CN212425015U - 一种高台阶电缆卷放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高台阶电缆卷放装置，包括底盘、电缆卷放装置、伸缩装置和拉索装置，电缆卷放装置、伸缩装置和拉索装置均设置在底盘上，电缆卷放装置包括电缆卷筒支架、卷筒和机械臂，电缆卷筒支架转动设置在底盘上，电缆卷筒支架上水平设置有卷筒，机械臂一端与电缆卷筒支架铰接，机械臂的另一端设置有机械手；伸缩装置设置于底盘的后端，伸缩装置的伸缩方向沿底盘的长度方向，伸缩装置靠近滑轨的一端设置有尾部主动夹紧装置，伸缩装置远离滑轨的一端设置有头部主动夹紧装置；拉索装置包括索架、拉索和拉索拉紧装置，本实用新型适用于大跨度、高纵深的高台阶电缆卷放环境，提高了电缆收放效率和安全性，本实用新型涉及特种车辆技术领域。

Description

一种高台阶电缆卷放装置

技术领域

本实用新型涉及特种车辆技术领域，更具体而言，涉及一种高台阶电缆卷放装置。

背景技术

目前，国内矿山企业仍在通过人工抛掷牵引绳的操作方式敷设跨台阶电缆，工人劳动强度大，安全风险高，且易损坏电缆外绝缘层和电缆头，增加维护成本。因此，有必要对现有技术进行改进。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的不足，提供一种大跨度、高纵深的高台阶电缆卷放装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种高台阶电缆卷放装置，包括底盘、电缆卷放装置、伸缩装置和拉索装置，电缆卷放装置、伸缩装置和拉索装置均设置在底盘上，拉索装置与伸缩装置连接；

所述电缆卷放装置包括电缆卷筒支架、卷筒、机械臂和机械手，电缆卷筒支架转动设置在底盘上，电缆卷筒支架上水平设置有卷筒，卷筒与电缆卷筒支架转动连接，卷筒与电缆卷筒支架之间设置有驱动卷筒转动的电缆驱动装置，所述机械臂一端与电缆卷筒支架铰接，机械臂的另一端设置有机械手；

所述伸缩装置设置于底盘的后端，伸缩装置的伸缩方向沿底盘的长度方向，伸缩装置靠近电缆卷放装置的一端设置有尾部主动夹紧装置，伸缩装置远离电缆卷放装置的一端设置有头部主动夹紧装置；

所述拉索装置包括索架、拉索和拉索拉紧装置，所述索架下端与底盘的后端铰接，索架与底盘之间设置有伸缩支腿，所述拉索的一端穿过索架与伸缩装置连接，拉索的另一端与设置于底盘上的拉索拉紧装置连接。

进一步的，所述电缆卷筒支架上远离机械手的一侧设置有电缆卷放操作站，电缆卷放操作站内设置有控制电缆卷放装置和伸缩装置动作的控制装置，电缆卷放操作站上设置有金属安全护网；

电缆卷筒支架上设置有安全通道和护栏。

进一步的，所述电缆卷放装置还包括电缆回转装置和集成盒体，集成盒体固定设置在底盘的上侧，电缆回转装置一端与集成盒体连接，另一端与电缆卷筒支架的底端连接。

进一步的，所述伸缩装置包括滑轨、液压油缸和剪叉式伸缩架，所述滑轨竖直设置于底盘上，剪叉式伸缩架尾部下端与底盘铰接，剪叉式伸缩架尾部上端设置有滑块，所述滑块滑动设置在滑轨上，所述液压油缸设置于底盘上，液压油缸的活塞杆与滑块连接。

进一步的，剪叉式伸缩架上设置有辅助液压油缸。

进一步的，所述电缆卷筒支架上固定设置有电缆排线装置，电缆排线装置设置于卷筒和机械臂之间，所述电缆排线装置包括横向夹紧机构和纵向夹紧机构，横向夹紧机构和纵向夹紧机构均由液压驱动。

进一步的，所述索架下端设置有折叠支腿，所述折叠支腿包括支撑板、底板和连杆，所述支撑板一端与索架铰接，另一端与底板铰接，所述索架侧端沿竖直方向设置有滑槽，连杆一端与滑槽滑动连接，另一端与支撑板铰接。

