一种卷绕机构和悬挂设备的制作方法

本发明实施例涉及自动化设备领域，特别涉及卷绕机构和悬挂设备。

背景技术：

常见的绕线结构如图1a所示，即在电机轴上直接安装绕线轴，绕线轴2的中心孔相当于轴套，安装在电机上，与电机的转子连接，绕线1随着电机的旋转而卷绕或放松。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：这种绕线结构只能用于绕线要求不高的场合。因为在物体上升下降的过程中，绕线在绕线轴上所绕的位置不受控制，可以随机前后移动，如图1b所示，l1、l2和l3分别不相同，卷绕后的各绕线间距不相同，从而导致物体会出现水平移动；另外，由于在线轴上所扰位置的变化，就造成绕线被绕在绕线轴上的长度出现变化，这样在多个卷绕机构同时工作，同步操控多个悬挂物的位置时，会导致各个电机下面悬挂物体的行进距离不一致。同时，卷绕位置的不规则变化不仅会影响绕线被卷起时的行程，还会影响松开绕线时的悬挂物的运动路线。这样，在悬挂物被提起放下的过程中，在远处对悬挂物的可视效果好像悬挂物在抖动。

技术实现要素：

本发明实施方式的目的在于提供一种卷绕机构和悬挂设备，使得在卷绕悬挂物对应的绕线时，绕线的行程固定，使得悬挂物在运动过程中不易出现抖动。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种卷绕装置，包括：支架、固定于所述支架上的电机、与所述电机的转子固定的绕线轴以及绕线；所述绕线一端与所述绕线轴固定，另一端用于连接悬挂物；所述绕线轴的外表面具有螺纹。

本发明的实施方式还提供了一种悬挂设备，包括：多个如上述提到的卷绕装置，多个卷绕装置在水平面上阵列排布。

本发明实施方式相对于现有技术而言，新增绕线轴的外表面的螺纹，使得卷绕装置在卷绕时，绕线会被引导而嵌入螺纹，这样，绕线被卷绕时相当于进行了自动排列，使得绕线在绕线轴上平均分布，且绕线轴每转一圈绕线走过的行程基本相同，不会因为绕线在绕线轴上的位置突变，而造成的绕线行程突变，即用户在远观时悬挂物的抖动，从而使得绕线一端的悬挂物的位置更精确。可见，本发明实施方式中的卷绕机构和悬挂设备使得在卷绕悬挂物对应的绕线时，绕线的行程固定，使得悬挂物在运动过程中不易出现抖动。

作为进一步改进，所述螺纹的参数根据所述绕线的外径设置。根据绕线外径确定的螺纹参数，使得绕线在卷绕时卷绕位置更易被引导，且在快速持续的卷绕动作中，卷绕位置更易平均分布在绕线轴上。

作为进一步改进，所述螺纹的大径和小径的差值的一半为所述绕线直径的八分之七。限定八分之七的比例关系，可以更好地使得绕线被导入螺纹齿槽中。

作为进一步改进，螺纹为三角形螺纹。三角形螺纹可以进一步保证绕线被导入螺纹齿槽中，且不易滑脱。

作为进一步改进，所述绕线轴的两侧设有线轴挡板，所述线轴挡板垂直于所述绕线轴的轴线。设置于绕线轴两侧的线轴挡板可以避免绕线跳出绕线轴，从而避免绕线行程的大幅变化造成的悬挂物高度错误。

作为进一步改进，还包括防跳线机构，所述防跳线机构与所述支架固定，所述绕线经所述防跳线机构连接所述悬挂物；所述防跳线机构具体包括：承载部和遮挡部；所述承载部与所述支架连接，所述绕线经所述承载部连接所述悬挂物；所述遮挡部设于所述承载部上，以阻挡所述绕线移出所述承载部。利用承载部和遮挡部的配合，限定绕线在绕线轴和悬挂物之间的位置，使得进一步避免绕线从绕线轴上跳出。

作为进一步改进，所述承载部包括：滑轮和连接件；所述连接件与所述支架固定，所述滑轮套设在所述连接件上。利用滑轮作为承载部，便于承载部的低成本实现，且结构简便效果好。

作为进一步改进，所述承载部还包括：设置于滑轮两侧的挡片；所述遮挡部为螺钉，所述挡片的对应位置具有通孔，所述螺钉利用所述通孔连接所述两侧的挡片。利用螺钉作为遮挡部，低成本地实现了防止绕线从滑轮中脱出的功能。

