CN116040417A - 一种用于管道机器人的自动收线绞盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于管道机器人的自动收线绞盘，包括设置在两侧的用于绞盘整体安装的安装架，将收线的卷线盘同轴设置为收线转盘一和收线转盘二，在两个卷线盘之间设有线缆容量调节装置，并在两个卷线盘前面设有排线卷收器，在排线卷收器的前面设有可调双模式收线装置；滚筒的长度设至到收线转盘二止；收线转盘二包括安装在另一安装架中的第二牵引电机，与第二牵引电机的输出轴连接的主动盘，现有技术中的绞盘都是仅设置了一个卷线盘，而本发明将收线的卷线盘同轴设置为收线转盘一和收线转盘二，并在两个卷线盘之间设有线缆容量调节装置，这样满足了电力线缆和信号线缆同时进入管道为行走器中的管道机器人提供动力和信号。

Description

一种用于管道机器人的自动收线绞盘

技术领域

本发明属于绞盘技术领域，特别涉及一种用于管道机器人的自动收线绞盘。

背景技术

管道机器人需要到地下管道进行探测、检测管道内部的破损情况，并且实时将管道信息传回到地面，为地面管道维护人员提供信息。这就要求管道机器人与地面控制系统保持良好的通信，因此需要一种可靠的传输通信方式，而无线传输技术在管道内由于吸收和屏蔽等原因可实现的传输距离比较短，并且无线传输也不能为爬行器提供持续稳定的电源，因此需要采用电缆式机器人进行管道探测工作，为提高管道检测的便捷性，故应设计一个用于管道机器人的自动收线绞盘。

管道机器人的传统收放线装置，在实际施工现场，施工员根据电缆绳的松紧状况手动调节收放线动作。该装置仅仅能起到收放线的作用，但是效果不佳，收放线过程中电缆拖沓，容易造成爬行器缠线故障。

公开号：CN105923467A的中国发明专利申请文件公开了一种智能电缆绞盘装置，包括：绞盘卷线盘，其用于收放电缆；电机，其设置有电机驱动器，电机与绞盘卷线盘电连接，控制绞盘卷线盘的转动；张力传感器，其与绞盘卷线盘电连接，采集电缆的张力信息；控制器，其与电机驱动器和张力传感器通过转换器连接，控制器发送控制指令给电机驱动器控制电机驱动器运转，并根据张力传感器采集的电缆的张力信息信号发送调节指令给电机驱动器以调节控制电机驱动器转速。本发明实现在恒定线缆张力状态下自动收放线，还安装有高精度光电编码器，通过测量计算电缆的放线长度来间接监测爬行器的行进距离，自动调节收放线动作，节约人工，有效避免电缆在管道中拖沓，保证管道爬行器的正常行走。该技术方案主要采用的是传感器、高精度光电编码器、转换器、前置放大器等电子元件通过监测张力来控制电机驱动器的转动，从而实现在自动收线时遇到电缆在管道中拖沓等情况时的停止保护，而过多的电子元件组合使用且在地下的潮湿环境，极易出现故障；

另一方面，该技术方案仅仅提供了电力电缆的收放线，而随着科技进步现有的电缆式机器人在进行管道探测工作中的功能越来越强大，同步的还需要信号线的跟入。

还需要解决的一个技术问题是管道内通常沉积许多积水这将浸湿线缆，现有技术将附着积水的线缆直接收纳，容易引发线缆漏电存在安全隐患。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于管道机器人的自动收线绞盘，该绞盘具有连续收线和断续收线两种可选模式以及采用机械结构实现缆线收线遇阻后的断开保护，还有提供了两个收线的卷线盘且两者的容绳量可调节。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种用于管道机器人的自动收线绞盘，包括设置在两侧的用于绞盘整体安装的安装架，将收线的卷线盘同轴设置为收线转盘一和收线转盘二，在两个卷线盘之间设有线缆容量调节装置，并在两个卷线盘前面设有排线卷收器，在排线卷收器的前面设有可调双模式收线装置；收线转盘一包括安装在一安装架中的第一牵引电机，与第一牵引电机的输出轴连接的主动盘一，与主动盘一同轴且固定连接的滚筒；滚筒的长度设至到收线转盘二止；收线转盘二包括安装在另一安装架中的第二牵引电机，与第二牵引电机的输出轴连接的主动盘二；主动盘二具有向外侧延伸的延伸环一， 延伸环一紧密可转动的套设在滚筒外表面，且延伸环一的端面还具有向外延伸圆周阵列的若干接杆；在第一牵引电机和第二牵引电机的上方设有提手部件；提手部件由两侧分别的提手和中间的上部连接板组成，两侧的提手分别与两侧的安装架连接。

作为优选，线缆容量调节装置包括套设在滚筒外表面的从动盘可调节基座，设置在从动盘可调节基座中相互可转动连接的从动盘一和从动盘二，其中从动盘一朝向主动盘一从动盘二朝向主动盘二；从动盘二具有向外侧延伸的延伸环二，延伸环二具有对应接杆设置的若干圆孔，每根接杆均伸入对应圆孔一段距离，该距离作为线缆容量调节装置可调节的范围，主动盘二通过接杆与从动盘二的连接来传递动力；

线缆容量调节装置还包括设置在上部连接板下部的绳容量调节组件；绳容量调节组件中的丝杆螺母与从动盘可调节基座上部固连，通过绳容量调节组件中的驱动电机带动丝杆转动后，丝杆螺母带动从动盘可调节基座横向移动，从而调节从动盘可调节基座与收线转盘一和收线转盘二之间的距离，由此达到容绳量的调节。由于管道机器人进入管道中行进布置了电力电缆和信号电缆两种，而这两种电缆的直径不一致，因此几百米的长度两者容绳量的差别也就较大，因此通过设置线缆容量调节装置，调整相应合理的容绳量，克服该问题。

