CN205687306U - 导线卷收机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种导线卷收机，针对变频器仅通过执行预先设定的速率变化来减慢电机的转速，并不能够稳定的维持线速度的恒定的问题，提供了以下技术方案，包括支撑架以及转动设置于支撑架上的输线轮，所述输线轮上设有沿轴向贯穿输线轮所在平面的透光孔，还包括转速检测模块，根据是否有接收到透光孔穿射的光线以输出转速检测信号；控制模块，具有与基准转速对应的第一基准信号，并比较转速信号与第一基准信号的大小以输出控制信号；执行模块，并响应于控制信号以调整卷收导线的转速；当转速检测模块检测到的转速大于基准转速时，执行模块响应于此时的控制信号以降低转速，配合运行得快速、准确和稳定，避免了卷收导线过快造成导线的拉断。

Description

导线卷收机

技术领域

本实用新型涉及线缆制作领域,更具体地说，它涉及一种导线卷收机。

背景技术

随着社会经济的稳步发展，国家以及社会对输电用电的安全也愈发重视，新旧电缆电线的不断更迭更是越发迅速，这也成就了电缆电线制造行业的不断红火，而随着电缆电线的生产火爆，这也促进了卷线机的出现与发展。

卷线机是一种将导线卷在导线盘上的机械设备，例如申请号为CN00236284.8的中国专利公开了一种导线卷收机，它包括机架、导向轮、收线机构、动力装置，其中，动力装置包括电机和变频器，在工作时，导线依次通过导线轮改变传输方向，接着由电机驱动收线机构转动以将导线卷收，在卷收过程中，变频器根据预先的设置控制着电机的转速，收线机构逐渐缓慢的减小转动的速率来卷收导线。

这种卷线机虽然能够在卷收导线的过程中根据预先的设定改变收线机构的转速，但随着已经卷收的导线形成的线筒的半径不断增大，在收线机构同样的转速下，导线卷收的线速率越来越快，而变频器仅通过执行预先设定的速率变化来减慢电机的转速，仅能粗略的减小导线的线速度，并不能够稳定的维持线速度的恒定，造成导线卷收速率快慢的不停变化，易引起导线的拉断，因此亟需改善。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种可以根据导线的实际速度调整卷线速率的导线卷收机。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种导线卷收机，包括支撑架以及转动设置于支撑架上的输线轮，所述输线轮上设有沿轴向贯穿输线轮所在平面的透光孔，还包括

转速检测模块，根据其发出的红外光线是否穿过透光孔以输出转速检测信号；

控制模块，具有与基准转速对应的基准值，耦接于转速检测模块以接收转速检测信号，并比较转速检测信号频率的值与基准值以输出控制信号；

执行模块，用于卷收导线,同时耦接于控制模块以接收控制信号，并响应于控制信号以调整卷收导线的转速；

当转速检测信号频率的值大于基准值时，执行模块响应于此时的控制信号以降低转速；当转速检测信号频率的值小于基准值时，执行模块响应于此时的控制信号以增大转速。

采用上述技术方案，在卷收导线时，导线绕过输线轮的边沿后带动着输线轮进行同步转动，那么贯穿输线轮的透光孔也将一起转动，随着输线轮的转动，转速检测模块根据其发出的红外光能否穿过透光孔以输出不同频率的转速检测信号，控制模块具有一与基准转速相对应的基准值，当输线轮的转速大于基准转速，即转速检测信号的频率大于基准值时，控制模块输出相应的控制信号令执行模块降低卷收导线的转速，当输线轮的转速小于基准转速，即转速检测信号频率的值小于基准值时，控制模块输出相应的控制信号令执行模块增大卷收导线的转速；通过导线带动输线轮转动，从而将卷收导线的速度转化成输线轮的转速，更易测量，而在输线轮上设有透光孔，转速检测模块根据是否检测到透光孔穿射的红外光线以输出转速检测信号，从而将转动速度的物理量转化为了模拟的电信号，整个测量的过程精确，且控制模块和执行模块相互配合能够很快的根据实时速度相对于基准速度的快慢进行调整，卷收导线时，检测模块、控制模块以及执行模块配合运行得快速、准确和稳定，避免了卷收导线忽快忽慢造成导线的拉断。

