CN115215244B - 排绳装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种排绳装置，排绳装置包括收绳卷筒、检测机构、第一排线机构和控制器。检测机构用于检测钢丝绳的过绳长度，第一排线机构包括能够往复线性移动的第一牵引导向块，通过检测机构的钢丝绳在第一牵引导向块的导引下缠绕于收绳卷筒上，第一牵引导向块的线性移动方向与收绳卷筒的中心轴向方向间隔平行。控制器与检测机构和第一排线机构电连接，并被配置为：响应于检测机构检测的过绳长度调节第一牵引导向块的线性移动位置。本发明的排绳装置实现了排绳工作的全自动化操作，不仅节约了排绳工作所需的人力，提高了生产效率，而且机械排绳能够大大提高排绳的精准度，使产品的质量更上一层楼。
Description
技术领域
本发明属于钢丝绳绕绳技术领域，尤其涉及一种排绳装置。
背景技术
所有钢丝绳起升机构都需要进行钢丝绳绕绳，不同规格钢丝绳在不同使用场景需要不同的预紧力以确保钢丝绳使用安全，并且涉及到钢丝绳预紧、按要求间距排绳等多项要求。目前业内多采用人工半自动绕绳和人工排绳，即操作工采用工具引导钢丝绳进入收绳筒上的绳槽，或者是钢丝绳间隙，对人工要求较高，人工操作疏忽会导致钢丝绳跳绳或压绳，影响产品质量。这样的操作方式很难对钢丝绳施加预定的预紧力，导致现有技术无法进行自动化操作，生产效率低且产品质量不高。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种排绳装置，旨在解决现有技术中的无法自动化操作且产品质量不高的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种排绳装置，其中，排绳装置包括：
收绳卷筒；
检测机构，用于检测钢丝绳的过绳长度；
第一排线机构，包括能够往复线性移动的第一牵引导向块，通过检测机构的钢丝绳在第一牵引导向块的导引下缠绕于收绳卷筒上，第一牵引导向块的线性移动方向与收绳卷筒的中心轴向方向间隔平行。
控制器，与检测机构和第一排线机构电连接，并被配置为：
计算钢丝绳在收绳卷筒上的绕设圈数与过绳长度之间的比例关系；
计算钢丝绳在收绳卷筒上逐圈排布一层的总绕设圈数；
根据总绕设圈数和比例关系调节第一牵引导向块的线性移动位置。
在本发明实施例中，第一排线机构还包括沿线性移动方向延伸的第一滚珠丝杆和用于驱动第一滚珠丝杆旋转的第一丝杆电机，第一牵引导向块为配合安装于第一滚珠丝杆上的丝杆滑块。
在本发明实施例中，排绳装置还包括：
放绳卷筒；
放绳电机，用于驱动放绳卷筒旋转放绳；
收绳电机，用于驱动收绳卷筒旋转收绳。
在本发明实施例中，放绳电机和收绳电机均与控制器电连接，控制器还被配置为：通过控制放绳电机和收绳电机的转速以调节钢丝绳的预紧力。
在本发明实施例中，检测机构包括轮轴，钢丝绳绕接于轮轴的外周并能带动轮轴旋转，轮轴上设有与控制器电连接的编码器，编码器用于记录轮轴的转动圈数。
在本发明实施例中，轮轴上还设有压力传感器，压力传感器用于测量轮轴受到的钢丝绳的压力，控制器还被配置为根据轮轴受到的钢丝绳的压力确定钢丝绳的预紧力。
在本发明实施例中，排绳装置还包括熔断装置，熔断装置位于检测机构的出绳端并用于将钢丝绳熔断。
在本发明实施例中，收绳卷筒为用于起重机上的卷扬滚筒。
在本发明实施例中，检测机构的入绳端设有第二排线机构，第二排线机构包括能够往复线性移动的第二牵引导向块，钢丝绳在第二牵引导向块的导引下与检测机构连接。
在本发明实施例中，第二排线机构还包括第二滚珠丝杆和用于驱动第二滚珠丝杆旋转的第二丝杆电机，第二牵引导向块为配合安装于第二滚珠丝杆上的丝杆滑块。
通过上述技术方案，本发明实施例所提供的排绳装置具有如下的有益效果：