作为优选，排线卷收器包括设置为对应收线转盘一进行排线卷收的第一排线卷收器，对应收线转盘二进行排线卷收的第二排线卷收器，位于滚筒轴线中心偏下用于安装第一排线卷收器和第二排线卷收器且两端分别与两只安装架连接的排线卷收器座板；排线卷收器座板整体为板状，其沿滚筒轴线方向具有钝角的折边，折边后形成相对上、下两个区域，上折板的两端均设有一组直线滑轨，下折板中设有长条形的环形长槽，环形长槽沿口截面为弧形，在该弧形沿口中设有匹配该弧形且可紧密滑移的滑移随动件；

滑移随动件的中心为圆柱体，圆柱体中心设有供缆线通过的穿孔，孔两端的边沿具有圆弧倒角，圆柱体周面则设有若干柔性支撑件，当缆线在穿孔内流动时圆柱体在柔性支撑件的支撑下能够具备一定的摆幅以减少缆线上下穿行流动带来的震动；

排线卷收器还包括一端固连在从动盘可调节基座另一端悬空在上折板的排线卷收组件安装架，排线卷收组件安装架中设有用于控制第一排线卷收器、第二排线卷收器移动速度的第一绳容量调节组件和第二绳容量调节组件；

第一绳容量调节组件和第二绳容量调节组件中：其驱动源为分别一个伺服电机驱动并固连在排线卷收组件安装架中，其两根丝杆的两个固定座则分别连接在直线滑轨中的滑台上，其两个丝杆螺母通过设置连接支架与滑移随动件固连。排线卷收器的整体结构设计为跟随线缆容量调节装置的调节相应移动，这样保证了两者对应的关系。

作为优选，可调双模式收线装置包括设置在上部连接板上部的同步平移组件，设置在同步平移组件上的收线驱动电机，一端与同步平移组件中的滑块固连另一端与绳容量调节组件中的丝杆螺母固连的上下连接件；上下连接件穿过上部连接板，在上部连接板相应的位置设置供上下连接件移动的长条形开孔。

作为优选，可调双模式收线装置还包括对收线转盘一和收线转盘二进行收线的组合传动机构，在收线过程中遇到缆线被异物牵扯造成收线阻力增大达到限值而触发的自动分离机构；组合传动机构包括连续传动收线组件和断续传动收线组件以及对两者进行切换的模式切换组件，还包括收线执行组件；

连续传动收线组件包括与从动盘可调节基座固连的大体呈H形的组件安装架体，安装在组件安装架体中的活动保护轴，安装在活动保护轴中的同步传动轮一，与收线驱动电机的输出轴固连的同步传动轮二，以及将同步传动轮一与同步传动轮二进行带传动连接的同步传动带一；

断续传动收线组件包括安装在活动保护轴中的单向飞轮，与收线驱动电机的输出轴固连的传动凸轮，以及将单向飞轮与传动凸轮进行单向链传动连接的刚性链带；单向飞轮设定为顺时针旋转有效，逆时针旋转为空转；刚性链带整体为长条形，一端为单面的板条另一端截面为矩形且为三个边的框架体，框架体内固定设有一段匹配单向飞轮齿形的链条带，框架体在相对于板条的侧面具有长条的长腰孔。可调双模式收线装置的整体也是设置为跟随线缆容量调节装置的调节相应移动，这样也保证了两者对应的关系。设计两种收线模式共用多个部件，在空间上、材料成本上、使用便捷性上都有较多的优点。

作为优选，模式切换组件包括一端可滑移的连接在长腰孔中的限位提杆，设置在组件安装架体中的滑座，安装在滑座中的调节切换滑移块，设置在滑座上方且两者螺纹连接的切换调节旋钮；切换调节旋钮的螺纹端与调节切换滑移块连接，限位提杆的另一端与调节切换滑移块连接；

模式切换组件还包括朝向滚筒的一侧设置在组件安装架体中的张紧机构，张紧机构包括抵压在同步传动带一上的张紧轮上、一端与张紧轮上可转动的连接另一端设有滚轴的转臂、与转臂的滚轴具有一定间隙配合的升降松紧结构；转臂中部铰接在组件安装架体，在铰接点靠向张紧轮上的一侧设置有抵压在转臂上的弹性件；该弹性件使张紧轮上始终抵压在同步传动带一上并使转臂的滚轴与升降松紧结构的上部接触下部留出间隙。该间隙为张紧轮上提供弹性空间，从而给予在皮带受力变化时张紧程度也能随之变化；此处同步传动带一在张紧轮上没有足够压迫的状态下是为松弛状态；

作为优选，组件安装架体其中朝向滚筒的一侧设有支撑座，活动保护轴设置在支撑座的前方；

自动分离机构包括设置在组件安装架体的两侧壁中的活动分离通孔，铰接在支撑座中的弹性伸缩轴座；该活动分离通孔用于安装活动保护轴，活动分离通孔大体形状为倾斜的心形，弹性伸缩轴座的铰接点位置需高于活动保护轴的轴线；

