一种主动式空中拖缆竖直收放缆装置的制作方法

1.本发明涉及一种收放缆装置，尤其是指一种主动式空中拖缆竖直收放缆装置。


背景技术：

2.高空作业机器人如外墙喷涂机器人、外墙腻子机器人、高空灭火无人机等正被广泛应用于高层建筑中，而这些机器人为大功率用电设备，电池供电无法满足，因此通常通过空中拖缆供电。
3.当设备从地面升空时，拖曳拖缆上行，要求地面放缆无缠绕打结，打结时需要停机，通过人工进行解结；当设备从高空降落时，空中拖缆在风吹或设备摆动下容易导致落地拖缆在地面缠绕打结。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：提供一种主动式空中拖缆竖直收放缆装置，旨在解决高空收放缆易缠绕和打结的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种主动式空中拖缆竖直收放缆装置，用于拖缆收放，包括：
6.夹层缆框，所述夹层缆框包括呈圆柱状的内圈缆框和外圈缆框，所述内圈缆框和外圈缆框的底部固定连接，所述内圈缆框和外圈缆框之间的间隙用于收纳拖缆；所述内圈缆框的中心设有法兰支撑，所述法兰支撑内设有回转支承；
7.转轴，所述转轴套设在回转支承上，所述转轴的一端部设有驱动转轴旋转的伺服电机；所述转轴从下到上依次设有低位推压缆拨杆及中位动力拨杆；所述低位推压缆拨杆设有两根，两根低位推压缆拨杆远离转轴的端部均设有推压缆球，所述推压缆球抵在内圈缆框和外圈缆框上方，所述中位动力拨杆设有收放缆动力组件；所述拖缆的一端穿过收放缆动力组件，并从两个推压缆球之间穿过，收纳在内圈缆框和外圈缆框之间的间隙。
8.进一步的，所述收放缆动力组件包括设于中位动力拨杆一侧的气动马达，所述气动马达的输出轴上设有动力轮，所述中位动力拨杆上设有压缆轮，所述动力轮与压缆轮的轮槽相对。
9.进一步的，所述转轴上设有为气动马达供气的气电滑环。
10.进一步的，所述转轴设有用于接收控制指令的无线网桥。
11.进一步的，所述转轴上设有高位限位拨杆，所述高位限位拨杆设在中位动力拨杆的上方，所述高位限位拨杆远离转轴的端部设有限位扣。
12.进一步的，所述压缆轮的轮轴与气动马达的输出轴之间设有拖缆限位片。
13.进一步的，所述伺服电机的输出轴与转轴之间通过连接法兰连接。
14.进一步的，所述法兰支撑设有两个，从上往下依次为第一法兰支撑及第二法兰支撑；所述第一法兰支撑内设有第一回转支承，所述第二法兰支撑内设有第二回转支承；所述第一回转支承与内圈缆框之间设有多根第一支撑柱，所述第二回转支承与内圈缆框之间设
有多根第二支撑柱。
15.进一步的，所述内圈缆框及外圈缆框均包括两个圆环及将两个圆环连接的多根立柱。
16.进一步的，所述内圈缆框与外圈缆框之间的间隙大小为1.3倍的拖缆直径。
17.本发明的有益效果在于：夹层缆框设有内圈缆框和外圈缆框，通过内圈缆框和外圈缆框之间的间隙对拖缆进行收纳，并在内圈缆框的中心设法兰支撑，在法兰支撑内设有回转支承，回转支撑内设转轴，转轴上设有驱动转轴转动的伺服电机，拖缆穿过收放缆动力组件，并从两个推压缆球之间穿过，收纳在内圈缆框和外圈缆框之间的间隙，在收放缆动力组件和伺服电机的配合下，通过两个推压缆球，实现更加顺滑的拖缆收放缆，防止拖缆缠绕和打结。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的机构获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例的主动式空中拖缆竖直收放缆装置的整体结构示意图；
20.图2为本发明实施例的夹层缆框结构示意图；
21.图3为本发明实施例的另一夹层缆框结构分解示意图；
22.图4为本发明实施例的缆轴结构示意图；
