CN205838416U - 一种绳索随动的反馈结构 - Google Patents

Abstract

一种绳索随动的反馈结构，包括绳索、绳索连接柱、接插件、具有触点的块状结构件、施力块，外圈弹簧、内圈弹簧；绳索连接柱对外与连接绳索通过分穿固定的方式相互紧密固定，而在内部与刚性施力块及触电A相互固定，触点C通过与绳索连接柱通过内圈弹簧进行支撑固定；触点B与结构本体固定，相对于绳索连接柱处于静止状态；外圈弹簧位于绳索连接柱和触点B之间。作为动力绳索、通讯绳索、保护钢索或随动绳索的收放控制部件的应用。

Description

一种绳索随动的反馈结构

技术领域

本实用新型涉及绳索随动的反馈结构。

背景技术

目前的现有设备往往都是通过测量绳索相对于固定设备与运动设备之间的张紧力，通过实现对于张紧力的控制，来完成对于绳索收放线机构的控制，从而完成绳索随动的功能要求。但是这样的结构存在一些问题。

若运动机械处于垂直运动状态，张紧力传感器安装在运动机械上，那么运动机械的结构会相对比较大，无法做到小型化，更加很难与接插件相结合。若安装在收放线的固定装置上，在长距离垂直运动过程中，长绳索本身的重量会对张紧力的测量产生相当大的干扰。因此准确的测定张紧力，在长距离垂直运动机械中的实现存在大量的问题。而其他的限位传感器，力学传感器等也存在安装体积无法控制，以及拉力或张紧力无法准确测定的问题。因此亟待开发一套能够运用于大距离垂直运动机械，绳索随动问题的绳索随动反馈机制及结构。

更重要的是，目前没有一款现成的接插件，能够同时完成随动系统功能，以及刚性接触功能。因此，在保证随动系统功能的同时，也要保证绳索在受力的情况下，能够与接插件本体刚性接触、可靠连接。

综上，现有技术存在如下问题：

1.用于控制的反馈信号无法准确测定(张紧力、拉力的测不准或者判断阈值不确定)；

2.现有的张紧力传感器或者拉力传感器测定结构相对较大，无法与接插件结构相结合；

3.现有的限位装置装置体积大，无法与接插件结构相结合；

4.采用力学检测往往存在数据采集及处理过程，相对电路结构比较复杂；

5.无法在保证有微小位移提供随动功能的同时，在受到超过阈值拉力后，能够与接插件本体刚性接触，保证连接可靠。

实用新型内容

本实用新型的目的是利用在相对运动过程中，绳索产生的微小位移作为判断信号来源，以开关量作为反馈机制的直接输出结果。

本实用新型的具体技术方案是：

一种绳索随动的反馈结构，包括绳索、绳索连接柱、接插件、具有触点的块状结构件、施力块，外圈弹簧、内圈弹簧；绳索连接柱对外与连接绳索通过分穿固定的方式相互紧密固定， 而在内部与刚性施力块及触点A相互固定，触点C通过与绳索连接柱通过内圈弹簧进行支撑固定。触点B与结构本体固定，相对于绳索连接柱处于静止状态；外圈弹簧位于绳索连接柱和触点B之间。

所述与绳索连接的绳索连接柱是用于向反馈机构直接传递绳索在牵引或跟随过程中所产生的微小位移量，同时引动施力块和触点运动；所述触点在绳索引动绳索连接柱后，跟随绳索连接柱的运动，进行相应导通，以此完成开关量信号的转变；所述施力块是当绳索引动绳索连接柱的力超过弹簧所确定的阈值时，施力块与接插件本体进行刚性接触，使得绳索与接插件转换到刚性连接的状态。

进一步的，所述绳索分成几股，分别通过连接柱上的独立细长孔。在分开通过后，于细长孔末端进行重新编织收紧。保证绳索与连接柱紧密结合，绳索对于连接柱的拉力能够由几股绳索进行等量均分。

本实用新型还提供了上述绳索随动反馈结构的反馈方法，具体是：

当绳索处于冗余松弛状态，外圈弹簧、内圈弹簧均处于最长状态，外圈弹簧有一定的预压力，内圈弹簧完全松弛。状态上，触点A与触点B导通，触点B与触点C断开，施力块与接插件本体脱离。

