分支光缆及电缆类材料的快速放取装置及其放取方法与流程

本发明涉及一种分支光缆及电缆类材料的快速放取装置及其放取方法，属于线材放取技术领域。

背景技术：

分支光缆、电缆类产品通常应用于光通信及配电类产品中的光、电能信息传输；在整个传输过程中分支光缆、电缆充当传输介质作用；相应分支光缆、电缆类材料广泛应用于光纤配线架、光传输网、交直流配电柜、通信基站/柜等产品。

常规外购的分支光缆、电缆类等线材，通常存储在大型盘体并以盘绕的方式进行包装，使用时需要先放取。但在实际放取过程中，因大线轮的盘体较大，且重量重，通常需要吊装设备并配合大型的旋转机构，且收取电机功率较大，并需多人同时操作，方可进行线揽材料的放取。这种放取方式，一方面由于线揽材料均具有一定的硬度，盘绕后的线揽材料按绕线直径会产生不同曲率的变形，因此在放取过程中，张力过大会造成线揽材料的过渡拉伸易造成线材的二次形变；张力过小，由于线材保留原来曲率变形，会造成收取不均，而影响使用。另一方，这种线材的放取方式，需要3至4人同时操作，并需配备多种辅助工具，工作效率低、劳动强度大，并伴随有一定的安全隐患。再则，放取线材是通过计算长度或称重的方式进行计长，放取线材的长度控制困难，造成线材放取长度偏差较大，存在一定的浪费现象等缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构合理，能自动快速放取放线材，且线材放取精度高，能有效降低作业人员劳动强度，操作安全的分支光缆及电缆类材料的快速放取装置及其放取方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种分支光缆及电缆类材料的快速放取装置，其特征在于：包括用于对线材进行引导的线材导引机构、用于对线材放线的旋臂放料机构、用于对线材长度进行计长的线材长度计量机构和用于收取线材的收取机构，

所述的线材导引机构包括导引架、两个以上的引导轮以及线轮座，导引架顶部安装有上引导轮、导引架外侧的横梁上安装有外引导轮，用于对大线轮进行定位和固定的线轮座设置在导引架的底部，且线轮座包括轮座以及顶部的连接座，且连接座上具有带外锥面的挤压锥；

所述的旋臂放料机构包括底座、主轴、转臂以及线性轴承和调节螺杆，所述转臂的远端具有线材穿过的线孔，线性轴承安装在线孔内，具有螺纹孔的主轴其上部连接在转臂的近端，且转臂与主轴同步转动，主轴下部设置在下轴套内并能相对于下轴套作轴向移动，下轴套安装在底座上，调节螺杆穿过转臂与主轴的内螺孔连接，底座拆卸式安装在大线轮或连接座上，底座底部具有带锥孔的定位套，挤压锥与定位套的锥孔相配，所述的上引导轮、主轴以及定位套和挤压锥具有同一轴心线；

所述的线材长度计量机构设置在外引导轮的后部，线材长度计量机构包括基座、导向座、测长传感器、滑动座、侧滚轮、下滚轮以及限位滚轮，具有至少两个导向轴的导向座安装在基座上，滑动座安装在导向轴上并能相对于导向轴作轴向移动，弹簧套装在各导向轴上，弹簧的上端顶在导向座、下端顶在滑动座上，测长传感器安装在滑动座上，且基座在进线侧和出线侧均竖置安装有一对限位滚轮对进出线材引导和限位，滑动座的两侧沿纵向安装有侧滚轮，且侧滚轮位于测长传感器的侧部，基座沿纵向安装有至少一个下滚轮，且下滚轮位于测长传感器的下部；

