CN113716399A - 一种电缆收放装置及控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种电缆收放装置及控制系统，电缆收放装置包括：支撑结构，包括主支撑架以及设置于主支撑架上的转动支撑轴；多个电缆盘，皆转动设置于转动支撑轴上；驱动装置，其具有多个可独立转动的驱动部，多个驱动部与多个电缆盘一一对应设置，分别用于驱动多个电缆盘转动。本发明通过将多个电缆盘设置在转动支撑轴上，使得本发明实施例的电缆收放装置具备了能够收放多根电缆的基础，进而，可以通过驱动装置实现对多个电缆盘的驱动，达到对多根电缆进行收放的目的。同时，驱动装置中每个驱动部都可以独立转动，也可以对单根或任意根数的电缆进行收放缆，提高了本发明实施例的电缆收放装置的适用范围。

Description

一种电缆收放装置及控制系统
技术领域
本发明属于电力设备领域，具体涉及一种电缆收放装置及控制系统。
背景技术
电缆收放装置主要是利用电缆盘对电缆进行盘绕，从而实现对电缆的收放控制，以方便电缆的运输和使用。目前，市面上的电缆收放装置大多只具备一个电缆盘，因此，一般只能存放一段电缆。
但是，在实际使用中，大多数情况下都需要使用多根电缆，因此，在需要对多根电缆实现收放缆时，基本都是选择使用多个电缆收放装置同时进行工作，而在这种工作方式下，收缆和放缆工作都较为复杂。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电缆收放装置，所述电缆收放装置的结构简单，解决了缺少能够实现对多根电缆实现收放的问题。本发明还提供了一种控制系统。
根据本发明第一方面实施例的电缆收放装置，包括：
支撑结构，包括主支撑架以及设置于所述主支撑架上的转动支撑轴；
多个电缆盘，皆转动设置于所述转动支撑轴上；
驱动装置，其具有多个可独立转动的驱动部，多个所述驱动部与多个所述电缆盘一一对应设置，分别用于驱动多个所述电缆盘转动。
根据本发明实施例的电缆收放装置，至少具有如下技术效果：通过将多个电缆盘设置在转动支撑轴上，使得本发明实施例的电缆收放装置具备了能够收放多根电缆的基础，进而，可以通过驱动装置实现对多个电缆盘的驱动，达到对多根电缆进行收放的目的。同时，驱动装置中每个驱动部都可以独立转动，从而可以实现对每个电缆盘的单独驱动，使得本发明实施例的电缆收放装置既可以同时对多根电缆收放缆，也可以对单根或任意根数的电缆进行收放缆，提高了本发明实施例的电缆收放装置的适用范围。本发明实施例的电缆收放装置相较于传统的电缆收放装置而言，具备了同时收放多根电缆的能力，且整体结构简单，适合进行产业化推广。
根据本发明的一些实施例，上述电缆收放装置还包括设置于所述转动支撑轴上的多个轴套，多个所述轴套用于分离和限制多个所述电缆盘。
根据本发明的一些实施例，所述驱动装置包括：
驱动电机；
依次连接的多个驱动组件，每个所述驱动组件皆具有所述驱动部，多个所述驱动部与多个所述电缆盘一一对应设置，所述驱动电机的输出端与依次连接的多个驱动组件传动。
根据本发明的一些实施例，每个所述驱动组件皆包括：
驱动支座；
驱动轴，转动设置于所述驱动支座上；
驱动轮，转动设置于所述驱动轴上，用于带动所述电缆盘转动；
设置于所述驱动轮一侧的第一离合器，其从动端与所述驱动轮固定连接，驱动端与所述驱动轴固定连接。
根据本发明的一些实施例，所述驱动组件还包括设置于所述驱动轮另一侧的第二离合器，所述第二离合器的从动端与所述驱动轮固定连接，驱动端与所述驱动支座固定连接。
根据本发明的一些实施例，所述驱动组件还包括设置于所述驱动支座上的制动辅助部件，所述第二离合器的驱动端固定连接在所述制动辅助部件上。
根据本发明的一些实施例，所述驱动装置还包括联轴器，所述联轴器用于连接相邻两个所述驱动组件的驱动轴。
根据本发明的一些实施例，每个所述电缆盘皆包括：
卷盘，可转动设置于所述转动支撑轴上；
设置于所述卷盘上的传动轮，其轮缘突出所述卷盘并与所述驱动轮的轮缘抵接。
根据本发明的一些实施例，所述驱动电机采用减速电机。
根据本发明的一些实施例，所述主支撑架包括：
底座，用于放置所述驱动装置；
立式轴承座，用于安装所述转动支撑轴。
根据本发明第二方面实施例的电缆收放装置控制系统，用于控制上述的电缆收放装置，包括：
扭矩传感器，用于检测所述驱动装置驱动多个所述电缆盘转动的驱动力矩；
