CN115872244A - 便于重复安装编码器的卷缆装置及编码器的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于重复安装编码器的卷缆装置及编码器的安装方法，该装置包括电缆卷盘、减速机、变频电机，电缆卷盘包括卷盘轴，卷盘轴的一端穿过卷盘支架的轴承孔后与减速机连接，减速机连接变频电机，变频电机通过减速机驱动电缆卷盘转动；卷盘轴的一端设有凹槽，编码器的转子设有与凹槽相匹配的凸起，并通过凸起卡接于凹槽中；编码器的定子与卷盘支架通过卡扣固定；以电缆卷盘上的电缆起始固定端为起点在卷盘轴与卷盘支架连接处设置零位标识，零位标识包括分别设置于卷盘轴与卷盘支架上的细标识线或细凸起或细凹槽。本发明通过分别在卷盘轴和编码器转子上设置相匹配的凹槽和凸起实现快速、便捷安装编码器的效果，且便于编码器的更换。

Description

便于重复安装编码器的卷缆装置及编码器的安装方法

技术领域

本发明涉及船用卷缆装置技术领域，尤其是便于重复安装编码器的卷缆装置及编码器的安装方法。

背景技术

目前船用岸电连接的卷缆装置大部分都是通过行程限位器来实现电缆的剩余4圈或者2圈检测，并做报警或者岸基电源的切断。行程限位开关与机构联合动作，虽然也能判断最后卷盘剩余电缆的圈数，但整圈数以外的电缆长度难以准确估计，且限位开关调节比较麻烦，每次都没法精确到剩余4圈或者2圈的长度定位点。

采用编码器可以获取更加准确的卷缆圈数或长度(一般需根据每圈的不同直径进行估计，为成熟技术)，但一般编码器属于易故障类电子器件，需要考虑重复安装和现场标定的问题。

发明内容

针对上述问题及技术需求，本申请提出了一种便于重复安装编码器的卷缆装置及编码器的安装方法，技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种便于重复安装编码器的卷缆装置，该卷缆装置包括电缆卷盘、卷盘支架、减速机、变频电机，电缆卷盘包括卷盘轴，卷盘轴的一端穿过卷盘支架的轴承孔后与减速机连接，减速机连接变频电机，变频电机通过减速机驱动电缆卷盘转动；卷盘轴的一端设有凹槽，编码器的转子设有与凹槽相匹配的凸起，编码器的转子通过凸起卡接于凹槽中；编码器的定子与卷盘支架通过卡扣固定；电缆卷盘用于收放电缆，以电缆卷盘上的电缆起始固定端为起点在卷盘轴与卷盘支架连接处设置零位标识，零位标识包括分别设置于卷盘轴与卷盘支架上的细标识线或细凸起或细凹槽；编码器用于检测电缆卷盘的旋转圈数，从而确定电缆卷盘上剩余的电缆圈数。

其进一步的技术方案为，卷缆装置还包括控制单元，控制单元包括PLC控制器和显示模块，PLC控制器用于执行电缆卷盘的控制程序，并根据编码器检测获得的电缆卷盘上剩余的电缆圈数确定电缆卷盘放出的电缆长度；显示模块用于实时显示电缆卷盘放出的电缆长度和电缆卷盘上剩余的电缆圈数。