当钢丝绳环绕收绳卷筒一圈后，第一牵引导向块沿收绳卷筒的中心轴向方向平移，收绳卷筒入绳端的钢丝绳在第一牵引导向块的引导下水平位移至收绳卷筒上第一圈钢丝绳的旁侧，之后便可以进行下一圈的绕绳操作，如此往复上述操作，钢丝绳便能逐圈整齐的环绕于收绳卷筒的外周，不会使钢丝绳凌乱无序的层叠在一起。当收绳卷筒入绳端的钢丝绳位移至收绳卷筒的端部时，收绳卷筒的外周已经环绕了一层逐圈排布的钢丝绳，钢丝绳需要开始进行下一层的逐圈排布，此时调整第一牵引导向块沿原移动方向相反的方向移动，以带动钢丝绳进行下一层的逐圈排布绕绳。本发明的排绳装置实现了排绳工作的全自动化操作，不仅节约了排绳工作所需的人力，提高了生产效率，而且机械排绳能够大大提高排绳的精准度，使产品的质量更上一层楼。此外，本发明的控制器可以根据不同规格的钢丝绳和收绳卷筒进行第一牵引导向块的运动路线和时间规划，从而使排线装置能够适用于各类钢丝绳和各类收绳卷筒，具有广泛的应用前景。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一实施例中排绳装置的结构示意图；
图2是根据本发明一实施例中排绳装置在一视角下的结构示意图；
图3是根据本发明一实施例中第一排线机构的结构示意图；
图4是根据本发明一实施例中第二排线机构的结构示意图；
图5是根据本发明一实施例中钢丝绳与轮轴连接的结构示意图。
附图标记说明
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | 收绳卷筒 | 41 | 放绳电机 |
| 20 | 检测机构 | 11 | 收绳电机 |
| 30 | 第一排线机构 | 21 | 轮轴 |
| 31 | 第一牵引导向块 | 50 | 熔断装置 |
| 70 | 控制器 | 60 | 第二排线机构 |
| 32 | 第一滚珠丝杆 | 61 | 第二牵引导向块 |
| 33 | 第一丝杆电机 | 62 | 第二滚珠丝杆 |
| 40 | 放绳卷筒 | 63 | 第二丝杆电机 |
| 211 | 第一轮轴 | 212 | 第二轮轴 |
| 213 | 第三轮轴 |
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
下面参考附图描述根据本发明的排绳装置。
如图1和图2所示，在本发明的实施例中，提供一种排绳装置，其中，排绳装置包括收绳卷筒10、检测机构20、第一排线机构30和控制器70。检测机构20用于检测钢丝绳的过绳长度，第一排线机构30包括能够往复线性移动的第一牵引导向块31，通过检测机构20的钢丝绳在第一牵引导向块31的导引下缠绕于收绳卷筒10上，第一牵引导向块31的线性移动方向与收绳卷筒10的中心轴向方向间隔平行。控制器70与检测机构20和第一排线机构30电连接，并被配置为：响应于检测机构20检测的过绳长度调节第一牵引导向块31的线性移动位置。本发明中的排绳装置主要是通过检测机构20和第一排线机构30实现自动化排绳，将钢丝绳逐层整齐的缠绕在收绳卷筒10的外周。
具体的，如图1所示，收绳卷筒10与钢丝绳连接并能绕中心轴向方向旋转运动使钢丝绳缠绕于收绳卷筒10的外周，当钢丝绳环绕收绳卷筒10第一圈后，第一牵引导向块31沿收绳卷筒10的中心轴向方向平移，收绳卷筒10入绳端的钢丝绳在第一牵引导向块31的引导下水平位移至收绳卷筒10上第一圈钢丝绳的旁侧，之后便可以进行下一圈的绕绳操作，如此往复上述操作，钢丝绳便能逐圈整齐的环绕于收绳卷筒10的外周，不会使钢丝绳凌乱无序的层叠在一起。当收绳卷筒10入绳端的钢丝绳位移至收绳卷筒10的端部时，收绳卷筒10的外周已经环绕了一层逐圈排布的钢丝绳，钢丝绳需要开始进行下一层的逐圈排布，此时调整第一牵引导向块31沿原移动方向相反的方向移动，以带动钢丝绳进行下一层的逐圈排布绕绳。
进一步的，为了实现上述循环排线过程的全自动化操作，本发明引入了控制器70对第一排线机构30进行全程控制，排绳工作开始之前，操作人员需要将钢丝绳的直径数据、收绳卷筒10的直径数据和收绳卷筒10的轴向长度数据输入控制器70中，控制器70通过运算得出第一牵引导向块31的运动路线和时间，并且依据测量机构反映出的钢丝绳过绳的长度进行排绳工作的操控。其中，通过收绳卷筒10的直径可以得出钢丝绳在收绳卷筒10上的绕绳圈数与钢丝绳过绳长度之间的关系；在进行逐圈排布绕绳时，钢丝绳每完成一次绕圈后，第一牵引导向块31需要沿收绳卷筒10的中心轴向方向位移一个钢丝绳直径的单位，确保下一圈的钢丝绳正好绕在上一圈钢丝绳的旁侧，不会与上一圈钢丝绳层叠或分叉；通过收绳卷筒10的轴向长度除以钢丝绳的直径能够得出每完成一层钢丝绳的逐圈排布需要绕接的钢丝绳的圈数，从而确定第一牵引导向块31的运动方向在何时改变。