控制器，与所述扭矩传感器电性连接，用于根据所述驱动力矩调整所述驱动装置驱动多个所述电缆盘的状态；
显控单元，与所述控制器连接。
根据本发明实施例的电缆收放装置控制系统，至少具有如下技术效果：通过扭矩传感器可以检测驱动装置的驱动力矩的大小，从而可以让控制器依据驱动力矩大小来调节驱动转速，也可以在驱动力矩过大时分离部分电缆盘，以防止驱动装置堵转。通过显控单元可以实时查看驱动力矩的大小，可以便于操作人员进行手动投入电缆盘或退出电缆盘。
根据本发明的一些实施例，上述电缆收放装置控制系统还包括：
皆与所述控制器电性连接的多个距离检测单元，分别用于检测多个所述电缆盘展放电缆的距离；
皆与所述控制器电性连接的多个电缆破损检测装置，分别用于检测多个所述距离检测单元测测距之后电缆的破损状态。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的电缆收放装置的主视结构示意图；
图2是本发明实施例的电缆收放装置的侧视结构示意图；
图3是本发明实施例的电缆盘的结构示意图；
图4是本发明实施例的驱动组件的结构示意图；
图5是本发明实施例的电缆收放装置控制系统的电气系统框图。
附图标记：
支撑结构100、主支撑架110、底座111、立式轴承座112、转动支撑轴120、轴套130、
电缆盘200、卷盘210、传动轮220、
驱动装置300、驱动电机310、驱动组件320、驱动支座321、驱动轴322、驱动轮323、第一离合器324、第二离合器325、
联轴器400、
扭矩传感器510、控制器520、显控单元530、距离检测单元540、电缆破损检测装置550。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面参考图1至图4描述根据本发明实施例的电缆收放装置。
根据本发明第一方面实施例的电缆收放装置，包括：支撑结构100、驱动装置300、多个电缆盘200。
支撑结构100，包括主支撑架110以及设置于主支撑架110上的转动支撑轴120；
多个电缆盘200，皆转动设置于转动支撑轴120上；
驱动装置300，其具有多个可独立转动的驱动部，多个驱动部与多个电缆盘300一一对应设置，分别用于驱动多个电缆盘200转动。
参考图1至图2，主支撑架110作为安装和支撑基础，转动支撑轴120直接安装在主支撑架110上，并让转动支撑轴120保持足够的高度，为后续电缆盘300和驱动装置300的安装提供空间。多个电缆盘200的转动轴承穿设在转动支撑轴120上，从而让电缆盘200可以绕转动支撑轴120进行转动。通常，多个电缆盘200会等间距分离设置，以保证在转动过程中不会互相干扰。
驱动装置300设置在主支撑架110的底座111上，并让每个驱动部对应一个电缆盘200进行设置，以保证在驱动部转动的时候可以带动对应的电缆盘200进行转动。多个驱动部都进行独立设置，使得在需要对某一个或多个电缆盘200进行驱动时，可以实现独立驱动。
根据本发明实施例的电缆收放装置，通过将多个电缆盘200设置在转动支撑轴120上，使得本发明实施例的电缆收放装置具备了能够收放多根电缆的基础，进而，可以通过驱动装置300实现对多个电缆盘200的驱动，达到对多根电缆进行收放的目的。同时，驱动装置300中每个驱动部都可以独立转动，从而可以实现对每个电缆盘200的单独驱动，使得本发明实施例的电缆收放装置既可以同时对多根电缆收放缆，也可以对单根或任意根数的电缆进行收放缆，提高了本发明实施例的电缆收放装置的适用范围。本发明实施例的电缆收放装置相较于传统的电缆收放装置而言，具备了同时收放多根电缆的能力，且整体结构简单，适合进行产业化推广。
在本发明的一些实施例中，参考图1，上述电缆收放装置还包括设置于转动支撑轴120上的多个轴套130，多个轴套130用于分离和限制多个电缆盘200。轴套130可以对电缆盘200进行有效的分离，避免电缆盘200在长时间转动之后可能会接触的情况出现，同时，因为驱动装置300固定之后是难以移动的，通过轴套130限制以后，也可以保证电缆盘200能够始终与驱动装置300的驱动部保持固定的相对位置关系。
