一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置，所述裝置包括機架以及安裝在機架上的壓板、第一定位雙輪、纜繩、進繩輪、軸、軸套、編碼器、聯(lián)軸器、第一摩擦包角調(diào)節(jié)器、下水輪、下水輪軸、第二摩擦包角調(diào)節(jié)器、緊固螺母、摩擦輪、回彈式滑線電阻位移傳感器、第二定位雙輪、摩擦輪軸。本發(fā)明通過定位雙輪導(dǎo)向，編碼器檢測摩擦輪的轉(zhuǎn)速，回彈式滑線電阻位移傳感器測量纜繩直徑，經(jīng)過處理后得出排纜節(jié)距。具有自動測量纜繩直徑、自動測量纜繩線速度、自整定纜繩方向等功能、自動調(diào)節(jié)能力強等優(yōu)點。保證柔性排纜機構(gòu)換向可靠，實現(xiàn)無擠壓、無切入、無塌陷、安全排纜。
【專利說明】一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置，尤其適用于柔性排纜絞車的纜繩 直徑速度測量及導(dǎo)向裝置?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]目前，普通排纜絞車在使用過程中如果纜繩直徑發(fā)生變化則會發(fā)生“咬繩”、“亂 繩” “塌陷”纜繩擠壓及排列不齊等現(xiàn)象。這就需要一種可以在運行中自動改變排纜節(jié)距的 柔性排纜機構(gòu)。柔性排纜機構(gòu)中最為重要的一個裝置即為纜繩速度直徑測量及導(dǎo)向裝置， 它主要用于對纜繩直徑和速度的實時反饋，同時可對纜繩進行導(dǎo)向。[0003]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝 置，該裝置利用定位雙輪給纜繩導(dǎo)向，用滑線電阻式位移傳感器測出纜繩的直徑，并利用編 碼器測出纜繩的線速度。本發(fā)明使用時方便且可靠性高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供了一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置，采用的技術(shù)方 案如下:[0005]一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置，包括機架以及安裝在機架上 的壓板、第一定位雙輪、纜繩、進繩輪、軸、軸套、編碼器、聯(lián)軸器、第一摩擦包角調(diào)節(jié)器、下水 輪、下水輪軸、第二摩擦包角調(diào)節(jié)器、緊固螺母、摩擦輪、回彈式滑線電阻位移傳感器、第二 定位雙輪、摩擦輪軸；第一定位雙輪和第二定位雙輪都是由兩個定位滾輪、定位軸承以及固 定滾輪螺栓組成；[0006]所述壓板中心孔設(shè)置壓板螺栓，壓板螺栓兩端均設(shè)置定位軸承；所述第一和第二 定位雙輪分別套在兩個定位軸承上；進繩輪設(shè)有兩側(cè)大中間小的臺階孔，兩側(cè)的大孔內(nèi)裝 有一對進繩軸承；軸為中間為光軸的螺栓，進繩輪中的一對進繩軸承套在光軸上，軸兩側(cè)用 軸套支撐，防止了進繩輪的滑移；所述編碼器通過聯(lián)軸器安裝在摩擦輪軸上；所述第一摩 擦包角調(diào)節(jié)器和第二摩擦包角調(diào)節(jié)器為一對螺桿，焊接在下水輪軸上；所述下水輪設(shè)有兩 側(cè)大中間小的臺階孔，兩側(cè)的大孔內(nèi)裝有一對下水輪軸承并套在下水輪軸上，下水輪軸承 外側(cè)用擋圈固定；所述下水輪軸兩端攻有螺紋，并用緊固螺母固定在機架上；回彈式滑線 電阻位移傳感器垂直裝配在摩擦輪下方，回彈式滑線電阻位移傳感器端部裝有導(dǎo)輪。[0007]所述摩擦輪為一表面粗糙的圓柱形滾筒。[0008]所述編碼器為一圓型增量式光電編碼器。[0009]所述第一摩擦包角調(diào)節(jié)器和第二摩擦包角調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)相同，都有調(diào)節(jié)導(dǎo)桿和調(diào)節(jié) 螺母組成；其中調(diào)節(jié)導(dǎo)桿與下水輪軸焊接在一起，調(diào)節(jié)螺母用螺栓與螺母固定在機架上，調(diào) 節(jié)調(diào)節(jié)螺母使調(diào)節(jié)導(dǎo)桿上下移動，調(diào)節(jié)導(dǎo)桿上下移動帶動下水輪軸上下移動。