一种无扭转卷线机构的制作方法

本发明涉及卷线机构，具体地说是一种无扭转卷线机构。

背景技术：

在很多自动化设备中，执行单元与控制系统之间相互分离，两者之间通过线缆连接且执行单元需要实时运动。传统工业拖链不能满足部分现场条件的要求，设备外露出较长的线缆，线缆之间会因为相互缠绕打结影响设备运行。因此需要设计一种卷线机构，对外露线缆进行整理。

传统的卷线机构只有一个卷筒，线缆一端固定，另一端为自由端，通过卷筒旋转将自由端线缆逐渐缠绕至卷筒上。当设备线缆两端同时固定时，采用传统卷线机构不可避免的会使线缆在缠绕过程产生扭转，线缆扭转不仅会对缠绕过程产生干扰，同时会对一些不具备抗扭转能力的线缆造成损伤。因此需要设计一种适用于线缆两端固定场合的无扭转卷线机构。目前尚没有适用于线缆两端固定场合的无扭转卷线机构的相关报道。

技术实现要素：

针对现有技术中卷线机构存在缠绕过程线缆易扭转等不足之处，本发明的目的在于提供一种无扭转卷线机构。该无扭转卷线机构可以保证缠绕过程线缆无扭转。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括驱动卷筒、中间卷筒、固定卷筒、转轴及可移动的支撑框架，其中转轴的两端转动安装在所述支撑框架上，并分别穿过所述驱动卷筒、中间卷筒及固定卷筒，所述驱动卷筒作为主动部件与转轴连动，所述中间卷筒及固定卷筒分别与转轴转动连接，该固定卷筒固接在所述支撑框架上；所述转轴随驱动卷筒旋转，通过位于所述固定卷筒内部的传动装置与位于所述中间卷筒内、并与中间卷筒连动的减速装置相连接，通过所述传动装置及减速装置将转轴的转动传递至中间卷筒；所述中间卷筒上设有在旋转时勾住线缆的导向弯钩。

其中：所述固定卷筒上转动安装有减速轴，所述传动装置为分别安装在转轴及减速轴上的一组换向齿轮，所述减速装置为分别安装在减速轴及转轴上的一组减速齿轮，该转轴通过所述一组换向齿轮及一 组减速齿轮将转动传递至中间卷筒，所述中间卷筒的转速为驱动卷筒转速的一半；所述一组换向齿轮为换向齿轮A及换向齿轮B，所述一组减速齿轮为减速齿轮A及减速齿轮B，所述换向齿轮A及换向齿轮B分别与转轴、减速轴连动，且相互啮合；所述减速轴的一端由固定卷筒穿出、并连接有所述减速齿轮A，所述减速齿轮B与所述中间卷筒固接，该减速齿轮B与减速齿轮A啮合传动；

所述驱动卷筒包括驱动卷筒壳体及分别连接于该驱动卷筒壳体两端的驱动卷筒左端盖和驱动卷筒右端盖，该驱动卷筒左端盖的外表面上沿圆周方向均布有多个驱动把手；所述驱动卷筒左端盖和驱动卷筒右端盖均与转轴之间键连接；

所述中间卷筒包括中间卷筒壳体及分别连接于该中间卷筒壳体两端的中间卷筒左端盖和中间卷筒右端盖，该中间卷筒壳体的外表面上设有多个导向弯钩，所述中间卷筒左端盖和中间卷筒右端盖均通过轴承与转轴转动连接；所述导向弯钩沿中间卷筒壳体的轴向呈弧形布置，一端分别固接在中间卷筒壳体上，另一端向同一侧弯折；所述中间卷筒左端盖连接于中间卷筒壳体左端的端部，所述中间卷筒右端盖位于中间卷筒壳体右端的内部，该中间卷筒右端盖与所述中间卷筒壳体右端端部之间留有容置所述减速装置的空间；

