支架的竖向支架一侧边缘，滑杆底端与设备底座固定连接，滑块套在滑杆上并可相对滑竿上下自由滑动，导向轮D通过配套紧固件固定连接在滑块一侧，弹簧上端与滑块连接，弹簧下端与设备底座连接。
本发明光伏组串电缆自动放线计数装置具有如下有益效果：
1、计量准确，材料损耗量低：本发明通过计米结构自动测量光伏线缆的长度，计米结构的计量精度为厘米级，精度远大于采用卷尺逐一测量的方法，计量准确，尤其是对于较长长度的电缆测量，可以有效减少累计误差，降低因测量误差引起的材料损耗和成本。
2、作业效率高：本发明动力结构的电机启动后，电缆卷自动转动放线，光伏线缆即可沿导向机构到拉倒电缆收线卷盘，实现自动缠绕自动计数，采用本装置只需1人即可完成操作，且电缆测量、裁剪简单，作业效率高，对于项目成本控制有非常大的促进作用。
3、本发明装置的各种支架结构简单，导向机构、计米结构及缓冲机构大部分零部件可以直接购买安装，制造成本低，导向轮都是导槽为V形槽并自带轴承的金属导向轮，可适用于多种规格电缆的计量。
下面结合附图和实施例对本发明光伏组串电缆自动放线计数装置作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明光伏组串电缆自动放线计数装置的立面结构示意图；
图2是本发明光伏组串电缆自动放线计数装置的平面结构示意图；
图3是动力结构与设备底座连接的结构示意图；
图4是图3的侧视图；
图5是图3所示动力结构的俯视图；
图6是电缆收线卷盘与转动轴连接的示意图；
图7是图6的侧视图；
图8是计米结构与导向轮及编码器支架连接的示意图；
图9是缓冲机构与设备底座连接的结构示意图；
附图标号说明：1-电机，2-轴承座，3-转动轴，4-齿轮Ⅰ，5-电缆收线卷盘，6-导向轮A，7-计米器转动轮，8-导向轮B，9-光伏电缆，10-缓冲机构，11-导向轮C，12-电缆卷，13-设备底座，14-电缆卷支架，15-电机支架，16-导向轮及编码器支架，17-计米器，18-导向轮D，19-弹簧，20-滑块，21-滑杆，22-盘齿，23-盘面，24-辊轴，25-编码器，26-齿轮Ⅱ,27-链条,28-横向支架,29-竖向支架。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明一种光伏组串电缆自动放线计数装置，包括设备底座13、支架结构、动力结构、计米结构、电缆卷12、电缆收线卷盘5、导向机构、缓冲机构10。
支架结构包括电缆卷支架14、电机支架15、导向轮及编码器支架16，各支架底端分别连接在设备底座13上表面。设备底座13用方钢及钢板焊接成型，用于整个系统的支撑。电缆卷支架14采用角钢加工成型，角钢底部焊接在设备底座13上，顶部切割两个圆形凹槽，用于安装辊轴24及电缆卷12，电缆卷12可在辊轴24上滚动。电机支架15由钢板及四根角钢焊接成型，角钢焊接在设备底座13上，钢板焊接在角钢顶面，钢板上预设螺栓孔，用于固定轴承座2及电机1。其中导向轮及编码器支架16包括竖向支架29及连接在竖向支架29一侧的横向支架28，竖向支架29由角钢制作，横向支架28由扁钢横制作，扁钢横向焊接在角钢中上部，角钢和扁钢上预设有固定导向轮及编码器25的螺栓孔。电缆卷支架14设置在导向轮及编码器支架16的竖向支架29一侧，电机支架15设置在导向轮及编码器支架16的横向支架28下方。
动力结构包括电机1、传动装置及转动轴3。电机1为市购齿轮减速电机，电机1安装在电机支架15上，传动装置连接在电机1与转动轴3间，电缆收线卷盘5与转动轴3一端连接。请同时参考图3至图5所示，在本实施例中，所述传动装置包括轴承座2、齿轮Ⅰ4、齿轮Ⅱ26及链条27，齿轮Ⅰ4安装在电机轴上，两只轴承座2固定连接在电机支架15底端。转动轴3为市购带键槽的圆柱直线轴，转动轴3外径与轴承座2内径一致，转动轴3安装在两只轴承座2的轴承孔中，齿轮Ⅱ26安装在转动轴3一端，链条27连接在齿轮Ⅰ4与齿轮Ⅱ26之间，电机1工作齿轮Ⅰ4转动，链条27带动齿轮Ⅱ26及转动轴3转动。请同时参考图6、图7所示，所述电缆收线卷盘5包括盘齿22及盘面23，盘面23为圆形，采用钢板切割成型，四只盘齿22均布焊接在盘面23一侧表面，盘面23中心与转动轴3固定连接，盘面23可随转动轴3一同转动。