其进一步的技术方案为，控制单元还包括报警模块，当电缆卷盘上剩余的电缆圈数达到设定值时，报警模块发出警报信号。

其进一步的技术方案为，卷缆装置还包括卷盘锁定机构和导缆机构；卷盘锁定机构设置于卷盘支架底座，用于锁定电缆卷盘。

第二方面，本申请提供了一种编码器的安装方法，该编码器安装于上述任一项的卷缆装置上，该方法包括：

将编码器的转子上的凸起卡接到卷盘轴一端的凹槽内；

将编码器的定子与卷盘支架通过卡箍连接；

将电缆卷盘上的电缆进行试放和/或试收，根据编码器输出的角度值确定编码器的安装方向是否正确；

当编码器的安装方向正确时，通过紧固件将编码器的转子相对卷盘轴固定。

其进一步的技术方案为，根据编码器输出的角度值确定编码器的安装方向是否正确，包括：

设定收电缆时卷盘轴的旋转方向为正向，编码器输出的角度值从0°到360°；放电缆时卷盘轴的旋转方向为负向，编码器输出的角度值从360°到0°；

当电缆进行试收或试放时，若编码器对应输出的角度值逐渐增大或逐渐减小，则确定编码器的安装方向正确；否则，编码器的安装方向不正确，需要重新调整。

其进一步的技术方案为，方法还包括编码器角度零位的标定方法：

编码器安装固定完毕后旋转电缆卷盘使分别设置于卷盘轴与卷盘支架的零位标识相互对齐，此时编码器的角度读数即为本次安装的零位，编码器的角度输出值为：测量值-零位。

其进一步的技术方案为，当需要更换编码器时，方法还包括电缆圈数整数部分标定方法：

更换编码器前先将卷盘轴与卷盘支架的零位标识相互对齐，然后通过锁定机构锁定电缆卷盘后进行编码器的更换；

更换后将原编码器记录的电缆卷盘上剩余的电缆圈数置入新编码器中；

确认置入新编码器中的电缆卷盘上剩余的电缆圈数与电缆卷盘上实际剩余的电缆圈数是否一致；

当电缆圈数不一致时，根据电缆卷盘上实际剩余的电缆圈数调整新编码器中置入的电缆圈数；

当电缆圈数一致时，解锁电缆卷盘。

其进一步的技术方案为，当需要更换编码器时，方法还包括另一种电缆圈数整数部分标定方法：

放空卷缆装置所有电缆，直至卷盘轴与卷盘支架的零位标识相互对齐，然后进行编码器的更换；

更换后进行电缆的重新卷绕，新编码器根据检测到的电缆卷盘实际旋转的圈数进行重新计数。

其进一步的技术方案为，编码器为增量式旋转编码器。

本发明的有益技术效果是：

本发明公开了一种便于重复安装编码器的卷缆装置及编码器的安装方法，通过分别在卷盘轴和编码器转子上设置相匹配的凹槽和凸起实现快速、便捷安装编码器的效果，且便于编码器的更换；此外，在首次安装或更换编码器时，都会对编码器的安装方向以及零位标识进行确认，避免了编码器计数错误的问题。

附图说明

图1是一个实施例的便于重复安装编码器的卷缆装置侧视图；

图2是一个实施例的便于重复安装编码器的卷缆装置主视图；

图3是一个实施例的便于重复安装编码器的卷缆装置示意框图；

图4是一个实施例的编码器的安装方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1-3所示，提供了一种便于重复安装编码器的卷缆装置，该卷缆装置包括电缆卷盘1、减速机11、变频电机12，电缆卷盘1包括卷盘轴，卷盘轴的一端穿过卷盘支架3的轴承孔后与减速机11连接，减速机11连接变频电机12，变频电机12通过减速机11驱动电缆卷盘1转动；卷盘轴的一端设有凹槽(图中未示出)，编码器9的转子设有与凹槽相匹配的凸起(图中未示出)，编码器9的转子通过凸起卡接于凹槽中；编码器9的定子与卷盘支架通过卡扣固定(图中未示出)；电缆卷盘1用于收放电缆，以电缆卷盘1上的电缆起始固定端为起点在卷盘轴与卷盘支架连接处设置图3所示的零位标识，零位标识包括分别设置于卷盘轴与卷盘支架上的细标识线或细凸起或细凹槽；编码器9用于检测电缆卷盘1的旋转圈数，从而确定电缆卷盘1上剩余的电缆圈数。

具体的，电缆起始固定端也称为起绕点，是电缆卷绕计量圈数的起始点，即零位；电缆卷绕圈数包括整数部分和小数部分，圈数整数部分通过连续卷绕经过起始点的次数确定，正向旋转收揽圈数递增，逆向旋转放缆圈数递减，整数圈数也可以由人工现场核实；圈数小数部分由编码器实时输出角度除以360度后计算得到。

可选的，卷缆装置还包括控制单元，控制单元包括PLC控制器和显示模块，PLC控制器用于执行电缆卷盘的控制程序，并根据编码器检测获得的电缆卷盘上剩余的电缆圈数确定电缆卷盘放出的电缆长度；显示模块用于实时显示电缆卷盘放出的电缆长度和电缆卷盘上剩余的电缆圈数。

