CN116853974B - 一种基于行星轮系的电机内置式绞车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于行星轮系的电机内置式绞车，属于绞车制动领域，包括底座，所述底座的上表面靠近上端的位置均固定安装有支撑板，两组所述支撑板之间贯穿设置有滚筒，所述底座的上表面靠近左端位置安装有气缸，所述气缸的上端固定连接有第一弧形固定板，所述第一弧形固定板的上方设置有刹车片；所述滚筒的内壁靠近左端的位置固定安装有第二齿牙，所述第二齿牙呈环形分布，所述第二齿牙的侧表面啮合有多组行星轮。本发明可以实现在绞车制动时，对固定架解除锁定，释放电机转子的惯性力，同时不会驱动滚筒转动，刹车片在制动时，只用制动滚筒转动时的惯性力，可以大大提高对绞车的制动效果，也减少了刹车片磨损速度的问题。

Description

一种基于行星轮系的电机内置式绞车

技术领域

本发明涉及绞车制动领域，更具体地说，涉及一种基于行星轮系的电机内置式绞车。

背景技术

绞车一般指卷扬机，绞车是用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，绞车可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物，绞车分为手动绞车、电动绞车及液压绞车三种，主要以电动绞车为主，可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。

电动绞车在牵引使用时一般是通过电机驱动卷线筒进行转动，卷线筒在转动时会带动牵引绳收放，在需要制动时一般是对电机进行工作，然后刹车片紧贴驱动筒外壁通过摩擦力来实现制动，如现有技术中，中国专利公开的一种绞车液压制动系统，授权公号为：CN218290257U，公开文件中就是采用摩擦制动，但其制动效果并不理想，因为绞车在收放绳时，电机内部的转子也会转动，收线筒也会转动，在制动时对电机进行断电，电机内部的转子因为惯性的原因还会转动，收线筒因为惯性的原因也会进行转动，也就导致绞车在制动时，因为整体转动惯性的力度大，刹车片难以制动，制动时间长，造成绞车难以在预定点进行精准制动，同时还会造成刹车片磨损严重，使用寿命短等问题。

鉴于此，针对上述存在的不足，本发明基于电动式绞车进行了改进和优化，研制出一种基于行星轮系的电机内置式绞车。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于行星轮系的电机内置式绞车，可以实现在绞车制动时，对固定架解除锁定，释放电机转子的惯性力，同时不会驱动滚筒转动，刹车片在制动时，只用制动滚筒转动时的惯性力，可以大大提高对绞车的制动效果，也减少了刹车片磨损速度的问题，同时还避免了电机长时间因为快速的制动，容易出现损坏的问题。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于行星轮系的电机内置式绞车，包括底座，所述底座的上表面靠近上端的位置均固定安装有支撑板，两组所述支撑板之间贯穿设置有滚筒，所述底座的上表面靠近左端位置安装有气缸，所述气缸的上端固定连接有第一弧形固定板，所述第一弧形固定板的上方设置有刹车片；

所述滚筒的内壁靠近左端的位置固定安装有第二齿牙，所述第二齿牙呈环形分布，所述第二齿牙的侧表面啮合有多组行星轮，多组所述行星轮之间啮合连接有太阳轮，所述太阳轮的一侧外表面固定连接有电机，多组所述行星轮的左侧面转动连接有固定架，所述固定架的左侧面中心位置固定连接有连接轴，所述连接轴的左端延伸至支撑柱的内部，所述支撑柱的内部设置有解锁机构，所述解锁机构用于解除连接轴的固定。

进一步地，所述支撑柱的下端是安装在底座的上表面上，所述解锁机构包括第一齿条板、齿轮、第二齿条板、卡板及第一齿牙；

第一弧形固定板的左侧面靠近下端位置固定连接有第一齿条板，所述第一齿条板的左侧面啮合连接有齿轮，所述齿轮嵌入安装在支撑柱的内部，所述齿轮的一侧啮合连接有第二齿条板，所述第二齿条板的上端固定连接有卡板，所述卡板的上方设置有第一齿牙，所述卡板与第一齿牙啮合连接，所述第一齿牙呈环形安装在连接轴的侧表面上。

进一步地，所述第一弧形固定板的内弧面固定连接有均匀分布的弹簧，所述弹簧的上端固定连接有第二弧形固定板，所述刹车片安装在第二弧形固定板的内弧面上，所述第一弧形固定板的内弧面处固定连接有均匀分布的第三齿牙，所述滚筒的侧表面对应第三齿牙的位置处固定连接有第四齿牙，所述第四齿牙呈环形分布在滚筒的侧表面上。