自动分离机构还包括在活动保护轴前方的手动复位组件；手动复位组件包括设置在组件安装架体一侧壁上且位于活动分离通孔斜下方的复位斜腰孔，贴靠在组件安装架体内侧壁的复位执行件，一端穿过复位执行件并部分外露另一端可活动的安装在复位斜腰孔中并部分外露的导向转轴，安装在组件安装架体前方的复位操作件，用于安装复位操作件的固定件，设置在导向转轴两端的两根复位拉力弹簧，设置在复位执行件下部并固定在组件安装架体内侧壁上的导向板；

复位执行件的前方具有斜面，下部设有两处滚轮，两处滚轮安装于导向板的上表面，两根复位拉力弹簧的一端分别连接导向转轴的两端，两根复位拉力弹簧的另一端则连接在固定件的两端；复位操作件与复位执行件之间为铰接；复位斜腰孔和导向板靠近复位操作件的一端为水平设置另一端同为向上相同角度倾斜。此设置的目的在于当自动分离机构处于断开状态即活动保护轴落在活动分离通孔的下部时，转动复位操作件进行复位，复位操作件推动复位执行件克服两根复位拉力弹簧的拉力向前移动至其斜面活动保护轴抵触，继续转动下复位执行件推动活动保护轴向前移动，此时导向转轴在导向板与复位斜腰孔的引导下复位执行件整体呈向上倾斜，从而将活动保护轴向上移动，直至活动保护轴重新进入到活动分离通孔的上部完成复位。再反向转动复位操作件使复位执行件回到初始位置。需要指出在使用的弹性伸缩轴座具有较大弹力的情况下，手动复位组件需进一步的在组件安装架体的另一侧外壁也予以设置，这样进行复位动作时两边同时操作，以更轻松的完成复位。

作为优选，收线执行组件包括安装在活动保护轴中的同步传动轮三，设置在组件安装架体下部的转轴，安装在转轴中的同步传动轮四，将同步传动轮三与同步传动轮四进行带传动连接的同步传动带二，设置用于同步传动带二的张紧轮下，设置在组件安装架体下部的安装板，设置在安装板的端部与转轴之间的同步传输组合件，设置在安装板端部两侧的两组输送轮组合件。

作为优选，输送轮组合件包括一端与同步传输组合件的同步轮同轴连接的万向转动节，可转动的安装在安装板上的输送轮，万向转动节的另一端与输送轮连接，设置在输送轮朝向滚筒一侧的调节件，用于锁定调节件的锁定操作件，安装板上对应调节件的下方设有弧形的导线凹槽。通过两个万向转动节的设置使得两个输送轮能够在排线卷收器移动时各自也具有一定范围的转动以更顺畅的传输线缆。

作为优选，排线卷收器与输送轮组合件之间设置了风力干燥组件，风力干燥组件由保护壳和安装在保护壳上部的若干鼓风机组成，保护壳顶部设有供第一排线卷收器和第二排线卷收器移动的长条形开孔，保护壳底部设有若干排水孔。线缆进入保护壳在密闭的环境下更容易风干，排水孔则使吹落的水滴快速排出。

综上，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.现有技术中的绞盘都是仅设置了一个卷线盘，而本发明将收线的卷线盘同轴设置为收线转盘一和收线转盘二，并在两个卷线盘之间设有线缆容量调节装置，这样满足了电力线缆和信号线缆同时进入管道为行走器中的管道机器人提供动力和信号。

2.两个卷线盘前面的排线卷收器以及在排线卷收器前面的可调双模式收线装置都能够随着线缆容量调节装置的调节移动相应移动，以确保相互位置关系不变，功能不被影响。

3.为解决管道内的积水对线缆附着，提供了风干装置，并根据积水对线缆的附着程度不同提供了连续收线和断续收线两种收线模式，并当异物缠线产生阻力后，两种模式都会触发机械式的自动分离机构来保护缆线不被拉断，这相比现有技术中依赖电子元件的保护显然更可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明隐藏风力干燥组件后的结构示意图；

图3为本发明倒置时的部分结构示意图；

图4为本发明隐藏了线盘、滚筒、风力干燥组件后的结构示意图；

图5为排线卷收器与部分可调双模式收线装置组合后的结构示意图；

图6为图5中A处的放大图；

图7为连续传动收线组件、断续传动收线组件、模式切换组件、输送轮组合件组合后的结构示意图；

图8为模式切换组件、输送轮组合件组合后的结构示意图；

图9为图8中B处的放大图；

图10为手动复位组件、模式切换组件组合后的结构示意图；

图11为手动复位组件动作时的状态示意图。

图中标记：

安装架01；上折板02；下折板03；收线转盘一100；第一牵引电机110；主动盘一120；滚筒130；收线转盘二200；第二牵引电机210；主动盘二220；延伸环一221；接杆222；线缆容量调节装置300；从动盘可调节基座310；从动盘一320；从动盘二330；延伸环二331；绳容量调节组件340；排线卷收器400；第一排线卷收器410；第二排线卷收器420；排线卷收器座板430；直线滑轨431；环形长槽432；滑移随动件433；排线卷收组件安装架440；第一绳容量调节组件450；第二绳容量调节组件460；可调双模式收线装置500；同步平移组件510；收线驱动电机520；上下连接件530；组合传动机构540；连续传动收线组件5410；组件安装架体5411；活动保护轴5412；同步传动轮一5413；同步传动轮二5414；同步传动带一5415；支撑座5416；断续传动收线组件5420；单向飞轮5421；传动凸轮5422；刚性链带5423；长腰孔5424；模式切换组件5430；限位提杆5431；滑座5432；调节切换滑移块5433；切换调节旋钮5434；张紧机构5400；张紧轮上5401；转臂5402；升降松紧结构5403；收线执行组件5440；同步传动轮三5441；转轴5442；同步传动轮四5443；同步传动带二5444；张紧轮下5445；安装板5446；同步传输组合件5447；自动分离机构550；活动分离通孔551；弹性伸缩轴座552；手动复位组件553；复位斜腰孔554；复位执行件555；导向转轴556；复位操作件557；固定件558；复位拉力弹簧559；提手部件600；上部连接板610；输送轮组合件700；万向转动节701；输送轮702；调节件703；锁定操作件704；导线凹槽705；风力干燥组件800；保护壳801；鼓风机802。