进一步的，所述索架上端设置有风速传感器和警示灯；

所述剪叉式伸缩架头部设置有高度传感器、摄像头和警示灯，剪叉式伸缩架上还设置有重量传感器、幅度传感器、方位传感器、惯性定位装置、主动磁流变阻尼作动器和谐振阻尼器。

进一步的，所述机械臂包括伸缩臂、铰接架、伸缩油缸、变幅油缸和摆动油缸，所述铰接架与电缆卷筒支架铰接，铰接轴沿竖直方向设置，摆动油缸一端与电缆卷筒支架铰接，摆动油缸另一端与铰接架铰接；伸缩油缸设置于伸缩臂上，所述伸缩臂包括外臂和内臂，伸缩油缸一端与伸缩臂的外臂连接，伸缩油缸的另一端与伸缩臂的内臂铰接；变幅油缸一端与铰接架铰接，变幅油缸的另一端与伸缩臂的外臂铰接；

所述机械手设置于内臂的一端，所述伸缩臂上设置有导向装置。

进一步的，所述头部主动夹紧装置和尾部主动夹紧装置均设置有控制电机。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果为：

1、本装置通过设置电缆卷放装置和伸缩装置，既可以满足平地收放工况，也可以满足高台阶收放工况，提高了电缆收放效率，降低了作业人员劳动强度，提高了安全性。

2、伸缩装置采用高强度轻质型材剪叉式伸缩机构，具有大伸缩比和较强的抗压能力，同时配合两级斜拉索，使其具有更强的承吊能力，可满足极端吊送工况。

3、剪叉式伸缩架头部和尾部均设置有主动夹紧装置，通过主动夹紧装置实现电缆的平稳输送作业。

附图说明

下面将通过附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

图1为电缆收放装置结构示意图；

图2为电缆收放装置工作示意图；

图3为伸缩装置结构示意图；

图4为折叠支腿结构示意图；

图5为机械臂结构示意图。

1为底盘，2为电缆卷放装置，21为电缆卷筒支架，22为卷筒，23为机械臂，231为伸缩臂，232为铰接架，233为伸缩油缸，234为变幅油缸，235为摆动油缸，236为导向装置， 24为电缆驱动装置，25为机械手，26为电缆卷放操作站，27为电缆回转装置，28为集成盒体，29为电缆排线装置，291为横向夹紧机构，292为纵向夹紧机构，3为伸缩装置，31为尾部主动夹紧装置，32为头部主动夹紧装置，33为滑轨，35为剪叉式伸缩架，351为滑块， 352为辅助液压油缸，353为高度传感器，354为摄像头，355为重量传感器，356为幅度传感器，357为方位传感器，4为拉索装置，41为索架，411为风速传感器，412为警示灯，42 为拉索，43为伸缩支腿，44为拉索拉紧装置，45为折叠支腿，451为支撑板，452为底板， 453为连杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

如图1至图5所示，一种高台阶电缆卷放装置，包括底盘1、电缆卷放装置2、伸缩装置 3和拉索装置4，电缆卷放装置2、伸缩装置3和拉索装置4均设置在底盘1上，拉索装置4与伸缩装置3连接；

所述底盘1选用汽车起重机多轴驱动底盘，包括双气室互联式油气悬架，满足行走平顺性和作业稳定性的基础上更好地适应露天矿电缆平台的复杂路面。

电缆卷放装置2包括电缆卷筒支架21、卷筒22、机械臂23、电缆排线装置、电缆回转装置27和集成盒体28，集成盒体28固定设置在底盘1的上侧，电缆回转装置27一端与集成盒体28连接，另一端与电缆卷筒支架21的底端连接，电缆卷筒支架通过电缆回转装置27 转动设置在集成盒体28上，电缆卷筒支架21上水平设置有卷筒22，卷筒22与电缆卷筒支架21转动连接，卷筒22与电缆卷筒支架21之间设置有驱动卷筒22转动的电缆驱动装置24，机械臂23包括伸缩臂231、铰接架232、伸缩油缸233、变幅油缸234和摆动油缸235，所述铰接架232与电缆卷筒支架21铰接，铰接轴沿竖直方向设置，摆动油缸235一端与电缆卷筒支架21铰接，摆动油缸另一端与铰接架232铰接；伸缩油缸233设置于伸缩臂231上，所述伸缩臂231包括外臂和内臂，所述内臂可设置1个或者多个，当设置多个内臂时，多个内臂按内孔大小依次套接，伸缩油缸233一端与伸缩臂231的外臂连接，伸缩油缸233的另一端与伸缩臂231的最内层的内臂铰接；变幅油缸234一端与铰接架232铰接，变幅油缸234的另一端与伸缩臂231的外臂铰接，通过伸缩油缸233、摆动油缸235和变幅油缸234全方位的控制和引导电缆的卷放；

