CN117486014A - 一种线缆收放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线缆收放装置，该装置整体尺寸小且可以保证线缆在缠绕机构上有序盘绕和正确收放，实现线缆的连续正常收放和随时启停。将动力机构、缠绕机构和导向机构布置在圆管形壳体的轴线上，可以满足狭小管道空间内的整体结构布局和技术指标要求。采用蜗轮蜗杆机构传递动力并将电机的高速旋转降低至滚筒所需的较低转速；采用三组六只齿轮传递动力，驱动缠绕机构和导向机构实现机械同步转动；线缆在滚筒上采用多层缠绕和极限空间验证，满足线缆长度要求；设置往复丝杆、丝杆螺母和导向轴等组成的导向机构，可以保证线缆在滚筒上进行均匀多层缠绕避免打结。

Description

一种线缆收放装置

技术领域

本发明涉及线缆收放技术领域，特别是涉及一种适用于狭小管道空间内使用的线缆收放装置。

背景技术

线缆是光缆、电缆等物品的统称。线缆的用途有很多，主要用于控制安装、连接设备、输送电力、输送流体等多重作用，是日常生活中常见而不可缺少的一种东西。

为了实现线缆的收放，通常会借助线缆收放装置，传统的线缆收放装置通常包括一个收放筒以及用于驱动收放筒转动的相关配件。由于受到传统的线缆收放装置结构的限制，使得在一些狭小管道空间内传统的线缆收放装置无法使用。主要原因包括狭小管道空间尺寸太小，常规设计无法满足各个部件的安装要求。同时，无法获得线缆最大收放长度。另外，无法保证线缆在收放筒上有序盘绕和正确收放。

因此，如何提供一种线缆收放装置，满足狭小管道空间内收放线缆的相关要求，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种线缆收放装置。

本发明提供了如下方案：

一种线缆收放装置，包括：

动力机构，所述动力机构包括驱动电机、蜗轮以及蜗杆，所述蜗轮与所述驱动电机的输出轴相连，所述蜗轮与所述蜗杆配合连接；所述蜗杆的两端设置有第一齿轮；

缠绕机构，所述缠绕机构包括滚筒，所述滚筒的主轴与所述蜗杆同轴向布置；所述主轴的两端设置有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合连接；

导向机构，所述导向机构包括往复丝杆、丝杆螺母以及导向轴；所述往复丝杆的表面设置有正反往复螺旋槽；所述往复丝杆以及所述导向轴均与所述蜗杆同轴向布置；所述丝杆螺母与所述往复丝杆以及所述导向轴配合连接；所述往复丝杆的两端设置有第三齿轮，所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合连接；

其中，所述滚筒用于缠绕线缆，所述线缆的自由端由所述丝杆螺母上的过线孔引出；所述驱动电机用于驱动所述蜗轮旋转，所述蜗轮用于通过所述蜗杆以及所述第一齿轮将动力依次传递给所述第二齿轮以及所述第三齿轮，以使所述第二齿轮以及所述第三齿轮驱动所述滚筒以及所述往复丝杆同步转动；所述滚筒旋转过程中用于实现所述线缆的收放，所述往复丝杆旋转过程中用于驱动所述丝杆螺母往复运动，以使所述丝杆螺母带动所述线缆往复移动并均匀的缠绕在所述滚筒。

优选地：所述第一齿轮、所述第二齿轮以及所述第三齿轮均包括两个，并分别设置于所述蜗杆、所述主轴以及所述往复丝杆的两端。

优选地：所述滚筒上设置有连接头，所述连接头用于将所述线缆的一端固定于所述滚筒上。

优选地：所述滚筒的表面设置有圆弧形螺旋槽。

优选地：还包括安装架，所述安装架包括壳体以及一对安装板；一对所述安装板彼此分离且对称布置，一对所述安装板与所述壳体相连；所述动力机构、缠绕机构、导向机构均设置于所述壳体与一对安装板围合形成的空间内。

优选地：所述壳体包括圆管形外形结构。

优选地：所述蜗杆、所述主轴以及所述往复丝杆各自的两端均通过轴承与相对应的所述安装板配合连接。

优选地：一对所述安装板之间设置有电机座，所述驱动电机与所述电机座固定相连；所述缠绕机构还包括弹性压紧板，所述弹性压紧板的一端与所述电机座固定相连，所述弹性压紧板的另一端具有弧形结构且压在所述线缆上。