进一步地，所述刹车片的左侧边固定连接有摩擦块，所述摩擦块的一侧设置有控制杆，所述控制杆的一端延伸至支撑柱的内部，所述控制杆的右端接触设置有压力传感器，所述控制杆的右端部采用软性橡胶材料制作而成。

进一步地，所述底座的上表面靠近支撑柱的位置安装有控制器，所述控制器与压力传感器电性连接。

进一步地，所述底座的外表面上安装有蜂鸣器，所述蜂鸣器与控制器电性连接。

进一步地，所述电机设置在滚筒的内部，所述电机的右端固定连接有支撑杆，所述支撑杆的右端固定连接有支撑座，所述支撑座的下端安装在底座的外表面上。

进一步地，所述滚筒的侧表面靠近支撑板的位置固定连接有限位盘，所述限位盘呈两组设置。

进一步地，所述滚筒的上端面靠近左侧位置接触设置有计米器，所述计米器的上端安装与支撑柱固定连接，所述计米器与控制器电性连接。

进一步地，所述底座的下端安装有拉力传感器，所述拉力传感器与控制器电性连接。

（1）本方案在绞车制动时，对固定架解除锁定，释放电机转子的惯性力，同时不会驱动滚筒转动，刹车片在制动时，只用制动滚筒转动时的惯性力，可以大大提高对绞车的制动效果，也减少了刹车片磨损速度的问题，同时还避免了电机长时间因为快速的制动，容易出现损坏的问题。

（2）本方案在快速制动时，通过第三齿牙紧紧咬合住第四齿牙，锁定住滚筒，避免滚筒转动，这样就可以避免刹车片通过摩擦制动会产生打滑的问题，提高制动效果。

（3）本方案可以通过压力值的大小来检测刹车片的厚度，从而可以快速的知道刹车片的磨损程度，在检测到刹车片磨损严重时，控制器控制蜂鸣器发出警报，提醒工作人员及时的更换刹车片。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构侧面视图；

图3为本发明电机安装位置示意图；

图4为本发明图1中A点的放大视图；

图5为本发明行星轮与连接部件的示意图；

图6为本发明第一弧形固定板与连接部件的示意图；

图7为本发明固定架锁定时各个部件的转动示意图；

图8为本发明固定架解锁时各个部件的转动示意图；

图9为本发明第一弧形固定板与连接部件的背面示意图；

图10为本发明图6中B点的放大视图；

图11为本发明压力传感器的控制示意图。

图中标号说明：

1、底座；2、支撑板；3、滚筒；4、支撑座；5、支撑杆；6、电机；7、太阳轮；8、行星轮；9、固定架；10、连接轴；11、气缸；12、刹车片；13、第一齿条板；14、齿轮；15、第二齿条板；16、卡板；17、第一齿牙；18、第二齿牙；19、第一弧形固定板；20、弹簧；21、第二弧形固定板；22、第三齿牙；23、支撑柱；24、计米器；25、摩擦块；26、控制杆；27、压力传感器；31、限位盘；32、控制器；33、第四齿牙。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图8，一种基于行星轮系的电机内置式绞车，包括底座1，底座1的上表面靠近上端的位置均固定安装有支撑板2，两组支撑板2之间贯穿设置有滚筒3，底座1的上表面靠近左端位置安装有气缸11，气缸11的上端固定连接有第一弧形固定板19，第一弧形固定板19的上方设置有刹车片12；

滚筒3的内壁靠近左端的位置固定安装有第二齿牙18，第二齿牙18呈环形分布，第二齿牙18的侧表面啮合有多组行星轮8，多组行星轮8之间啮合连接有太阳轮7，太阳轮7的一侧外表面固定连接有电机6，多组行星轮8的左侧面转动连接有固定架9，固定架9的左侧面中心位置固定连接有连接轴10，连接轴10的左端延伸至支撑柱23的内部，支撑柱23的内部设置有解锁机构，解锁机构用于解除连接轴10的固定。

如图1至图8所示，支撑柱23的下端是安装在底座1的上表面上，解锁机构包括第一齿条板13、齿轮14、第二齿条板15、卡板16及第一齿牙17；

第一弧形固定板19的左侧面靠近下端位置固定连接有第一齿条板13，第一齿条板13的左侧面啮合连接有齿轮14，齿轮14嵌入安装在支撑柱23的内部，齿轮14的一侧啮合连接有第二齿条板15，第二齿条板15的上端固定连接有卡板16，卡板16的上方设置有第一齿牙17，卡板16与第一齿牙17啮合连接，第一齿牙17呈环形安装在连接轴10的侧表面上。