伸缩臂231上设置有电缆导向孔，电缆穿过电缆导向孔以控制电缆的运动路径，避免电缆随意摆动。

机械臂23的内臂伸出端设置有机械手25，机械手25上设置有开合油缸，通过开合油缸控制机械手25夹紧、松开电缆。

电缆排线装置29固定设置于电缆卷筒支架21上且位于卷筒22和机械臂23之间，所述电缆排线装置29包括安装架、横向夹紧机构291和纵向夹紧机构292，横向夹紧机构291包括两个竖直设置的光杆，光杆与安装架滑动连接且由液压驱动，纵向夹紧机构292包括两个水平设置的光杆，光杆与安装架滑动连接且由液压驱动；电缆分别穿过横向夹紧机构291和纵向夹紧机构292，横向夹紧机构和纵向夹紧机构的光杆均在液压驱动下相互靠近，进而定位电缆在电缆排线装置上的位置。

电缆放线为变幅增载过程，起始阶段头部主动夹紧装置32和尾部主动夹紧装置31主动正向驱动，电缆驱动装置配合缆线摆直，当电缆吊放达到一定重量，其自重会加速放线速度，此时需电缆驱动装置、头部主动夹紧装置、尾部主动夹紧装置根据速度和拉力反馈实施调节预紧力和正向驱动力，以保证电缆吊放速度的稳定，必要时还需提供一定制动力。

电缆卷筒支架21上远离机械手25的一侧设置有电缆卷放操作站26，电缆卷放操作站26 内设置有控制电缆卷放装置2和伸缩装置3动作的控制装置，电缆卷放操作站26上设置有金属安全护网；

电缆卷筒支架上设置有安全通道和护栏，便于操作人员通行和检查设备。

伸缩装置3设置于底盘1的后端，伸缩装置3的伸缩方向沿底盘1的长度方向，伸缩装置3靠近电缆卷放装置的一端设置有尾部主动夹紧装置31，伸缩装置3远离电缆卷放装置的一端设置有头部主动夹紧装置32；

拉索装置4包括索架41、拉索42和拉索拉紧装置44，所述索架41下端与底盘1的后端铰接，索架41与底盘1之间设置有伸缩支腿43，所述拉索42的一端穿过索架41与伸缩装置3连接，拉索42的另一端与设置于底盘上的拉索拉紧装置44连接。

伸缩装置3包括滑轨33、液压油缸和剪叉式伸缩架35，所述滑轨33竖直设置于底盘1 上，剪叉式伸缩架35尾部下端与底盘1铰接，剪叉式伸缩架35尾部上端设置有滑块351，所述滑块351滑动设置在滑轨33上，所述液压油缸设置于底盘上，液压油缸的活塞杆与滑块351连接，通过液压油缸的伸缩可实现剪叉式伸缩架的伸缩操作，剪叉式伸缩架35上设置有辅助液压油缸352，用于辅助剪叉式伸缩架进行作业，优化剪叉式伸缩架的受力情况。

索架41下端设置有折叠支腿45，所述折叠支腿45包括支撑板451、底板452和连杆453，所述支撑板451一端与索架41铰接，另一端与底板452铰接，所述索架41侧端沿竖直方向设置有滑槽413，连杆453一端与滑槽413滑动连接，另一端与支撑板451铰接。

