CN115215237B - 一种用于变幅的塔机智能小车及智能塔吊 - Google Patents

Abstract

本发明属于塔吊设备技术领域，具体涉及一种用于变幅的塔机智能小车及智能塔吊，塔机智能小车设于塔吊的悬臂上，并包括变幅单元和动力单元，变幅单元包括钢丝绳和变幅小车，钢丝绳绕设于悬臂上，并与滑动安装于悬臂上的变幅小车连接；动力单元包括卷筒和驱动组件，卷筒架设与所述悬臂上，且其上缠绕有所述钢丝绳；所述驱动组件设于所述卷筒内，适于驱动所述卷筒转动以带动钢丝绳传动，所述钢丝绳传动带动所述变幅小车在所述悬臂上移动。上述结构不仅降低了塔机智能小车中动力单元的体积和占地面积，还避免了动力单元中各结构因位置分散而出现的固定问题和变位问题，进而避免了因固定问题和变位问题而引起的其他问题，从而增加了使用维护周期。

Description

一种用于变幅的塔机智能小车及智能塔吊

技术领域

本发明属于塔吊设备技术领域，具体涉及一种用于变幅的塔机智能小车及智能塔吊。

背景技术

随着建筑业的发展，建筑施工的机械化程度逐年提高，塔式起重机(简称塔吊)作为一种能够实现垂直和水平运输物料的机械，特别是因其起升高度高、起升重量大、工作幅度大等特点，在建筑业得到了广泛的应用。

变幅机构是臂架型塔吊的主要工作机构，用于改变塔吊的幅度，即改变吊钩（或抓斗）中心至塔吊回转中心轴线的水平距离，以适应塔吊在不同条件下装卸物品。现有的变幅机构的变幅动力机构主要包括小车、电机、减速机和制动组件等结构，其中，电机、减速机均独立固定并通过连接紧固件连接。但是上述连接方式使得变幅动力机构存在体积较大且相互链接麻烦的问题，进而导致整体结构容易出现固定问题和变位问题，例如因电机固定偏移导致的联轴器损坏、减速机松动、滚筒松动、制动组件松动等。因此，如何提高变幅动力机构的稳定性是挡墙亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于变幅的塔机智能小车及智能塔吊，以至少解决部分上述问题。

本发明提供了一种用于变幅的塔机智能小车，所述塔机智能小车设于塔吊的悬臂上，包括：

变幅单元，所述变幅单元包括钢丝绳和变幅小车，所述钢丝绳绕设于所述悬臂上，并与滑动安装于所述悬臂上的变幅小车连接；

动力单元，包括卷筒和驱动组件，所述卷筒架设与所述悬臂上，且其上缠绕有所述钢丝绳；所述驱动组件设于所述卷筒内，并包括与所述卷筒同轴设置的驱动电机和减速箱，且所述驱动电机的输出轴与所述减速箱的输入端连接，所述减速箱的输出端与所述卷筒连接，适于驱动所述卷筒转动以带动钢丝绳传动，所述钢丝绳传动带动所述变幅小车在所述悬臂上移动。

本发明提供的用于变幅的塔机智能小车通过设置包括钢丝绳和变幅小车的变幅单元以及包括卷筒和驱动组件的动力单元，并使钢丝绳绕设于悬臂上且与滑动安装于悬臂上的变幅小车连接，卷筒架设与悬臂上且其上缠绕有钢丝绳，使得驱动组件驱动卷筒转动，转动的卷筒通过摩擦力带动绕设于其上的钢丝绳传动，传动的钢丝绳进一步带动变幅小车在悬臂上移动，进而使连接于变幅小车上的吊钩等结构发生位置变化，从而实现塔吊的变幅控制。同时还通过将驱动组件设置于卷筒内，降低了动力单元的体积和占地面积，同时避免了驱动组件与卷筒因位置分散而出现固定问题和变位问题，进而同时避免了因固定问题和变位问题而引起的滚筒松动问题，进而增加了塔机智能小车的使用维护周期。

本发明提供的塔机智能小车还可具有以下附加技术特征：

在本申请的一个具体实施方式中，所述动力单元还包括机座，所述机座包括设于所述悬臂上的两个支架和架设与所述支架之间的固定轴，所述卷筒、驱动电机和所述减速箱均套装于所述固定轴上。

在本申请的一个具体实施方式中，所述驱动电机包括输出轴、套装于所述输出轴上的定子组件、套装于所述定子组件外侧并与所述输出轴连接的转子组件；所述输出轴套装于所述固定轴上，且所述输出轴上设有太阳轮。

在本申请的一个具体实施方式中，所述减速箱包括相啮合的行星轮组和内齿圈环；所述内齿圈环与所述卷筒固定连接；所述行星轮组包括行星支架和多个行星轮，所述行星支架套接于所述固定轴上，多个所述行星轮安装于所述行星支架上，并均与所述太阳轮相啮合。