所述的收取机构设置在线材长度计量机构的后部，收取机构包括调速电机、绕线轴、转盘和收线轮，安装在支座上的调速电机其输出轴与绕线轴连接，外侧具有径向卡槽的绕线轴通过轴承安装在支座的轴座上，收线轮与出线侧的一对限位滚轮对应，收线轮沿周向间隔设有幅板，幅板两端固定有端盖，收线轮的两个端盖以及转盘通过键连接在绕线轴上，收线轮一端的端盖连接在转盘上、另一端的端盖外侧安装有两半开的限位挡板，限位挡板卡接在绕线轴的径向卡槽内对收线轮轴向限位，收线轮具有0.5～3°的外锥面。

本发明的分支光缆及电缆类材料的快速放取装置的放取方法，其特征在于：把大线轮放置在线材导引机构的线轮座进行定位的固定，将旋臂放料机构的定位套与线轮座的挤压锥或大线轮上的挤压锥配合，把底座连接在大线轮或连接座上，将待放取线材的端头穿过旋臂放料机构中转臂的线性轴承并向上牵引经过上引导轮和外引导轮，用于施加向上牵引线材的牵引力，对中等硬度线材在牵引过程中的扭力进行释放，旋转调节螺杆调整转臂的高度位置，调节到所需的牵引张力；再把线材端头穿过线材长度计量装置进线侧的限位滚轮以及侧滚轮及下滚轮，从出线侧的侧滚轮和限位滚轮伸出，通过能移动的滑动座对线材张力进一步调节，再将线材端头卡接在收线轮内，通电后，调速电机和测长传感器同时工作，调速电机带动收线轮对线材绕取，测长传感器对通过的线材进行长度计量，当达到需求的线材长度后，测长传感器输出控制信号给调速电机，调速电机停止工作，用包装带将绕取线圈进行固定后裁断线材，最后从收线轮上取出线圈。

本发明快速放取装置采用了对线材进行引导的线材导引机构、对线材放线的旋臂放料机构、对线材长度进行计长的线材长度计量机构和用于收取线材的收取机构。通过导引架底部的线轮座对大线轮进行定位和固定，通过导引架顶部的上引导轮，能在向上牵引线材的同时，配合外引导轮能对相应中等硬度的线材在牵引过程中对扭曲力进行释放。本发明的旋臂放料机构采用连接在底座上的主轴和转臂，底座能安装在线材导引机构的线轮座或大线轮上并能方便拆除，方便更换大线轮，并采用定位套与挤压维的定位配合方式，能方便将旋臂放料机构快速定位，通过转臂远端线孔内的线性轴承对线材进行牵伸引导，在线材向上运动的工作过程中，通过线性轴承来大大减少线材牵引过程中的磨擦阻力，同时通过调节螺杆能调节主轴和转臂的高度位置，继而方便对取放线材进行扩张或收缩，实现张力的调节，不会对线材造成二次形变，确保转臂绕沿大线轮的中心旋转运动，而提高生产效率。本发明线材长度计量机构的测长传感器安装在滑动座上，而滑动座安装在导向轴上并由弹簧提供向下的压力，滑动座在测长传感器的两侧安装有侧滚轮，因滑动座相对于基座呈浮动结构，当线材通过一侧的侧滚轮进入固定在基座上的下滚轮、再从另一侧的侧滚轮出去时，在线材上的张力作用下，能使滑动座上下移动，能对线材张力进一步调节，以保持线材伸直，由于测长传感器也随滑动座一起移动，故能准确对通过的线材进行计量。本发明通过基座在进线侧和出线侧的限位滚轮对线材进行引导和限位，故而使线材稳定通过。本发明收取机构采用调速电机进行牵引，能根据线材的张力及线径并按设定速度进行收取，在到达设计长度后停止工作。本发明将转盘和收线轮通过键连接在旋动轴上，既能快速对转盘和收线轮进行径向限位，还能通过设置在端盖外侧的两半开的限位挡板对收线轮轴向限位，因此能方便安装收线轮，由于收线轮采用0.5～3°的外锥面，方便将收取后线圈的拆卸。本发明收线轮沿周向间隔设有幅板，不仅能减轻收线轮的自重，同时也能方便将线材头部卡接在收线轮上，方便用包装带将绕取线圈进行固定，能实现线材的快速收取。本发明通过收取机构进行牵引，以旋臂放料机构进行辅助放料，线材长度计量机构来提升线材的放取精度，减少不必要的材料浪费，能自动快速放取放线材，一人即可操作，可替代原有多个人操作及用多种辅助工具的放取工作，降低了生产过程中的劳动强度，提高了生产作业效率及同规格产品收取后的一致性，适用多种直径规格的分支光缆、电缆类材料的快速放取。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明分支光缆及电缆类材料的快速放取装置的结构示意图。

