CN207550190U - 一种利用计算机进行安全控制的缆车系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种利用计算机进行安全控制的缆车系统，包括承载车厢、吊臂、驱动电机和缆绳，驱动电机包括壳体和转轴，承载车厢与吊臂的下端固定连接，吊臂与壳体铰接，转轴为中空结构，缆绳上沿缆绳周面均匀设置有环形的凸条，缆绳自由穿过转轴的内部，转轴的两端分别设置有一个通过转轴旋转能够带动壳体在缆绳上移动的攀爬装置；本缆车系统还包括一主控制模块、工控计算机、太阳能电池和备用蓄电池，太阳能电池和备用蓄电池与驱动电机相连，主控制模块控制驱动电机的转速和启停，并通过一无线通讯装置与工控计算机相连，承载车厢内设置有驱动电机的开关和调速器。本实用新型具有能够单独控制每个承载小车等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于机电技术领域，涉及一种利用计算机进行安全控制的缆车系统。
背景技术
传统的缆车是由驱动机带动钢丝绳，牵引车厢沿着铺设在地表并有一定坡度的轨道上缆车运行，用以提升或下放人员和货物的运输机械。它多用作工矿区、城市或风景游览区的交通工具。其利用钢绳牵引，实现人员或货物输送目的。
现有的缆车系统，特别是用于风景旅游区的缆车，其运行由地面的控制室，对缆绳进行循环驱动，从而实现缆车在索道上的运行，不能通过观光游客直接控制，运行速度和止停都不能随意控制，不利于乘坐缆车进行观光，而且，对于观光游客而言，不能自己掌握速度和止停的缆车，给人一种不安全感和压迫感。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种利用计算机进行安全控制的缆车系统，本实用新型所要解决的技术问题是如何实现缆车的速度和启停单独控制，且不影响其他缆车的运行。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种利用计算机进行安全控制的缆车系统，其特征在于，本缆车系统包括承载车厢、吊臂、驱动电机和缆绳，所述驱动电机包括壳体和转轴，所述承载车厢与吊臂的下端固定连接，所述吊臂与壳体铰接，所述转轴为中空结构，所述缆绳上沿缆绳周面均匀设置有环形的凸条，所述缆绳自由穿过所述转轴的内部，所述转轴的两端分别设置有一个通过转轴旋转能够带动壳体在缆绳上移动的攀爬装置；
本缆车系统还包括一主控制模块、工控计算机、太阳能电池和备用蓄电池，所述太阳能电池和备用蓄电池与驱动电机相连，所述主控制模块控制驱动电机的转速和启停，并通过一无线通讯装置与工控计算机相连，所述承载车厢内设置有驱动电机的开关和调速器。
工控计算机置于地面的控制室内，能够实时监控各缆车的运行情况，各缆车的运行数据由主控制模块通过无线通讯的方式发送至工控计算机，太阳能电池作为驱动电机主要的电能输出，备用电池由工控计算机启动并接入驱动电机，承载车厢内的乘客可以自主控制缆车的运行速度和启停，以便更好的观光游览。
主控制模块集成TI公司数字信号控制器TMS320F2812，它具有120MHz高速处理能力，具备32位处理单元，单指令周期32位累加运算，可满足应用对于更快代码开发与集成高级控制器的处理器性能的要求。
采用RS485无线通讯，多模光纤，可实现10米左右的传输距离，以满足缆车与地面之间的通讯，工控计算机接收主控制模块传输来的数据，并保存数据，统筹分析各缆车之间的距离等；分析数据，合成示意图并显示；当相邻缆车间距较小或某缆车运行速度过快或缆车止停时间过长时，产生警报信号。
在上述的一种利用计算机进行安全控制的缆车系统中，所述攀爬装置包括若干沿转轴径向设置，且均匀分布在转轴外圈的传动齿轮，所述转轴上固定设置有一啮合盘，所述啮合盘上具有与传动齿轮啮合的传动齿圈，相邻传动齿轮之间通过一支撑块相连，所述支撑块与传动齿轮之间通过平面轴承相连，所述支撑块与壳体固定相连，所述传动齿轮上的齿牙能够与缆绳上的凸条配合。
驱动电机的转轴旋转，使传动齿轮旋转，传动齿轮咬合缆绳上的凸条，使驱动电机在缆绳上运动，实现缆车单独主动控制，当然，地面也可以通过控制缆绳循环旋转实现缆车的运行。