具体实施方式

下面结合附图所表示的实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

如图1-图5所示，一种用于管道机器人的自动收线绞盘，主要应用于地下管道进行探测、检测管道内部的破损，包括设置在两侧的用于绞盘整体安装的安装架01，将收线的卷线盘同轴设置为收线转盘一100和收线转盘二200，以分别用于收纳电力电缆线和信号电缆线，在两个卷线盘之间设有线缆容量调节装置300，以根据电力电缆线和信号电缆线不同的线径调节合适的容绳量，并在两个卷线盘前面设有排线卷收器400，在排线卷收器400的前面设有可调双模式收线装置500。

收线转盘一100包括安装在一安装架01中的第一牵引电机110，与第一牵引电机110的输出轴连接的主动盘一120，与主动盘一120同轴且固定连接的滚筒130；滚筒130的长度设至到收线转盘二200止；

收线转盘二200包括安装在另一安装架01中的第二牵引电机210，与第二牵引电机210的输出轴连接的主动盘二220；

主动盘二220具有向外侧延伸的延伸环一221， 延伸环一221紧密可转动的套设在滚筒130外表面，且延伸环一221的端面还具有向外延伸圆周阵列的若干接杆222；

在第一牵引电机110和第二牵引电机210的上方设有提手部件600；提手部件600由两侧分别的提手和中间的上部连接板610组成，两侧的提手分别与两侧的安装架01连接；

线缆容量调节装置300包括套设在滚筒130外表面的从动盘可调节基座310 ，设置在从动盘可调节基座310 中相互可转动连接的从动盘一320和从动盘二330，其中从动盘一320朝向主动盘一120从动盘二330朝向主动盘二220；从动盘二330具有向外侧延伸的延伸环二331，延伸环二331具有对应接杆222设置的若干圆孔，每根接杆222均伸入对应圆孔一段距离，该距离作为线缆容量调节装置300可调节的范围，主动盘二220通过接杆222与从动盘二330的连接来传递动力；

线缆容量调节装置300还包括设置在上部连接板610下部的绳容量调节组件340；绳容量调节组件340中的丝杆螺母与从动盘可调节基座310上部固连，通过绳容量调节组件340中的驱动电机带动丝杆转动后，丝杆螺母带动从动盘可调节基座310横向移动，从而调节从动盘可调节基座310与收线转盘一100和收线转盘二200之间的距离，由此达到容绳量的调节。

由于两个卷线盘设置了容绳量可调节，就需要将排线卷收器400对应的设置成可调节，具体为：排线卷收器400包括设置为对应收线转盘一100进行排线卷收的第一排线卷收器410，对应收线转盘二200进行排线卷收的第二排线卷收器420，位于滚筒130轴线中心偏下用于安装第一排线卷收器410和第二排线卷收器420且两端分别与两只安装架01连接的排线卷收器座板430；排线卷收器座板430整体为板状，其沿滚筒130轴线方向具有钝角的折边，折边后形成相对上、下两个区域，上折板02的两端均设有一组直线滑轨431，下折板03中设有长条形的环形长槽432，环形长槽432沿口截面为弧形，在该弧形沿口中设有匹配该弧形且可紧密滑移的滑移随动件433；

滑移随动件433的中心为圆柱体，圆柱体中心设有供缆线通过的穿孔，孔两端的边沿具有圆弧倒角，圆柱体周面则设有若干柔性支撑件，当缆线在穿孔内流动时圆柱体在柔性支撑件的支撑下能够具备一定的摆幅以减少缆线流动带来的震动；

排线卷收器400还包括一端固连在从动盘可调节基座310另一端悬空在上折板02的排线卷收组件安装架440，排线卷收组件安装架440中设有用于控制第一排线卷收器410、第二排线卷收器420移动速度的第一绳容量调节组件450和第二绳容量调节组件460；

第一绳容量调节组件450和第二绳容量调节组件460中：其驱动源为分别一个伺服电机驱动并固连在排线卷收组件安装架440中，其两根丝杆的两个固定座则分别连接在直线滑轨431中的滑台上，其两个丝杆螺母通过设置连接支架与滑移随动件433固连；

线缆容量调节装置300与排线卷收器400的同步调节步骤和原理：

1.图3所示，绳容量调节组件340启动后能够带动从动盘可调节基座310沿丝杆轴线往复移动，通过计算电力电缆线和信号电缆线的线径比值，得出两者需要的容绳量，再得出需要移动的对应位置；

2.如图4所示，从动盘可调节基座310通过与排线卷收组件安装架440的连接，能够在从动盘可调节基座310移动的时候带动上部安装的第一绳容量调节组件450和第二绳容量调节组件460同步移动，相应的其两根丝杆的两个固定座则分别连接在直线滑轨431中的滑台上，这样同步移动后，第一排线卷收器410和第二排线卷收器420与收线转盘一100和收线转盘二200的位置关系就能够始终对应，也就实现了在一个绞盘内布置两个卷线盘。