[0010]本發(fā)明一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置具有:自動測量纜繩直 徑、自動測量纜繩線速度、自整定纜繩方向等功能、自動調(diào)節(jié)能力強等優(yōu)點。保證柔性排纜機構(gòu)換向可靠，實現(xiàn)無擠壓、無切入、無塌陷、安全排纜。【專利附圖】

【附圖說明】[0011]附圖1是本發(fā)明的機械結(jié)構(gòu)圖[0012]附圖2是圖1的剖視圖[0013]附圖3是圖1的局部放大圖[0014]圖中:1、壓板，2、第一定位雙輪，3、纜繩，4、進繩輪，5、軸，6、軸套，7、編碼器，8、聯(lián) 軸器，9、第一摩擦包角調(diào)節(jié)器，10、下水導(dǎo)輪，11、機架，12、下水輪軸，13、第二摩擦包角調(diào)節(jié) 器，14、緊固螺母，15、摩擦輪，16、回彈式滑線電阻位移傳感器，17、第二定位雙輪，18、摩擦 輪軸，19、墊片，20、螺母。[0015]具體實方式[0016]下面通過本發(fā)明用于一種拖線陣拖曳試驗系統(tǒng)中的柔性排纜裝置為實施例，并結(jié) 合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。[0017]如圖1至圖3所示，本發(fā)明一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置，包 括壓板1、第一定位雙輪2、纜繩3、進繩輪4、軸5、軸套6、編碼器7、聯(lián)軸器8、第一摩擦包角 調(diào)節(jié)器9、下水導(dǎo)輪10、機架11、下水輪軸12、第二摩擦包角調(diào)節(jié)器13、緊固螺母14、摩擦輪 15、回彈式滑線電阻位移傳感器16、第二定位雙輪17、摩擦輪軸18。所述壓板I中心上開 有圓孔，中間穿有一壓板螺栓，壓板螺栓上安裝了兩個壓板軸承；所述定位雙輪2套在兩個 定位軸承上，其用來整定纜繩的方向，保證進入此裝置進入機構(gòu)的纜繩為指定方向以防止 出現(xiàn)亂繩。所述進繩輪3設(shè)有兩側(cè)大中間小的臺階孔，兩側(cè)的大孔內(nèi)裝有一對進繩軸承；所 述軸5為一較長的螺栓，中間為光軸，進繩輪4中的一對軸承套在光軸上，兩側(cè)用軸套6支 撐，防止了進繩輪4的滑移，通過調(diào)節(jié)其前后位置也可實現(xiàn)纜繩與摩擦筒之間摩擦包角的 調(diào)節(jié)；所述編碼器7為一圓型增量式光電編碼器，其通過聯(lián)軸器8安裝在摩擦輪15軸上，因 纜繩與摩擦輪15之間的摩擦力遠(yuǎn)大于克服編碼器旋轉(zhuǎn)的阻力，因此該編碼器可較高精度 地測量纜繩的速度；所述第一摩擦包角調(diào)節(jié)器9和第二摩擦包角調(diào)節(jié)器13為一對螺桿，焊 接在下水輪軸12上，通過調(diào)節(jié)其頂部的螺母即可實現(xiàn)纜繩3與摩擦筒15之間的摩擦包角， 實現(xiàn)摩擦力大小的調(diào)節(jié)；所述下水輪10設(shè)有兩側(cè)大中間小的臺階孔，兩側(cè)的大孔內(nèi)裝有一 對軸承，并套在下水輪軸12上，軸承外側(cè)用擋圈固定；所述機架11為該裝置的安裝母體； 所述下水輪軸12，兩端攻有螺紋，并用緊固螺母14固定在機架11上；所述摩擦輪15為一 表面粗糙的圓柱形滾筒，通過檢測其轉(zhuǎn)速即可得出纜繩3的速度；所述回彈式滑線電阻位 移傳感器16固定垂直安裝在機架11的左側(cè)壁上，其頂端為一橫桿壓在纜繩3上，并與摩擦 筒15的軸處于同一水平面；所述第二定位雙輪17與第一定位雙輪2類似，套在兩個定位軸 承上，其用來整定纜繩的方向，保證從此裝置導(dǎo)出纜繩為指定方向以防止出現(xiàn)亂繩。