CN209161353U - 一种采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，包括单绳轮、下端分绳器、上端分绳器、导向滑轮、U型限绳架、限绳块以及快速释放锁紧的压紧机构，该机构可以沿绳索的任意方向爬行，包括垂直上下、水平横渡以及任意角度的斜向爬行。

Description

一种采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构

技术领域

本实用新型涉及一种采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，属于空中作业领域。

背景技术

利用绳索进行升降的设备分为1绳索不动、绳轮附着的设备在动的，例如提升机；2绳轮附着设备不动而绳索动，例如绞盘机。目前市场上大多此类设备为多绳轮，也有一些单绳轮的设备，特别是便携式提升机产品中，绳索一端固定在高处易吊点，绳索悬于空中，设备可以带负载沿绳索上下移动，负载可以是重物或者操作人员，目前的设备都是仅限于沿绳索上下移动，功能相对比较单一。

便携式提升机主要应用在高空作业，将人员、设备、工具等材料运输到一定高度，或者将人员、设备、工具从一定高度运到地面，或者在带载的情况下停留在半空，用于人员在高空的进行作业，主要应用场合为：风电维修、水电维修、高空救援等。提升机的特点是便于携带、续航能力强、具有遥控功能等特点。

随着便携式提升机使用越来越普及，一些特种行业对便携式提升机提出了更高的要求，比如特警、武警、消防等特殊工作场合，工况比较复杂，仅限于垂直升降的便携式提升机逐渐无法满足工作要求，对于想要水平横渡或者斜向的工况，目前采用的技术大部分是采用垂直上下的提升机和绳索导向系统的结合，这种工况对绳索设置要求比较高，也比较复杂，需要多人配合完成，费时、费力、稳定性差，对于特警、武警、消防这些要求分秒必争的情况下，根本无法满足工作要求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其中，所述采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构包括单绳轮(7)、墙板(8)、电机(9)、电磁刹车(10)、减速机(12)、绳索、下端分绳器(5)、上端分绳器(1)、U型限绳架(4)、导向滑轮(3)；

所述电机(9)通过电机轴顺序与所述电磁刹车(10)、所述减速机(12)和所述单绳轮(7)相连接；所述单绳轮(7)与所述绳索为缠绕连接；

所述减速机(12)与所述墙板(8)固接；

所述U型限绳架(4)通过自身两个固定轴与墙板(8)固接，所述固定轴上分别设置所述导向滑轮(3)，所述导向滑轮(3)与U型限绳架(4)的固定轴之间设置无油轴套；

所述导向套(14)固定于所述墙板(8)上，所述上端分绳器(1)、所述压簧(15)和所述导向套(14)构成可伸缩的上端分绳器；

所述下端分绳器(5)固定在墙板(8)上。

上述电机(9)与电磁刹车(10)、减速机(12)和单绳轮(7)的连接为传动连接，为本领域普通技术人员能够理解和实施的常规技术。

本装置的动力来源可以是电力驱动或内燃机驱动等，未在装置中进行赘述，所述电机指的是通过电气驱动或内燃机驱动等带动绳轮转动的驱动元件。

此特点与目前市场上便携式提升机的工作绳与U型架之间的关系有很大区别，目前市场上单绳轮结构的产品基本都是工作绳的入绳部位与U型限绳架本身直接接触，发生严重的干摩擦现象，发热量极大，这样就对绳索，U型限绳架本身都有很大的损耗，U型限绳架也成了需要定期更换的损耗件；本次实用新型所述机构采用U型限绳架两根固定轴上设置两个导向滑轮，导向滑轮与U型限绳架固定轴之间设置无油轴套，工作时导向滑轮随着绳索的移动进行相应的转动，不会产生干摩擦现象，发热量也大大减小，对绳索的损耗也降到了最低限度，延长了绳索的使用寿命，同时U型限绳架本身受摩擦损耗极小，正常使用情况下U型限绳架寿命可以是终身制的。

单根绳索即可实现水平横渡、斜向等任意角度运行；如图7、图8所示，此特点市场上目前已有的设备还没有实现此功能的，目前市场上的设备要想实现水平横渡操作，基本都是靠导向绳来进行导向，利用的还是便携式提升机的竖直上下功能，绳索布置操作起来繁琐；本次实用新型所述机构就可以实现单绳快速布置绳索，设备装绳简单，快速实现水平横渡或斜向任意角度的操作，特别适合特警、武警、消防等要求比较高的场合。