在本申请的一个具体实施方式中，所述驱动电机还包括外壳，所述输出轴、定子组件和转子组件收容于所述外壳内，且所述输出轴的端部伸出所述外壳；所述减速箱还包括套筒，所述套筒内壁的一端套接于所述外壳上，另一端与所述内齿圈环固接，所述套筒的外壁与所述卷筒的内部固接。

在本申请的一个具体实施方式中，所述动力单元还包括制动组件，所述制动组件包括构成循环回路的齿轮泵、储油箱和电控阀；所述齿轮泵位于所述卷筒内，且其主动齿轮与所述驱动电机的输出轴连接。

在本申请的一个具体实施方式中，所述动力单元还包括套装于所述固定轴上的驱动板和驱动盖板，所述驱动板分别与所述驱动电机和所述电控阀电连接，所述驱动盖板分别与所述驱动盖板和所述驱动电机连接。

在本申请的一个具体实施方式中，所述动力单元还包括两个端板，两个所述端板分设于所述卷筒的两端，且其中一个所述端板套接于所述驱动盖板的外侧。

本申请另一方面还提供了一种智能塔吊，所述智能塔吊包括上述任意一项所述的用于变幅的塔机智能小车。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个具体实施方式中用于变幅的塔机智能小车的结构示意图；

图2为图1中动力单元的立体结构示意图；

图3为图2的主视图；

图4为图2的结构爆炸图；

图5为图2的右视图。

附图标记说明：

1-钢丝绳，2-变幅小车，3-滑轮，4-卷筒，5-支架，6-固定轴，7-输出轴，8-太阳轮，9-转子组件，10-圆柱形壳体，11-电机端板，12-内齿圈环，13-行星支架，14-行星轮，15-套筒，16-齿轮泵，17-驱动板，18-驱动盖板，19-端板。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向（旋转90度或者在其它方向）并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

本发明提供了一种用于变幅的塔机智能小车，其设于塔吊的悬臂上用于智能塔吊的变幅操作。

具体的，如图1-5所示，在本发明的一个具体实施方式中，用于变幅的塔机智能小车包括变幅单元和动力单元，其中，变幅单元包括钢丝绳1和变幅小车2，钢丝绳1绕设于悬臂上，并与滑动安装于悬臂上的变幅小车2连接；动力单元包括卷筒4和驱动组件，卷筒4架设与悬臂上，且其上缠绕有钢丝绳1；驱动组件设于卷筒4内，并包括与卷筒4同轴设置的驱动电机和减速箱，且驱动电机的输出轴与减速箱的输入端连接，减速箱的输出端与卷筒连接，适于驱动卷筒4转动以带动钢丝绳1传动，钢丝绳1传动带动变幅小车2在悬臂上移动。

本发明提供的塔机智能小车通过设置包括钢丝绳1和变幅小车2的变幅单元以及包括卷筒4和驱动组件的动力单元，并使钢丝绳1绕设于悬臂上且与滑动安装于悬臂上的变幅小车2连接，卷筒4架设于悬臂上且其上缠绕有钢丝绳1，其内与驱动组件连接，使得驱动组件中的驱动电机通过输出轴7输出的转动驱动经减速箱减速后传动至卷筒4，进而带动卷筒4转动，转动的卷筒4通过摩擦力带动绕设于其上的钢丝绳1传动，传动的钢丝绳1进一步带动连接其上的变幅小车2在悬臂上移动，进而使连接于变幅小车2上的吊钩等结构发生位置变化，从而实现塔吊的变幅控制。同时还通过将驱动组件设置于卷筒4内，并使驱动电机、减速箱与卷筒同轴设置，即将驱动电机、减速箱和卷筒安装于同一机构上，不仅使驱动电机、减速箱与卷筒4共享空间并相互支撑，进而降低了动力单元的体积和占地面积，同时驱动电机、减速箱与卷筒安装于同一结构上，避免了驱动组件与卷筒4因位置分散而出现固定问题和变位问题，同时避免了因固定问题和变位问题而引起的联轴器损坏、减速机松动、滚筒松动等问题，进而增加了塔机智能小车的使用维护周期。

如图1所示，在本发明的一个具体实施方式中，变幅单元还包括一对滑轮3，一对滑轮3分设于变幅小车2的两端的悬臂上，其上绕设有钢丝绳1。滑轮3适于张开钢丝绳1，并便于钢丝绳1的传动。除上述方式外，还可以通过一个滑轮3与卷筒4配合以张开钢丝绳1。

