一种无人船用自动收放电缆的联轴卷扬机的制作方法

本发明涉及一种卷扬机，尤其涉及一种用于无人船上的自动收放线缆兼带自动排缆功能的联轴卷扬机，具体涉及一种无人船用甲板机械类领域上的自动收放电缆的联轴卷扬机。

背景技术：

卷扬机俗称绞车，是用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，卷扬机可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物，卷扬机一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置等组成，驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件，钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮，取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具挂梁等多种形式，安全保护装置有超负载限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保护开关等。根据卷扬机驱动方式的不同，卷扬机分为手动卷扬机、电动卷扬机及液压卷扬机三种，目前主要是以电动卷扬机为主。卷扬机既可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖。

在目前的卷扬机中，收卷线缆时盘绕凌乱也是一个严重的问题，卷线凌乱会严重降低滚筒及线缆收纳舱原有的空间利用分配效率，甚至造成线卷溢出仓容的情况，对设备的使用造成极大的不便，以及可能造成设备因收放位置不到位而受到损坏，卷扬机卷线凌乱还会导致另一个严重问题，在下一次布放线缆时线缆可能因互相压迫甚至缠绕而极大阻碍线缆拖出，延长拖出时间甚至卡住线缆导致无法拖出，极大地干扰工作的进行，对于某些应用场合可能会因线缆拖放困难导致设备遭受损坏。

另外，在无人船等高端技术领域，经常需要从拖拽的线缆上引出电源供用电设备使用，例如灯具或者声呐等，在许多的应用场合则需要随时控制拖放设备的电源通断，部分应用场合则需要限制负载在不同拖放段的电源的通断，或者锁定其在收放过程中禁止通电工作，而目前市面上普遍所见的卷扬机必须通过在滚筒轴或盘上开孔引线到设备外部接接触线，造成用户安装工作量大、系统设备结构复杂，为使用和维护管理带来不便，同时，增加所占用的空间，影响设计美观性。

无人船是将是未来河海环境下各种危险、重复、枯燥任务的主要承担者，因此，如何设计一种既能够在收卷线缆时自动排布整齐滚筒上线缆，又能够对联轴卷扬机上的负载电源进行控制的无人船用的自动收放电缆的联轴卷扬机成为本领域急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，设计并开发出一种无人船用自动收放电缆的联轴卷扬机，相对传统的卷扬机，增加设计了负载电源继电接触开关模块以及链轮传动的往复型自动排缆轮，具有结构简单、外形更佳、重量更轻、装配方便等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种无人船用自动收放电缆的联轴卷扬机，根据本发明的实施例，该无人船用自动收放电缆的联轴卷扬机由电控系统和机械传动系统组成，电控系统包括：电动机、线圈、线圈支架、复位弹簧、导通触片，机械传动系统包括：滚筒轴、滚筒、排缆轮轴、排缆轮、往复丝杆、第一链轮、第二链轮、丝杆座、丝杆滑块，所述的线圈、线圈支架、复位弹簧、导通触片组成联轴卷扬机的负载电源继电接触开关模块，其中：所述的滚筒轴经所述的第一链轮与所述的往复丝杆连接；所述的电动机通过所述的第二链轮与所述的滚筒轴连接；所述的丝杆滑块，一端与所述的排缆轮轴固定连接，另一端与所述的往复丝杆连接，通过所述的第一链轮驱动其在所述的往复丝杆上左右滑动，带动排缆轮轴左右移动，使电缆能够整齐排列在所述的排缆轮上安装的所述排缆轮上；所述的电动机通过所述第二链轮驱动，带动滚筒正转或者反转，拉动所述的的缆线，使之盘绕到滚筒上；所述的电控系统控制电缆的收放及负载电源的通断，其中：所述的滚筒的两个挡盘上设有导电触片，其与滚筒上所绕的电缆中的电源线相连，其电源线与所述的导电触片连接，当滚筒停止旋转时，负载电源继电接触开关模块中的所述线圈通电，使得和用电设备相连的导通触片与导电触片吸合，用电设备工作，当滚筒转动时，所述线圈断电，用电设备停止工作。