索架41上端设置有风速传感器411和警示灯412。

剪叉式伸缩架35头部设置有高度传感器、摄像头和警示灯，剪叉式伸缩架35上还设置有重量传感器、幅度传感器和方位传感器；

剪叉式伸缩架35上还设置有惯性定位装置、主动磁流变阻尼作动器和谐振阻尼器，惯性定位装置实时检测剪叉式伸缩架的三维姿态，得到精确的倾角、俯仰角等信息，通过主动磁流变阻尼作动器进行动态干预，实现三维姿态调正功能，谐振阻尼器用于抑制剪叉式伸缩架的自激振动。

头部主动夹紧装置32和尾部主动夹紧装置31均设置有控制电机。

工作原理：

电缆铺设过程可分为三大阶段：1.电缆预固阶段；2.电缆运送阶段；3.电缆下机阶段。

电缆预固阶段包括以下操作：

1)首先将电缆接头固定在机械手25上。

2)机械臂23作业将电缆头送到剪叉式伸缩架35的尾部。

3)尾部主动夹紧装置31夹紧。

4)电缆卷放装置2和尾部主动夹紧装置31协同作业将电缆头送出剪叉式伸缩架35头部

5)头部主动夹紧装置32将电缆夹紧。

电缆运送阶段包括以下操作：

1)伸缩支腿43顶起索架，两侧折叠支腿45打开。

2)电缆运送、剪叉式伸缩架伸展以及拉索42收放三者协同进行，剪叉式伸缩架35伸至坡底线上方。

3)电缆卷放装置2和剪叉式伸缩臂35上的头部主动夹紧装置32、尾部主动夹紧装置31 协同工作，继续运送电缆至坡底。

电缆下机阶段包括以下操作：

1)剪叉式伸缩架35上的头部主动夹紧装置32打开。

2)剪叉式伸缩架35收回，电缆卷放装置2和尾部主动夹紧装置31协同作业，将电缆铺设在斜坡上。

3)两侧伸缩支腿43收回，放下索架41，尾部主动夹紧装置31打开。

4)机械臂23伸出将电缆卸下。

电缆回收过程包括两大阶段：1.电缆上机阶段；2.电缆卷收阶段。

电缆上机阶段包括以下操作：

1)机械臂23伸出，将电缆挂到伸缩装置3上。

2)伸缩装置3上的尾部主动夹紧装置31夹紧。

电缆卷收阶段包括以下操作：

1)伸缩支腿43顶起索架41，两侧折叠支腿45打开。

2)剪叉式伸缩架35伸至坡底线上方，使得电缆与斜坡完全接触。

3)通过电缆卷放装置2和主动夹紧装置将电缆收回至伸缩装置头部，随后斜拉索42以及剪叉式伸缩架35两者协同收回。

4)剪叉式伸缩架35上的头部主动夹紧装置32打开。

5)电缆卷放装置2和尾部主动夹紧装置31协同作业将电缆头收回至伸缩装置尾部。

6)剪叉式伸缩臂35上的尾部主动夹紧装置31打开，将电缆头收回。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高台阶电缆卷放装置，包括底盘(1)，其特征在于：包括电缆卷放装置(2)、伸缩装置(3)和拉索装置(4)，电缆卷放装置(2)、伸缩装置(3)和拉索装置(4)均设置在底盘(1)上，拉索装置(4)与伸缩装置(3)连接；

所述电缆卷放装置(2)包括电缆卷筒支架(21)、卷筒(22)、机械臂(23)和机械手(25)，电缆卷筒支架(21)转动设置在底盘(1)上，电缆卷筒支架(21)上水平设置有卷筒(22)，卷筒(22)与电缆卷筒支架(21)转动连接，卷筒(22)与电缆卷筒支架(21)之间设置有驱动卷筒(22)转动的电缆驱动装置(24)，所述机械臂(23)一端与电缆卷筒支架(21)铰接，机械臂(23)的另一端设置有机械手(25)；

所述伸缩装置(3)设置于底盘(1)的后端，伸缩装置(3)的伸缩方向沿底盘(1)的长度方向，伸缩装置(3)靠近电缆卷放装置的一端设置有尾部主动夹紧装置(31)，伸缩装置(3)远离电缆卷放装置的一端设置有头部主动夹紧装置(32)；