在本发明的一些实施例中，参考图1、图2，驱动装置300包括：驱动电机310和多个驱动组件320。驱动电机310的输出轴轴线与转动支撑轴120的轴线平行；多个驱动组件320沿输出轴轴线方向依次连接，每个驱动组件320皆具有驱动部，最接近输出轴的驱动组件320与输出轴连接，多个驱动组件320与多个电缆盘200一一对应设置。驱动电机310通过输出轴带动与它直连的驱动组件320的运动，进而再可以依次带动相邻的驱动组件320运动，从而使所有的驱动部进行转动，进入带动所有的电缆盘200进行收放缆。通过改变驱动电机310的正反转状态，便可以实现收放缆的切换。此外，需要说明，在驱动电机310的输出轴轴线与转动支撑轴120的轴线不平行时，可以通过涡轮蜗杆传动、齿轮传动等方式实现调整，以实现驱动电机310对多个驱动组件320的传动。
在本发明的一些实施例中，参考图1、图4，每个驱动组件320皆包括：驱动支座321、驱动轴322、驱动轮323、第一离合器324。驱动轴322转动设置于驱动支座321上；驱动轮323转动设置于驱动轴322上，用于带动电缆盘200转动；第一离合器324设置于驱动轮323一侧，其从动端与驱动轮323固定连接，驱动端与驱动轴322固定连接。驱动支座321通过轴承座转动支撑驱动轴322，驱动轴322可以在驱动电机310启动之后，实现转动。驱动轮323通过轴承与驱动轴322进行连接，进而可以绕驱动轴322进行转动。第一离合器324的驱动端固定设置在驱动轴322上，因此在驱动轴322转动时，会跟随进行转动，那么，在第一离合器324处于闭合状态时，便可以带动设置于驱动轮323一侧的从动端同步转动，进而带动驱动轮323转动，并通过驱动轮323带动电缆盘200转动。而在第一离合器324没有闭合时，因为驱动轮323和驱动轴322是转动连接，因此，在驱动轴322转动时，并不会带动驱动轮323同步转动，此时，与该驱动轮323对应的电缆盘200也会停止转动。通过这种结构，在需要使用某一个电缆盘200时，只需要将对应驱动组件320中的第一离合器324闭合即可，不需要使用时，只需要让第一离合器324分离即可。
在本发明的一些实施例中，参考图4，驱动组件320还包括设置于驱动轮323另一侧的第二离合器325，第二离合器325的从动端与驱动轮323固定连接，驱动端与驱动支座321固定连接。虽然第一离合器324分开以后，并不会再带动驱动轮323转动，但是，驱动轮323仍然可能会因为与驱动轴322之间极小的摩擦力而发生轻微转动。此时，通过第二离合器325便可以有效的避免驱动轮323的转动。第二离合器325的从动端固定在驱动轮323上远离第一离合器324的一侧，驱动端直接固定在驱动支座321上，那么在第二离合器325闭合时，从动端便会因为与驱动端的连接而直接保持不能移动的状态，此时，与从动端固定连接的驱动轮323也无法进行转动，从而实现了对驱动轮323的制动，进而可以通过驱动轮323完成对电缆盘200的制动。
在本发明的一些实施例中，驱动组件320还包括设置于驱动支座321上的制动辅助部件，第二离合器325的驱动端固定连接在制动辅助部件上。为了便于第二离合器325的安装，会在驱动支座321上设置制动辅助部件，使得第二离合器325的驱动端可以更容易找到固定安装位置。参考图4，制动辅助部件可以采用法兰板等部件，以提供较为平整的安装面供第二离合器325安装。在本发明的一些实施例中，第一离合器324和第二离合器325是属于互锁控制，两者只会有一个处于闭合状态，以避免同时对驱动轮323进行驱动和制动的情况出现。
在本发明的一些实施例中，参考图1，驱动装置300还包括联轴器400，联轴器400用于连接相邻两个驱动组件320的驱动轴322。多个驱动组件320在理论上是可以使用一根贯穿设置的驱动轴322即可，这样可以做到多个驱动组件320同时具备驱动力，然后可以通过第一离合器324和第二离合器325实现是否驱动电缆盘200动作的控制。但是采用一根驱动轴322时，因为需要整体进行安装，所以会不利于整个驱动装置300的安装；此时则可以使用多个驱动轴322，每个驱动组件320中使用一个驱动轴322，然后使用联轴器400将多根驱动轴322进行串联即可。在需要组装驱动装置300时，则可以逐个安装驱动组件320，减小安装难度，同时也可以减小后去维护的难度，此外，也便于进行运输。