优选的，所述转速检测模块包括设置于输线轮所在平面一侧用于发射红外光线的发光单元以及设置于输线轮所在平面另一侧用于接收红外光线的光线检测单元，所述光线检测单元根据是否接收到透光孔穿射过来红外光线以输出转速检测信号。

采用上述技术方案，将发光单元以及光线检测单元对应的设置在输线轮所在平面的两侧，当透光孔转动至发光单元以及光线检测单元之间时，光线检测单元能够检测到透光孔穿射过来的红外光线，当透光孔未转动至发光单元以及光线检测单元之间时，发光单元发出的红外光线不能够穿过输线轮，光线检测单元根据能否接收到红外光线输出不同频率的转速检测信号，从而将输线轮转动的速度量转化为模拟的电信号，转速检测信号的频率准确的反映了导线卷收速度的快慢，转化过程不失真，精确和稳定。

优选的，所述光线检测单元包括用于检测光线强度并输出检测信号的检测部以及耦接于检测部以接收检测信号的比较部，所述比较部具有与基准光线强度对应的基准信号，所述比较部比较检测信号的大小与基准信号的大小以输出转速检测信号。

采用上述技术方案，检测部用于检测光线强度并输出反映光线强度的检测信号，然而，并不是正常光线的强度也能够使光线检测单元误检测接收到了发光单元的光线，故而比较单元具有与基准光线强度对应的基准信号，比较单元将检测信号的大小与基准信号的大小进行比较，当有大于基准光线强度的红外光线穿射过来时，检测信号的大小大于基准信号的大小，仅有此时比较单元才输出相应的光线检测信号，从而避免了阳光和一些其他光线的干扰，让测量更加准确。

优选的，所述控制模块包括耦接于转速检测模块以接收转速检测信号并响应于转速检测信号以计数并输出计数信号的计数单元、耦接于计数单元以接收计数信号并输出寄存信号的寄存器单元以及耦接于寄存器单元以接收寄存信号的隔时输出单元，所述计数单元具有与基准转速对应的基准值，所述计数单元比较转速检测信号频率的值与基准值的大小以输出计数信号，所述隔时输出单元具有一基准时间，所述隔时输出单元响应于寄存信号并每间隔基准时间输出一次控制信号。

采用上述技术方案，在输线轮不断转动时，转速检测模块不停地检测转速并输出转速检测信号，而计数单元接收到转速检测信号后，不停累加接收到的红外光线的次数并输出计数信号，同时计数单元具有一与基准转速对应的基准值，当接收到的红外光线次数大于基准值，即计数溢出时，计数单元输出高电平的计数信号，寄存器单元锁存此时的计数信号并输出高电平的寄存信号，待经过基准时间后，隔时输出单元响应于寄存信号输出正反馈的控制信号，当接收到的红外光线次数小于基准值，即正常计数时，计数单元输出低电平的计数信号，寄存器单元锁存此时的计数信号并输出低电平的寄存信号，待经过基准时间后，隔时输出单元响应于寄存信号输出负反馈的控制信号；转速检测信号频率越快，计数单元计数越快，当基准时间内计数次数大于基准值时，即输线轮转速大于基准转速时，控制模块输出负反馈的控制信号令执行模块降低转速，当基准时间内计数次数小于基准值时，即输线轮转速小于基准转速时，控制模块输出正反馈的控制信号令执行模块增大转速，从而自动的完成了对转速快慢的调整，无需人工参与，且反应迅速和准确，提高了卷收导线的效率，安全和可靠。

优选的，所述隔时输出单元包括每间隔基准时间输出触发信号的时钟部以及耦接于寄存器单元以接收寄存信号且同时耦接于时钟部以接收触发信号的触发部，当触发部接收到触发信号时，所述触发部响应于寄存信号以输出控制信号。

采用上述技术方案，触发部耦接于寄存器单元以接收寄存信号，当触发部收到时钟部输出的触发信号时，触发部响应于此时的寄存信号以输出相应的控制信号，且每间隔基准时间输出一次控制信号；通过每个基准时间内测量转速，并且比较所检测到的转速与基准转速之间的大小做针对性的增大或减小转速调节，每过一次基准时间调整一次转速，使得转速能够时钟维持在基准转速上下，运行稳定，避免导线因过快拉断。