可调双模式收线装置500包括设置在上部连接板610上部的同步平移组件510，设置在同步平移组件510上的收线驱动电机520，一端与同步平移组件510中的滑块固连另一端与绳容量调节组件340中的丝杆螺母固连的上下连接件530；上下连接件530穿过上部连接板610，在上部连接板610相应的位置设置供上下连接件530移动的长条形开孔；

可调双模式收线装置500还包括对收线转盘一100和收线转盘二200进行收线的组合传动机构540，在收线过程中遇到缆线被异物牵扯造成收线阻力增大达到限值而触发的自动分离机构550；组合传动机构540包括连续传动收线组件5410和断续传动收线组件5420以及对两者进行切换的模式切换组件5430，还包括收线执行组件5440；

连续传动收线组件5410包括与从动盘可调节基座310固连的大体呈H形的组件安装架体5411，安装在组件安装架体5411中的活动保护轴5412，安装在活动保护轴5412中的同步传动轮一5413，与收线驱动电机520的输出轴固连的同步传动轮二5414，以及将同步传动轮一5413与同步传动轮二5414进行带传动连接的同步传动带一5415； 通过收线驱动电机520启动带动同步传动轮二5414转动再由同步传动带一5415带动同步传动轮一5413转动，同步传动轮一5413则带动活动保护轴5412转动，实现连续传动；

断续传动收线组件5420包括安装在活动保护轴5412中的单向飞轮5421，与收线驱动电机520的输出轴固连的传动凸轮5422，以及将单向飞轮5421与传动凸轮5422进行单向链传动连接的刚性链带5423；单向飞轮5421设定为顺时针旋转有效，逆时针旋转为空转；刚性链带5423整体为长条形，一端为单面的板条另一端截面为矩形且为三个边的框架体，框架体内固定设有一段匹配单向飞轮5421齿形的链条带，框架体在相对于板条的侧面具有长条的长腰孔5424，该长腰孔5424用于设置限位以使传动凸轮5422转动后刚性链带5423与传动凸轮5422的铰接点随传动凸轮5422的转动位置循环变化，即在长腰孔5424的限位下刚性链带5423一边前后推拉移动一边小幅度的转动，从而对单向飞轮5421实现断续的传动，也就是刚性链带5423前推的时候单向飞轮5421空转刚性链带5423后拉的时候带动活动保护轴5412有效转动；

如图6~图9所示，模式切换组件5430包括一端可滑移的连接在长腰孔5424中的限位提杆5431，设置在组件安装架体5411中的滑座5432，安装在滑座5432中的调节切换滑移块5433，设置在滑座5432上方且两者螺纹连接的切换调节旋钮5434；切换调节旋钮5434的螺纹端与调节切换滑移块5433连接，限位提杆5431的另一端与调节切换滑移块5433连接，旋转切换调节旋钮5434可使调节切换滑移块5433沿滑座5432上下滑移，限位提杆5431同步移动，再由限位提杆5431带动刚性链带5423上下移动，从而实现刚性链带5423与单向飞轮5421之间的啮合或分离；限位提杆5431在与长腰孔5424配合的内侧和外侧均设有隔档片，以使刚性链带5423推拉动作时能够相对稳定。

模式切换组件5430还包括朝向滚筒130的一侧设置在组件安装架体5411中的张紧机构5400，张紧机构5400包括抵压在同步传动带一5415上的张紧轮上5401、一端与张紧轮上5401可转动的连接另一端设有滚轴的转臂5402、与转臂5402的滚轴具有一定间隙配合的升降松紧结构5403；转臂5402中部铰接在组件安装架体5411，在铰接点靠向张紧轮上5401的一侧设置有抵压在转臂5402上的弹性件5404；该弹性件5404使张紧轮上5401始终抵压在同步传动带一5415上并使转臂5402的滚轴与升降松紧结构5403的上部接触下部留出间隙，该间隙为张紧轮上5401提供弹性空间，从而给予在皮带受力变化时张紧程度也能随之变化；此处同步传动带一5415在张紧轮上5401没有足够压迫的状态下是为松弛状态；

模式切换组件5430的工作原理：

模式切换组件5430的总体功能是将连续传动收线组件5410的连续传动和断续传动收线组件5420的断续传动两者之间进行切换，具体为顺时针转动切换调节旋钮5434，调节切换滑移块5433向上移动，升降松紧结构5403抵触转臂5402的滚轴，并随调节切换滑移块5433的持续向上移动滚轴向升降松紧结构5403的内侧移动，同时转臂5402上的张紧轮上5401开始压迫同步传动带一5415，直至将同步传动带一5415压紧，也就是同步传动轮一5413和同步传动轮二5414形成有效传动，在调节切换滑移块5433向上移动的过程中刚性链带5423被限位提杆5431带动持续的向上提升，并在张紧轮上5401完全压紧时刚性链带5423与单向飞轮5421也彻底分离，此时为连续传动模式，反之反向转动切换调节旋钮5434则能够实现刚性链带5423与单向飞轮5421啮合切换回断续传动模式，相应的同步传动带一5415回到松动状态，同步传动轮一5413和同步传动轮二5414也就回到失效状态。