[0018]所述回彈式滑線電阻位移傳感器16用來測量纜繩的直徑并把信號通過AD轉(zhuǎn)換器 送給PLC控制器，PLC控制器根據(jù)編碼器7測出的轉(zhuǎn)速以及彈式滑線電阻位移傳感器16測 出的纜繩直徑計算出纜筒旋轉(zhuǎn)一圈，行走機構(gòu)橫向移動相應(yīng)節(jié)距即單向單頭排纜絲杠所需 旋轉(zhuǎn)的角度；第一定位雙輪I和第二定位雙輪17用來保證進入與送出的纜繩的方向以防止 出現(xiàn)“亂繩”，從而保證柔性排纜機構(gòu)實現(xiàn)無切入無塌陷柔性排纜的功能。[0019]通過前后兩個方向調(diào)節(jié)軸4位置，上下第一調(diào)節(jié)包角調(diào)節(jié)器9和第二調(diào)節(jié)包角調(diào)節(jié)器13來保證纜繩有足夠的張力來帶動摩擦輪15旋轉(zhuǎn)，摩擦輪15旋轉(zhuǎn)帶動編碼器7轉(zhuǎn)動 來測出摩擦輪15的轉(zhuǎn)速，就可計算出纜繩的速度。由于纜繩直徑的不同使得回彈式滑線 電阻位移傳感器16伸縮的線位移發(fā)生變化，這樣就使得回彈式滑線電阻位移傳感器16阻 值發(fā)生變化，這樣就能將纜繩直徑的變化轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過DA模塊轉(zhuǎn)化后送給PLC，由 PLC計算處理后得到排纜節(jié)距。實施例:[0020]本裝置用于拖拽引誘體的拖線陣拖曳試驗系統(tǒng)，拖線陣除了拖線陣75米(直徑 40mm),還有導(dǎo)纜1000米(直徑30mm)和尾繩25米(直徑25mm)。由于纜繩直徑不同，因此使 用傳統(tǒng)的拖曳絞車無法完成拖線陣的收放工作，必須使用柔性可變節(jié)距的絞車，柔性排纜 絞車中重要的反饋測量元件即為纜繩速度直徑測量及導(dǎo)向裝置。[0021]圖1為本發(fā)明裝置的機械結(jié)構(gòu)圖，整個裝置以機架11為安裝母體，集成在一起，圖 中所見的零件包括壓板1、第一定位雙輪2、纜繩3、進繩輪4、軸5、軸套6、編碼器7、聯(lián)軸器8、第一摩擦包角調(diào)節(jié)器9、下水導(dǎo)輪10、機架11、下水輪軸12、第二摩擦包角調(diào)節(jié)器13、緊固 螺母14、摩擦輪15、回彈式滑線電阻位移傳感器16、第二定位雙輪17、摩擦輪軸18。[0022]第一定位雙輪2和第二定位雙輪17都是一對鋼制筒狀結(jié)構(gòu)的圓柱體，內(nèi)部安裝有 一對軸承，并套在螺栓上；進繩輪4為帶溝槽式圓輪，中心開有兩側(cè)大中間小的臺階孔，兩 個大孔中裝有一對進繩輪軸承，并套在軸5上，軸5的兩側(cè)套有軸套6用于軸承軸向定位； 編碼器7與摩擦輪軸18之間采用聯(lián)軸器8進行聯(lián)接；第一摩擦包角調(diào)節(jié)器9和第二摩擦包 角調(diào)節(jié)器13固連在下水輪軸12上，通過調(diào)節(jié)其上的螺母即可實現(xiàn)對纜繩3與摩擦輪15之 間的摩擦包角的調(diào)節(jié)；下水輪10的結(jié)構(gòu)與進繩輪4的結(jié)構(gòu)和安裝形式基本相似，只是下水 輪軸12為凸肩軸，軸承采用擋圈定位而非進繩輪4的軸套；摩擦筒15為粗糙的滾筒，中心 開有圓孔，其一側(cè)開有鍵槽，套在摩擦輪軸上，左側(cè)采用軸肩定位，右側(cè)采用軸套定位。[0023]纜繩3通過定位雙輪I進入此裝置，不論纜繩進入前方向如何只要纜繩通過定位 雙輪2則纜繩的方向必定與定位雙輪的兩個滾輪相切，當(dāng)纜繩通過第二定位雙輪17出此裝 置時原理一致，因此第一定位雙輪2與第二定位雙輪17可用來整定纜繩的方向，保證進入 此裝置的纜繩與從此裝置輸出纜繩的方向為指定方向以防止出現(xiàn)亂繩。通過前后兩個方向 調(diào)節(jié)軸5的位置，上下第一調(diào)節(jié)包角調(diào)節(jié)器9和第二調(diào)節(jié)包角調(diào)節(jié)器13來保證纜繩有足夠 的張力來帶動摩擦輪15旋轉(zhuǎn)，摩擦輪15旋轉(zhuǎn)帶動編碼器7轉(zhuǎn)動。