在上述的单绳轮沿绳索自由爬行的装置中，其中，所述绳索与所述单绳轮(7)为摩擦缠绕。

要求单绳轮的凸凹肋条呈错位布置，不论是正方向还是反方向，都能够与绳索摩擦产生足够大的摩擦力。

在上述的单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构中，其中，所述U型限绳架(4)位于所述单绳轮(7)的上部，并相对于所述单绳轮(7)为居中设置。

在上述的单绳轮沿绳索自由爬行的装置中，其中，所述绳索为锚点绳索。

垂直上下运行时，任何一侧的入绳都可以是锚点固定绳；如图5、图6所示，此特点就与目前市场上的便携式提升机只能固定一侧入绳有很大区别，目前市场上的单绳轮结构产品都是固定一侧入绳，不允许反向安装，否则会有对设备本身有致命的损害，该单侧入绳的设备限绳架与绳轮中心偏位布置，为了增大绳轮的包角，保证绳轮与绳的足够摩擦力，所以无法实现双侧装绳，本次实用新型所述机构采用U型限绳架相对绳轮居中布置，同时要求单绳轮的结构能够保证正反方向旋转都能够提供足够的摩擦力，这样就可以实现垂直上下运行时，任何一侧的入绳都可以是锚点固定绳，没有因为安装绳索方向错误导致设备损坏的风险。

在上述的单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构中，其中，所述单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构还包括限绳块(2)，所述限绳块(2)固定在U型限绳架(4)的两个固定轴上，并与所述导向滑轮(3)、上端分绳器(1)相配合对所述绳索进行限位，这组成了该机构的限绳结构(见图3)，三者形成的2个孔为绳索穿过位置，不会因为绳索的摩擦作用产生移位、变形等现象。

在上述的单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构中，其中，所述单绳轮(7)上设有绳索压紧机构。

初始装绳后，尼龙绳不易卷入绳轮内，需要给绳索一个向绳轮轮心的正压力，能够使绳索快速的被绳轮卷入到工作位置，同时在工作过程中，该压紧机构还起到一个对绳索限位的功能，避免绳索从绳轮中脱出，发生危险，特设置初始装绳后的快速释放锁紧的压紧机构，此压紧机构有一个快速锁止按钮，打开该压紧机构时需要按下此快速锁止按钮，完成装绳，关闭该压紧机构时只需要将锁紧摆臂按到位即完成锁止，无需再拨动此锁止按钮。

在上述的单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构中，其中，所述上端分绳器(1)包括分绳器上下伸缩装置。

可伸缩的上端分绳器；此功能只针对在垂直上下运行时的情况进行设计，因为上下运行时，出绳端的尼龙绳处于自由状态，很容易与入绳端的尼龙绳发生缠绕现象，因此要求安装绳索时能够让位，工作时能够起到阻隔出绳与入绳的作用，基于此设计了弹簧伸缩机构，平时上端分绳器弹出，处于工作状态，当需要安装绳索时，将上端分绳器按下，将绳索设置成C型，直接将绳索穿入U型限绳架后，释放上端分绳器即可，操作简单方便，结构简单可靠。

在上述的单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构中，其中，所述上端分绳器(1)与下端分绳器(5)为对称结构。

此功能只针对在垂直上下运行时的情况进行设计，因为上下运行时，出绳端的尼龙绳处于自由状态，很容易被单绳轮卷入绳轮与入绳端尼龙绳之间，发生危险，要求此下端分绳器为对称结构，能适应不同侧入绳的需求。

在上述的单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构中，其中，所述电磁刹车(10)上设有手动释放装置。

有益效果：

U型限绳架相对绳轮居中布置，此方式可以使垂直上下运行时，任何一侧的入绳都可以是锚点固定绳，没有因为安装绳索方向错误导致设备损坏的风险；U型架两根固定轴上设置导向滑轮，导向滑轮与绳索直接接触，滑轮与绳索没有相对位移，不会产生绳索与U型限绳架的干摩擦，减少U型限绳架的损耗，也减少了摩擦产生的热量。装绳时让位、工作时起分绳作用的上端分绳器，U型限绳架内侧设置刚性的内侧限绳块，这样出绳、入绳被导向滑轮、U型限绳架和内侧固定块限制在很小的活动范围内，使出绳、入绳没有跑到别的位置的风险发生；设置初始装绳后的快速释放锁紧的压紧机构，为了初始装绳时能将尼龙绳压入单绳轮槽内，同时也防止绳从绳轮内部脱出发生危险。