现有技术中一般是牵引绳的一端固定在滚筒3上，通过转动滚筒3的转动来实现对牵引绳的收放，本发明是通过电机6驱动太阳轮7转动，太阳轮7驱动行星轮8转动，需要说明的是，此时的固定架9是处于锁定状态，在行星轮8转动时会通过第二齿牙18驱动滚筒3转动，从而可以对牵引绳进行收放控制，需要制动滚筒3时，首先对电机6进行供电，气缸11推动第一弧形固定板19上移同时带动刹车片12与滚筒3的外表面抵紧来实现对滚筒3的制动，在第一弧形固定板19上移时会同步带动第一齿条板13上移，第一齿条板13上移时会带动齿轮14转动，齿轮14在转动时会带动第二齿条板15向下移动，第二齿条板15在向下移动时会带动卡板16同步向下移动，此时卡板16不再与第一齿牙17啮合连接，也就实现了对连接轴10的锁定进行解锁，在制动时电机6因为内部转子的惯性会带动太阳轮7转动，太阳轮7带动行星轮8转动，但因为滚筒3被刹车片12进行制动，此时的行星轮8在自转的同时，还会绕着滚筒3的内壁做圆周运动，也就是说电机6内部转子因为惯性转动时，本发明对其惯性力量进行释放，同时使转动的行星轮8不再通过第二齿牙18对滚筒3施加驱动力，这样刹车片12在制动时，只用制动滚筒3转动时的惯性力，可以大大提高对绞车的制动效果，另外在行星轮8绕着滚筒3的内壁做圆周运动时，运动方向与滚筒3转动的方向相反，利用两者反向运动的惯性力相互抵消，也可以起到对滚筒3的制动，相较于现有技术大大提高了对绞车的制动效果，也减少刹车片12的磨损速度；

在需要驱动滚筒3转动时，需要对固定架9进行锁定，即气缸11驱动第一弧形固定板19收回，第一弧形固定板19向下运动会带动第一齿条板13向下运动，同时齿轮14反向转动并驱动第二齿条板15向上运动，第二齿条板15上移时会带动卡板16与第一齿牙17啮合，也就实现了对连接轴10和固定架9的锁定。

如图4和图9所示，第一弧形固定板19的内弧面固定连接有均匀分布的弹簧20，弹簧20的上端固定连接有第二弧形固定板21，刹车片12安装在第二弧形固定板21的内弧面上，第一弧形固定板19的内弧面处固定连接有均匀分布的第三齿牙22，滚筒3的侧表面对应第三齿牙22的位置处固定连接有第四齿牙33，第四齿牙33呈环形分布在滚筒3的侧表面上。

在使用场景中，把高空中的重物拉起的重物缓慢放下时，需要对绞车缓慢制动，可以通过刹车片12抵紧滚筒3的程度进行控制，在需要对绞车快速制动时，气缸11瞬间控制刹车片12紧贴滚筒3的外壁，同时弹簧20会受到压缩，最后第三齿牙22会紧紧咬合住第四齿牙33，锁定住滚筒3，避免滚筒3转动，这样就可以避免刹车片12通过摩擦制动会产生打滑的问题。

如图6、图10、图11所示，刹车片12的左侧边固定连接有摩擦块25，摩擦块25的一侧设置有控制杆26，控制杆26的一端延伸至支撑柱23的内部，控制杆26的右端接触设置有压力传感器27，控制杆26的右端部采用软性橡胶材料制作而成。

如图1所示，底座1的上表面靠近支撑柱23的位置安装有控制器32，控制器32与压力传感器27电性连接。

如图1所示，底座1的外表面上安装有蜂鸣器，蜂鸣器与控制器32电性连接。

刹车片12每次在使用后都会受到磨损，为了可以时时的监测刹车片12使用的程度，本发明刹车片12在制动摩擦时摩擦块25也会受到同样的磨损，在气缸11控制刹车片12收回时即向下运动，摩擦块25会最后会顶到控制杆26，控制杆26对压力传感器27进行施压压力，同时控制杆26软性橡胶处会发生形变，摩擦块25磨损的越严重，摩擦块25的体积就会越小，对控制杆26的挤压力也就会越小，控制杆26对压力传感器27的挤压力也就越小，压力传感器27在检测到的压力信号时会传递给控制器32，控制器32通过处理，可以通过压力值的大小来对应刹车片12的厚度，从而可以快速的知道刹车片12的磨损程度，在检测到刹车片12磨损严重时，控制器32控制蜂鸣器发出警报，提醒工作人员需要更换刹车片12。