图2是本发明旋臂放料机构的结构示意图。

图3是图2的俯视结构示意图。

图4是本发明旋臂放料机构的爆炸结构示意图。

图5是本发明的机架结构示意图。

图6是本发明线材长度计量机构的结构示意图。

图7是图6的俯视结构示意图。

图8是本发明线材长度计量机构的爆炸结构示意图。

图9是本发明收取机构的结构示意图。

图10是图9的侧视结构示意图。

图11是本发明收取机构的结构示意图。

图12是本发明收取机构的爆炸结构示意图。

其中：1—线材导引机构，1-1—导引架，1-11—横梁，1-2—上引导轮，1-3—过渡引导轮，1-4—线轮座，1-41—轮座，1-42—连接座，1-43—挤压锥，1-44—轴套，1-5—外引导轮，2—大线轮，3—旋臂放料机构，3-1—线性轴承，3-2—转臂，3-3—主轴，3-4—调节螺杆，3-5—底座，3-6—轴承座，3-7—卡接固定座，3-8—定位套，3-81—磁块，3-9—上轴套，3-10—下轴套，4—线材，5—线材长度计量机构，5-1—限位滚轮，5-2—基座，5-21—纵向调节槽，5-3—下滚轮，5-4—滑动座，5-5—侧滚轮，5-6—测长传感器，5-7—弹簧，5-8—导向座，5-81—导向轴，5-9—背板，6—机架，6-1—封板，6-2—框架，7—收取机构，7-1—收线轮，7-11—幅板，7-12—止动圈，7-13—端盖，7-14—弹性压紧板，7-2—转盘，7-3—绕线轴，7-4—连接轴套，7-5—罩壳，7-6—限位挡板，7-7—支座，7-71—轴座，7-8—电机支承板，7-9—调速电机。

具体实施方式

见图1～12所示，本发明的分支光缆及电缆类材料的快速放取装置，包括用于对线缆线材进行引导的线材导引机构1、用于对线材放线的旋臂放料机构3、用于对线材长度进行计长的线材长度计量机构5和用于收取线材的收取机构7。

见图1～4所示，本发明的线材导引机构1包括导引架1-1、两个以上的引导轮以及线轮座1-4，导引架1-1可采用门形结构，导引架1-1顶部安装有上引导轮1-2、导引架1-1外侧的横梁1-11上安装有外引导轮1-5，通过上引导轮1-2和外引导轮1-5能对相应中等硬度的线材4在牵引过程中对扭曲力先进行释放，能平稳绕在收线轮7-1上。见图1所示，本发明在导引架1-1的竖梁上安装有过渡引导轮1-3，且过渡引导轮1-3的中心高于外引导轮1-5的中心，通过多个引导轮对通过线材变形应力进行释放，使线材4保持伸直状态。

见图1所示，本发明用于对大线轮2进行定位和固定的线轮座1-4设置在导引架1-1的底部，只需将大线轮2设置在线轮座1-4上，放取时无需将大线轮2进行驱动旋转，提高了操作安全性，同时也大幅度降低能耗。见图1所示，本发明线轮座1-4包括轮座1-41以及顶部的连接座1-42，且连接座1-42上具有带外锥面的挤压锥1-43，通过挤压锥1-43的锥面能对旋臂放料机构3进行快速定位。