可选的，控制单元还包括报警模块，当电缆卷盘上剩余的电缆圈数达到设定值时，报警模块发出警报信号。

可选的，卷缆装置还包括卷盘锁定机构15和导缆机构5；卷盘锁定机构设置于卷盘支架底座2，用于锁定电缆卷盘1。

具体的，在卷缆装置安装或更换编码器时，需要保证电缆卷盘不随意转动，此时通过卷盘锁定机构15将电缆卷盘锁住，待编码器安装或更换完成后再进行解锁。优选的，卷盘锁定机构15可为卡扣结构。导缆机构5可正确引导电缆按一定方向从电缆卷盘引至其他系缆地点，避免电缆的急转弯折，并且能尽量减少电缆磨损。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种编码器的安装方法，该编码器安装于上述任一项的卷缆装置上，该安装方法包括：

步骤102，将编码器的转子上的凸起卡接到卷盘轴一端的凹槽内；

步骤104，将编码器的定子与卷盘支架通过卡箍连接；

步骤106，将电缆卷盘上的电缆进行试放和/或试收，根据编码器输出的角度值确定编码器的安装方向是否正确；

步骤108，当编码器的安装方向正确时，通过紧固件将编码器的转子相对卷盘轴固定。

可选的，步骤106中根据编码器输出的角度值确定编码器的安装方向是否正确，具体包括：

设定收电缆时卷盘轴的旋转方向为正向，编码器输出的角度值从0°到360°；放电缆时卷盘轴的旋转方向为负向，编码器输出的角度值从360°到0°；

当电缆进行试收或试放时，若编码器对应输出的角度值逐渐增大或逐渐减小，则确定编码器的安装方向正确；否则，编码器的安装方向不正确，需要重新调整。

具体的，编码器为增量式旋转编码器。编码器检测卷盘轴的旋转情况，并输出旋转角度值；收电缆时卷盘轴正向旋转，编码器输出的角度值从0°到360°，每输出一次360°即正向旋转一周，计数器加1，即电缆卷盘上剩余的电缆圈数增加1圈；放电缆时卷盘轴负向旋转，编码器输出的角度值从360°到0°，每输出一次0°即负向旋转一周，计数器减1，即电缆卷盘上剩余的电缆圈数减少1圈。

可选的，方法还包括编码器角度零位的标定方法：

编码器安装固定完毕后旋转电缆卷盘使分别设置于卷盘轴与卷盘支架的零位标识相互对齐，此时编码器的角度读数即为本次安装的零位，编码器的角度输出值为：测量值-零位。

具体的，该安装方法还包含了零位标定方法_，工程实施中无论第一次安装，还是后续更换安装，编码器都难以保证其安装零位完全一致，有时甚至难以做到基本一致，因此本安装方法还包括了简易零位标定方法，该标定方法事实上也是电缆圈数小数部分的零位标定方法。