攀爬装置还可以是通过螺杆驱动缆绳的方式，多根螺杆上分别固定一行星轮，驱动电机的转轴上连接一太阳轮，太阳轮驱动各行星轮，各螺杆与缆绳配合，缆绳上具有由螺杆配合的螺纹。
相比而言，本结构简单，但是平稳性较差，且缆绳形变不可避免的存在传动失效或传动不精准。
在上述的一种利用计算机进行安全控制的缆车系统中，各支撑块的中部均开设有一螺纹孔，各螺纹孔通过一环形的金属环穿连，所述金属环与螺纹孔之间螺纹连接。
为了增强各传动齿轮的平稳性和承载车厢的运行平稳性，在各支撑块之间设置一金属环，可以保障各传动齿轮传动速度保持一致，避免传动齿轮可能存在的跳齿。
在上述的一种利用计算机进行安全控制的缆车系统中，所述驱动电机为步进电机。
步进电机利于控制，也能够保障承载车厢上行或下行时平稳，速度控制可靠，由于步进电机的运行速度不受负荷影响，能够简化承载车厢的控制系统。
在上述的一种利用计算机进行安全控制的缆车系统中，所述传动齿轮上具有位于齿牙两侧的制动台阶面，每两个传动齿轮之间均设置有位于支撑块外侧的制动片，所述制动片与支撑块之间通过一导向杆相连，所述制动片上开设有导向孔一，所述支撑块上开设有导向孔二，所述导向杆的中部开设有一安装孔，所述安装孔内穿设有一拉簧，所述拉簧的两端分别与导向孔一的底部壁面和导向孔二的底部壁面固定相连，所述支撑块上固定设置有套设在导向杆上的永磁块，所述制动片上固定设置有套设在导向杆上的衔铁块，所述衔铁块上绕设有通电线圈，所述拉簧处于拉伸状态，所述通电线圈通电后能够使衔铁块与永磁块之间形成斥力，所述制动片的内侧面能够抵靠在制动台阶面上；所述通电线圈通过一变压器与驱动电机的主线路串联。
通过上述结构可以看出，在驱动电机断电时，通电线圈也断电，在拉簧的作用下，制动片能够紧压在制动台阶面上，使各传动齿轮处于锁止状态，从而保障承载车厢故障时，承载车厢固定在缆绳上，地面控制缆绳循环移动，可使承载车厢平稳抵达地面。
在上述的一种利用计算机进行安全控制的缆车系统中，所述传动齿轮为锥齿轮。
锥齿轮一方面可以实现转轴与传动齿轮的旋转方向的改变，另一方面可以提高缆绳与传动齿轮之间的啮合平稳性。
在上述的一种利用计算机进行安全控制的缆车系统中，所述壳体上固定设置有一连接杆，所述连接杆上具有一两片安装板，两片安装板之间通过一短轴相连，所述吊臂上插设在两片安装板之间，所述吊臂上具有一定位孔，所述短轴插设在定位孔内，所述定位孔的内壁上具有若干凸筋一，所述短轴的外壁上具有与凸筋一一一对应的凸筋二，所述凸筋一和凸筋二之间连接有缓冲弹簧，所述凸筋一能够限制凸筋二绕短轴轴线旋转。
在承载车厢加速或减速时，缓冲弹簧可以提供缓冲力，使承载车厢不受较大惯性力作用而摇晃，凸筋一和凸筋二的限位作用，可以限制承载车厢相对壳体之间的最大摆动角度使承载车厢不可能出现翻转的情况。
附图说明
图1是本缆车系统的结构示意图。
图2是本缆车系统中攀爬装置的结构示意图。
图3是图2中局部A的放大图。
图中，a；缆绳；a1、凸条；11、壳体；12、吊臂；13、转轴；21、传动齿轮；22、啮合盘；23、传动齿圈；24、支撑块；25、金属环；26、制动台阶面；27、制动片；31、导向杆；32、导向孔一；33、导向孔二；34、安装孔；35、拉簧；36、永磁块；37、衔铁块；41、连接杆；42、安装板；43、定位孔；44、凸筋一；45、凸筋二；46、缓冲弹簧；47、短轴。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示，本缆车系统包括承载车厢、吊臂12、驱动电机和缆绳a，驱动电机包括壳体11和转轴13，承载车厢与吊臂12的下端固定连接，吊臂12与壳体11铰接，转轴13为中空结构，缆绳a上沿缆绳a周面均匀设置有环形的凸条a1，缆绳a自由穿过转轴13的内部，转轴13的两端分别设置有一个通过转轴13旋转能够带动壳体11在缆绳a上移动的攀爬装置；
本缆车系统还包括一主控制模块、工控计算机、太阳能电池和备用蓄电池，太阳能电池和备用蓄电池与驱动电机相连，主控制模块控制驱动电机的转速和启停，并通过一无线通讯装置与工控计算机相连，承载车厢内设置有驱动电机的开关和调速器。