本发明线轮座1-4的轮座1-41和连接座1-42上设有对大线轮2内孔定位的同轴芯轴或对大线轮2外周进行限位的至少三个以上同轴的限位块，由于上部的芯轴和下部的芯轴同轴或上部和下部的限位块同轴，能对大线轮2快速定位。本发明可以在轮座1-41上设有夹板或安装孔，通过夹板或紧固件将大线轮2固定在轮座1-41上。本发明的连接座1-42可通过连接轴旋接或卡接轮座1-41上，当需要安装旋臂放料机构3时，将连接座1-42安装在轮座1-41上，而要更换大线轮2时，可将连接座1-42从轮座1-41上拆下，方便大线轮2的安装和拆卸。本发明的连接座1-42也可直接安装在大线轮2上，当需要安装旋臂放料机构3时，将连接座1-42安装在大线轮2上；当要更换大线轮2时，将连接座1-42从大线轮2上拆下，同样达到大线轮2的安装和拆卸。

见图2～4所示，本发明旋臂放料机构3包括底座3-5、主轴3-3、转臂3-2以及线性轴承3-1和调节螺杆3-4，转臂3-2的远端具有线材4穿过的线孔，线性轴承3-1安装在线孔内，当线材4向上运动时所产生向上的磨擦阻力，能通过线性轴承3-1进行释放和减少。见图2～4所示，本发明为进一步减少摩擦阻力，转臂3-2远端的线孔内安装有两个同轴的线性轴承3-1，且线性轴承3-1的平面高于转臂3-2平面。见图4所示，本发明具有螺纹孔的主轴3-3其上部连接在转臂3-2的近端，且转臂3-2与主轴3-3同步转动，在线材4的取放过程中，通过牵引力使转臂3-2沿大线轮2的中心旋转运动而将大线轮2上的线材4平稳均匀放出。由于大线轮2无需转动，因此放线平稳，而且也大幅度降低放取时的牵伸动力。见图2～4所示，本发明主轴3-3下部设置在下轴套3-10内并能相对于下轴套3-10作轴向移动，下轴套3-10安装在底座3-5上，调节螺杆3-4穿过转臂3-2与主轴3-3的内螺孔连接，因此可通过旋转调节螺杆3-4，使主轴3-3带动转臂3-2实现上下位置的调整，非常方便对线材4牵伸时的张力进行调节，故能适用不同材质及直径规格的线材取放。

见图1、2、4所示，本发明的底座3-5拆卸式安装在大线轮2或连接座1-42上，可将底座3-5卡接或通过紧固连接在大线轮2或连接座1-42上，以方便拆装放取大线轮2。本发明在底座3-5的底部具有带锥孔的定位套3-8，可通过紧固件将定位套3-8安装在底座3-5上，且挤压锥1-43与定位套3-8的锥孔相配，通过锥面配合，能达到快速定位的效果。本发明的上引导轮1-2、主轴3-3以及定位套3-8和挤压锥1-43具有同一轴心线，使转臂3-2绕主轴3-3的中心作旋转运动实现放线，由于挤压锥1-43与大线轮2同轴，故能使转臂3-2绕与大线轮2的中心作旋转运动。

见图2～4所示，本发明底座3-5上部具有轴承座3-6、四周具有法兰边，紧固件穿过法兰边上的安装孔与大线轮2或连接座1-42连接，下轴套3-10为轴承并安装在轴承座3-6内，且主轴3-3上部的轴孔内安装有上轴套3-9，该上轴套3-9可采用滑动轴承或滚动轴承，调节螺杆3-4穿过转臂3-2及上轴套3-9与主轴3-3的内螺孔连接，通过上轴套3-9支承调节螺杆3-4，该调节螺杆3-4可呈l形，能方便进行调节，且也能使转臂3-2绕主轴3-3的中心轴线轻松转动。