从以上描述可以得出，本发明的控制器70可以根据不同规格的钢丝绳和收绳卷筒10进行第一牵引导向块31的运动路线和时间规划，从而使排线装置能够适用于各类钢丝绳和各类收绳卷筒10，具有广泛的应用前景。此外，本发明的排绳装置实现了排绳工作的全自动化操作，不仅节约了排绳工作所需的人力，提高了生产效率，而且机械排绳能够大大提高排绳的精准度，使产品的质量更上一层楼。
在本发明实施例中，如图3所示，第一排线机构30还包括沿线性移动方向延伸的第一滚珠丝杆32和用于驱动第一滚珠丝杆32旋转的第一丝杆电机33，第一牵引导向块31为配合安装于第一滚珠丝杆32上的丝杆滑块。第一牵引导向块31通过第一滚珠丝杆32进行传动，滚珠丝杆是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点，这些特点完全符合本发明方案中第一牵引导向块31的传动需求。具体的，第一牵引导向块31与第一滚珠丝杆32螺纹连接，当第一丝杆电机33驱动第一滚珠丝杆32旋转时，第一牵引导向块31与第一滚珠丝杆32发生线性的相对运动，以此实现第一滚珠丝杆32的旋转运动向第一牵引导向块31的线性移动的转化。
在本发明实施例中，排绳装置还包括放绳卷筒40、放绳电机41和收绳电机11，放绳电机41用于驱动放绳卷筒40旋转放绳，收绳电机11用于驱动收绳卷筒10旋转收绳。在放绳电机41和收绳电机11的驱动下将放绳卷筒40上的钢丝绳转移缠绕至收绳卷筒10上，同时放绳电机41和收绳电机11需要控制放绳卷筒40的放绳速度小于收绳卷筒10的收绳速度，以此使收绳卷筒10带动放绳卷筒40放绳，这样才能使处于收绳卷筒10和放绳卷筒40之间的钢丝绳具有所需的预紧力，不仅保证处于收绳卷筒10和放绳卷筒40之间的钢丝绳的长度为一定值，不干扰控制器70对过绳长度的测算，而且使排绳工作更加的紧密和精确，确保了排绳的质量。
在本发明实施例中，放绳电机41和收绳电机11均与控制器70电连接，控制器70还被配置为：通过控制放绳电机41和收绳电机11的转速以调节钢丝绳的预紧力，使钢丝绳的预紧力维持在合理的区间，防止预紧力过大造成钢丝绳的崩断或者预紧力过小影响排绳工作。
在本发明实施例中，检测机构20包括轮轴21，钢丝绳绕接于轮轴21的外周并能带动轮轴21旋转，轮轴21上设有与控制器70电连接的编码器，编码器用于记录轮轴21的转动圈数。其中，轮轴21转过的周长等于钢丝绳移动的长度，通过轮轴21转动的圈数与轮轴21的直径能够得出轮轴21转过的周长，轮轴21的直径为固定值且位于控制器70的数据库中，所以控制器70能够根据编码器提供的轮轴21的转动圈数数据得出钢丝绳的过绳长度。
在本发明实施例中，轮轴21上还设有压力传感器，压力传感器用于测量轮轴21受到的钢丝绳的压力，控制器70还被配置为根据轮轴21受到的钢丝绳的压力确定钢丝绳的预紧力。如图5所示，轮轴21包括第一轮轴211、第二轮轴212和第三轮轴213，钢丝绳部分绕接于第二轮轴212的上，第二轮轴212两侧具有预紧力的钢丝绳对第二轮轴212产生了压力，压力传感器测量此压力后，控制器70通过换算可以求出钢丝绳的预紧力。当检测到钢丝绳预紧力过高时，控制器70通过提高放绳电机41的转速和降低收绳电机11的转速，以减少钢丝绳的预紧力；当检测到钢丝绳预紧力过低时，控制器70通过降低放绳电机41的转速和提高收绳电机11的转速，以增加钢丝绳的预紧力。
在本发明实施例中，排绳装置还包括熔断装置50，熔断装置50位于检测机构20的出绳端并用于将钢丝绳熔断，当排绳装置的排绳工作完成后，需要取出已经排绳完毕的收绳卷筒10以及钢丝绳，这时需要通过熔断装置50将钢丝绳熔断，使收绳卷筒10与排绳装置之间断开连接。具体的，熔断装置50通过非接触式高频感应加热钢丝绳使其软化，然后自动拉断钢丝绳并在钢丝绳的断开处自动制作锥头。