編碼器7發(fā)出脈沖信號， 并將其發(fā)送給PLC，通過對PLC的編程可以得出來測出摩擦輪9的轉(zhuǎn)速。纜繩2經(jīng)過第一定 位雙輪2與第二定位雙輪17整定過方向后由于經(jīng)過摩擦輪15，纜繩3直徑的不同使得處在 摩擦輪15下方的彈回式滑線電阻式位移傳感器16伸縮的線位移發(fā)生變化，彈回式滑線電 阻式位移傳感器16伸縮的線位移發(fā)生變化使得阻值發(fā)生變化將纜繩直徑的變化轉(zhuǎn)化為電 信號經(jīng)過DA轉(zhuǎn)化后傳給PLC，根據(jù)纜繩的直徑以及摩擦輪的轉(zhuǎn)速由PLC計算處理后得出纜 繩的線速度。從而實現(xiàn)纜繩直徑與速度測量及導(dǎo)向功能。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置，其特征在于:包括機架(11) 以及安裝在機架(11)上的壓板(I)、第一定位雙輪(2)、纜繩(3)、進繩輪(4)、軸(5)、軸套(6)、編碼器(7)、聯(lián)軸器(8)、第一摩擦包角調(diào)節(jié)器(9)、下水輪(10)、下水輪軸(12)、第二摩擦包角調(diào)節(jié)器(13)、緊固螺母(14)、摩擦輪(15)、回彈式滑線電阻位移傳感器(16)、第二定位雙輪(17)、摩擦輪軸(18);第一定位雙輪(2)和第二定位雙輪(17)都是由兩個定位滾輪、 定位軸承以及固定滾輪螺栓組成；所述壓板(I)中心孔設(shè)置壓板螺栓，壓板螺栓兩端均設(shè)置定位軸承；所述第一和第二定位雙輪(2、17)分別套在兩個定位軸承上；進繩輪(4)設(shè)有兩側(cè)大中間小的臺階孔，兩側(cè)的大孔內(nèi)裝有一對進繩軸承；軸(5)為中間為光軸的螺栓，進繩輪(4)中的一對進繩軸承套在光軸上，軸(5)兩側(cè)用軸套(6)支撐，防止了進繩輪(4)的滑移；所述編碼器(7)通過聯(lián)軸器(8)安裝在摩擦輪軸(18)上；所述第一摩擦包角調(diào)節(jié)器(9)和第二摩擦包角調(diào)節(jié)器(13) 為一對螺桿，焊接在下水輪軸(12)上；所述下水輪(10)設(shè)有兩側(cè)大中間小的臺階孔，兩側(cè)的大孔內(nèi)裝有一對下水輪軸承并套在下水輪軸(12)上，下水輪軸承外側(cè)用擋圈固定；所述下水輪軸(12)兩端攻有螺紋，并用緊固螺母(14)固定在機架(11)上；回彈式滑線電阻位移傳感器(16)垂直裝配在摩擦輪(15)下方，回彈式滑線電阻位移傳感器(16)端部裝有導(dǎo)輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述摩擦輪(15)為一表面粗糙的圓柱形滾筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述編碼器(7)為一圓型增量式光電編碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性排纜機構(gòu)的纜繩直徑速度測量及導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述第一摩擦包角調(diào)節(jié)器(9)和第二摩擦包角調(diào)節(jié)器(13)結(jié)構(gòu)相同，都有調(diào)節(jié)導(dǎo)桿 (19)和調(diào)節(jié)螺母(20)組成；其中調(diào)節(jié)導(dǎo)桿(19)與下水輪軸(12)焊接在一起，調(diào)節(jié)螺母(20) 用螺栓與螺母固定在機架(11)上，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母(20)使調(diào)節(jié)導(dǎo)桿(19)上下移動，調(diào)節(jié)導(dǎo)桿(19)上下移動帶動下水輪軸(12)上下移動。
【文檔編號】B66D1/38GK103601091SQ201310606401
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】鄢華林, 李亞南, 張冰蔚, 楊林初, 朱鵬程, 張成明 申請人:江蘇科技大學(xué)