一种具备升降横移功能的电动救援装置的制作方法

1.本发明涉及高空救援领域，特别是涉及一种具备升降横移功能的电动救援装置。


背景技术：

2.目前，国内在高层建筑物外围设施维护、高空救援、野外高空电力检修、抢险、桥梁检修、高山通信设施的维护等方面逐渐开始使用电动升降装置，国内外均有产品销售，市场刚处于起步阶段。绝大多数产品均采用常规的传动结构方式，大同小异，通常由无刷电机加减速器、刹车和绞绳机构的组合。整体结构有塑料外壳加金属承重板、多块组合式等。主机操作控制方面均采用单旋柄式，且无常规的信息提示。
3.同类升降装置进出绳导向机构、轮组、分绳结构、材质、表面硬度等与静力绳配合方面的处理没有达到好的平衡点。由于静力绳与绞绳系统的摩擦，使两者温度快速上升，长时间使用，静力绳表面加速塑化变硬，产生卡绳、挤绳，最后发生脆断，容易发生安全事故。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种具备升降横移功能的电动救援装置，采用导向滚轮传递运动，通过设计织带中心与轮组中心的重合，减少受力扭曲产生的挤压摩擦，提升绞绳装置的机械效率，减少无用功耗。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具备升降横移功能的电动救援装置，包括本体，所述本体上设有显示操控组件、传动结构组件、绞绳挂重组件、制动器组件、驱动控制组件，所述传动结构组件包括固定在本体内的无刷电机，所述制动器组件设在无刷电机的一端，无刷电机的另一端通过行星减速器连接有转动安装在本体内的工作主轴，所述工作主轴贯穿本体并转动连接在本体外侧的承接板上，工作主轴的末端连接有绞绳轮组件，行星减速器的主轴与工作主轴之间采用挡圈限位，所述制动器组件的上方设置制动器组件启停的制动器按钮；
6.所述绞绳挂重组件包括高强度悬挂带、绞绳轮组件、分绳叉、导向滚轮、绳轮护盖、弹性锁，所述绞绳轮组件中间设有分绳叉，导向滚轮有两个并通过导向滚轮支撑并以绞绳轮组件为中心水平对称设置，导向滚轮厚度方向中心与绳轮厚度所在中心平面共面。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述承接板上固定有位于绞绳轮组件下方的两个左右对称的固定铰链，固定铰链上设有安装轴销的固定孔并铰接有通过特钢轴销固定的高强度悬挂带，高强度悬挂带的中心平面与绞绳轮组件厚度中心平面共面。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述高强度悬挂带的底端铰接安装有高强度d型扣。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述绞绳轮组件上缠绕有从左侧的导向滚轮穿入的静力绳，静力绳从右侧的导向滚轮出绳。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述固定铰链上端通过定位螺钉铰接连接有绳轮护盖，绳轮保护盖绕定位螺钉旋转，以便打开或者闭合绳轮护盖，绳轮护盖上端设有弹性
锁。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述显示控制组件包括设在本体上端的显示屏、按键操控区、急停开关和无线收发器，所述显示屏用于时显示运动速度、方向、温度、电量信息，按键操控区具有选择、上下和左右按键。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述本体的上盖下侧设有通信控制板，所述无线收发器位于上盖前端并电性连接于通信控制板上，所述急停开关布置在上盖靠后侧，急停开关与通信控制板相连接。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述本体的左右两侧对称设有控制升降装置的升降的手柄，手柄从尾部到前端采用倾斜设计布置，手柄的自由端设有调节升降速度的拇指键。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述手柄上开设有滚花和铣槽。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述本体的上端设有防撞垫，所述本体的下端设有底部防撞垫。
16.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