如图1至图3所示，电机6设置在滚筒3的内部，电机6的右端固定连接有支撑杆5，支撑杆5的右端固定连接有支撑座4，支撑座4的下端安装在底座1的外表面上。

通过把电机6安装在滚筒3的内部，可以减少绞车的整体体积，从而便于绞车运输和安装，电机6安装在滚筒3内，也避免了电机6被异物撞击出现损坏的问题。

如图1、图2所示，滚筒3的侧表面靠近支撑板2的位置固定连接有限位盘31，限位盘31呈两组设置。

通过安装限位盘31，可以对牵引绳进行限位，避免牵引绳在收放时出现散乱的问题。

如图1和图4所示，滚筒3的上端面靠近左侧位置接触设置有计米器24，计米器24的上端安装与支撑柱23固定连接，计米器24与控制器32电性连接。

本发明通过计米器24计算滚筒3转动的圈数，记录下的信号再传递给控制器32，通过控制器32处理后，便可以快速的知道绞车收放牵引绳的长度。

如图10所示，底座1的下端安装有拉力传感器，拉力传感器与控制器32电性连接。

绞车一般是固定在某个物体上进行使用，在绞车使用时，牵引绳会受到拉力，同时这个拉力也会作用在绞车的整体上，通过安装的拉力传感器来检测绞车整体受到的拉力，可避免绞车受到拉力过大造成绞车损坏的问题，也可以通过在底座1上安装报警器，在拉力传感器检测到绞车受到的拉力过大时，控制器32控制报警器发出警报，从而提醒工作人员。

工作原理：通过电机6驱动太阳轮7转动，太阳轮7驱动行星轮8转动，此时的固定架9是处于锁定状态，在行星轮8转动时会通过第二齿牙18驱动滚筒3转动，从而可以对牵引绳进行收放控制，需要制动滚筒3时，首先对电机6进行供电，气缸11推动第一弧形固定板19上移同时带动刹车片12与滚筒3的外表面抵紧来实现对滚筒3的制动，在第一弧形固定板19上移时会同步带动第一齿条板13上移，第一齿条板13上移时会带动齿轮14转动，齿轮14在转动时会带动第二齿条板15向下移动，第二齿条板15在向下移动时会带动卡板16同步向下移动，此时卡板16不再与第一齿牙17啮合连接，也就实现了对连接轴10的锁定进行解锁，在制动时电机6因为内部转子的惯性会带动太阳轮7转动，太阳轮7带动行星轮8转动，但因为滚筒3被刹车片12进行制动，此时的行星轮8在自转的同时，还会绕着滚筒3的内壁做圆周运动，也就是说电机6内部转子因为惯性转动时，本发明对其惯性力量进行释放，同时使转动的行星轮8不再通过第二齿牙18对滚筒3施加驱动力，这样刹车片12在制动时，只用制动滚筒3转动时的惯性力，可以大大提高对绞车的制动效果，另外在行星轮8绕着滚筒3的内壁做圆周运动时，运动方向与滚筒3转动的方向相反，利用两者反向运动的惯性力相互抵消，也可以起到对滚筒3的制动，相较于现有技术大大提高了对绞车的制动效果，也减少刹车片12的磨损速度；

在需要对绞车快速制动时，气缸11瞬间控制刹车片12紧贴滚筒3的外壁，同时弹簧20会受到压缩，最后第三齿牙22会紧紧咬合住第四齿牙33，锁定住滚筒3，避免滚筒3转动，这样就可以避免刹车片12通过摩擦制动会产生打滑的问题；

另外，刹车片12在制动摩擦时摩擦块25也会受到同样的磨损，在气缸11控制刹车片12收回时即向下运动，摩擦块25最后会顶到控制杆26，控制杆26对压力传感器27进行施压压力，同时控制杆26软性橡胶处会发生形变，摩擦块25磨损的越严重，摩擦块25的体积就会越小，对控制杆26的挤压力也就会越小，控制杆26对压力传感器27的挤压力也就越小，压力传感器27在检测到的压力信号时会传递给控制器32，控制器32通过处理，可以通过压力值的大小来对应刹车片12的厚度，从而可以快速的知道刹车片12的磨损程度，在检测到刹车片12磨损严重时，控制器32控制蜂鸣器发出警报，提醒工作人员需要更换刹车片12。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于行星轮系的电机内置式绞车，包括底座（1），所述底座（1）的上表面靠近上端的位置均固定安装有支撑板（2），两组所述支撑板（2）之间贯穿设置有滚筒（3），所述底座（1）的上表面靠近左端位置安装有气缸（11），所述气缸（11）的上端固定连接有第一弧形固定板（19），所述第一弧形固定板（19）的上方设置有刹车片（12）；