23.图5为本发明实施例的转轴结构示意图；
24.图6为本发明实施例的另一缆轴结构分解示意图；
25.图7为本发明实施例的主动式空中拖缆竖直收放缆装置的收放缆示意图；
26.图8为本发明实施例的主动式空中拖缆竖直收放缆装置的应用场景示意图。
27.其中，11、夹层缆框；12、第一支撑柱；13、第一法兰支撑；14、第二支撑柱；15、第二法兰支撑；16、万向轮；17、第一回转支承；18、第二回转支承；19、拖缆；21、转轴；22、气电滑环；23、伺服电机；24、低位推压缆拨杆；25、中位动力拨杆；26、高位限位拨杆；27、无线网桥；231、连接法兰；241、推压缆球；251、压缆轮；252、动力轮；253、气动马达；254、拉簧式氮气弹簧；255、压缆轮轴；256、拖缆限位片；257、压片；261、限位扣；100、收放缆装置；200、吊篮；300、配电箱。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.需要说明，本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方
案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
30.如图1、图2所示，本发明的第一实施例为：一种主动式空中拖缆竖直收放缆装置，用于拖缆19收放，包括：
31.夹层缆框11，夹层缆框11包括呈圆柱状的内圈缆框和外圈缆框，内圈缆框和外圈缆框的底部固定连接，内圈缆框和外圈缆框之间的间隙用于收纳拖缆19；内圈缆框的中心设有法兰支撑，法兰支撑内设有回转支承；
32.转轴21，转轴21套设在回转支承上，转轴21的一端部设有驱动转轴21旋转的伺服电机23；转轴21从下到上依次设有低位推压缆拨杆24及中位动力拨杆25；低位推压缆拨杆24设有两根，两根低位推压缆拨杆24远离转轴21的端部均设有推压缆球241，推压缆球241抵在内圈缆框和外圈缆框上方，中位动力拨杆25设有收放缆动力组件；拖缆19的一端穿过收放缆动力组件，并从两个推压缆球241之间穿过，收纳在内圈缆框和外圈缆框之间的间隙。
33.其中，伺服电机23的输出轴与转轴21之间通过连接法兰231连接。
34.本实施例中，夹层缆框11设有内圈缆框和外圈缆框，通过内圈缆框和外圈缆框之间的间隙对拖缆19进行收纳，并在内圈缆框的中心设法兰支撑，在法兰支撑内设有回转支承，回转支撑内设转轴21，转轴21上设有驱动转轴21转动的伺服电机23，拖缆19穿过收放缆动力组件，并从两个推压缆球241之间穿过，收纳在内圈缆框和外圈缆框之间的间隙，在收放缆动力组件和伺服电机23的配合下，通过两个推压缆球241，实现更加顺滑的拖缆19收放缆，防止拖缆19缠绕和打结。
35.如图4-图6所示，在具体实施例中，转轴21上设有高位限位拨杆26，高位限位拨杆26设在中位动力拨杆25的上方，高位限位拨杆26远离转轴21的端部设有限位扣261。
36.本实施例中，限位扣261通过螺栓固定在转轴21的高位限位拨杆26外端预制插槽，用于限制限位扣261与收放缆动力组件区段的拖缆19摆动。
37.如图4-图6所示，在具体实施例中，收放缆动力组件包括设于中位动力拨杆25一侧的气动马达253，气动马达253的输出轴上设有动力轮252，中位动力拨杆25上设有压缆轮251，动力轮252与压缆轮251的轮槽相对。
38.其中，压缆轮251的轮轴与气动马达253的输出轴之间设有拖缆限位片256。
39.其中，转轴21上设有为气动马达253供气的气电滑环22。
40.其中，转轴21设有用于接收控制指令的无线网桥27。
41.本实施例中，中位动力拨杆25在高位限位拨杆26下方，2
°