当绳索处于正常张紧状态，外圈弹簧被第一步压紧，内圈弹簧均处于原长状态，完全松弛。状态上，触点A与触点B断开，触点B与触点C断开，施力块与接插件本体脱离。

当绳索处于过度张紧状态，外圈弹簧被第二步压紧，内圈弹簧被第一步压紧。状态上，触点A与触点B断开，触点B与触点C导通，施力块与接插件本体脱离。

当绳索处于大力值引动状态，外圈弹簧被第三步压紧，内圈弹簧被第二步压紧。状态上，触点A与触点B断开，触点B与触点C导通，施力块与接插件本体完全刚性接触。

本实用新型还提出了绳索随动反馈结构作为动力绳索、通讯绳索、保护钢索或随动绳索的收放控制部件的应用。

绳索随动的反馈机制，是用于机械设备处于运动过程中时，动力绳索、通讯绳索、保护钢索或其他随动绳索的收放控制部件。其主要原理是通过检测设备上，绳索固定位置由于伸缩变化导致的微小位移，通过电信号转换，转变为开关量信号，从而实现对于收放线结构的控制。最后目的是收放线机构的运动能够与运动机械的运动过程相互配合，对于随动绳索的张紧情况有所控制。

由于这样的反馈机制执行装置，往往安装在绳索与运动部件的连接处，即：接插件位置，因此根据其反馈机制及接插件位置的相关特性，设计了能够可靠的完成反馈，同时也能 够满足接插件位置的安装要求的绳索随动的反馈结构。

同时，接插件往往要求本身与绳索部分紧密连接，即：绳索在受到一定拉力的情况下，不至于被整体从接插件中拔出，破坏接插件本身的结构。而这个力的大小会远远大于控制的阈值，甚至会导致传感结构的损坏。所以在结构中设置两重弹簧的保护结构。保证绳索能够在收到超过控制阈值的情况下，在第二个位置与接插件本体进行刚性接触，保证绳索与接插件的完全刚性接触。

附图说明

图1绳索随动反馈传感机构机械结构剖视图。

具体实施方式

在具体的结构中，绳索与一个块状结构连接在一起，同时这个块状结构上必须具有触点(数量与具体的实施方案有关)、施力块等必要结构，如图1所示。

其中与绳索连接在一起的绳索连接柱主要的功能是用于向接插件内部相关反馈机构直接传递绳索在牵引或跟随过程中所产生的微小位移量，同时引动施力块和触点完成相关功能。触点的功能主要是在绳索引动绳索连接柱后，跟随绳索连接柱的运动，根据布置进行相应导通，以此完成开关量信号转变的功能。刚性施力块(3)的功能是，当绳索引动绳索连接柱的力超过弹簧所确定的阈值时，刚性施力块可以与接插件本体进行刚性接触，使得绳索能够与接插件转换到刚性连接的状态，保证大力值牵引下，绳索与接插件本体之间连接可靠。

主要有如下情况：

(1)绳索处于冗余松弛状态，即绳索拉力F＝0，触点A(4)与触点B(5)接触导通；

(2)绳索处于合理张紧状态，即绳索拉力F小于外圈弹簧阈值，触点A、触点C(6)均未与触点B接触导通；

(3)绳索处于过度张紧状态，即绳索拉力F大于外圈弹簧阈值，触点C与触点B接触导通。

通过对于这三种情况的分析，就可以清楚的获得绳索对于接插件本体的跟随情况，即已经形成绳索随动系统的反馈机制。可以通过不同的两副触点的不同的导通情况，对于放线机构进行控制，在冗余松弛状态进行收线，合理张紧状态不进行操作，当进入过度张紧状态时则执行放线操作。