优选的，所述时钟部包括用于调节基准时间长短的调节器。

采用上述技术方案，通过设有调节器，可以调节基准时间的长短，基准时间增长后，计数次数增多，计数溢出后则会减小转速，从而使得基准转速减小，基准时间减小后，计数次数减小，则控制模块输出正反馈的控制信号使转速增大，从而使得基准转速增大；通过调节器调节基准时间实现了对基准转速的调节，从而可以根据需要设定导线卷收的速度，更加智能的符合了生产的需要。

优选的，所述执行模块包括转动设置于支撑架上用于卷收导线的卷线辊轮以及耦接于控制模块以接收控制信号并响应于控制信号带动卷线辊轮转动的伺服单元。

采用上述技术方案，在导线卷收机工作时，伺服单元带动卷线辊轮不停转动以卷收导线，同时伺服单元耦接于控制模块以接收控制信号并响应于控制信号以控制卷线辊轮加速或减速转动，当伺服单元接收到正反馈的控制信号时加快转速，当伺服单元接收到负反馈的控制信号时减慢转速，从而实现了对导线卷收机卷收速度的调整。

优选的，所述支撑架上设有平行于卷线辊轮轴向的转轴，所述输线轮转动连接于转轴上。

采用上述技术方案，在转轴上转动设置有输线轮，当卷收导线时，导线首先经过输线轮改变方向，继而缠绕在卷线辊轮上，这样经过输线轮的转动实现了不同的多个方向导线的卷收。

优选的，所述输线轮可沿转轴的轴向滑移。

采用上述技术方案，导线卷收机在工作时，随着导线不停缠绕在卷线辊轮上，导线在卷线辊轮径向的距离不停地增加，而输线轮在转轴上滑移后，可以将卷收的位置从卷线辊轮的一端缠绕到另外一端，卷收多了一圈后再从卷线辊轮的另一端缠绕回来，从而能够更规整的将导线进行卷收。

优选的，所述输线轮的外沿设有凹槽，导线相抵于凹槽的内壁。

采用上述技术方案，导线相抵于凹槽的内壁从而可以在卷收导线时带动输线轮同步的转动，此外，导线卡在凹槽内可以有效限制导线的脱离，从而更稳固的带动输线轮沿转轴的轴向滑动。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.整个测量的过程精确，且控制模块和执行模块相互配合能够很快的根据实时速度相对于基准速度的快慢进行调整，检测模块、控制模块以及执行模块配合运行得快速、准确和稳定，避免了卷收导线忽快忽慢造成导线的拉断；

2.卷收导线时，由于输线轮在转轴上的滑移，导线从卷线辊轮的一端缠绕至另一端后再缠绕返回，可以使导线卷收的更加规整；

3.在卷线辊轮设有限位圈且在输线轮上设有凹槽，能够限制导线的脱离，以免滑出后无法继续卷收。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为图1中A部的局部放大图；

图3为本实用新型实施例一的电路原理图；

图4为本实用新型实施例二的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二的电路原理图。

图中：1、支撑架；11、转轴；2、输线轮；21、透光孔；22、凹槽；3、转速检测模块；31、发光单元；32、光线检测单元；321、检测部；322、比较部；4、控制模块；41、计数单元；42、寄存器单元；43、隔时输出单元；431、时钟部；4311、调节部；432、触发部；5、执行模块；51、卷线辊轮；52、伺服单元。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型进行详细描述。

实施例一：

一种导线卷收机，参照图1以及图2，包括支撑架1以及转动设置于支撑架1上用于卷收导线的卷线辊轮51，此外，在支撑架1上还设有平行于卷线辊轮51轴向方向的转轴11，转轴11上转动连接有输线轮2，输线轮2可沿转轴11的轴向滑移，同时，输线轮2的外沿设有容置导线的凹槽22，输线轮2上还设有沿轴向贯穿输线轮2所在平面的透光孔21，本实施例透光孔21数量为1个。