优选地：还包括光电传感器，所述光电传感器与所述安装架相连，所述光电传感器用于获取所述丝杆螺母的往复次数，并将所述往复次数传递给控制器，以便所述控制器通过计算采集的所述往复次数并与所述驱动电机的旋转数据进行对比，判断所述线缆的收放长度。

优选地：所述安装架还包括一对连接轴，一对所述连接轴与所述蜗杆同轴向布置，一对所述连接轴分别设置于一对所述安装板前后两端之间；一对所述连接轴用于向一对所述安装板提供由内向外的支撑力。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本申请实施例提供的一种线缆收放装置，该装置整体尺寸小且可以保证线缆在缠绕机构上有序盘绕和正确收放，实现线缆的连续正常收放和随时启停。将动力机构、缠绕机构和导向机构布置在圆管形壳体的轴线上，可以满足狭小管道空间内的整体结构布局和技术指标要求。采用蜗轮蜗杆机构传递动力并将电机的高速旋转降低至滚筒所需的较低转速；采用三组六只齿轮传递动力，驱动缠绕机构和导向机构实现机械同步转动；线缆在滚筒上采用多层缠绕和极限空间验证，满足线缆长度要求；设置往复丝杆、丝杆螺母和导向轴等组成的导向机构，可以保证线缆在滚筒上进行均匀多层缠绕避免打结。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本发明实施例提供的一种线缆收放装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的安装架结构的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种线缆收放装置的主视图；

图4是本发明实施例提供的一种线缆收放装置的俯视图；

图5是本发明实施例提供的一种线缆收放装置的横截面剖视图。

图中：安装架1、壳体11、电机座12、安装板13、连接轴14、螺钉15、动力机构2、驱动电机21、蜗轮22、蜗杆23、轴承24、第一齿轮25、缠绕机构3、滚筒31、线缆32、连接头33、压紧板34、第二齿轮35、导向机构4、往复丝杆41、丝杆螺母42、导向轴43、光电传感器44、第三齿轮45。

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的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2、图3、图4、图5，为本发明实施例提供的一种线缆收放装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示，该装置可以包括：

动力机构2，所述动力机构2包括驱动电机21、蜗轮22以及蜗杆23，所述蜗轮22与所述驱动电机21的输出轴相连，所述蜗轮22与所述蜗杆23配合连接；

所述蜗杆23的两端设置有第一齿轮25；

缠绕机构3，所述缠绕机构3包括滚筒31，所述滚筒31的主轴与所述蜗杆23同轴向布置；所述主轴的至少一端设置有第二齿轮35，所述第一齿轮25与所述第二齿轮35啮合连接；

导向机构4，所述导向机构4包括往复丝杆41、丝杆螺母42以及导向轴43；所述往复丝杆41的表面设置有正反往复螺旋槽；所述往复丝杆41以及所述导向轴43均与所述蜗杆23同轴向布置；所述丝杆螺母42与所述往复丝杆41以及所述导向轴43配合连接；所述往复丝杆41的至少一端设置有第三齿轮45，所述第二齿轮35与所述第三齿轮45啮合连接；

其中，所述滚筒31用于缠绕线缆32，所述线缆32的自由端由所述丝杆螺母42上的过线孔引出；所述驱动电机21用于驱动所述蜗轮22旋转，所述蜗轮22用于通过所述蜗杆23以及所述第一齿轮25将动力依次传递给所述第二齿轮35以及所述第三齿轮45，以使所述第二齿轮35以及所述第三齿轮45驱动所述滚筒31以及所述往复丝杆41同步转动；所述滚筒31旋转过程中用于实现所述线缆32的收放，所述往复丝杆41旋转过程中用于驱动所述丝杆螺母42往复运动，以使所述丝杆螺母42带动所述线缆32往复移动并均匀的缠绕在所述滚筒31。