所述固定卷筒包括固定卷筒壳体及分别连接于该固定卷筒壳体两端的固定卷筒左端盖和固定卷筒右端盖，该固定卷筒左端盖和固定卷筒右端盖均通过轴承与转轴转动连接，且所述固定卷筒右端盖固接在所述支撑框架上；所述驱动卷筒、中间卷筒及固定卷筒的外径相等，所述驱动卷筒与固定卷筒的轴向长度一致；所述驱动卷筒、中间卷筒及固定卷筒与转轴同轴连接；所述支撑框架的两端分别设有轴承座，所述转轴的两端分别与两个所述轴承座转动连接；所述支撑框架的底部安装有便于移动的脚轮。

本发明的优点与积极效果为：

1.结构紧凑、易于搬运。本发明通过一根转轴传递动力，实现三个卷筒之间特定的转速要求(即中间卷筒转速为驱动卷筒转速的一半)，减少了机构外形尺寸，部件数量少且结构紧凑，方便设备在现场搬运。

2.操作简单、方便可靠。本发明只需为驱动卷筒提供动力，即可实现线缆的无扭转收放过程，操作简便且扭转力矩小，只需手动即可完成，不需要辅助工具。

3.可实现线缆两端固定情况下的无扭转缠绕。通过设计三个卷筒之间特定的转速关系，保证线缆收放过程不会产生扭转变形，为两 端固定的外露线缆整理提供解决方案。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明驱动卷筒、中间卷筒及固定卷筒的爆炸图；

图3为本发明驱动卷筒、中间卷筒及固定卷筒的内部剖视图；

其中：1为驱动卷筒，2为中间卷筒，3为固定卷筒，4为转轴，5为轴承座，6为支撑框架，7为脚轮，101为驱动卷筒左端盖，102为驱动卷筒壳体，103为驱动卷筒右端盖，104为中间卷筒左端盖，105为中间卷筒壳体，106为中间卷筒右端盖，107为固定卷筒左端盖，108为固定卷筒壳体，109为固定卷筒右端盖，110为导向弯钩，201为驱动把手，202为换向齿轮A，203为换向齿轮B，204为减速轴，205为减速齿轮A，206为减速齿轮B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括驱动卷筒1、中间卷筒2、固定卷筒3、转轴4、轴承座5、支撑框架6及脚轮7，其中驱动卷筒1、中间卷筒2及固定卷筒3外径相等，驱动卷筒1和固定卷筒3的轴向长度一致，主要用于缠绕线缆，具体长度根据线缆长度和直径而定；中间卷筒2主要用于为线缆导向，具体长度根据线缆弯曲半径而定。转轴4分别穿过驱动卷筒1、中间卷筒2及固定卷筒3，并与驱动卷筒1、中间卷筒2及固定卷筒3同轴连接。支撑框架6为长方体形状的框架，长度方向的两端分别固接有轴承座5，转轴4的两端分别与两个轴承座5转动连接。在支撑框架6的下方配有四个脚轮7，便于设备在现场搬运。驱动卷筒1作为主动部件与转轴4连动，中间卷筒2及固定卷筒3分别与转轴4转动连接，固定卷筒3固接在支撑框架6上。转轴4随驱动卷筒1旋转，通过位于固定卷筒3内部的传动装置与位于中间卷筒2内、并与中间卷筒2连动的减速装置相连接，通过传动装置及减速装置将转轴4的转动传递至中间卷筒2。

如图2所示，驱动卷筒1包括驱动卷筒左端盖101、驱动卷筒壳体102及驱动卷筒右端盖103，驱动卷筒左端盖101和驱动卷筒右端盖103分别固接于驱动卷筒壳体102左右两端的端部。驱动卷筒左端盖101的外表面上沿圆周方向均布有多个驱动把手201；本实施例的驱动把手201为四个，操作人员手动推动驱动把手201或电机通过驱动把手201为驱动卷筒提供动力，带动驱动卷筒1以设定转速旋转。驱动卷筒左端盖101和驱动卷筒右端盖103均与转轴4通过平键连接、将运动传递给转轴4，带动转轴4与驱动卷筒1以相同转速旋转。