参照图2以及图3，导线卷收机还包括设置于输线轮2所在平面两侧的转速检测模块3，转速检测模块3包括设置于输线轮2所在平面一侧用于发出红外光线的发光单元31以及设置于输线轮2所在平面另一侧用于接收光线的光线检测单元32，其中，光线检测单元32包括用于检测光线强度并输出检测信号的检测部321以及耦接于检测部321以接收检测信号的比较部322，比较部322具有与基准光线强度对应的基准信号，比较部322比较检测信号与基准信号的大小以输出转速检测信号。

参照图3，转速检测模块3的具体电路连接为：

发光单元31包括发光二极管D以及电阻R1，其中，发光二极管的阳极连接于电源且负极串联电阻R1后接地；

光线检测单元32包括运算放大器U1、感光三极管VT、电阻R2、电阻R3以及电阻R4，其中，感光三极管VT的集电极连接于电源且发射极串联电阻R3后接地，电阻R3未接地的一端输出检测信号，运算放大器U1的反相输入端串联电阻R2后连接于电源，运算放大器U1的同相输入端串联电阻R4后接地，运算放大器U1的输出端输出转速检测信号。

参照图3，控制模块4包括耦接于转速检测模块3以接收转速检测信号并响应于转速检测信号以计数并输出计数信号的计数单元41、耦接于计数单元41以接收计数信号并输出寄存信号的寄存器单元42以及耦接于寄存器单元42以接收寄存信号的隔时输出单元43，计数单元41具有与基准转速对应的基准值，计数单元41比较转速检测信号频率的值与基准值的大小以输出计数信号，隔时输出单元43具有一基准时间，隔时输出单元43响应于寄存信号并每间隔基准时间输出一次控制信号。其中，隔时输出单元43包括每间隔基准时间输出触发信号的时钟部431以及耦接于寄存器单元42以接收寄存信号且同时耦接于时钟部431以接收触发信号的触发部432，当触发部432接收到触发信号时，触发部432响应于寄存信号以输出控制信号。此外，时钟部431包括用于调节基准时间长短的调节器。

参照图3，控制模块4的具体电路连接为：

计数单元4141包括74LS290芯片，本实施例采用74LS290芯片的五进制接法，其中，74LS290芯片的R0A、S9B以及S9A管脚均接地，74LS290芯片的ROB端用于接收时钟部431输出的触发信号并响应于触发信号以进行复位，74LS290芯片的CP1管脚连接于运算放大器U1的输出端以接收转速检测信号，74LS290芯片的Q1端输出计数信号；

寄存器单元42包括D触发器U2，其中D触发器U2的CP端连接于74LS290芯片的Q1端以接收计数信号，D触发器U2的D端接地，D触发器U2的Q端输出寄存信号；

隔时输出单元43包括时钟部431以及触发部432，其中，时钟部431包括555芯片、电阻R5、滑动变阻器RW、二极管D1、二极管D2、电阻R6、电容C1、电容C2，其中，555芯片具有1至8共计8个管脚，8管脚连接于电源，1管脚接地，4管脚连接于电源，电阻R5的一端接通电源，电阻R5的另一端连接于滑动变阻器RW的一固定端，滑动变阻器RW的移动端连接于7管脚，滑动变阻器RW的另一固定端反相串联二极管D2后与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端连接于2管脚，电阻R6的另一端还串联电容C1后接地，此外，7管脚正向串联二极管D1后与6管脚和2管脚相连，5管脚串联电容C2后接地，3管脚输出触发信号。

触发部432包括D触发器U3，其中D触发器U3的CP端连接于555芯片的3管脚以接收船发信号，D触发器U3的D管脚连接于D触发器U2的Q端以接收寄存信号，D触发器U3的Q端输出控制信号。

参照图1以及图3，执行模块5包括转动设置于支撑架1上用于卷收导线的卷线辊轮51以及耦接于控制模块4以接收控制信号并响应于控制信号带动卷线辊轮51转动的伺服单元52，其中伺服单元52包括伺服驱动器以及受控于伺服驱动器的伺服电机，由于伺服驱动器及伺服电机为现有技术，故在本实用新型中不再赘述。