工控计算机置于地面的控制室内，能够实时监控各缆车的运行情况，各缆车的运行数据由主控制模块通过无线通讯的方式发送至工控计算机，太阳能电池作为驱动电机主要的电能输出，备用电池由工控计算机启动并接入驱动电机，承载车厢内的乘客可以自主控制缆车的运行速度和启停，以便更好的观光游览。
主控制模块集成TI公司数字信号控制器TMS320F2812，它具有120MHz高速处理能力，具备32位处理单元，单指令周期32位累加运算，可满足应用对于更快代码开发与集成高级控制器的处理器性能的要求。
采用RS485无线通讯，多模光纤，可实现10米左右的传输距离，以满足缆车与地面之间的通讯，工控计算机接收主控制模块传输来的数据，并保存数据，统筹分析各缆车之间的距离等；分析数据，合成示意图并显示；当相邻缆车间距较小或某缆车运行速度过快或缆车止停时间过长时，产生警报信号。
如图1和图2所示，攀爬装置包括若干沿转轴13径向设置，且均匀分布在转轴13外圈的传动齿轮21，转轴13上固定设置有一啮合盘22，啮合盘22上具有与传动齿轮21啮合的传动齿圈23，相邻传动齿轮21之间通过一支撑块24相连，支撑块24与传动齿轮21之间通过平面轴承相连，支撑块24与壳体11固定相连，传动齿轮21上的齿牙能够与缆绳a上的凸条配合。
转轴两端的两个攀爬装置的传动方向一致。
驱动电机的转轴13旋转，使传动齿轮21旋转，传动齿轮21咬合缆绳a上的凸条，使驱动电机在缆绳a上运动，实现缆车单独主动控制，当然，地面也可以通过控制缆绳a循环旋转实现缆车的运行。
攀爬装置还可以是通过螺杆驱动缆绳a的方式，多根螺杆上分别固定一行星轮，驱动电机的转轴13上连接一太阳轮，太阳轮驱动各行星轮，各螺杆与缆绳a配合，缆绳a上具有由螺杆配合的螺纹。
相比而言，本结构简单，但是平稳性较差，且缆绳a形变不可避免的存在传动失效或传动不精准。
各支撑块24的中部均开设有一螺纹孔，各螺纹孔通过一环形的金属环25穿连，金属环25与螺纹孔之间螺纹连接；为了增强各传动齿轮21的平稳性和承载车厢的运行平稳性，在各支撑块24之间设置一金属环25，可以保障各传动齿轮21传动速度保持一致，避免传动齿轮21可能存在的跳齿。
驱动电机为步进电机；步进电机利于控制，也能够保障承载车厢上行或下行时平稳，速度控制可靠，由于步进电机的运行速度不受负荷影响，能够简化承载车厢的控制系统。
如图2和图3所示，传动齿轮21上具有位于齿牙两侧的制动台阶面26，每两个传动齿轮21之间均设置有位于支撑块24外侧的制动片27，制动片27与支撑块24之间通过一导向杆31相连，制动片27上开设有导向孔一32，支撑块24上开设有导向孔二33，导向杆31的中部开设有一安装孔34，安装孔34内穿设有一拉簧35，拉簧35的两端分别与导向孔一32的底部壁面和导向孔二33的底部壁面固定相连，支撑块24上固定设置有套设在导向杆31上的永磁块36，制动片27上固定设置有套设在导向杆31上的衔铁块37，衔铁块37上绕设有通电线圈，拉簧35处于拉伸状态，通电线圈通电后能够使衔铁块37与永磁块36之间形成斥力，制动片27的内侧面能够抵靠在制动台阶面26上；通电线圈通过一变压器与驱动电机的主线路串联。
通过上述结构可以看出，在驱动电机断电时，通电线圈也断电，在拉簧35的作用下，制动片27能够紧压在制动台阶面26上，使各传动齿轮21处于锁止状态，从而保障承载车厢故障时，承载车厢固定在缆绳a上，地面控制缆绳a循环移动，可使承载车厢平稳抵达地面。
传动齿轮21为锥齿轮；锥齿轮一方面可以实现转轴13与传动齿轮21的旋转方向的改变，另一方面可以提高缆绳a与传动齿轮21之间的啮合平稳性。
如图1所示，壳体11上固定设置有一连接杆41，连接杆41上具有一两片安装板42，两片安装板42之间通过一短轴47相连，吊臂12上插设在两片安装板42之间，吊臂12上具有一定位孔43，短轴47插设在定位孔43内，定位孔43的内壁上具有若干凸筋一44，短轴47的外壁上具有与凸筋一44一一对应的凸筋二45，凸筋一44和凸筋二45之间连接有缓冲弹簧46，凸筋一44能够限制凸筋二45绕短轴47轴线旋转。