中间卷筒2包括中间卷筒左端盖104、中间卷筒壳体105及中间卷筒右端盖106，中间卷筒左端盖104固接于中间卷筒壳体105左端端部，中间卷筒右端盖106固接于中间卷筒壳体105右端的内部，并与中间卷筒壳体105右端端部之间留有容置减速装置的空间。在中间卷筒壳体105的外表面上设有多个导向弯钩110(本实施例为五个)，各导向弯钩110沿中间卷筒壳体105的轴向呈弧形布置，一端分别固接在中间卷筒壳体105外表面上，另一端向同一侧弯折，中间卷筒2旋转过程中，导向弯钩110勾住线缆，使线缆在中间卷筒2上呈弧形分布，确保线缆缠绕过程的稳定性。中间卷筒左端盖104和中间卷筒右端盖106均通过轴承、轴套与转轴4转动连接。

固定卷筒3包括固定卷筒左端盖107、固定卷筒壳体108及固定卷筒右端盖109，固定卷筒左端盖107和固定卷筒右端盖109分别固接于固定卷筒壳体108左右两端的端部。固定卷筒左端盖107和固定卷筒右端盖109均通过轴承、轴套与转轴4转动连接，固定卷筒右端盖109通过连接件与支撑框架6相连接，保证固定卷筒3不旋转。

如图3所示，固定卷筒3上转动安装有减速轴204，该减速轴204位于固定卷筒壳体108的内部、与转轴4相平行，两端分别通过轴承、轴套转动安装在固定卷筒左端盖107及固定卷筒右端盖109上。传动装置为分别安装在转轴4及减速轴204上的一组换向齿轮，分别为换向齿轮A202、换向齿轮B203，换向齿轮A202与转轴4键连接，换向齿轮B203与减速轴204键连接，该换向齿轮A202与换向齿轮B203啮合传动，将运动传递给减速轴204。减速装置为分别安装在减速轴204及转轴4上的一组减速齿轮、减速比为2：1，分别为减速齿轮A205及减速齿轮B206，减速轴204的一端由固定卷筒左端盖107穿出，插入到中间卷筒右端盖106与中间卷筒壳体105右端端部之间的空间中，减速齿轮A205与减速轴204键连接，减速齿轮B206套在转轴4上、与中间卷筒右端盖106固接，减速齿轮A205与减速齿轮B206啮合传动，将运动传递给中间卷筒2，中间卷筒2的转速为驱动卷筒1转速的一半。换向齿轮A202与换向齿轮B203主要用于保证中间卷筒2和驱动卷筒1同向旋转，因此中间卷筒2与驱动卷筒1旋转方向相同，且中间卷筒2转速为驱动卷筒1转速的一半。

本发明的工作原理为：

线缆一端固定于控制系统，另一端经由固定卷筒3缠绕半周，再通过导向弯钩110导向，经驱动卷筒1缠绕半周后引出，与另一侧执行单元固定端相连。线缆缠绕过程中，驱动卷筒1旋转，将线缆带入本发明的卷线机构；由于中间卷筒2转速仅为驱动卷筒1转速的一半， 卷入线缆会在导向弯钩110上滑动，将卷入线缆的一半长度分配给固定卷筒3。因此，驱动卷筒1与固定卷筒3对称地缠绕线缆，整个过程中线缆只会在导向弯钩110上滑动，不会产生扭转变形。线缆放出过程中，驱动卷筒1反向旋转，将缠绕好的线缆带出本发明卷线机构，与线缆缠绕过程原理相同，驱动卷筒1与固定卷筒3对称地放出线缆，整个过程中线缆仍然不会产生扭转变形。