其特征在于：所述滚筒（3）的内壁靠近左端的位置固定安装有第二齿牙（18），所述第二齿牙（18）呈环形分布，所述第二齿牙（18）的侧表面啮合有多组行星轮（8），多组所述行星轮（8）之间啮合连接有太阳轮（7），所述太阳轮（7）的一侧外表面固定连接有电机（6），多组所述行星轮（8）的左侧面转动连接有固定架（9），所述固定架（9）的左侧面中心位置固定连接有连接轴（10），所述连接轴（10）的左端延伸至支撑柱（23）的内部，所述支撑柱（23）的内部设置有解锁机构，所述解锁机构用于解除连接轴（10）的固定，所述支撑柱（23）的下端是安装在底座（1）的上表面上，所述解锁机构包括第一齿条板（13）、齿轮（14）、第二齿条板（15）、卡板（16）及第一齿牙（17）；

第一弧形固定板（19）的左侧面靠近下端位置固定连接有第一齿条板（13），所述第一齿条板（13）的左侧面啮合连接有齿轮（14），所述齿轮（14）嵌入安装在支撑柱（23）的内部，所述齿轮（14）的一侧啮合连接有第二齿条板（15），所述第二齿条板（15）的上端固定连接有卡板（16），所述卡板（16）的上方设置有第一齿牙（17），所述卡板（16）与第一齿牙（17）啮合连接，所述第一齿牙（17）呈环形安装在连接轴（10）的侧表面上；

所述第一弧形固定板（19）的内弧面固定连接有均匀分布的弹簧（20），所述弹簧（20）的上端固定连接有第二弧形固定板（21），所述刹车片（12）安装在第二弧形固定板（21）的内弧面上，所述第一弧形固定板（19）的内弧面处固定连接有均匀分布的第三齿牙（22），所述滚筒（3）的侧表面对应第三齿牙（22）的位置处固定连接有第四齿牙（33），所述第四齿牙（33）呈环形分布在滚筒（3）的侧表面上；

所述刹车片（12）的左侧边固定连接有摩擦块（25），所述摩擦块（25）的一侧设置有控制杆（26），所述控制杆（26）的一端延伸至支撑柱（23）的内部，所述控制杆（26）的左端接触设置有压力传感器（27），所述控制杆（26）的左端部采用软性橡胶材料制作而成，所述底座（1）的上表面靠近支撑柱（23）的位置安装有控制器（32），所述控制器（32）与压力传感器（27）电性连接；

所述刹车片（12）在制动摩擦时摩擦块（25）也会受到同样的磨损，在气缸（11）控制刹车片（12）收回时即向下运动，摩擦块（25）会最后顶到控制杆（26），控制杆（26）对压力传感器（27）进行施加压力，同时控制杆（26）软性橡胶处会发生形变，摩擦块（25）磨损的越严重，摩擦块（25）的体积就会越小，对控制杆（26）的挤压力也就会越小，控制杆（26）对压力传感器（27）的挤压力也就越小，压力传感器（27）在检测到压力信号时会传递给控制器（32），控制器（32）通过处理，可以通过压力值的大小来对应刹车片（12）的厚度，从而可以快速的知道刹车片（12）的磨损程度。

2.根据权利要求1所述的一种基于行星轮系的电机内置式绞车，其特征在于：所述底座（1）的外表面上安装有蜂鸣器，所述蜂鸣器与控制器（32）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于行星轮系的电机内置式绞车，其特征在于：所述电机（6）设置在滚筒（3）的内部，所述电机（6）的右端固定连接有支撑杆（5），所述支撑杆（5）的右端固定连接有支撑座（4），所述支撑座（4）的下端安装在底座（1）的外表面上。

4.根据权利要求1所述的一种基于行星轮系的电机内置式绞车，其特征在于：所述滚筒（3）的上端面靠近左侧位置接触设置有计米器（24），所述计米器（24）的上端与支撑柱（23）固定连接，所述计米器（24）与控制器（32）电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于行星轮系的电机内置式绞车，其特征在于：所述底座（1）的下端安装有拉力传感器，所述拉力传感器与控制器（32）电性连接。