17.1、当通信控制板的驱动控制信号发出向上或下运动时，制动器组件通电打开，无刷电机开始转动将系统需要的转速和扭矩通过行星减速器的降速，输入的扭矩即刻得到数倍放大，行星减速器输出轴将放大后的扭矩和转速传递给前端工作的工作主轴，带动与工作主轴固定在一起的绞绳轮组件同步旋转，静力绳由于重物拉力，在绞绳轮组件的旋转下从而带动绳子与绞绳轮一同旋转，实现装置的上升、下降运动，通过绳子的不同固定方位，使该传动装置可实现水平快速来回的横向移动；
18.2、通过采用分绳叉，当静力绳沿轮组旋转时，静力绳会贴合分绳叉角度平滑起绳，最后顺利脱开轮组，实现分绳，优化轮组齿形螺旋角度、齿根到轮沿的坡度，适合于绞绳，增大静摩擦，不打滑；将滚轮圆弧所在中心平面、轮组沿轴向旋转时间距的中心平面、悬挂重物的高强度织带受力平面设计为共面，确保绳、轮、重物三点在铅锤方向保持共面，同时，将导向滚轮相对于轮组中心左右对称分布，织带中心与轮组中心重合，减少受力扭曲产生的挤压摩擦，提升绞绳装置的机械效率，减少无用功耗；
19.3、静力绳从导向滚轮左侧向缠绕于绳轮上，从右侧导向滚轮出绳。设计了绳轮保护盖防止绳子滑拖，绳轮护盖下端与固定铰链用定位螺钉相连，使其绕定位螺钉旋转，以便打开或者闭合绳轮护盖，绳轮护盖上端安装了弹性锁，用手向上提弹性锁向上运动为解锁，受弹性回弹向下为锁止，绳轮护盖便紧固在分绳叉上，保护绳索不外溢，同时，绳轮护盖以圆形封闭设计，防止其他异物或者物体卷入绳轮中，发生安全事故；
20.3、通过双手柄控制能解决操控人员左右手操控习惯问题，操控人员不受局限，从而扩大人群使用范围，在实施救援过程中，其一侧手柄可为被救援人员提供手握支撑，稳定重心，能安全、顺利实现救援；同时，手柄上开设有滚花和铣槽，增大了操控人员手与手柄的摩擦力，能提供较大的握持力，能很好的起到稳定重心的作用，从而保持身体平衡。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为本发明的仰视图；
23.图3为本发明的俯视图；
24.图4为本发明的侧视图；
25.图5为本发明中无刷电机的连接示意图。
26.其中：1、高强度d型扣；2、高强度悬挂带；3、固定铰链；4、绳轮护盖；5、绳轮固定块；6、绞绳轮组件；7、导向滚轮支撑；8、导向滚轮；9、静力绳；10、分绳叉；11、无线收发器；12、按键操控区；13、显示屏；14、急停开关；15、制动器按钮；16、防撞垫；17、制动器组件；18、手柄；19、拇指键；20、供电系统；21、底部防撞垫；22、无刷电机；23、承接板；24、工作主轴；25、挡圈；26、行星减速器。
具体实施方式
27.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
28.实施例:
29.如图1-5所示，本发明提供一种具备升降横移功能的电动救援装置，包括装置本体、所述本体上设有显示操控组件、传动结构组件、绞绳挂重组件、制动器组件、驱动控制组件和供电系统组件，所述本体的上端设有防撞垫16，所述本体的下端设有底部防撞垫21。
30.所述显示控制组件包括设在本体上端的显示屏13、按键操控区12、急停开关14和无线收发器11。所述显示屏13能实时显示运动速度、方向、温度、电量等信息，按键操控区12具有选择、上下和左右按键，可进行功能设置。显示屏13和按键操控区12通过支架与本体的上盖相连，上盖与本体内的腔体侧板相连，所述本体的上盖下侧设有通信控制板，所有通信信息均来自于电路板输出，所述无线收发器11位于上盖前端并电性连接于通信控制板上。所述急停开关14布置在上盖靠后侧，急停开关14与通信控制板相连接。
31.所述传动结构组件包括固定在本体内的无刷电机22，所述制动器组件17设在无刷电机22的一端，无刷电机22的另一端通过行星减速器26连接有转动安装在本体内的工作主轴24，所述工作主轴24贯穿本体并转动连接在本体外侧的承接板23上，工作主轴24的末端连接有绞绳轮组件6，行星减速器26的主轴与工作主轴之间采用挡圈25限位，所述制动器组件17的上方设置制动器组件17启停的制动器按钮15；
32.当通信控制板的驱动控制信号发出向上或下运动时，制动器组件17收到信号通电打开，无刷电机22瞬间延迟得电开始转动，将系统需要的转速和扭矩传递到行星减速器26，通过行星减速器26的降速，无刷电机22输入的扭矩即刻得到数倍放大，然后行星减速器26输出轴将放大后的扭矩和转速传递给前端工作的工作主轴24，带动与工作主轴24固定在一起的绞绳轮组件6同步旋转。缠绕在绞绳轮组件6上的静力绳9由于重物产生的拉力，使绳与轮相互之间产生较大的挤压摩擦，在绞绳轮组件6的旋转下从而带动绳子与绞绳轮一同旋转，实现装置的上升、下降运动，通过绳子的不同固定方位，使该传动装置可实现水平快速来回的横向移动。