在本发明实施例中，收绳卷筒10适用于起重机上的卷扬滚筒，但是本发明的适用范围不限于此，排线装置还能够适用于各种不同规格的收绳卷筒10，在排绳时只需将收绳卷筒10的直径数据和轴向长度数据输入控制器70中，控制器70便能通过运算得出第一牵引导向块31的运动路线和时间，并能进行与不同规格的收绳卷筒10适配的排绳工作。
在本发明实施例中，检测机构20的入绳端设有第二排线机构60，第二排线机构60包括能够往复线性移动的第二牵引导向块61，钢丝绳在第二牵引导向块61的导引下与检测机构20连接。如图4所示，第二排线机构60还包括第二滚珠丝杆62和用于驱动第二滚珠丝杆62旋转的第二丝杆电机63，第二牵引导向块61为配合安装于第二滚珠丝杆62上的丝杆滑块。第二排线机构60通过第二牵引导向块61将放绳卷筒40出绳端的钢丝绳引入检测机构20的入绳端，用于提高排绳的精准度，由于其原理与第一排线机构30相同，在此不做过多的赘述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种排绳装置，其特征在于，所述排绳装置包括：
收绳卷筒(10)；
检测机构(20)，用于检测钢丝绳的过绳长度；
第一排线机构(30)，包括能够往复线性移动的第一牵引导向块(31)，通过所述检测机构(20)的钢丝绳在所述第一牵引导向块(31)的导引下缠绕于所述收绳卷筒(10)上，所述第一牵引导向块(31)的线性移动方向与所述收绳卷筒(10)的中心轴向方向间隔平行；
控制器(70)，与所述检测机构(20)和所述第一排线机构(30)电连接，并被配置为：
计算所述钢丝绳在所述收绳卷筒(10)上的绕设圈数与所述过绳长度之间的比例关系；
计算所述钢丝绳在所述收绳卷筒(10)上逐圈排布一层的总绕设圈数；
根据所述总绕设圈数和所述比例关系调节所述第一牵引导向块(31)的线性移动位置。
2.根据权利要求1所述的排绳装置，其特征在于，所述第一排线机构(30)还包括沿所述线性移动方向延伸的第一滚珠丝杆(32)和用于驱动所述第一滚珠丝杆(32)旋转的第一丝杆电机(33)，所述第一牵引导向块(31)为配合安装于所述第一滚珠丝杆(32)上的丝杆滑块。
3.根据权利要求1所述的排绳装置，其特征在于，所述排绳装置还包括：
放绳卷筒(40)；
放绳电机(41)，用于驱动所述放绳卷筒(40)旋转放绳；
收绳电机(11)，用于驱动所述收绳卷筒(10)旋转收绳。
4.根据权利要求3所述的排绳装置，其特征在于，所述放绳电机(41)和所述收绳电机(11)均与所述控制器(70)电连接，所述控制器(70)还被配置为：通过控制所述放绳电机(41)和所述收绳电机(11)的转速以调节钢丝绳的预紧力。
5.根据权利要求1所述的排绳装置，其特征在于，所述检测机构(20)包括轮轴(21)，钢丝绳绕接于所述轮轴(21)的外周并能带动所述轮轴(21)旋转，所述轮轴(21)上设有与所述控制器(70)电连接的编码器，所述编码器用于记录所述轮轴(21)的转动圈数。
6.根据权利要求5所述的排绳装置，其特征在于，所述轮轴(21)上还设有压力传感器，所述压力传感器用于测量所述轮轴(21)受到的钢丝绳的压力，所述控制器(70)还被配置为根据所述轮轴(21)受到的钢丝绳的压力确定钢丝绳的预紧力。
7.根据权利要求1所述的排绳装置，其特征在于，所述排绳装置还包括熔断装置(50)，所述熔断装置(50)位于所述检测机构(20)的出绳端并用于将钢丝绳熔断。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的排绳装置，其特征在于，所述收绳卷筒(10)为用于起重机上的卷扬滚筒。
9.根据权利要求8所述的排绳装置，其特征在于，所述检测机构(20)的入绳端设有第二排线机构(60)，所述第二排线机构(60)包括能够往复线性移动的第二牵引导向块(61)，钢丝绳在所述第二牵引导向块(61)的导引下与所述检测机构(20)连接。
10.根据权利要求9所述的排绳装置，其特征在于，所述第二排线机构(60)还包括第二滚珠丝杆(62)和用于驱动所述第二滚珠丝杆(62)旋转的第二丝杆电机(63)，所述第二牵引导向块(61)为配合安装于所述第二滚珠丝杆(62)上的丝杆滑块。
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