组件安装架体5411其中朝向滚筒130的一侧设有支撑座5416，活动保护轴5412设置在支撑座5416的前方；

自动分离机构550包括设置在组件安装架体5411的两侧壁中的活动分离通孔551，铰接在支撑座5416中的弹性伸缩轴座552；该活动分离通孔551用于安装活动保护轴5412，活动分离通孔551大体形状为倾斜的心形，倾斜的角度是过渡向下的延伸其目的在于在拉力作用下能够引导活动保护轴5412向下移动，弹性伸缩轴座552的铰接点位置需高于活动保护轴5412的轴线，即常态下弹性伸缩轴座552是将活动保护轴5412从上向下具有斜度的抵压在活动分离通孔551倾斜心形的上部，进一步的弹性伸缩轴座552设置在同步传动轮一5413与单向飞轮5421之间，这样两者在克服弹性伸缩轴座552时产生的不平衡性相对小；本实施例中由于弹性伸缩轴座552对活动保护轴5412的推力与同步传动带一5415和刚性链带5423两者的拉力均不在一条直线上，因此拉力大于支撑力相互作用时活动保护轴5412会带着倾斜下落，而活动分离通孔551上部与下部的衔接处的卡位点设计的相对小的情况下，活动保护轴5412的一端会先被拉力带动落入活动分离通孔551的下部，另一端由于卡位点小在拉力作用下也会相继落入活动分离通孔551的下部。

自动分离机构550还包括在活动保护轴5412前方的手动复位组件553；手动复位组件553包括设置在组件安装架体5411一侧壁上且位于活动分离通孔551斜下方的复位斜腰孔554，贴靠在组件安装架体5411内侧壁的复位执行件555，一端穿过复位执行件555并部分外露另一端可活动的安装在复位斜腰孔554中并部分外露的导向转轴556，安装在组件安装架体5411前方的复位操作件557，用于安装复位操作件557的固定件558，设置在导向转轴556两端的两根复位拉力弹簧559，设置在复位执行件555下部并固定在组件安装架体5411内侧壁上的导向板555a；

复位执行件555的前方具有斜面，下部设有两处滚轮，两处滚轮安装于导向板555a的上表面，两根复位拉力弹簧559的一端分别连接导向转轴556的两端，两根复位拉力弹簧559的另一端则连接在固定件558的两端；复位操作件557与复位执行件555之间为铰接；复位斜腰孔554和导向板555a靠近复位操作件557的一端为水平设置另一端同为向上相同角度倾斜，此设置的目的在于当自动分离机构550处于断开状态即活动保护轴5412落在活动分离通孔551的下部时，转动复位操作件557进行复位如图10和图11所示复位操作件557推动复位执行件555克服两根复位拉力弹簧559的拉力向前移动至其斜面与图10中虚线表示的活动保护轴5412抵触，继续转动下复位执行件555推动活动保护轴5412向前移动，此时导向转轴556在导向板555a与复位斜腰孔554的引导下复位执行件555整体呈向上倾斜，从而将活动保护轴5412向上移动，直至活动保护轴5412重新进入到活动分离通孔551的上部完成复位。再反向转动复位操作件557使复位执行件555回到初始位置。需要指出在使用的弹性伸缩轴座552具有较大弹力的情况下，手动复位组件553需进一步的在组件安装架体5411的另一侧外壁也予以设置，这样进行复位动作时两边同时操作，以更轻松的完成复位。

自动分离机构550的动作原理：

收线时，当两路线缆的其中一路或者两路被异物牵制时，同步传动带一5415或者刚性链带5423的力将增大，由此将克服弹性伸缩轴座552的抵压使活动保护轴5412沿活动分离通孔551向上移动，也就是活动保护轴5412脱离原来的稳定位置并在活动分离通孔551的导向以及活动保护轴5412连同上部装的部件自重下经弹性伸缩轴座552的抵压，活动保护轴5412进入到活动分离通孔551的下部位置，此过程中张紧轮下5445与同步传动带二5444两者弹性压紧的配合关系为此动作提供了活动空间，活动保护轴5412进入到活动分离通孔551的下部位置后，同步传动轮三5441位置下移由此同步传动带二5444处于失效状态，此时收线停止，保护了线缆。

收线执行组件5440包括安装在活动保护轴5412中的同步传动轮三5441，设置在组件安装架体5411下部的转轴5442，安装在转轴5442中的同步传动轮四5443，将同步传动轮三5441与同步传动轮四5443进行带传动连接的同步传动带二5444，设置用于同步传动带二5444的张紧轮下5445，设置在组件安装架体5411下部的安装板5446，设置在安装板5446的端部与转轴5442之间的同步传输组合件5447，设置在安装板5446端部两侧的两组输送轮组合件700；

输送轮组合件700包括一端与同步传输组合件5447的同步轮同轴连接的万向转动节701，可转动的安装在安装板5446上的输送轮702，万向转动节701的另一端与输送轮702连接，设置在输送轮702朝向滚筒130一侧的调节件703，用于锁定调节件703的锁定操作件704，安装板5446上对应调节件703的下方设有弧形的导线凹槽705。通过两个万向转动节701的设置使得两个输送轮702能够在排线卷收器400移动时各自也具有一定范围的转动以更顺畅的传输线缆。

由于管道内的底部往往会有积水，积水附着于缆线上，因此在排线卷收器400与输送轮组合件700之间设置了风力干燥组件800，风力干燥组件800由保护壳801和安装在保护壳801上部的若干鼓风机802组成，保护壳801顶部设有供第一排线卷收器410和第二排线卷收器420移动的长条形开孔，保护壳801底部设有若干排水孔。

整体使用过程步骤：

1.放线时，调松调节件703使输送轮702仅起到过渡传输作用；

2.收线时，根据两种不同线缆分别调紧两个调节件703，再根据线缆表面附着水的情况选择断续收线模式或者连续收线模式，收入的线缆经过风力干燥组件800风干处理后再通过排线卷收器400与收线转盘一100和收线转盘二200共同配合完成收纳，鉴于电力电缆线与信号电缆线在线径上存在差异，因此相应的电机转速需要相应的设置；