所述拉索装置(4)包括索架(41)、拉索(42)和拉索拉紧装置(44)，所述索架(41)下端与底盘(1)的后端铰接，索架(41)与底盘(1)之间设置有伸缩支腿(43)，所述拉索(42)的一端穿过索架(41)与伸缩装置(3)连接，拉索(42)的另一端与设置于底盘上的拉索拉紧装置(44)连接。

2.根据权利要求1所述的一种高台阶电缆卷放装置，其特征在于：所述电缆卷筒支架(21)上远离机械手(25)的一侧设置有电缆卷放操作站(26)，电缆卷放操作站(26)内设置有控制电缆卷放装置(2)和伸缩装置(3)动作的控制装置，电缆卷放操作站(26)上设置有金属安全护网；

电缆卷筒支架(21)上设置有安全通道和护栏。

3.根据权利要求1所述的一种高台阶电缆卷放装置，其特征在于：所述电缆卷放装置(2)还包括电缆回转装置(27)和集成盒体(28)，集成盒体(28)固定设置在底盘(1)的上侧，电缆回转装置(27)一端与集成盒体(28)连接，另一端与电缆卷筒支架(21)的底端连接。

4.根据权利要求1所述的一种高台阶电缆卷放装置，其特征在于：所述伸缩装置(3)包括滑轨(33)、液压油缸和剪叉式伸缩架(35)，所述滑轨(33)竖直设置于底盘(1)上，剪叉式伸缩架(35)尾部下端与底盘(1)铰接，剪叉式伸缩架(35)尾部上端设置有滑块(351)，所述滑块(351)滑动设置在滑轨(33)上，所述液压油缸设置于底盘上，液压油缸的活塞杆与滑块(351)连接。

5.根据权利要求4所述的一种高台阶电缆卷放装置，其特征在于：剪叉式伸缩架(35)上设置有辅助液压油缸(352)。

6.根据权利要求1所述的一种高台阶电缆卷放装置，其特征在于：所述电缆卷筒支架(21)上固定设置有电缆排线装置(29)，电缆排线装置(29)设置于卷筒(22)和机械臂(23)之间，所述电缆排线装置(29)包括横向夹紧机构(291)和纵向夹紧机构(292)，横向夹紧机构和纵向夹紧机构均由液压驱动。

7.根据权利要求1所述的一种高台阶电缆卷放装置，其特征在于：所述索架(41)下端设置有折叠支腿(45)，所述折叠支腿(45)包括支撑板(451)、底板(452)和连杆(453)，所述支撑板(451)一端与索架(41)铰接，另一端与底板(452)铰接，所述索架(41)侧端沿竖直方向设置有滑槽(413)，连杆(453)一端与滑槽(413)滑动连接，另一端与支撑板(451)铰接。

8.根据权利要求4所述的一种高台阶电缆卷放装置，其特征在于：所述索架(41)上端设置有风速传感器(411)和警示灯(412)；

所述剪叉式伸缩架(35)头部设置有高度传感器(353)、摄像头(354)和警示灯，剪叉式伸缩架(35)上还设置有重量传感器(355)、幅度传感器(356)、方位传感器(357)、惯性定位装置、主动磁流变阻尼作动器和谐振阻尼器。

9.根据权利要求1所述的一种高台阶电缆卷放装置，其特征在于：所述机械臂(23)包括伸缩臂(231)、铰接架(232)、伸缩油缸(233)、变幅油缸(234)和摆动油缸(235)，所述铰接架(232)与电缆卷筒支架(21)铰接，铰接轴沿竖直方向设置，摆动油缸(235)一端与电缆卷筒支架(21)铰接，摆动油缸(235)另一端与铰接架(232)铰接；伸缩油缸(233)设置于伸缩臂(231)上，所述伸缩臂(231)包括外臂和内臂，伸缩油缸(233)一端与伸缩臂的外臂连接，伸缩油缸(233)的另一端与伸缩臂的内臂铰接；变幅油缸(234)一端与铰接架(232)铰接，变幅油缸(234)的另一端与伸缩臂(231)的外臂铰接；

所述机械手(25)设置于内臂的一端，所述伸缩臂(231)上设置有导向装置(236)。

10.根据权利要求1所述的一种高台阶电缆卷放装置，其特征在于：所述头部主动夹紧装置(32)和尾部主动夹紧装置(31)均设置有控制电机。

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