左偏，中位动力拨杆25的外端预制有收放缆动力组件安装件；两根11
°
夹角的低位推压缆拨杆24在中位动力拨杆25下方，近中位动力拨杆25的低位推压缆拨杆24与其1
°
左偏。气动马达253通过螺栓固定在中位动力拨杆25外端预制件预设处，为收放缆提供动力和调速；动力轮252通过平键与气动马达253固定连接，通过传递气动马达253转动收放缆；压片257，通过螺栓分别固定在气动马达253的输出轴和压缆轮轴255外侧轴端，分别用于防止动力轮252和拖缆限位片256脱落；压缆轮251的轮内内置轴承，通过轴卡限位嵌套在压缆轮轴255预设处，用于将拖缆19压入和限位在动力轮252的半圆槽内；压缆轮轴255的内侧轴端嵌套在中位动力拨杆25外端预制
件预设腰圆滑槽内并与拉簧式氮气弹簧254的活塞杆端螺纹连接，传递拉簧式氮气弹簧254的张紧压力；拉簧式氮气弹簧254的气缸端通过螺纹连接安装固定在中位动力拨杆25外端预制螺纹孔处，拉簧式氮气弹簧254的活塞杆端通过螺纹连接安装固定在压缆轮轴255的内侧轴端预制螺纹孔处，为压缆轮251提供张紧压力；拖缆限位片256通过螺栓固定在压缆轮轴255外侧轴端预设处，用于防止脱缆。推压缆球241的球内内置双轴承，通过轴卡限位嵌套在低位推压缆拨杆24外端预设处，球心介于夹层缆框11内圈缆框和外圈缆框的夹层间距中心圆上，用于将收放缆动力组件的拖缆19压入夹层缆框11夹层内或将夹层缆框11夹层内的拖缆19推起为收放缆动力组件放缆供缆；气电滑环22嵌套在转轴21上，通过螺栓固定在夹层缆框11第一法兰支撑13的法兰预设处，为无线网桥27供电，以及为气动马达253双向供气。
42.如图1-图3所示，在具体实施例中，法兰支撑设有两个，从上往下依次为第一法兰支撑13及第二法兰支撑15；第一法兰支撑13内设有第一回转支承17，第二法兰支撑15内设有第二回转支承18；第一回转支承17与内圈缆框之间设有多根第一支撑柱12，第二回转支承18与内圈缆框之间设有多根第二支撑柱14。
43.其中，内圈缆框及外圈缆框均包括两个圆环及将两个圆环连接的多根立柱。
44.其中，内圈缆框与外圈缆框之间的间隙大小为1.3倍的拖缆19直径。
45.其中，夹层缆框11的底部设有四个万向轮16。
46.本实施例中，夹层缆框11包含内圈缆框和外圈缆框；内圈缆框包括上下两个圆环，六根立柱竖直均布焊接在两个圆环之间；外圈缆框同样包括上下两个圆环，六根立柱竖直均匀焊接在两个圆环之间，同时均布间隔在两根内圈缆框立柱之间；内圈缆框均匀内嵌于外圈缆框，二者底圈通过十二根等距短柱焊接连接，内圈缆框与外圈缆框的夹层间距约为拖缆19直径的1.3倍；内圈中心在预设处焊接有上下两层法兰支撑，法兰支撑圆周均布焊接六根支撑柱，支撑柱外端与内圈缆框六根立柱在预设位置焊接连接；夹层缆框11用于承载和收纳拖缆19。内圈缆框和外圈缆框由立柱加圆环的结构组成，能够大幅减小拖缆19与夹层缆框11之间的摩擦。
47.如图1、图7、图8所示，以外墙喷涂机器人为例，说明一种主动式空中拖缆竖直收放缆装置的工作原理：
48.吊篮200上设有配电箱300，拖缆19的一端连接到配电箱300上，拖缆19的另一端设在收放拖缆装置100上。
49.当外墙喷涂机器人从地面升空时，通过无线网桥27与控制装置通讯，控制装置主动竖直放缆，此时伺服电机23驱动转轴21顺时针转动，近中位动力拨杆25的推压缆球241将夹层缆框11夹层内的收缆推起，为收放缆动力组件放缆供缆；气动马达253驱动动力轮252转动放缆，放缆经由限位扣261约束摆幅后被机器人拖曳上行；
50.当外墙喷涂机器人从高空降落时，通过无线网桥27与控制装置通讯，控制装置主动竖直收缆，此时拖缆19经由限位扣261约束摆幅进入收放缆动力组件，气动马达253驱动动力轮252转动收缆，同时伺服电机23驱动转轴21逆时针转动，远中位动力拨杆25的推压缆球241将收缆压入夹层缆框11夹层内。