3.当收线时遇到线缆被牵制，自动分离机构550如前述的动作原理实行断开收线，处理好以后通过手动复位组件553前述的操作步骤进行复位。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种用于管道机器人的自动收线绞盘，包括设置在两侧的用于绞盘整体安装的安装架（01），其特征在于，将收线的卷线盘同轴设置为收线转盘一（100）和收线转盘二（200），在两个卷线盘之间设有线缆容量调节装置（300），并在两个卷线盘前面设有排线卷收器（400），在排线卷收器（400）的前面设有可调双模式收线装置（500）；

收线转盘一（100）包括安装在一安装架（01）中的第一牵引电机（110），与第一牵引电机（110）的输出轴连接的主动盘一（120），与主动盘一（120）同轴且固定连接的滚筒（130）；滚筒（130）的长度设至到收线转盘二（200）止；

收线转盘二（200）包括安装在另一安装架（01）中的第二牵引电机（210），与第二牵引电机（210）的输出轴连接的主动盘二（220）；

主动盘二（220）具有向外侧延伸的延伸环一（221）， 延伸环一（221）紧密可转动的套设在滚筒（130）外表面，且延伸环一（221）的端面还具有向外延伸圆周阵列的若干接杆（222）；

在第一牵引电机（110）和第二牵引电机（210）的上方设有提手部件（600）；提手部件（600）由两侧分别的提手和中间的上部连接板（610）组成，两侧的提手分别与两侧的安装架（01）连接。

2.根据权利要求1所述的用于管道机器人的自动收线绞盘，其特征在于，所述线缆容量调节装置（300）包括套设在滚筒（130）外表面的从动盘可调节基座（310），设置在从动盘可调节基座（310）中相互可转动连接的从动盘一（320）和从动盘二（330），其中从动盘一（320）朝向主动盘一（120）从动盘二（330）朝向主动盘二（220）；从动盘二（330）具有向外侧延伸的延伸环二（331），延伸环二（331）具有对应接杆（222）设置的若干圆孔，每根接杆（222）均伸入对应圆孔一段距离；

线缆容量调节装置（300）还包括设置在上部连接板（610）下部的绳容量调节组件（340）； 绳容量调节组件（340）中的丝杆螺母与从动盘可调节基座（310）上部固连。

3.根据权利要求2所述的用于管道机器人的自动收线绞盘，其特征在于，所述排线卷收器（400）包括设置为对应收线转盘一（100）进行排线卷收的第一排线卷收器（410），对应收线转盘二（200）进行排线卷收的第二排线卷收器（420），位于滚筒（130）轴线中心偏下用于安装第一排线卷收器（410）和第二排线卷收器（420）且两端分别与两只安装架（01）连接的排线卷收器座板（430）；排线卷收器座板（430）整体为板状，其沿滚筒（130）轴线方向具有钝角的折边，折边后形成相对上、下两个区域，上折板（02）的两端均设有一组直线滑轨（431），下折板（03）中设有长条形的环形长槽（432），环形长槽（432）沿口截面为弧形，在该弧形沿口中设有匹配该弧形且可紧密滑移的滑移随动件（433）；

滑移随动件（433）的中心为圆柱体，圆柱体中心设有供缆线通过的穿孔，孔两端的边沿具有圆弧倒角，圆柱体周面则设有若干柔性支撑件，当缆线在穿孔内流动时圆柱体在柔性支撑件的支撑下能够具备一定的摆幅以减少缆线流动带来的震动；

排线卷收器（400）还包括一端固连在从动盘可调节基座（310）另一端悬空在上折板（02）的排线卷收组件安装架（440），排线卷收组件安装架（440）中设有用于控制第一排线卷收器（410）、第二排线卷收器（420）移动速度的第一绳容量调节组件（450）和第二绳容量调节组件（460）；

第一绳容量调节组件（450）和第二绳容量调节组件（460）中：其驱动源为分别一个伺服电机驱动并固连在排线卷收组件安装架（440）中，其两根丝杆的两个固定座则分别连接在直线滑轨（431）中的滑台上，其两个丝杆螺母通过设置连接支架与滑移随动件（433）固连。

4.根据权利要求2所述的用于管道机器人的自动收线绞盘，其特征在于，所述可调双模式收线装置（500）包括设置在上部连接板（610）上部的同步平移组件（510），设置在同步平移组件（510）上的收线驱动电机（520），一端与同步平移组件（510）中的滑块固连另一端与绳容量调节组件（340）中的丝杆螺母固连的上下连接件（530）；上下连接件（530）穿过上部连接板（610），在上部连接板（610）相应的位置设置供上下连接件（530）移动的长条形开孔。

5.根据权利要求4所述的用于管道机器人的自动收线绞盘，其特征在于，所述可调双模式收线装置（500）还包括对收线转盘一（100）和收线转盘二（200）进行收线的组合传动机构（540），在收线过程中遇到缆线被异物牵扯造成收线阻力增大达到限值而触发的自动断开机构（550）；组合传动机构（540）包括连续传动收线组件（5410）和断续传动收线组件（5420）以及对两者进行切换的模式切换组件（5430），还包括收线执行组件（5440）；

连续传动收线组件（5410）包括与从动盘可调节基座（310）固连的大体呈H形的组件安装架体（5411），安装在组件安装架体（5411）中的活动保护轴（5412），安装在活动保护轴（5412）中的同步传动轮一（5413），与收线驱动电机（520）的输出轴固连的同步传动轮二（5414），以及将同步传动轮一（5413）与同步传动轮二（5414）进行带传动连接的同步传动带一（5415）；