本实施例的工作原理以及工作过程：

当导线卷收机工作时，导线首先经过输线轮2转变方向，继而缠绕在卷线辊轮51上，导线相抵于输线轮2的外沿上的凹槽22内，卷收导线时，导线带动输线轮2同步转动，相应的输线轮2上的透光孔21也随着一起输线轮2转动，当透光孔21转动至发光单元31以及光线接收单元之间时，红外光线未被遮挡，感光三极管VT由于接收到红外光线故而电阻率降低，等效阻值变小，由于感光三极管VT与电阻R3的分压关系，运算放大器U1的同相输入端输入的检测信号的电压增大，高于反向输入端由电阻R2、电阻R4分压提供的基准信号的电压，故而运算放大器U1工作在正向饱和区，输出正相电源电压的转速检测信号，即此时输出的转速检测信号为高电平；当透光孔21未转动至发光单元31以及光线采集单元之间时，红外光线被遮挡，感光三极管VT由于未接收到光线故而电阻率升高，从而等效阻值变大致使运算放大器U1的同相输入端的电压降低，低于反向输入端由电阻R2、R4提供的基准信号的电压，运算放大器U1工作在反向饱和区，输出反相电源电压的转速检测信号，即此时输出的转速检测信号为低电平。

计数单元41的74LS290芯片的CP1端接收转速检测信号，当转速检测信号为正时，74LS290芯片计数一次，这样随着输线轮2的不停转动，转速检测模块3输出的高低电平不断变化，输线轮2每转一圈，74LS290芯片计数一次，本实施例的基准值为4，即74LS290芯片从0至4依次计数5次，当计数至4计数溢出时，74LS290芯片的Q1管脚输出的计数信号由低电平变为高电平。

寄存器单元42的D触发器U2在接收到的计数信号由低电平变为高电平时被触发，其Q端输出的寄存信号由高电平变为低电平，若未被触发则正常输出高电平的寄存信号。

时钟部431为555芯片组成的多谐振荡器电路，在工作时，电源VCC流依次通过电阻R5以及滑动变阻器RW的接入部分和D1后给电容C1充电，在电容C3两端的电压充至2/3VCC以前，555芯片处于低电平的暂稳态，3管脚输出低电平的控制信号，当电容C3两端的电压充至2/3VCC以后，电容C3停止充电并开始放电，555芯片变为高电平的暂稳态，3管脚输出高电平，电容C3不断进行充电放电且充放电时长相同，故可以输出一个占空比可调的振荡信号，调节滑动变阻器RW可以调节电容C3充放电的时长，从而输出不同时长基准时间的触发信号。

当触发部432D触发器 U3接收到高电平转低电平的触发信号时，D触发器 U3的Q输出端输出与D触发器U3的Q端接收到的寄存器信号高低电平一致的控制信号，即当转速过快时输出低电平的负反馈的控制信号，当转速过慢时输出高电平的正反馈的控制信号；与此同时，当计数单元41的74LS290芯片的ROB管脚接收到高电平的触发信号时，其会立即复位置0，并重新开始计数。

当伺服驱动器接收到低电平的负反馈的控制信号时，其将会控制伺服电机降低转速，从而使导线卷收的速度降低；当伺服驱动器接收到高电平的正反馈的控制信号时，其将会控制伺服电机增高转速，从而使导线卷收的速度加快。

这样在每个基准时间的周期内，导线卷收机通过测量输线轮2的转速相对基准转速的快慢来进行相应的调速，从而使得输线轮2的转速时钟维持在基准转速上下，卷收速度稳定，运行平稳，避免了导线因卷收速度快慢的变化而拉断。

实施例二：

一种导线卷收机，参照图4以及图5，基于实施例一且与实施例一不同的地方在于，本实施例中输线轮2上设有2个透光孔21，计数单元41的74LS290芯片采用十进制的接法，具体电路连接为：

74LS290芯片的CP0管脚连接于运算放大器U1的输出端以接收转速检测信号，同时74LS290芯片的CP1管脚连接于其自身的Q0管脚，74LS290芯片的ROB、S9A、S9B管脚接地，74LS290芯片的ROA连接于时钟部431以接收触发信号并响应于触发信号以进行复位，74LS290芯片的Q0端以及Q3端同时连接于一个与门后输出计数信号。