本申请实施例提供的线缆收放装置，将动力机构2、缠绕机构3和导向机构4布置采用同轴向布置，同时传动机构采用占用空间更小的蜗轮22蜗杆23以及齿轮传动，线缆32由装置的一端引出进行收放。动力机构2以及传动机构不会占用侧面空间，使得该装置的宽度方向的尺寸可以大大减小，可以满足狭小管道空间内的整体结构布局和技术指标要求。同时，采用齿轮传递动力驱动缠绕机构3和导向机构4实现机械同步转动；采用蜗轮蜗杆机构传递动力并将驱动电机21的高速旋转降低至滚筒31所需的较低转速；线缆32在滚筒31上采用多层缠绕和极限空间验证，满足线缆32长度要求。设置往复丝杆41、丝杆螺母42和导向轴43等组成的导向机构4，可以保证线缆32在滚筒31上进行均匀多层缠绕，避免发生打结现象。

可以理解的是，本申请实施例提供的装置中，采用蜗轮蜗杆23以及齿轮进行动力传输，为了保证在进行动力传输时传输的稳定性，本申请实施例还可以提供所述第一齿轮25、所述第二齿轮35以及所述第三齿轮45均包括两个，并分别设置于所述蜗杆23、所述主轴以及所述往复丝杆41的两端。采用三组六只齿轮传递动力驱动缠绕机构3和导向机构4实现机械同步转动，同时可以保证动力传输均匀稳定。

为了方便将线缆32的一端固定于滚筒31上，本申请实施例还可以提供所述滚筒31上设置有连接头33，所述连接头33用于将所述线缆32的一端固定于所述滚筒31上。

为了保证线缆32在滚筒31上分布更加均匀，本申请实施例还可以提供所述滚筒31的表面设置有圆弧形螺旋槽。其中圆弧形螺旋槽的深度、每个槽口的宽度以及槽口的数量可以根据线缆32的直径确定，保证线缆32在缠绕时可以均匀分布与滚筒31上。

可以理解的是，本申请实施例提供的动力机构2、缠绕机构3和导向机构4可以采用相应的连接机构进行连接，保证各个机构可以按照要求进行分布，同时保证各个旋转部件可以顺利旋转即可。为了更加适应在狭小管道空间内使用，本申请实施例还可以提供安装架1，所述安装架1包括壳体11以及一对安装板13；一对所述安装板13彼此分离且对称布置，一对所述安装板13分别布置于所述壳体11的两侧，并与所述壳体11相连；所述动力机构2、所述缠绕机构3以及所述导向机构4均设置于所述壳体11与一对所述安装板13围合形成的空间内。进一步的，所述壳体11包括圆管形外形结构。

在空间有限的情况下，为满足狭小管道空间内的整体结构布局和技术指标要求，将动力机构2、缠绕机构3和导向机构4布置在圆管形壳体11的轴线上；使得整个装置各机构沿着轴向分布，减少了侧面占用空间。同时采用圆管形外形结构的壳体11，可以保证装置整体易于被设置于狭小的管道空间内。

为了保证各个机构与安装架1相连，并可以实现相应部件的旋转，本申请实施例还可以提供所述蜗杆23、所述主轴以及所述往复丝杆41各自的两端均通过轴承24与相对应的所述安装板13配合连接。

本申请实施例提供的驱动电机21可以采用伺服电机达到精确控制转动角度的目的。为了方便驱动电机21安装固定，本申请实施例还可以提供一对所述安装板13之间设置有电机座12，所述驱动电机21与所述电机座12固定相连；所述缠绕机构3还包括弹性压紧板34，所述弹性压紧板34的一端与所述电机座12固定相连，所述弹性压紧板34的另一端具有弧形结构且压在所述线缆32上。压紧板34的后端用螺钉15固定在电机座12的下部，压紧板34的前端弧形紧压在线缆32上，具有弹性的压紧板34用于在线缆32的收放过程中压紧线缆32，控制线缆32的收放压紧力，保证收放过程顺利进行。

为了实现对每次收放过程中线缆32的收放长度进行统计，本申请实施例还可以提供还包括光电传感器44，所述光电传感器44与所述安装架1相连，所述光电传感器44用于获取所述丝杆螺母42的往复次数，并将所述往复次数传递给控制器，以便所述控制器通过计算采集的所述往复次数并与所述驱动电机21的旋转数据进行对比，判断所述线缆32的收放长度。

为了保证安装板13可以被稳定的固定于壳体11上，本申请实施例还可以提供所述安装架1还包括一对连接轴14，一对所述连接轴14与所述蜗杆23同轴向布置，一对所述连接轴14分别设置于一对所述安装板13前后两端之间；一对所述连接轴14用于向一对所述安装板13提供由内向外的支撑力。