51.以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领
域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种主动式空中拖缆竖直收放缆装置，用于拖缆收放，其特征在于,包括：夹层缆框，所述夹层缆框包括呈圆柱状的内圈缆框和外圈缆框，所述内圈缆框和外圈缆框的底部固定连接，所述内圈缆框和外圈缆框之间的间隙用于收纳拖缆；所述内圈缆框的中心设有法兰支撑，所述法兰支撑内设有回转支承；转轴，所述转轴套设在回转支承上，所述转轴的一端部设有驱动转轴旋转的伺服电机；所述转轴从下到上依次设有低位推压缆拨杆及中位动力拨杆；所述低位推压缆拨杆设有两根，两根低位推压缆拨杆远离转轴的端部均设有推压缆球，所述推压缆球抵在内圈缆框和外圈缆框上方，所述中位动力拨杆设有收放缆动力组件；所述拖缆的一端穿过收放缆动力组件，并从两个推压缆球之间穿过，收纳在内圈缆框和外圈缆框之间的间隙。2.如权利要求1所述的主动式空中拖缆竖直收放缆装置，其特征在于：所述收放缆动力组件包括设于中位动力拨杆一侧的气动马达，所述气动马达的输出轴上设有动力轮，所述中位动力拨杆上设有压缆轮，所述动力轮与压缆轮的轮槽相对。3.如权利要求2所述的主动式空中拖缆竖直收放缆装置，其特征在于：所述转轴上设有为气动马达供气的气电滑环。4.如权利要求3所述的主动式空中拖缆竖直收放缆装置，其特征在于：所述转轴设有用于接收控制指令的无线网桥。5.如权利要求1所述的主动式空中拖缆竖直收放缆装置，其特征在于：所述转轴上设有高位限位拨杆，所述高位限位拨杆设在中位动力拨杆的上方，所述高位限位拨杆远离转轴的端部设有限位扣。6.如权利要求2所述的主动式空中拖缆竖直收放缆装置，其特征在于：所述压缆轮的轮轴与气动马达的输出轴之间设有拖缆限位片。7.如权利要求1所述的主动式空中拖缆竖直收放缆装置，其特征在于：所述伺服电机的输出轴与转轴之间通过连接法兰连接。8.如权利要求1所述的主动式空中拖缆竖直收放缆装置，其特征在于：所述法兰支撑设有两个，从上往下依次为第一法兰支撑及第二法兰支撑；所述第一法兰支撑内设有第一回转支承，所述第二法兰支撑内设有第二回转支承；所述第一回转支承与内圈缆框之间设有多根第一支撑柱，所述第二回转支承与内圈缆框之间设有多根第二支撑柱。9.如权利要求1所述的主动式空中拖缆竖直收放缆装置，其特征在于：所述内圈缆框及外圈缆框均包括两个圆环及将两个圆环连接的多根立柱。10.如权利要求1所述的主动式空中拖缆竖直收放缆装置，其特征在于：所述内圈缆框与外圈缆框之间的间隙大小为1.3倍的拖缆直径。

技术总结
本发明提供了一种主动式空中拖缆竖直收放缆装置，用于拖缆收放，包括：夹层缆框，夹层缆框包括呈圆柱状的内圈缆框和外圈缆框；内圈缆框的中心设有法兰支撑，法兰支撑内设有回转支承；转轴，转轴套设在回转支承上，转轴的一端部设有驱动转轴旋转的伺服电机；转轴从下到上依次设有低位推压缆拨杆及中位动力拨杆；低位推压缆拨杆设有两根，两根低位推压缆拨杆远离转轴的端部均设有推压缆球，推压缆球抵在内圈缆框和外圈缆框上方，中位动力拨杆设有收放缆动力组件；拖缆的一端穿过收放缆动力组件，并从两个推压缆球之间穿过，收纳在内圈缆框和外圈缆框之间的间隙。本发明的有益效果在于：实现更加顺滑的拖缆收放缆，防止拖缆缠绕和打结。结。结。


技术研发人员：曾昭文 正端 郑之增 刘园园 成付强
受保护的技术使用者：筑橙科技（深圳）有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/5