计米结构的计米器转动轮7安装在导向轮及编码器支架16的横向支架28靠末端位置上。请同时参考图8所示，在本实施例中，计米结构包括计米器转动轮7、计米器17、编码器25，计米器转动轮7和编码器25相对安装在导向轮及编码器支架16的横向支架28靠末端同一位置两侧，计米器17定位在导向轮及编码器支架16的竖向支架29顶部，计米器17中带有报警器，编码器25通过信号线与计米器17连接。计米结构原理是通过计米器转动轮7的转动圈数来计算电缆长度，当电缆长度达到预定值时，控制继电器自动关闭电机1电源，完成光伏电缆9的放线。
导向机构包括导向轮A6、导向轮B8、导向轮C11、导向轮D18，导向轮C11设置在电缆卷支架14与导向轮及编码器支架16之间的设备底座13表面，导向轮B8设置在导向轮及编码器支架16的竖向支架29靠上端的位置，导向轮A6设置在导向轮及编码器支架16的横向支架28靠末端位置并与计米器转动轮7并排设置。在本实施例中，所述导向轮A6、导向轮B8、导向轮C11、导向轮D18分别是导槽为V形槽并自带轴承的金属导向轮，可通过市购直接得到。导向轮A6、导向轮B8分别通过配套紧固件固定在导向轮及编码器支架16上，导向轮C11连接有底座，并利用底座的螺栓孔及配套紧固件固定在设备底座13上，导向轮D18通过配套紧固件固定在缓冲机构10的滑块20上。
缓冲机构10设置在导向轮及编码器支架16一侧，导向轮D18定位在缓冲机构10上且位于导向轮B8的下方。请同时参考图9所示，在本实施例中，所述缓冲机构10包括滑杆21、滑块20及弹簧19，滑杆21设置在导向轮及编码器支架16的竖向支架29一侧边缘，滑杆21底端与设备底座13固定连接。滑块20为市购直线滑动单元滑块20，滑块20中部设有滑动孔。滑杆21为市购光滑圆柱型结构，滑杆21外径与滑块20的滑动孔配套。滑块20套在滑杆21上并可相对滑竿上下自由滑动，导向轮D18通过配套紧固件固定连接在滑块20一侧，弹簧19上端与滑块20连接，弹簧19下端与设备底座13连接。缓冲机构10主要作用是当装置启动时，通过滑块20上下移动，避免光伏线缆拉力急剧增加，造成光伏线缆损坏。
电缆卷12为市购带电缆卷筒的光伏专用电缆，电缆卷12通过辊轴24连接在电缆卷支架14上，辊轴24由无缝钢管切割成型，可插入电缆卷12中心孔上，电缆卷12可在辊轴24上滚动。光伏电缆9为从电缆卷12中释放出来的光伏电缆9，电缆卷12中的光伏线缆先向下并向前经过导向轮C11，接着向上向前经过导向轮B8，后向下经过导向轮D18，再上经过导向轮B8，最后向前经过导向轮A6后向下由电缆收线卷盘5收卷。
本发明装置的使用过程：将电缆卷12架设在电缆卷支架14上，在计米结构的编码器25上完成光伏电缆9预设长度的设置，手工将光伏电缆9端头次穿过本装置导向机构、缓冲机构10及计米器转动轮7并固定在固定在电缆收线卷盘5的盘齿22上。利用电机1带动电缆收线卷盘5转动，在导向轮组、缓冲机构10的辅助下，将光伏电缆9从电缆卷12中抽出，并带动计米器轮转动，进行电缆计量。当电缆长度达到预设长度时，编码器25发出信号控制电机1内置继电器关闭电机1电源，电机1停机，从而完成预设长度电缆的放线，抽出的光伏电缆9在电缆收线卷盘5上自动完成卷线，人工完成光伏电缆9裁剪，并将电缆收线卷盘5上的光伏电缆9捆扎后取出。