如图1-5所示，在本发明的一个具体实施方式中，动力单元还包括机座，机座包括设于悬臂上的两个支架5和架设与支架5之间的固定轴6，卷筒4、驱动电机和减速箱均套装于设于固定轴6上。机座通过焊接或紧固件固定连接于悬臂上，用于支撑卷筒4和驱动组件。

如图4所示，在本申请的一个具体实施方式中，驱动电机包括输出轴7、套装于输出轴7上的定子组件、套装于定子组件外侧并与输出轴7连接的转子组件9；输出轴7套装于固定轴6上，且输出轴7上设有太阳轮8。

具体的，驱动电机为主要包括输出轴7、定子组件和转子组件9等结构的外转子永磁电机，其中，输出轴7为空心轴，并通过轴承套装于固定轴6上，且靠近减速箱的一端外设有与输出轴7一起转动的太阳轮8。定子组件包括环形的且外圆周设有多个定子凸极的定子铁心和绕设于定子凸极上的励磁线圈，定子铁心通过轴承套装于旋转轴上，励磁线圈用于产生旋转磁场。转子组件9包括套装于定子组件外侧的圆环以及设于圆环内圆周的多个圆弧片状磁极；圆环采用导磁材料制成，以作为磁轭提供转子磁路，同时圆环靠近减速箱的一端向内延伸并与输出轴7固定连接；磁极采用强永磁材料制成，磁场方向为径向，通电情况下，圆弧片状磁极能够在励磁线圈形成的磁场中转动以带动圆环一起转动，圆环转动并带动输出轴7转动，从而实现动力输出。

如图4所示，在本申请的一个具体实施方式中，减速箱包括相啮合的行星轮14组和内齿圈环12；内齿圈环12与卷筒4固定连接；行星轮14组包括行星支架13和多个行星轮14，行星支架13套接于固定轴6上，多个行星轮14安装于行星支架13上，并均与太阳轮8相啮合。

具体的，行星支架13包括套接于固定轴6上的侧板和连接于侧板同一侧面的多个撑柱，每个撑柱上套接有一个行星轮14。侧板的中部设有通孔，并通过通孔固定在固定轴6上，撑柱为三个，并呈三角型垂直连接于侧板的同一侧面上。行星轮14套装于撑柱上，并可以撑柱为轴心自转，三个行星轮14的内侧与太阳轮8啮合，外侧与内齿圈环12啮合，适于按照预设的传动比将太阳轮8的转动传递至内齿圈环12，以使内齿圈环12按照预设的转速带动卷筒4转动。

如图4所示，在本申请的一个具体实施方式中，驱动电机还包括外壳，输出轴7、定子组件和转子组件9收容于外壳内，且输出轴7的端部伸出外壳；减速箱还包括套筒15，套筒15内壁的一端套接于外壳上，另一端与内齿圈环12固接，套筒15的外壁与卷筒4的内部固接。

具体的，驱动电机的外壳为圆柱形，并包括一端开口的圆柱形壳体11以及与圆柱形壳体11的开口端适配固接的电机端板11，输出轴7、定子组件和转子组件9的收容腔，且圆柱形壳体11的封口端和电机端板11的中心设有属于输出轴7穿过的通孔，以使于输出轴7、定子组件和转子组件9收容于圆柱形壳体11和电机端板11形成收容腔时，输出轴7的端部能伸出外壳之外。电机端板11位于朝向减速箱的一侧，并与撑柱的端部连接，以提高行星支架13的稳定性。同时，减速箱还设有套筒15，套筒15的一端通过轴承套装于外壳上，另一端套接固定于内齿圈环12上，且外圆周通过卡扣结构与卷筒4的内壁固接，一方面适于提高驱动电机的稳定性，另一方面适于增加内齿圈环12与卷筒4的接触面积，进而进一步提高连接稳定性。

如图4所示，在本申请的一个具体实施方式中，动力单元还包括制动组件，制动组件包括构成循环回路的齿轮泵16、储油箱和电控阀；齿轮泵16位于卷筒4内，且其主动齿轮与驱动电机的输出轴7连接。

齿轮泵16是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵，其入口和出口分别储油箱连通进而形成密封的通路，电控阀为常开阀门，并设于其中一个通路上（本实施例中电控阀设于入口端），当电控阀打开时，齿轮泵16与储油箱之间的通路打开，进而当齿轮泵16的主动齿轮与驱动电机的输出轴7连接并在输出轴7的带动下旋转时，液压油可在齿轮泵16的泵缸和储油箱中顺畅的往复输送，而当电控阀关闭时，齿轮泵16与储油箱之间的通路关闭，齿轮泵16中主动轮旋转使泵缸入口端压强降低而出口端压强增加，压强差可构成主动轮的旋转阻力，且随主动轮的转动压强差也逐渐增大直至主动轮停止转动，进而带动输出轴7停止转动，从而实现用于变幅的塔机智能小车的制动。