作为进一步改进，所述螺钉和所述支架连接。螺钉和支架固定，很好地固定了滑轮的挡片，避免挡片随滑轮转动而造成对绕线的缠绕。

作为进一步改进，所述承载部还包括限位件；所述限位件设于所述连接件上，以限制所述滑轮在所述连接件上的位移。利用限位件固定滑轮，使得滑轮相对于绕线轴的位置固定，不会因为滑轮的位置影响绕线的卷绕位置。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1a是根据本发明背景技术中的现有绕线结构示意图；

图1b是图1a中a区域的放大示意图；

图2是根据本发明第一实施方式中卷绕装置示意图；

图3a是根据本发明第一实施方式中卷绕装置的绕线轴的侧视图；

图3b是根据本发明第一实施方式中卷绕装置的绕线轴的主视图；

图3c是图3b中a区域的放大示意图；

图3d是根据本发明第一实施方式中卷绕装置的绕线轴的剖视图；

图3e是图3d中b区域的放大示意图；

图4是根据本发明第二实施方式中卷绕装置示意图；

图5是根据本发明第三实施方式中悬挂设备示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种卷绕装置。本实施方式的核心在于具体包括：支架2、固定于支架2上的电机1、与电机1的转子固定的绕线轴3以及绕线5；绕线一端与绕线轴3固定，另一端用于连接悬挂物4；其中，绕线轴3的外表面具有螺纹。新增绕线轴3的表面的螺纹，使得卷绕装置在卷绕时，绕线5会被引导而嵌入螺纹，这样，绕线5被卷绕时相当于进行了自动排列，使得绕线在绕线轴3上平均分布，且绕线轴3每转一圈绕线走过的行程基本相同，不会因为绕线在绕线轴3上的位置突变，而造成的绕线行程突变，即用户在远观时悬挂物4的抖动，从而使得绕线一端的悬挂物4的位置更精确。可见，本实施方式中的卷绕机构使得在卷绕悬挂物4对应的绕线时，绕线的行程固定，使得悬挂物4在运动过程中不易出现抖动。下面对本实施方式的卷绕机构的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

本实施方式中卷绕机构的结构如图2所示，包括：支架2、固定于支架2上的电机1、与电机1的转子固定的绕线轴3以及绕线5；绕线一端与绕线轴3固定，另一端用于连接悬挂物4；还包括：线轴挡板7，设于绕线轴3的两侧，且垂直于绕线轴3的轴线。线轴挡板7可以有两个，一个线轴挡板7设于绕线轴3靠近电机1的一侧。设置于绕线轴3两侧的线轴挡板7可以避免绕线跳出绕线轴3，从而避免绕线行程的大幅变化造成的悬挂物4高度错误。

其中，绕线轴3的外表面具有螺纹。具体的说，螺纹的参数(大径、小径、螺距l、牙型角β等)可以根据绕线的外径设置。其中，大径指的是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径。小径指的是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径。螺距指的是相邻牙在中径线上对应两点间的轴向距离。牙型角指的是螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。

举例来说，如图3a至图3c所示，本实施方式中的螺纹为三角形螺纹，而且是牙型角(β)为60℃的三角形螺纹，其中，31为绕线轴3的转轴，和电机的转子连接；如图3d和图3e所示，螺纹的大径和小径的差值的一半(h)为绕线直径的八分之七时，绕线可以被很好地导入螺纹的齿槽中，同时在绕线5卷绕平铺在绕线轴3表面时，绕线本身又会形成沟槽，绕线在铺满第一层后，后续绕线的卷绕位置会在层叠在第一层之上，从图3e中可以很好地看出，后续绕线会继续被嵌入第一层绕线的间隔中。这样在卷绕装置持续工作时，保证了绕线平均稳定地缠绕在绕线轴3的表面。

由于螺纹具有一定的深度，所以绕线在卷绕时，会自行内嵌到相应的螺纹中，很好地引导了绕线的卷绕位置，而且螺纹本身连续不断，所以即使绕线轴3在一个方向持续卷绕，绕线的卷绕位置也会跟随螺纹前行，不会突变或是持续卷绕在一个位置。这样，本实施方式中的卷绕装置中绕线的卷绕长度可以被精确控制，避免了在卷绕阶段和释放阶段的抖动，很好地稳定了悬挂物4的位置。