见图2～4所示，本发明底座3-5下部还具有卡接固定座3-7，卡接固定座3-7下部安装有定位套3-8，定位套3-8由两个半圆环构成，且其中一个半圆环内安装有磁块3-81，连接座1-42上设有与定位套3-8相配的定位槽，连接座1-42的中部设有定位轴并位于定位槽的底部，定位轴通过轴套1-44与挤压锥1-43连接，能方便旋臂放料机构3的安装和拆卸，并能轻松转动。

见图1、图5所示，本发明线材长度计量机构5设置在外引导轮1-5的后部，而收取机构7设置在线材长度计量机构5的后部，线材长度计量机构5的基座5-2和收取机构7的支座7-7安装在同一个机架6上，该机架6由框架6-2和封板6-1构成，可将控制器安装在机架6上，并将控制面板设置封板6-1上，方便操作。

见图6～8所示，本发明的线材长度计量机构5包括基座5-2、导向座5-8、测长传感器5-6、滑动座5-4、侧滚轮5-5、下滚轮5-3以及限位滚轮5-1，具有至少两个导向轴5-81的导向座5-8安装在基座5-2上，该导向座5-8呈门形结构，将两个导向轴5-81固定在基座5-2上，滑动座5-4安装在导向轴5-81上并能相对于导向轴5-81作轴向移动，弹簧5-7套装在各导向轴5-81上，弹簧5-7的上端顶在导向座5-8、下端顶在滑动座5-4上，通过弹簧5-7提供向下的压力，使滑动座5-4能根据线材的张力而自动调节其高度，能进一步实现线材张力的调节，提高材料收取时的测量精度。本发明的测长传感器5-6安装在滑动座5-4上，可在测长传感器5-6连接轴的背部设有安装孔，通过紧固件将测长传感器5-6安装在滑动座5-4上，本发明的测长传感器5-6为非接触式的现有测速测长传感器。见图7、8所示，本发明还设有背板5-9，将背板5-9安装在滑动座5-4上，通过紧固件将测长传感器5-6安装在背板5-9上。本发明通过测长传感器5-6，能提升材料放取精度，减少不必要的材料浪费。

见图6～8所示，本发明基座5-2在进线侧和出线侧均竖置安装有一对限位滚轮5-1，对进出线材4引导和限位，本发明基座5-2在进线侧和出线侧设置纵向调节槽5-21，限位滚轮5-1下部安装在纵向调节槽5-21内，可将限位滚轮5-1下部的螺杆穿出纵向调节槽5-21并通过锁紧螺母固定，能方便对其位置调节。

见图6～8所示，本发明滑动座5-4的两侧沿纵向安装有侧滚轮5-5，且侧滚轮5-5位于测长传感器5-6的侧部，基座5-2沿纵向安装有至少一个下滚轮5-3，且下滚轮5-3位于测长传感器5-6的下部，可以在基座5-2上设有两个下滚轮5-3，通过两侧滚轮5-5和两下滚轮5-3使线材4以保持伸直，由于测长传感器5-6随滑动座5-4一起移动，故能准确对通过的线材4进行计量。见图8所示，本发明的侧滚轮5-5包括侧轮轴和套装在侧轮轴上的滚轮，侧轮轴固定安装在滑动座5-4的两侧，而滚轮外周呈前后侧高中间低的结构，使线材4通过两侧的滚轮时，减少线材4移动过程中的偏移，而能进一步提高测量精度。

见图9～12所示，本发明的收取机构7包括调速电机7-9、绕线轴7-3、转盘7-2和收线轮7-1，该调速电机7-9采用带电磁抱闸电机，未通电期间该调速电机7-9处于电磁抱闸状态，安装在支座7-7上的调速电机7-9其输出轴与绕线轴7-3连接，调速电机7-9的输出轴通过连接轴套7-4与绕线轴7-3连接，可在连接轴套7-4的内孔上设有凸起的键条，而调速电机7-9的输出轴的绕线轴7-3上设有凹槽，调速电机7-9的输出轴和绕线轴7-3插入连接轴套7-4内而实现动力的连接，外侧具有径向卡槽的绕线轴7-3通过轴承安装在支座7-7的轴座7-71上。见图9、12所示，本发明为提高使用安全性，调速电机7-9安装在电机支承板7-8上，电机支承板7-8安装在支座7-7上，罩壳7-5安装在支座7-7上并罩在调速电机7-9和支座7-7。