在这个通知过程中，绳索连接柱以及绳索相对于接插件本身的移动是微小的，对于整个系统的运动而言是可以忽略不计的。因此该控制反馈系统具有相当的可靠性。

1.采用“分穿收紧”的方式，完成绳索相对于拉块的完全固定

绳索与绳索连接柱的连接，是整个系统形成的关键。由于本身控制信号的判断就是取决于绳索相对于接插件本体的微小位移，这个移动的传动媒介为绳索连接柱。如果绳索与连接柱之间为进行可靠连接，会导致位移传递出现问题，直接影响控制反馈的准确性。

与此同时，不仅仅在控制反馈机构的运作角度需要紧密连接，而且从绳索与接插件的稳定连接的角度就必须保证绳索与连接柱的绝对固定，在大力值引动的情况下，依然能够保证其紧密连接。因此特别采用“分穿收紧”的方式进行相对连接。

具体的操作是：将绳索分成几股，分别通过连接柱上的独立细长孔(1)。在分开通过后，于细长孔末端进行重新编织收紧。保证绳索与连接柱紧密结合，绳索对于连接柱的拉力能够由几股绳索进行等量均分。在这种情况下，其绳索对于绳索连接柱(2)的最大拉力就取决于绳索连接柱的刚性，唯有绳索连接柱的细长孔直接发生破裂，或者绳索断裂这两种情况才能够导致连接分离，而这个力已经足够可以保证相对连接的可靠。

2.采用弹簧来控制绳索对于运动机械的拉紧力，并形成自然阈值，控制处于反馈模式还是进入大力值模式

前面提到，就绳索的随动控制，主要采用两个状态控制的方式。一是反馈模式，就是在合理张紧力的模式下，通过引动绳索连接柱带动触点，进行通断产生反馈信号；二是大力值引动的情况下，就是当机械故障的情况下，在连接处出现超大引动力的情况下，保证绳索不拔出发生不可逆损坏。

以下就图1示例，进行分情况分析：

(1)绳索处于冗余松弛状态

外圈弹簧(8)、内圈弹簧(7)均处于最长状态，(外圈弹簧有一定的预压力，内圈弹簧完全松弛)。状态上，触点A与触点B导通，触点B与触点C断开，施力块与接插件本体脱离。

(2)绳索处于合理张紧状态

外圈弹簧被第一步压紧，内圈弹簧均处于原长状态，完全松弛。状态上，触点A与触点B断开，触点B与触点C断开，施力块与接插件本体脱离。

(3)绳索处于过度张紧状态

外圈弹簧被第二步压紧，内圈弹簧被第一步压紧。状态上，触点A与触点B断开，触点B与触点C导通，施力块与接插件本体脱离。

(4)绳索处于大力值引动状态

外圈弹簧被第三步压紧，内圈弹簧被第二步压紧。状态上，触点A与触点B断开，触点B与触点C导通，施力块与接插件本体完全刚性接触。

当处于大力值引动状态情况下，触点之间的接触力已经到达最大值，其余的力均有施力块和接插件本体之间的刚性接触进行承担。因此这种方式，减少了对于反馈机构中精密接触结构的影响，保证了结构的可靠性。

Claims (3)

1.一种绳索随动的反馈结构，其特征在于，包括绳索、绳索连接柱、接插件、具有触点的块状结构件、施力块，外圈弹簧、内圈弹簧；绳索连接柱对外与连接绳索通过分穿固定的方式相互紧密固定，而在内部与刚性施力块及触点A相互固定，触点C通过与绳索连接柱通过内圈弹簧进行支撑固定；触点B与结构本体固定，相对于绳索连接柱处于静止状态；外圈弹簧位于绳索连接柱和触点B之间。

2.根据权利要求1所述的一种绳索随动的反馈结构，其特征在于，所述与绳索连接的绳索连接柱是用于向反馈机构直接传递绳索在牵引或跟随过程中所产生的微小位移量，同时引动施力块和触点运动；所述触点在绳索引动绳索连接柱后，跟随绳索连接柱的运动，进行相应导通，以此完成开关量信号的转变；所述施力块是当绳索引动绳索连接柱的力超过弹簧所确定的阈值时，施力块与接插件本体进行刚性接触，使得绳索与接插件转换到刚性连接的状态。

3.根据权利要求1所述的一种绳索随动的反馈结构，其特征在于，所述绳索分成几股，分别通过连接柱上的独立细长孔。