本实施例的工作过程以及工作原理：

本实施例的输线轮2上设有2个透光孔21，即输线轮2旋转一周，计数单元41计数2次，而相应的计数单元41的基准值为9，即从0至9依次计数10次，故而其运行的结果与实施例一相同，但相比于实施例一，具有对转速的调节具有更快的响应速度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种导线卷收机，包括支撑架(1)以及转动设置于支撑架(1)上的输线轮(2)，其特征是：所述输线轮(2)上设有沿轴向贯穿输线轮(2)所在平面的透光孔(21)，还包括

转速检测模块(3)，根据其发出的红外光线是否穿过透光孔(21)以输出转速检测信号；

控制模块(4)，具有与基准转速对应的基准值，耦接于转速检测模块(3)以接收转速检测信号，并比较转速检测信号频率的值与基准值以输出控制信号；

执行模块(5)，用于卷收导线,同时耦接于控制模块(4)以接收控制信号，并响应于控制信号以调整卷收导线的转速；

当转速检测信号频率的值大于基准值时，执行模块(5)响应于此时的控制信号以降低转速；当转速检测信号频率的值小于基准值时，执行模块(5)响应于此时的控制信号以增大转速。

2.根据权利要求1所述的导线卷收机，其特征是：所述转速检测模块(3)包括设置于输线轮(2)所在平面一侧用于发射红外光线的发光单元(31)以及设置于输线轮(2)所在平面另一侧用于接收红外光线的光线检测单元(32)，所述光线检测单元(32)根据是否接收到透光孔(21)穿射过来红外光线以输出转速检测信号。

3.根据权利要求2所述的导线卷收机，其特征是：所述光线检测单元(32)包括用于检测光线强度并输出检测信号的检测部(321)以及耦接于检测部(321)以接收检测信号的比较部(322)，所述比较部(322)具有与基准光线强度对应的基准信号，所述比较部(322)比较检测信号的大小与基准信号的大小以输出转速检测信号。

4.根据权利要求1所述的导线卷收机，其特征是：所述控制模块(4)包括耦接于转速检测模块(3)以接收转速检测信号并响应于转速检测信号以计数并输出计数信号的计数单元(41)、耦接于计数单元(41)以接收计数信号并输出寄存信号的寄存器单元(42)以及耦接于寄存器单元(42)以接收寄存信号的隔时输出单元(43)，所述计数单元(41)具有与基准转速对应的基准值，所述计数单元(41)比较转速检测信号频率的值与基准值的大小以输出计数信号，所述隔时输出单元(43)具有一基准时间，所述隔时输出单元(43)响应于寄存信号并每间隔基准时间输出一次控制信号。

5.根据权利要求4所述的导线卷收机，其特征是：所述隔时输出单元(43)包括每间隔基准时间输出触发信号的时钟部(431)以及耦接于寄存器单元(42)以接收寄存信号且同时耦接于时钟部(431)以接收触发信号的触发部(432)，当触发部(432)接收到触发信号时，所述触发部(432)响应于寄存信号以输出控制信号。

6.根据权利要求5所述的导线卷收机，其特征是：所述时钟部(431)包括用于调节基准时间长短的调节器。

7.根据权利要求1所述的导线卷收机，其特征是：所述执行模块(5)包括转动设置于支撑架(1)上用于卷收导线的卷线辊轮(51)以及耦接于控制模块(4)以接收控制信号并响应于控制信号带动卷线辊轮(51)转动的伺服单元(52)。

8.根据权利要求7所述的导线卷收机，其特征是：所述支撑架(1)上设有平行于卷线辊轮(51)轴向的转轴(11)，所述输线轮(2)转动连接于转轴(11)上。

9.根据权利要求8所述的导线卷收机，其特征是：所述输线轮(2)可沿转轴(11)的轴向滑移。

10.根据权利要求9所述的导线卷收机，其特征是：所述输线轮(2)的外沿设有凹槽(22)，导线相抵于凹槽(22)的内壁。