以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明的结构并不限于上述实施例列举的形式，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光伏组串电缆自动放线计数装置，其特征在于，包括设备底座（13）、支架结构、动力结构、计米结构、电缆卷（12）、电缆收线卷盘（5）、导向机构、缓冲机构（10），支架结构包括电缆卷支架（14）、电机支架（15）、导向轮及编码器支架（16），各支架底端分别连接在设备底座（13）上表面，动力结构包括电机（1）、传动装置及转动轴（3），电机（1）安装在电机支架（15）上，传动装置连接在电机（1）与转动轴（3）间，电缆收线卷盘（5）与转动轴（3）一端连接，导向轮及编码器支架（16）包括竖向支架（29）及连接在竖向支架（29）一侧的横向支架（28），计米结构的计米器转动轮（7）安装在导向轮及编码器支架（16）的横向支架（28）靠末端位置上，电缆卷（12）通过辊轴（24）连接在电缆卷支架（14）上，导向机构包括导向轮A（6）、导向轮B（8）、导向轮C（11）、导向轮D（18），导向轮C（11）设置在电缆卷支架（14）与导向轮及编码器支架（16）之间的设备底座（13）表面，导向轮B（8）设置在导向轮及编码器支架（16）的竖向支架（29）靠上端的位置，导向轮A（6）设置在导向轮及编码器支架（16）的横向支架（28）靠末端位置并与计米器转动轮（7）并排设置，缓冲机构（10）设置在导向轮及编码器支架（16）一侧，导向轮D（18）定位在缓冲机构（10）上且位于导向轮B（8）的下方，电缆卷（12）中的光伏线缆先向下并向前经过导向轮C（11），接着向上向前经过导向轮B（8），后向下经过导向轮D（18），再上经过导向轮B（8），最后向前经过导向轮A（6）后向下由电缆收线卷盘（5）收卷。
2.如权利要求1所述的光伏组串电缆自动放线计数装置，其特征在于，所述传动装置包括轴承座（2）、齿轮Ⅰ（4）、齿轮Ⅱ（26）及链条（27），齿轮Ⅰ（4）安装在电机轴上，两只轴承座（2）固定连接在电机支架（15）底端，转动轴（3）安装在两只轴承座（2）的轴承孔中，齿轮Ⅱ（26）安装在转动轴（3）一端，链条（27）连接在齿轮Ⅰ（4）与齿轮Ⅱ（26）之间，电机（1）工作齿轮Ⅰ（4）转动，链条（27）带动齿轮Ⅱ（26）及转动轴（3）转动。
3.如权利要求1所述的光伏组串电缆自动放线计数装置，其特征在于，所述计米结构包括计米器转动轮（7）、计米器（17）、编码器（25），计米器转动轮（7）和编码器（25）相对安装在导向轮及编码器支架（16）的横向支架（28）靠末端同一位置两侧，计米器（17）定位在导向轮及编码器支架（16）的竖向支架（29）顶部，计米器（17）中带有报警器，编码器（25）通过信号线与计米器（17）连接。
4.如权利要求1所述的光伏组串电缆自动放线计数装置，其特征在于，所述电缆收线卷盘（5）包括盘齿（22）及盘面（23），盘面（23）为圆形，四只盘齿（22）均布焊接在盘面（23）一侧表面，盘面（23）中心与转动轴（3）固定连接，盘面（23）可随转动轴（3）一同转动。
5.如权利要求1所述的光伏组串电缆自动放线计数装置，其特征在于，所述导向轮A（6）、导向轮B（8）、导向轮C（11）、导向轮D（18）分别是导槽为V形槽并自带轴承的金属导向轮，导向轮A（6）、导向轮B（8）分别通过配套紧固件固定在导向轮及编码器支架（16）上，导向轮C（11）连接有底座，并利用底座的螺栓孔及配套紧固件固定在设备底座（13）上，导向轮D（18）通过配套紧固件固定在缓冲机构（10）的滑块（20）上。
6.如权利要求1所述的光伏组串电缆自动放线计数装置，其特征在于，所述缓冲机构（10）包括滑杆（21）、滑块（20）及弹簧（19），滑杆（21）设置在导向轮及编码器支架（16）的竖向支架（29）一侧边缘，滑杆（21）底端与设备底座（13）固定连接，滑块（20）套在滑杆（21）上并可相对滑竿上下自由滑动，导向轮D（18）通过配套紧固件固定连接在滑块（20）一侧，弹簧（19）上端与滑块（20）连接，弹簧（19）下端与设备底座（13）连接。
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