绳索限定在固定通道内；由U型限绳架、导向滑轮、可伸缩的上端分绳器、下端分绳器、单绳轮以及设置初始装绳后的快速释放锁紧的压紧机构所形成的密闭绳索通道只能容下单根绳索，不会发生绳索跑位现象，出入绳口处绳索有所歪斜，各部件组合起来后都形成平面保护，不会有尖锐部位破坏绳索现象发生。

特别是单根绳索即可实现横向、斜向运动，不需要其它导向绳等辅助机构。

附图说明

图1为本实用新型结构组成示意图；

图2为本实用新型的单绳轮部分结构示意图；

图3为本实用新型限绳结构的示意图；

图4为本实用新型中减速机与单绳轮连接示意图；

图5为竖直上下工作时右侧为锚点固定绳工作示意图；

图6为竖直上下工作时左侧为锚点固定绳工作示意图；

图7为水平横渡时，两端绳均为锚点固定绳工作示意图；

图8为斜向运行时，两端绳均为锚点固定绳工作示意图。

附图标识

1——上端分绳器 2——限绳块 3——导向滑轮 4——U型限绳架 5——下端分绳器 6——绳索压紧机构 7——单绳轮 8——墙板 9——电机 10——电磁刹车 11——手动释放杆 12——减速机 13——实用新型所述的机构 14——导向套 15——压簧

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

实施例1

如图1-图4所示，采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其中，单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构包括单绳轮7、墙板8、电机9、电磁刹车10、手动释放杆11、减速机12、绳索、下端分绳器5、上端分绳器1、U型限绳架4、导向滑轮3；

所述电机9通过电机轴顺序与电磁刹车10、减速机12和单绳轮7相连接；

所述单绳轮7与绳索为缠绕摩擦连接；

电机到单绳轮的连接为传动连接，为本领域普通技术人员能够理解和实施的常规技术，因此不再对技术细节进行赘述。

从传动方向可以看出，电气驱动系统控制电机9进行运转，电磁刹车10得电电磁铁吸合，电机轴直接和刹车动片连接(负责制动)，电机轴将动力传输上减速机12的输入轴，经过减速机12减速后，动力传到绳轮上，驱动单绳轮7进行转动。由于需要比较大的扭矩，而由于空间限制，电机不能太大，所以采用高转速电机，经过减速机将扭矩放大，转速降低。

所述采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构包括单绳轮7、绳索、下端分绳器5、上端分绳器1、U型限绳架4、导向滑轮3，所述单绳轮7与绳索为缠绕连接，所述单绳轮7与绳索为缠绕连接，所述单绳轮7与减速器12通过螺栓进行固定，减速器12通过螺栓固定到墙板8上，U型限绳架4的两个固定轴穿过墙板8的安装孔后用锁母锁紧，所述两根固定轴上分别设置所述导向滑轮3，所述导向滑轮3与U型限绳架固定轴之间设置无油轴套。下端分绳器5通过螺钉直接固定到墙板8上。

所述U型限绳架4位于所述单绳轮7的上部，并相对于单绳轮7居中设置。

所述限绳块2与U型限绳架4的两个固定轴相对应的扁孔配合固定，并与所述导向滑轮3、上端分绳器1相配合对所述绳索进行限位。(见图3)

所述绳索为锚点绳索。

所述单绳轮7上设有绳索压紧机构6。

所述上端分绳器1包括可伸缩装置，所述可伸缩装置包括了导向套14和所述压簧15，导向套14通过螺钉安装到墙板8上，上端分绳器1与压簧15组合在导向套14内伸缩滑动(见图4)。

所述上端分绳器1、下端分绳器5均为对称结构。

为了适应不同的负载情况，电机对驱动电流进行检测，并为保证既定的转速而不断调整电流，这样的控制实现了闭环控制。电机的转速从0-6000r/min无极可调，刹车的作用是防治在电机失去动力、停止等状态下负载下坠，这是种情况是非常危险的。在拉重物进行上升时在电机即将转动但是扭矩未达到一定程度时，刹车失电，靠弹簧将静盘和动盘压在一起，实现抱闸，当电机扭矩等到一定程度后，刹车得电，电磁力将弹簧进行压缩，松闸，电机开始将动力传递给减速机及绳轮。在停止时，电机速度降到一定程度即将停止时，刹车失电抱闸。这样的控制方式就是电机一旦即将停止刹车失电抱闸。保证负载反驱绳轮转动。