下面以设置三组六只齿轮的传动机构为例，对本申请实施例提供的线缆32收放装置的结构以及使用方法进行详细说明。

线缆自动收放装置由：安装架1、动力机构2、缠绕机构3、导向机构4及控制器(图中未示出)五部分组成；动力机构2、缠绕机构3和导向机构4都安装在圆管形安装架1上，动力机构2位于安装架1后端，缠绕机构3位于安装架1中间，导向机构4于安装架1前端，电机通过蜗轮22蜗杆23将旋转动力传递给三组六只齿轮，驱动缠绕机构3和导向机构4实现机械同步转动。

安装架包括：壳体11、电机座12、安装板13、连接轴14、螺钉15。

壳体11为圆管形，其余所有零件都安装在其内部，电机座12位于两只对称的安装板13的后部，安装板13的前后两端设置有两只连接轴14；壳体11、电机座12、安装板13和连接轴14用螺钉15连接为一体。

动力机构包括：驱动电机21、蜗轮22、蜗杆23、轴承24和第一齿轮25。

驱动电机21用螺钉15安装在电机座12上，蜗轮22的两轴端安装有两只第一齿轮25和两只轴承24，第一齿轮25与蜗轮22的两轴端用平键和轴用弹性挡圈固定，第一齿轮25紧挨着轴承24，位于轴承24的内侧，轴承24安装在安装板13的轴承孔内。蜗杆23用螺钉15固定在驱动电机21的输出轴上，驱动电机21的旋转动力通过蜗杆23和蜗轮22传递到两只第一齿轮25上，并通过另外两组四只齿轮传递动力驱动缠绕机构和导向机构实现机械同步转动。

缠绕机构包括：滚筒31、线缆32、连接头33、压紧板34和第二齿轮35。

滚筒31的两轴端安装有两只第二齿轮35和两只轴承24，两只第二齿轮35与两只第一齿轮25分别啮合连接，线缆32缠绕在滚筒31的圆弧形螺旋槽上，线缆一端的连接头33用螺钉15固定在滚筒31上，另一端穿过丝杆螺母42下端的过线孔，压紧板34的后端用螺钉15固定在电机座12的下部，压紧板34的前端弧形紧压在线缆32上，具有弹性的压紧板34用于在线缆32的收放过程中，压紧线缆32，控制线缆32的收放压紧力，保证收放过程顺利进行。

导向机构包括：往复丝杆41、丝杆螺母42、导向轴43、光电传感器44和第三齿轮45。

往复丝杆41的两轴端安装有两只第三齿轮45和两只轴承24，两只第二齿轮35与两只第三齿轮45分别啮合连接，往复丝杆41穿过丝杆螺母42上部的螺孔，导向轴43穿过丝杆螺母42的导向孔，往复丝杆41旋转时，丝杆螺母42内的导向块沿往复丝杆41的正反往复螺旋槽左右移动，导向轴43的两端固定在安装板13前端下部的固定孔内，在往复丝杆41和导向轴43的作用下丝杆螺母42只能沿导向轴43的轴向左右移动，丝杆螺母42的最下端还设置有过线孔，线缆32穿过丝杆螺母42的过线孔，在丝杆螺母42左右移动时，带动线缆32左右移动并均匀的缠绕在滚筒31上，光电传感器44安装在壳体11前端侧面，用于采集丝杆螺母42的往复次数，并将采集的数据传递给控制器，控制器通过计算采集的数据并与伺服驱动电机21的旋转数据进行对比，从而判断线缆32的收放长度。

在实际应用中，可以根据线缆自动收放装置的机械特性，确定线缆自动收放装置负载的控制要求，设定控制器的控制参数，保证伺服电机的转速、扭矩、旋转方向和启停时间。

该装置在使用时，驱动电机在接收到控制器的信号后，通过蜗轮蜗杆进行转速调节和力矩传递，驱动3组6只齿轮传动实现动力机构、缠绕机构和导向机构的机械同步转动；通过伺服电机正反转实现线缆的收放功能；通过导向机构，在丝杆螺母的导向下，让线缆均匀的缠绕在滚筒上，避免线缆卡死和打结；蜗轮蜗杆传动具有自锁功能，能在断电情况下保持位置，保证设备安全可靠。