上述结构通过将制动组件设于卷筒4内，进而避免了制动组件与卷筒4因位置分散而出现的固定问题和变位问题，同时避免了因固定问题和变位问题而引起的制动组件松动等问题，进而增加了塔机智能小车的使用维护周期。

如图4所示，在本申请的一个具体实施方式中，动力单元还包括套装于固定轴6上的驱动板17和驱动盖板18，驱动板17分别与驱动电机和电控阀电连接，驱动盖板18分别与驱动盖板18和驱动电机连接。具体的，驱动板17和驱动盖板18均位于电机端板11的对侧，其中驱动盖板18与圆柱形壳体11连接，以形成圆柱形壳体11的底面，驱动盖板18上还设有适于与齿轮泵16定位安装的安装孔，以将齿轮泵16安装于圆柱形壳体11内；驱动板17设于驱动盖板18的内侧面上。

如图4所示，在本申请的一个具体实施方式中，动力单元还包括两个端板19，两个端板19分设于卷筒4的两端，且其中一个端板19套接于驱动盖板18的外侧。端板19设于卷筒4两端，并与卷筒4一起转动，适于通过其平板结构降低卷筒4的变形率，从而保证结构稳定性。此外，其中一个端板19通过轴承套接于驱动盖板18的外侧，适于进一步为驱动电机提高支撑，进而提高电机的稳定性。

本申请另一方面还提供了一种智能塔吊，智能塔吊包括上述任意一项的用于变幅的塔机智能小车。该智能塔吊配置有前述任意实施方式所提供的用于变幅的塔机智能小车，并能够通过智能控制用于变幅的塔机智能小车以执行上述功能，从而实现智能塔吊的变幅操作。

本发明提供的智能塔吊与本发明前述实施例提供的用于变幅的塔机智能小车出于相同的发明构思，具有相同的有益效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种用于变幅的塔机智能小车，其特征在于，所述塔机智能小车设于塔吊的悬臂上，包括：

变幅单元，所述变幅单元包括钢丝绳和变幅小车，所述钢丝绳绕设于所述悬臂上，并与滑动安装于所述悬臂上的变幅小车连接；

动力单元，包括卷筒和驱动组件，所述卷筒架设与所述悬臂上，且其上缠绕有所述钢丝绳；所述驱动组件设于所述卷筒内，并包括与所述卷筒同轴设置的驱动电机和减速箱，且所述驱动电机的输出轴与所述减速箱的输入端连接，所述减速箱的输出端与所述卷筒连接，适于驱动所述卷筒转动以带动钢丝绳传动，所述钢丝绳传动带动所述变幅小车在所述悬臂上移动；

所述动力单元还包括机座，所述机座包括设于所述悬臂上的两个支架和架设与所述支架之间的固定轴，所述卷筒、驱动电机和所述减速箱均套装于所述固定轴上；

所述驱动电机包括输出轴、套装于所述输出轴上的定子组件、套装于所述定子组件外侧并与所述输出轴连接的转子组件；所述输出轴套装于所述固定轴上，且所述输出轴上设有太阳轮；

所述减速箱包括相啮合的行星轮组和内齿圈环；所述内齿圈环与所述卷筒固定连接；所述行星轮组包括行星支架和多个行星轮，所述行星支架套接于所述固定轴上，多个所述行星轮安装于所述行星支架上，并均与所述太阳轮相啮合；

所述驱动电机还包括外壳，所述输出轴、定子组件和转子组件收容于所述外壳内，且所述输出轴的端部伸出所述外壳；所述减速箱还包括套筒，所述套筒内壁的一端套接于所述外壳上，另一端与所述内齿圈环固接，所述套筒的外壁与所述卷筒的内部固接。

2.根据权利要求1所述的用于变幅的塔机智能小车，其特征在于，所述动力单元还包括制动组件，所述制动组件包括构成循环回路的齿轮泵、储油箱和电控阀；所述齿轮泵位于所述卷筒内，且其主动齿轮与所述驱动电机的输出轴连接。

3.根据权利要求2所述的用于变幅的塔机智能小车，其特征在于，所述动力单元还包括套装于所述固定轴上的驱动板和驱动盖板，所述驱动板分别与所述驱动电机和所述电控阀电连接，所述驱动盖板分别与所述驱动盖板和所述驱动电机连接。

4.根据权利要求3所述的用于变幅的塔机智能小车，其特征在于，所述动力单元还包括两个端板，两个所述端板分设于所述卷筒的两端，且其中一个所述端板套接于所述驱动盖板的外侧。

5.一种智能塔吊，其特征在于，所述智能塔吊包括权利要求1-4中任意一项所述的用于变幅的塔机智能小车。

Images