见图9～12的示，本发明收线轮7-1与出线侧的一对限位滚轮5-1对应，收线轮7-1沿周向间隔设有幅板7-11，幅板7-11两端固定有端盖7-13，即保证收线轮7-1的强度，又能减轻收线轮7-1的自重，而降低驱动力矩，达到节能的目的。本发明收线轮7-1的两个端盖7-13以及转盘7-2通过键连接在绕线轴7-3上，该绕线轴7-3可直接加工出凸起的键，或绕线轴7-3上设有键槽，将键设置在绕线轴7-3和转盘7-2及端盖7-13的键槽内，转盘7-2与收线轮7-1制成一体结构，或通过紧固件连接，通过转盘7-2对线材4进行限位。

见图9～12所示，本发明收线轮7-1一端的端盖7-13连接在转盘7-2上、另一端的端盖7-13外侧安装有两半开的限位挡板7-6，且限位挡板7-6卡接在绕线轴7-3的径向卡槽内对收线轮7-1轴向限位，通过装拆限位挡板7-6，方便将收线轮7-1和转盘7-2安装在绕线轴7-3上。本发明的收线轮7-1具有0.5～3°的外锥面，即前小后大的外锥面，如采用1～2.5°的外锥面，能方便将收取后的线圈进行拆卸。

见图12所示，本发明即能使收线轮7-1重量较轻，又能提高其装卸的可靠性，收线轮7-1的两个端盖7-13均具有止动圈7-12，止动圈7-12上设有与键相配的槽口，且止动圈7-12的外径为端盖7-13外径的1/3～1/2，如止动圈7-12的外径为端盖7-13外径的1/2，能增加与键配合的轴向长度。见图11、12所示，本发明位于转盘7-2一侧的端盖7-13上固定有外倾的弹性压紧板7-14，且弹性压紧板7-14与其中一个幅板7-11对应，弹性压紧板7-14与幅板7-11之间具有用于夹紧线材4的间隙，将线材4端头塑形变形并通过弹性压紧板7-14夹紧，可靠、快速实现线材4的快速收取。

见图1～12所示，本发明分支光缆及电缆类材料的快速放取装置的放取方法，把大线轮2放置在线材导引机构1的线轮座1-4进行定位的固定，将旋臂放料机构3的定位套3-8与线轮座1-4的挤压锥1-43或大线轮2上的挤压锥1-43配合，把底座3-5连接在大线轮2或连接座1-42上，将待放取线材4的端头穿过旋臂放料机构3中的线性轴承3-1并向上牵引经过上引导轮1-2和外引导轮1-5，用于施加向上牵引线材4的牵引力，对中等硬度线材在牵引过程中的扭力进行释放，使原弯曲状的线材伸直，旋转调节螺杆3-4调整转臂3-2的高度位置，调节到所需的牵引张力，使线材4经过上引导轮1-2、过渡引导轮1-3和外引导轮1-5，线材4经牵引后达到保持平直状态。再把线材4端头穿过线材长度计量装置进线侧的限位滚轮5-1以及侧滚轮5-5及下滚轮5-3，从出线侧的侧滚轮5-5和限位滚轮5-1伸出，通过能移动的滑动座5-4对线材张力进一步调节。将线材4端头卡接在收线轮7-1内，通电后，调速电机7-9和测长传感器5-6同时工作，调速电机7-9带动收线轮7-1对线材4绕取，测长传感器5-6对通过的线材4进行长度计量，当达到需求的线材4长度后，测长传感器5-6输出控制信号给调速电机7-9，调速电机7-9停止工作，用包装带将绕取线圈进行固定后裁断线材4，最后从收线轮7-1上取出线圈。