总之，本申请提供的线缆收放装置，该装置整体尺寸小且可以保证线缆在缠绕机构上有序盘绕和正确收放，实现线缆的连续正常收放和随时启停。将动力机构、缠绕机构和导向机构布置在圆管形壳体的轴线上，可以满足狭小管道空间内的整体结构布局和技术指标要求。采用蜗轮蜗杆机构传递动力并将电机的高速旋转降低至滚筒所需的较低转速；采用三组六只齿轮传递动力，驱动缠绕机构和导向机构实现机械同步转动；线缆在滚筒上采用多层缠绕和极限空间验证，满足线缆长度要求；设置往复丝杆、丝杆螺母和导向轴等组成的导向机构，可以保证线缆在滚筒上进行均匀多层缠绕避免打结。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加上必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种线缆收放装置，其特征在于，包括：

动力机构，所述动力机构包括驱动电机、蜗轮以及蜗杆，所述蜗轮与所述驱动电机的输出轴相连，所述蜗轮与所述蜗杆配合连接；所述蜗杆的两端设置有第一齿轮；

缠绕机构，所述缠绕机构包括滚筒，所述滚筒的主轴与所述蜗杆同轴向布置；所述主轴的两端设置有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合连接；

导向机构，所述导向机构包括往复丝杆、丝杆螺母以及导向轴；所述往复丝杆的表面设置有正反往复螺旋槽；所述往复丝杆以及所述导向轴均与所述蜗杆同轴向布置；所述丝杆螺母与所述往复丝杆以及所述导向轴配合连接；所述往复丝杆的两端设置有第三齿轮，所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合连接；

其中，所述滚筒用于缠绕线缆，所述线缆的自由端由所述丝杆螺母上的过线孔引出；所述驱动电机用于驱动所述蜗轮旋转，所述蜗轮用于通过所述蜗杆以及所述第一齿轮将动力依次传递给所述第二齿轮以及所述第三齿轮，以使所述第二齿轮以及所述第三齿轮驱动所述滚筒以及所述往复丝杆同步转动；所述滚筒旋转过程中用于实现所述线缆的收放，所述往复丝杆旋转过程中用于驱动所述丝杆螺母往复运动，以使所述丝杆螺母带动所述线缆往复移动并均匀的缠绕在所述滚筒。

2.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述第一齿轮、所述第二齿轮以及所述第三齿轮均包括两个，并分别设置于所述蜗杆、所述主轴以及所述往复丝杆的两端。

3.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述滚筒上设置有连接头，所述连接头用于将所述线缆的一端固定于所述滚筒上。

4.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，所述滚筒的表面设置有圆弧形螺旋槽。

5.根据权利要求1所述的线缆收放装置，其特征在于，还包括安装架，所述安装架包括壳体以及一对安装板；一对所述安装板彼此分离且对称布置，一对所述安装板与所述壳体相连；所述动力机构、所述缠绕机构、所述导向机构均设置于所述壳体与一对所述安装板围合形成的空间内。

6.根据权利要求5所述的线缆收放装置，其特征在于，所述壳体包括圆管形外形结构。

7.根据权利要求5所述的线缆收放装置，其特征在于，所述蜗杆、所述主轴以及所述往复丝杆各自的两端均通过轴承与相对应的所述安装板配合连接。

8.根据权利要求5所述的线缆收放装置，其特征在于，一对所述安装板之间设置有电机座，所述驱动电机与所述电机座固定相连；所述缠绕机构还包括弹性压紧板，所述弹性压紧板的一端与所述电机座固定相连，所述弹性压紧板的另一端具有弧形结构且压在所述线缆上。

9.根据权利要求5所述的线缆收放装置，其特征在于，还包括光电传感器，所述光电传感器与所述安装架相连，所述光电传感器用于获取所述丝杆螺母的往复次数，并将所述往复次数传递给控制器，以便所述控制器通过计算采集的所述往复次数并与所述驱动电机的旋转数据进行对比，判断所述线缆的收放长度。

10.根据权利要求5所述的线缆收放装置，其特征在于，所述安装架还包括一对连接轴，一对所述连接轴与所述蜗杆同轴向布置，一对所述连接轴分别设置于一对所述安装板前后两端之间；一对所述连接轴用于向一对所述安装板提供由内向外的支撑力。