可选的，当需要更换编码器时，方法还包括电缆圈数整数部分标定方法：

步骤202，更换编码器前先将卷盘轴与卷盘支架的零位标识相互对齐，然后通过锁定机构锁定电缆卷盘后进行编码器的更换；

步骤204，更换后将原编码器记录的电缆卷盘上剩余的电缆圈数置入新编码器中；

步骤206，确认置入新编码器中的电缆卷盘上剩余的电缆圈数与电缆卷盘上实际剩余的电缆圈数是否一致；

具体的，由于船用卷缆装置所卷绕的电缆都是较粗的电缆，每根电缆卷绕时圈数只纵向叠加，如图1所示，因此较容易人工识别实际已卷绕的圈数。

步骤208，当电缆圈数不一致时，根据电缆卷盘上实际剩余的电缆圈数调整新编码器中置入的电缆圈数；

步骤210，当电缆圈数一致时，解锁电缆卷盘。

可选的，当需要更换编码器时，方法还包括另一种电缆圈数整数部分标定方法：

放空卷缆装置所有电缆，直至卷盘轴与卷盘支架的零位标识相互对齐，然后进行编码器的更换；

更换后进行电缆的重新卷绕，新编码器根据检测到的电缆卷盘实际旋转的圈数进行重新计数。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种便于重复安装编码器的卷缆装置，其特征在于，所述卷缆装置包括电缆卷盘、卷盘支架、减速机和变频电机，所述电缆卷盘包括卷盘轴，所述卷盘轴的一端穿过所述卷盘支架的轴承孔后与所述减速机连接，所述减速机连接所述变频电机，所述变频电机通过所述减速机驱动所述电缆卷盘转动；所述卷盘轴的一端设有凹槽，编码器的转子设有与所述凹槽相匹配的凸起，所述编码器的转子通过所述凸起卡接于所述凹槽中；所述编码器的定子与所述卷盘支架通过卡扣固定；所述电缆卷盘用于收放电缆，以所述电缆卷盘上的电缆起始固定端为起点在所述卷盘轴与所述卷盘支架连接处设置零位标识，所述零位标识包括分别设置于所述卷盘轴与所述卷盘支架上的细标识线或细凸起或细凹槽；所述编码器用于检测所述电缆卷盘的旋转圈数，从而确定所述电缆卷盘上剩余的电缆圈数。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述卷缆装置还包括控制单元，所述控制单元包括PLC控制器和显示模块，所述PLC控制器用于执行电缆卷盘的控制程序，并根据所述编码器检测获得的电缆卷盘上剩余的电缆圈数确定电缆卷盘放出的电缆长度；所述显示模块用于实时显示电缆卷盘放出的电缆长度和电缆卷盘上剩余的电缆圈数。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制单元还包括报警模块，当所述电缆卷盘上剩余的电缆圈数达到设定值时，所述报警模块发出警报信号。

4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述卷缆装置还包括卷盘锁定机构和导缆机构；所述卷盘锁定机构设置于所述卷盘支架底座，用于锁定电缆卷盘。

5.一种编码器的安装方法，所述编码器安装于如权利要求1-4任一项所述的卷缆装置上，其特征在于，所述方法包括：

将编码器的转子上的凸起卡接到所述卷盘轴一端的凹槽内；

将编码器的定子与所述卷盘支架通过卡箍连接；

将所述电缆卷盘上的电缆进行试放和/或试收，根据所述编码器输出的角度值确定所述编码器的安装方向是否正确；

当所述编码器的安装方向正确时，通过紧固件将所述编码器的转子相对所述卷盘轴固定。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述编码器输出的角度值确定所述编码器的安装方向是否正确，包括：

设定收电缆时卷盘轴的旋转方向为正向，编码器输出的角度值从0°到360°；放电缆时卷盘轴的旋转方向为负向，编码器输出的角度值从360°到0°；

当电缆进行试收或试放时，若编码器对应输出的角度值逐渐增大或逐渐减小，则确定所述编码器的安装方向正确；否则，所述编码器的安装方向不正确，需要重新调整。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括编码器角度零位的标定方法：

编码器安装固定完毕后旋转所述电缆卷盘使分别设置于卷盘轴与卷盘支架的零位标识相互对齐，此时编码器的角度读数即为本次安装的零位，编码器的角度输出值为：测量值-所述零位。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当需要更换编码器时，所述方法还包括电缆圈数整数部分标定方法：

更换编码器前先将所述卷盘轴与卷盘支架的零位标识相互对齐，然后通过锁定机构锁定所述电缆卷盘后进行编码器的更换；

更换后将原编码器记录的电缆卷盘上剩余的电缆圈数置入新编码器中；

确认置入新编码器中的电缆卷盘上剩余的电缆圈数与电缆卷盘上实际剩余的电缆圈数是否一致；

当电缆圈数不一致时，根据所述电缆卷盘上实际剩余的电缆圈数调整新编码器中置入的电缆圈数；

当电缆圈数一致时，解锁所述电缆卷盘。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当需要更换编码器时，所述方法还包括另一种电缆圈数整数部分标定方法：

放空所述卷缆装置所有电缆，直至所述卷盘轴与卷盘支架的零位标识相互对齐，然后进行编码器的更换；

更换后进行电缆的重新卷绕，新编码器根据检测到的电缆卷盘实际旋转的圈数进行重新计数。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述编码器为增量式旋转编码器。

Images