在本发明的一些实施例中，参考图1、图3、图4，每个电缆盘200皆包括：卷盘210、传动轮220。卷盘210可转动设置于转动支撑轴120上；传动轮220设置于卷盘210上，其轮缘突出卷盘210并与驱动轮323的轮缘抵接。传动轮220的边缘突出卷盘210之后，通过与驱动轮323边缘相抵，便可以直接利用驱动轮323的摩擦力驱动传动轮220运动，进而带动卷盘210同步转动，在需要制动时，也可以直接利用传动轮220和驱动轮323之间的摩擦力实现制动。
在本发明的一些实施例中，驱动轮323也可以通过皮带等传动部件连接到传动轮220上，从而带动传动轮220转动。在本发明的一些实施例中，驱动轮323也可以不使用摩擦力带动传动轮220，可以采用齿轮结构让驱动轮323和传动轮220啮合，实现传动。
在本发明的一些实施例中，驱动电机310采用减速电机。使用减速电机相较于普通的交流电机，具有更好的操作效果。
在本发明的一些实施例中，主支撑架110包括：底座111、立式轴承座112。底座111用于放置驱动装置300；立式轴承座112用于安装转动支撑轴120。底座111可以提供安装基础，可以更好的让驱动装置300安装固定。立式轴承座112则可以对转动支撑轴120实现支撑，为多个电缆盘200提供支撑基础。
根据本发明第二方面实施例的电缆收放装置控制系统，用于控制上述的电缆收放装置，包括：扭矩传感器510、控制器520、显控单元530。
扭矩传感器510，用于检测驱动装置300驱动多个电缆盘200转动的驱动力矩；
控制器520，与扭矩传感器510电性连接，用于根据驱动力矩调整驱动装置300驱动多个电缆盘200的状态；
显控单元530，与控制器520连接。
参考图1至图5，驱动装置300可以分别驱动多个电缆盘200，但是却都是通过驱动电机310统一进行驱动。通过显控单元530和控制器520可以手动控制具体是哪些驱动组件320投入使用，即需要控制哪些电缆盘200进行电缆展放或收回。
扭矩传感器510可以检测驱动电机输出端的驱动力矩，进而可以依据驱动力矩的大小来判断能否驱动多个电缆盘200正常转动，如果在预设的安全时间内驱动力矩没有下降到预设的力矩安全门限值，则控制器520会主动控制第一离合器324分离，从而使电缆盘200分离。多个第一离合器324分离时，可以采用逐个分离的方式，没分离一个都会重置安全时间，直至驱动力矩下降到力矩安全门限值以下，此时，仍会持续采集驱动力矩，当驱动力矩每下降一个预设的重新投入阈值时，会尝试重新闭合一个第一离合器324，然后继续判断驱动力矩与力矩安全门限值的大小，如果小于力矩安全门限值，则会继续闭合一个第一离合器324，直至所有需要闭合的第一离合器324重新闭合。
根据本发明实施例的电缆收放装置控制系统，通过扭矩传感器510可以检测驱动装置的驱动力矩的大小，从而可以让控制器520依据驱动力矩大小来调节驱动转速，也可以在驱动力矩过大时分离部分电缆盘，以防止驱动装置堵转。通过显控单元530可以实时查看驱动力矩的大小，可以便于操作人员进行手动投入电缆盘或退出电缆盘。
在本发明的一些实施例中，显控单元530可以采用单片机、DSP、ARM或PLC。具体可以采用西门子S7系列PLC。显控单元530采用液晶触摸屏即可，也可以采用液晶显示器加按键组合的方式。
在本发明的一些实施例中，参考图5，上述电缆收放装置控制系统还包括多个距离检测单元540、多个电缆破损检测装置550。
皆与控制器520电性连接的多个距离检测单元540，分别用于检测多个电缆盘200展放电缆的距离；
皆与控制器520电性连接的多个电缆破损检测装置550，分别用于检测多个距离检测单元540测距之后电缆的破损状态。
多个距离检测单元540设置于电缆盘200展放电缆的一侧，在电缆盘200进行电缆展放时，所展放的电缆会通过距离检测单元540之后再展放出去，多个电缆破损检测装置550设置于多个距离检测单元540的后端，电缆通过距离检测单元540后会进一步通过电缆破损检测装置550，通过电缆破损检测装置550之后的电缆才算是完成了完整的展放过程。
通过距离检测单元540可以检测展放电缆的距离，从而对展放电缆的长度有一个实际的了解，便于后续进行数据计算。通过电缆破损检测装置550可以检测绽放出来的电缆有没有破损，一旦发现破损则需要及时分离出现破损电缆的电缆盘，并进行报警，让现场工作人员能够及时处理，避免破损的电缆投入使用，造成事故出现或者带着危险进行作业。电缆破损检测装置550可以确定破损位置，距离检测单元540可以检测展放距离，从而可以确定电缆破损的具体位置信息，通过控制器520记录具体位置信息，则可以便于后续进行检修时快速找到破损点。具体的，在进行故障点检测时，会重新展放电缆，当电缆展放到具体位置信息对应的距离时，则停止展放，此时维修人员进行维修即可。