在承载车厢加速或减速时，缓冲弹簧46可以提供缓冲力，使承载车厢不受较大惯性力作用而摇晃，凸筋一44和凸筋二45的限位作用，可以限制承载车厢相对壳体11之间的最大摆动角度使承载车厢不可能出现翻转的情况。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型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，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种利用计算机进行安全控制的缆车系统，其特征在于，本缆车系统包括承载车厢、吊臂(12)、驱动电机和缆绳(a)，所述驱动电机包括壳体(11)和转轴(13)，所述承载车厢与吊臂(12)的下端固定连接，所述吊臂(12)与壳体(11)铰接，所述转轴(13)为中空结构，所述缆绳(a)上沿缆绳(a)周面均匀设置有环形的凸条(a1)，所述缆绳(a)自由穿过所述转轴(13)的内部，所述转轴(13)的两端分别设置有一个通过转轴(13)旋转能够带动壳体(11)在缆绳(a)上移动的攀爬装置。
2.根据权利要求1所述一种利用计算机进行安全控制的缆车系统，其特征在于，所述攀爬装置包括若干沿转轴(13)径向设置，且均匀分布在转轴(13)外圈的传动齿轮(21)，所述转轴(13)上固定设置有一啮合盘(22)，所述啮合盘(22)上具有与传动齿轮(21)啮合的传动齿圈(23)，相邻传动齿轮(21)之间通过一支撑块(24)相连，所述支撑块(24)与传动齿轮(21)之间通过平面轴承相连，所述支撑块(24)与壳体(11)固定相连，所述传动齿轮(21)上的齿牙能够与缆绳(a)上的凸条配合。
3.根据权利要求2所述一种利用计算机进行安全控制的缆车系统，其特征在于，各支撑块(24)的中部均开设有一螺纹孔，各螺纹孔通过一环形的金属环(25)穿连，所述金属环(25)与螺纹孔之间螺纹连接。
4.根据权利要求3所述一种利用计算机进行安全控制的缆车系统，其特征在于，所述驱动电机为步进电机。
5.根据权利要求4所述一种利用计算机进行安全控制的缆车系统，其特征在于，所述传动齿轮(21)上具有位于齿牙两侧的制动台阶面(26)，每两个传动齿轮(21)之间均设置有位于支撑块(24)外侧的制动片(27)，所述制动片(27)与支撑块(24)之间通过一导向杆(31)相连，所述制动片(27)上开设有导向孔一(32)，所述支撑块(24)上开设有导向孔二(33)，所述导向杆(31)的中部开设有一安装孔(34)，所述安装孔(34)内穿设有一拉簧(35)，所述拉簧(35)的两端分别与导向孔一(32)的底部壁面和导向孔二(33)的底部壁面固定相连，所述支撑块(24)上固定设置有套设在导向杆(31)上的永磁块(36)，所述制动片(27)上固定设置有套设在导向杆(31)上的衔铁块(37)，所述衔铁块(37)上绕设有通电线圈，所述拉簧(35)处于拉伸状态，所述通电线圈通电后能够使衔铁块(37)与永磁块(36)之间形成斥力，所述制动片(27)的内侧面能够抵靠在制动台阶面(26)上；所述通电线圈通过一变压器与驱动电机的主线路串联。
6.根据权利要求5所述一种利用计算机进行安全控制的缆车系统，其特征在于，所述传动齿轮(21)为锥齿轮。
7.根据权利要求6所述一种利用计算机进行安全控制的缆车系统，其特征在于，所述壳体(11)上固定设置有一连接杆(41)，所述连接杆(41)上具有一两片安装板(42)，两片安装板(42)之间通过一短轴(47)相连，所述吊臂(12)上插设在两片安装板(42)之间，所述吊臂(12)上具有一定位孔(43)，所述短轴(47)插设在定位孔(43)内，所述定位孔(43)的内壁上具有若干凸筋一(44)，所述短轴(47)的外壁上具有与凸筋一(44)一一对应的凸筋二(45)，所述凸筋一(44)和凸筋二(45)之间连接有缓冲弹簧(46)，所述凸筋一(44)能够限制凸筋二(45)绕短轴(47)轴线旋转。
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