断续传动收线组件（5420）包括安装在活动保护轴（5412）中的单级飞轮（5421），与收线驱动电机（520）的输出轴固连的传动凸轮（5422），以及将单级飞轮（5421）与传动凸轮（5422）进行单向链传动连接的刚性链带（5423）；单级飞轮（5421）设定为顺时针旋转有效，逆时针旋转为空转；刚性链带（5423）整体为长条形，一端为单面的板条另一端截面为矩形且为三个边的框架体，框架体内固定设有一段匹配单级飞轮（5421）齿形的链条带，框架体在相对于板条的侧面具有长条的长腰孔（5424）。

6.根据权利要求5所述的用于管道机器人的自动收线绞盘，其特征在于，所述模式切换组件（5430）包括一端可滑移的连接在长腰孔（5424）中的限位提杆（5431），设置在组件安装架体（5411）中的滑座（5432），安装在滑座（5432）中的调节切换滑移块（5433），设置在滑座（5432）上方且两者螺纹连接的切换调节旋钮（5434）；切换调节旋钮（5434）的螺纹端与调节切换滑移块（5433）连接，限位提杆（5431）的另一端与调节切换滑移块（5433）连接；

模式切换组件（5430）还包括朝向滚筒（130）的一侧设置在组件安装架体（5411）中的张紧机构（5400），张紧机构（5400）包括抵压在同步传动带一（5415）上的张紧轮上（5401）、一端与张紧轮上（5401）可转动的连接另一端设有滚轴的转臂（5402）、与转臂（5402）的滚轴具有一定间隙配合的升降松紧结构（5403）；转臂（5402）中部铰接在组件安装架体（5411），在铰接点靠向张紧轮上（5401）的一侧设置有抵压在转臂（5402）上的弹性件（5404）；该弹性件（5404）使张紧轮上（5401）始终抵压在同步传动带一（5415）上并使转臂（5402）的滚轴与升降松紧结构（5403）的上部接触下部留出间隙。

7.根据权利要求5所述的用于管道机器人的自动收线绞盘，其特征在于，所述组件安装架体（5411）其中朝向滚筒（130）的一侧设有支撑座（5416），活动保护轴（5412）设置在支撑座（5416）的前方；

自动断开机构（550）包括设置在组件安装架体（5411）的两侧壁中的活动分离通孔（551），铰接在支撑座（5416）中的弹性伸缩轴座（552）；该活动分离通孔（551）用于安装活动保护轴（5412），活动分离通孔（551）大体形状为倾斜的心形，弹性伸缩轴座（552）的铰接点位置需高于活动保护轴（5412）的轴线；

自动断开机构（550）还包括在活动保护轴（5412）前方的手动复位组件（553）；手动复位组件（553）包括设置在组件安装架体（5411）一侧壁上且位于活动分离通孔（551）斜下方的复位腰孔（554），贴靠在组件安装架体（5411）内侧壁的复位执行件（555），一端穿过复位执行件（555）并部分外露另一端可活动的安装在复位腰孔（554）中并部分外露的导向转轴（556），安装在组件安装架体（5411）前方的复位操作件（557），用于安装复位操作件（557）的固定件（558），设置在导向转轴（556）两端的两根复位拉力弹簧（559），设置在复位执行件（555）下部并固定在组件安装架体（5411）内侧壁上的导向板（555a）；

复位执行件（555）的前方具有斜面，下部设有两处滚轮，两处滚轮安装于导向板（555a）的上表面，两根复位拉力弹簧（559）的一端分别连接导向转轴（556）的两端，两根复位拉力弹簧（559）的另一端则连接在固定件（558）的两端；复位操作件（557）与复位执行件（555）之间为铰接；复位腰孔（554）和导向板（555a）靠近复位操作件（557）的一端为水平设置另一端同为向上相同角度倾斜。

8.根据权利要求5所述的用于管道机器人的自动收线绞盘，其特征在于，所述收线执行组件（5440）包括安装在活动保护轴（5412）中的同步传动轮三（5441），设置在组件安装架体（5411）下部的转轴（5442），安装在转轴（5442）中的同步传动轮四（5443），将同步传动轮三（5441）与同步传动轮四（5443）进行带传动连接的同步传动带二（5444），设置用于同步传动带二（5444）的张紧轮下（5445），设置在组件安装架体（5411）下部的安装板（5446），设置在安装板（5446）的端部与转轴（5442）之间的同步传输组合件（5447），设置在安装板（5446）端部两侧的两组输送轮组合件（700）。

9.根据权利要求8所述的用于管道机器人的自动收线绞盘，其特征在于，所述输送轮组合件（700）包括一端与同步传输组合件（5447）的同步轮同轴连接的万向转动节（701），可转动的安装在安装板（5446）上的输送轮（702），万向转动节（701）的另一端与输送轮（702）连接，设置在输送轮（702）朝向滚筒（130）一侧的调节件（703），用于锁定调节件（703）的锁定操作件（704），安装板（5446）上对应调节件（703）的下方设有弧形的导线凹槽（705）。

10.根据权利要求9所述的用于管道机器人的自动收线绞盘，其特征在于，所述排线卷收器（400）与输送轮组合件（700）之间设置了风力干燥组件（800），风力干燥组件（800）由保护壳（801）和安装在保护壳（801）上部的若干鼓风机（802）组成，保护壳（801）顶部设有供第一排线卷收器（410）和第二排线卷收器（420）移动的长条形开孔，保护壳（801）底部设有若干排水孔。

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