33.所述绞绳挂重组件包括高强度悬挂带2、绞绳轮组件6、分绳叉10、导向滚轮8、绳轮
护盖4、弹性锁，绞绳轮组件6固定连接在工作主轴24上，并通过绳轮固定块5轴向限位，分绳叉10设在绞绳轮组件6中间，导向滚轮8有两个并通过导向滚轮支撑7并以绞绳轮组件6为中心水平对称设置，导向滚轮8厚度方向中心与绳轮厚度所在中心平面共面。
34.所述承接板23上固定有位于绞绳轮组件6下方的两个左右对称的固定铰链3，固定铰链3上设有安装轴销的固定孔并铰接有通过特钢轴销固定的高强度悬挂带2，高强度悬挂带2的中心平面与绞绳轮组件6厚度中心平面共面，高强度悬挂带2的底端铰接安装有高强度d型扣1。
35.所述绞绳轮组件6上缠绕有从左侧的导向滚轮8穿入的静力绳9，静力绳9从右侧的导向滚轮8出绳，为防止绳子滑拖，设计了绳轮保护盖4，固定铰链3上端通过定位螺钉铰接连接有绳轮护盖4，绳轮保护盖4绕定位螺钉旋转，以便打开或者闭合绳轮护盖，绳轮护盖4上端设有弹性锁，用手向上提弹性锁向上运动为解锁，受弹性回弹向下为锁止，绳轮护盖4便紧固在分绳叉10上，保护静力绳9不外溢，同时，绳轮护盖4以圆形封闭设计，防止其他异物或者物体卷入绳轮中，发生安全事故。
36.本结构采用了25～35
°
左右的分绳叉10，内切圆与轮组旋转中心内径尺寸相差1mm，轮组间距调整范围为5.5-6.5mm，当静力绳9沿轮组旋转时，静力绳会贴合分绳叉10角度平滑起绳，最后顺利脱开轮组，实现分绳。优化轮组齿形螺旋角度、齿根到轮沿的坡度，适合于绞绳，增大静摩擦，不打滑。
37.调整轮组齿形表面硬度，通过调整齿面硬度和光洁度能够很好的达到静力绳与轮组的契合，避免轮组齿形表面硬度过高对静力绳产生较大过快磨损，静力绳老化快，从而大大降低使用维护成本。
38.将滚轮圆弧所在中心平面、轮组沿轴向旋转时间距的中心平面、悬挂重物的高强度织带受力平面设计为共面，确保绳、轮、重物三点在铅锤方向保持共面，同时，将导向滚轮相对于轮组中心左右对称分布，织带中心与轮组中心重合，减少受力扭曲产生的挤压摩擦，提升绞绳装置的机械效率，减少无用功耗。
39.静力绳从导向滚轮左侧向缠绕于绳轮上，从右侧导向滚轮出绳。设计了绳轮保护盖防止绳子滑拖，绳轮护盖下端与固定铰链3用定位螺钉相连，使其绕定位螺钉旋转，以便打开或者闭合绳轮护盖，绳轮护盖上端安装了弹性锁，用手向上提弹性锁向上运动为解锁，受弹性回弹向下为锁止，绳轮护盖便紧固在分绳叉上，保护绳索不外溢，同时，绳轮护盖以圆形封闭设计，防止其他异物或者物体卷入绳轮中，发生安全事故。
40.所述制动器组件17包括刹车花键、轴承、骨架油封、承接板、制动释放锁、拉力杆、弹簧和后盖，所述承接板23上安装轴承和骨架油封，所述无刷电机22的尾轴穿过承接板23并设在在制动器组件17上，所述制动释放锁通过拉力杆、弹簧、制动器自带倍力杆连接在一起。手指向后拨动制动释放锁，制动器便会逐渐减小摩擦，装置在受自重情况下，缓慢释放达到手动下降的目的。反之当升降装置通电工作时，制动器接受到控制信号时，即可打开，开始工作。速度为零时，自动锁住制动器；
41.所述驱动控制组件包括位于电机下侧的无刷电机驱动电路，无刷电机驱动电路固定设在驱动板支撑板上，所述无刷电机驱动电路设有电流、温度、转速等参数的采集控制，所述无刷电机驱动电路的各部分分别与驱动电机、供电系统、通信控制板相连接，整个系统的通断电由急停开关来实现。
42.所述供电系统组件20包括bms电路保护板、锂电池、壳体、开锁机构、电源供电口。为实现快速更换电池，满足于主机长时间作业的要求，本装置将原有固定一体的内置充电方式，优化设计成快速更换电池的方式，该结构按旋钮(lock、unlock)提示方向进行旋转，即可装卸电池，操作简单、方便、快速，大大减小等待时间和作业转换时间。
43.所述本体的左右两侧对称设有控制升降装置的升降的手柄18，双手柄控制能解决操控人员左右手操控习惯问题，操控人员不受局限，从而扩大人群使用范围，双手柄的设计，在实施救援过程中，其一侧手柄可为被救援人员提供手握支撑，稳定重心，能安全、顺利实现救援；手柄18从尾部到前端采用倾斜设计布置，人机功效好。同时，手柄上开设有滚花和铣槽，增大了操控人员手与手柄的摩擦力，能提供较大的握持力，能很好的起到稳定重心的作用，从而保持身体平衡。手柄采用高强度铝合金，强度高，支撑力大，安全可靠，表面采用特殊的处理，耐磨、不褪色，外形美观。手柄18的自由端设有调节升降速度的拇指键19，所述拇指键19具备自动回中功能，停留在中位时速度为零。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。