刹车能够提供的扭矩是10NM以上，电机的功率为0.8-1.2kw，减速机减速比是10-40：1，绳轮能够提供最大摩擦时有效半径在25-35mm，在这样设计参数的情况下，提升机的最大提升能力大于400kg。

刹车上有一个手动拨杆11，在电机无法提供动力时，人工扳动手动拨杆，压缩刹车内部弹簧，刹车内部动片和静片开始分离，摩擦力下降，在负载重力的作用下，重物进行下降，下降速度和拨动手动拨杆的力有关。这样的设计可以防治人和重物由于机器故障或电池没电的情况滞留在空中。

实施例2

竖直上下运行

首先设置锚点固定绳，设置好后准备将绳安装到提升机上，具体操作步骤如下；先打开图2中的快速释放锁紧的绳索压紧机构6，将锚点固定绳按图5、图6方式选择好安装的位置，将绳索对折，按下图2中的上端分绳器1按到底，将绳索穿过U型限绳架4内后，松开上端分绳器1，再将绳索套入图1中的单绳轮7内，将快速释放锁紧的绳索压紧机构6按图2方式复位，绳索安装完毕，此时驱动电机可使单绳轮沿锚点固定绳进行上下运行。

实施例3

水平横渡或任意角度运行

首先一端设置锚点固定绳，设置好后准备将绳安装到提升机上，具体操作步骤如下；先打开图2中的快速释放锁紧的绳索压紧机构6，将锚点固定绳按图7、图8方式选择好安装的位置，将绳索对折，按下图2中的上端分绳器1按到底，将绳索穿过U型限绳架内4后，松开上端分绳器1，再将绳索套入图2中的单绳轮7内，将快速释放锁紧的绳索压紧机构6按图2方式复位，绳索安装完毕，再将绳索另一端进行锚点固定，采用张紧器将绳索拉紧，此时驱动电机可使单绳轮沿绳索进行水平横渡或任意角度运行，如图7、图8所示。

本领域技术人员可显见，可对本实用新型的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，旨在使本实用新型覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本实用新型的修改和变型。

Claims (10)

1.一种采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其特征在于，所述采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构包括单绳轮(7)、墙板(8)、电机(9)、电磁刹车(10)、减速机(12)、绳索、下端分绳器(5)、上端分绳器(1)、U型限绳架(4)、导向滑轮(3)、导向套(14)、压簧(15)；

所述电机(9)通过电机轴顺序与所述电磁刹车(10)、所述减速机(12)和所述单绳轮(7)相连接；所述单绳轮(7)与所述绳索为缠绕连接；

所述减速机(12)与所述墙板(8)固接；

所述U型限绳架(4)通过自身两个固定轴与墙板(8)固接，所述固定轴上分别设置所述导向滑轮(3)，所述导向滑轮(3)与U型限绳架(4)的固定轴之间设置无油轴套；

所述导向套(14)固定于所述墙板(8)上，所述上端分绳器(1)、所述压簧(15)和所述导向套(14)构成可伸缩的上端分绳器；

所述下端分绳器(5)固定在墙板(8)上。

2.根据权利要求1所述的采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其特征在于，所述单绳轮(7)与所述减速机(12)为螺栓固定连接。

3.根据权利要求1所述的采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其特征在于，所述U型限绳架(4)与所述墙板(8)的连接方式：U型限绳架(4)的两个固定轴穿过墙板(8)的安装孔后用锁母锁紧。

4.根据权利要求1所述的采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其特征在于，所述减速机(12)与所述墙板(8)为螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其特征在于，所述U型限绳架(4)位于所述单绳轮(7)的上部，并相对于所述单绳轮(7)为居中设置。

6.根据权利要求1所述的采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其特征在于，所述单绳轮沿绳索自由爬行的装置还包括限绳块(2)，所述限绳块(2)固定在U型限绳架(4)的两个固定轴上，并与所述导向滑轮(3)、上端分绳器(1)相配合对所述绳索进行限位。

7.根据权利要求1所述的采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其特征在于，所述绳索为锚点绳索。

8.根据权利要求1所述的采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其特征在于，所述单绳轮(7)上设有绳索压紧机构(6)。

9.根据权利要求1所述的采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其特征在于，所述上端分绳器(1)和所述下端分绳器(5)均为对称结构。

10.根据权利要求1所述的采用单绳轮沿绳索任意方向爬行的机构，其特征在于，所述电磁刹车(10)上设有手动释放装置。