优选地，本实施方式中的卷绕装置还可以包括防跳线机构6，防跳线机构6与支架2固定，绕线经防跳线机构6连接悬挂物4。其中的防跳线机构6可以具体包括：承载部和遮挡部；承载部与支架2连接，绕线5经承载部连接悬挂物4；遮挡部设于承载部上，以阻挡绕线移出承载部。利用承载部和遮挡部的配合，限定绕线在绕线轴3和悬挂物4之间的位置，使得进一步避免绕线从绕线轴3上跳出。

具体的说，承载部包括：滑轮61和连接件62；连接件62与支架2固定，滑轮61套设在连接件62上。实际应用中，连接件62可以采用螺钉等细长的柱形件。利用滑轮61作为承载部，便于承载部的低成本实现，且结构简便效果好。

另外，承载部还可以包括：设置于滑轮61两侧的挡片63；遮挡部为螺钉64，挡片63的对应位置具有通孔(图中未示出)，螺钉64利用通孔连接两侧的挡片63。利用螺钉64作为遮挡部，低成本地实现了防止绕线从滑轮61中脱出的功能。其中，螺钉64还可以与支架2也连接，很好地固定了滑轮61的挡片63，避免挡片63随滑轮61转动而造成对绕线5的缠绕。

在此需要说明的是，遮挡部的螺钉与前文中连接件62所采用的螺钉并不是同一个部件。另外，虽然本实施方式中的卷绕装置包括防跳线机构6，但实际应用中，即使没有防跳线机构6也可以实现卷绕装置的防抖动功能。

本发明的发明人发现，在卷绕装置中的绕线硬度较高时，很容易由于悬挂物4受到向上的作用力量，而使得绕线5跳出绕线轴3，特别是当悬挂物4重量较轻时。另外，现有的卷绕装置在卷绕(上升)过程中，在绕线轴的某圈上会出现缠绕多圈，在个别圈又会出现只缠绕单圈，从而导致在下降过程时，由于释放的长度不一致而导致悬挂物体“上下抖动”。

举例来说，当卷绕装置悬挂的是小球时，小球很容易被意外触碰，如果触碰是人为的托举时，绕线很容易出现跳线，而且一旦出现跳线，至少脱出绕线轴3的一圈，小球的高度将下降一圈的长度，而且调整时会非常麻烦，需要停止卷绕装置，人为将绕线绕回刚才的位置，如果卷绕装置被设置较高，还需要卸下卷绕装置再进行操作，费时费力。而当卷绕装置对应的悬挂物4的是一组悬挂物4中的一种，对悬挂物4高度的要求就更为精准。

本发明的第二实施方式涉及一种卷绕装置。第二实施方式是在第一实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：本发明第二实施方式中，承载部还包括限位件；限位件设于连接件62上，以限制滑轮61在连接件62上的位移。

具体的说，限位件可以设置在滑轮61的两侧，如图4所示，限位件可以是两个紧固螺母65(由于其中两个紧固螺母相对设置，图中只能见到一个，另一个位于滑轮61对面侧，图4中不可见)。本发明的发明人发现，如果承载部在连接件62上来回移动，就会造成滑轮61和绕线轴3的距离不固定，这样，就直接影响了悬挂物4的实际高度。另外，由于滑轮61的位置不固定，还会给绕线造成不同方向的横向作用力，使绕线在绕线轴3上的缠绕位置发生突变，影响悬挂物4的稳定。

可见，设置限位件固定滑轮61，使得滑轮61相对于绕线轴3的位置固定，不会因为滑轮61的位置影响绕线的卷绕位置。

本发明第三实施方式涉及一种悬挂设备，包括：多个如第一实施方式或第二实施方式中的卷绕装置。

如图5所示，本实施方式中的各个卷绕装置在水平面上阵列排布，其中，利用支架2固定各卷绕装置中的电机1，且每个卷绕装置中绕线5和对应的悬挂物4连接，悬挂物4都是小球，可以知道的是，本实施方式中的悬挂设备可以利用各个卷绕装置分别控制小球，使得小球组合为各种三维图像，且三维影像可以正视可以仰视，可以为不同视角的观众设计不同的展示图像，应用广泛。

不难发现，本实施方式为包含第一实施方式中卷绕装置的设备实施例，本实施方式包含了第一实施方式中的所有技术方案，第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。