在本发明的一些实施例中，距离检测单元540采用轮式计米器。轮式计米器设置在电缆盘200展放电缆的一侧，展放的电缆都会通过轮式计米器之后展出，轮式计米器便可以利用与展放电缆之间的静摩擦实现对展放距离的检测。
在本发明的一些实施例中，电缆破损检测装置550可以采用影像采集装置，通过采集电缆的影像数据来确定是否出现破损。具体的，可以采用CCD相机，通过CCD相机采集的数据来快速的判断是否出现破损。也可以采用可见光相机或红外相机等进行影像数据采集。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上述结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电缆收放装置，其特征在于，包括：
支撑结构(100)，包括主支撑架(110)以及设置于所述主支撑架(110)上的转动支撑轴(120)；
多个电缆盘(200)，皆转动设置于所述转动支撑轴(120)上；
驱动装置(300)，其具有多个可独立转动的驱动部，多个所述驱动部与多个所述电缆盘(300)一一对应设置，分别用于驱动多个所述电缆盘(200)转动。
2.根据权利要求1所述的电缆收放装置，其特征在于，还包括设置于所述转动支撑轴(120)上的多个轴套(130)，多个所述轴套(130)用于分离和限制多个所述电缆盘(200)。
3.根据权利要求1所述的电缆收放装置，其特征在于，所述驱动装置(300)包括：
驱动电机(310)；
依次连接的多个驱动组件(320)，每个所述驱动组件(320)皆具有所述驱动部，多个所述驱动部与多个所述电缆盘(200)一一对应设置，所述驱动电机(310)的输出端与依次连接的多个驱动组件(320)传动。
4.根据权利要求3所述的电缆收放装置，其特征在于，每个所述驱动组件(320)皆包括：
驱动支座(321)；
驱动轴(322)，转动设置于所述驱动支座(321)上；
驱动轮(323)，转动设置于所述驱动轴(322)上，用于带动所述电缆盘(200)转动；
设置于所述驱动轮(323)一侧的第一离合器(324)，其从动端与所述驱动轮(323)固定连接，驱动端与所述驱动轴(322)固定连接。
5.根据权利要求4所述的电缆收放装置，其特征在于，所述驱动组件(320)还包括设置于所述驱动轮(323)另一侧的第二离合器(325)，所述第二离合器(325)的从动端与所述驱动轮(323)固定连接，驱动端与所述驱动支座(321)固定连接。
6.根据权利要求5所述的电缆收放装置，其特征在于，所述驱动组件(320)还包括设置于所述驱动支座(321)上的制动辅助部件，所述第二离合器(325)的驱动端固定连接在所述制动辅助部件上。
7.根据权利要求4所述的电缆收放装置，其特征在于，所述驱动装置(300)还包括联轴器(400)，所述联轴器(400)用于连接相邻两个所述驱动组件(320)的驱动轴(322)。
8.根据权利要求4所述的电缆收放装置，其特征在于，每个所述电缆盘(200)皆包括：
卷盘(210)，可转动设置于所述转动支撑轴(120)上；
设置于所述卷盘(210)上的传动轮(220)，其轮缘突出所述卷盘(210)并与所述驱动轮(323)的轮缘抵接。
9.一种电缆收放装置控制系统，用于控制权利要求1至8任一所述的电缆收放装置，其特征在于，包括：
扭矩传感器(510)，用于检测所述驱动装置(300)驱动多个所述电缆盘(200)转动的驱动力矩；
控制器(520)，与所述扭矩传感器(510)电性连接，用于根据所述驱动力矩调整所述驱动装置(300)驱动多个所述电缆盘(200)的状态；
显控单元(530)，与所述控制器(520)连接。
10.根据权利要求9所述的电缆收放装置控制系统，其特征在于，还包括：
皆与所述控制器(520)电性连接的多个距离检测单元(540)，分别用于检测多个所述电缆盘(200)展放电缆的距离；
皆与所述控制器(520)电性连接的多个电缆破损检测装置(550)，分别用于检测多个所述距离检测单元(540)测距之后电缆的破损状态。
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