进一步地，所述的往复丝杆安装在所述的丝杆座上，所述的滚筒固定安装在所述的滚筒轴上。

进一步地，所述的第一链轮与所述的第二链轮均与所述的滚筒轴连接。

进一步地，所述的排缆轮固定安装在所述的排缆轮轴上，且与所述滚筒的中轴线对齐。

进一步地，所述的滚筒轴分为两段，采用螺栓固定连接。

进一步地，所述排缆轮轴、往复丝杆及滚筒均为钢性圆柱状直轴。

进一步地，所述的排缆轮轴固定在所述往复丝杆的丝杆滑块上，由所述的丝杆滑块驱动所述的排缆轮轴左右移动。

进一步地，所述的电控系统通过两个独立的按钮来控制电缆的收放与负载电源的通断，一个按钮控制滚筒的正转和反转，另一个按钮控制负载电源的通断。

进一步地，所述的负载电源继电接触开关模块安装在安装座上，与所述的滚筒轴相互独立。

进一步地，所述的导通触片为铝合金导通触片。

进一步地，所述的导通触片在线圈通电时与所述滚筒挡盘上的导电触片接通。

进一步地，所述的滚筒转动后，开关按钮通过内部的中间继电器使所述的线圈的电源回路断开；滚筒停止转动时，开关按钮通过内部的中间继电器使所述的线圈的电源回路接通，线圈通电。

进一步地，所述的滚筒轴和与之配套的所述的负载电源继电接触开关模块、所述的滚筒和所述的排缆轮根据实际需要采用一组或者多组。

进一步地，所述的电控线路及按钮布置可根据实际需求进行设计。

进一步地，所述的卷扬机上设有传感器和plc，所述的电动机的转动由plc控制。

进一步地，所述的卷扬机上设有专家系统对系统进行自诊断。

进一步地，所述的卷扬机由无人船上的远程监控和维护系统控制。

本发明的有益效果在于：

（1）采取了电机驱动和多滚筒联轴结构，采用一根轴同时带动多个滚筒，减少了轴和零件的数量，通过分段刚性直轴螺栓连接的结构降低了设备对用户的安装困难度，克服了当前滚筒及传动轴具加工难度大、重量大、结构复杂的问题，简化了设备的结构，使得设备的可靠性提高；

（2）增加设计了负载电源接触开关模块，解决了现有卷扬机需要从拖拽线缆上引出电源线供用电设备使用的问题，解决了设备结构复杂、安装工作繁琐及维护管理不易等问题；

（3）采用了排缆系统，解决了当前技术中卷线凌乱造成的滚筒及线缆收纳仓空间利用率低及可能出现的由于卡线而造成的设备损坏等问题，提高了设备的工作效率，降低了设备空间利用率，减少了维护费用，另外，也使得设备更加美观、简洁；

（4）采用了传感器和自动控制，能够实现自动控制，plc根据传感器所发出的信号对电机的动作进行控制，具备一定的智能性；

（5）采用了专家系统进行自诊断，能够实时监测卷扬机的运行参数，一旦出现异常现象，专家系统根据参数的变化判断故障所在，将信号传给plc和远程监控维护系统；

（6）采用了远程监控和维护系统，无人船上具有远程运行监控系统，能够检测卷扬机的运行参数，并且能够接受专家系统传来的信息和判断结果，由对维护系统分析并且采取措施。

除了上面描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的方案，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获得其他的附图。

图1为本发明无人船用自动收放电缆的联轴卷扬机的局部结构示意图。

图2为本发明负载电源接触开关模块结构示意图。

其中，1、滚筒轴；2、排缆轮轴；3、往复丝杆；4、第一链轮；5、第二链轮；6、电动机；7、丝杆座；8、丝杆滑块；9、排缆轮；10、滚筒；11、线圈支架；12、线圈；13、复位弹簧；14、导通触片。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

根据本发明的实施例，本发明提供了一种无人船用自动收放电缆的联轴卷扬机，设计了负载电源继电接触开关模块及链轮传动的往复型自动排缆轮，解决了现有卷扬机需要从拖拽线缆上引出电源线供用电设备使用的问题，同时，也解决了当前技术中卷线凌乱造成的滚筒及线缆收纳仓空间利用率低及可能出现的由于卡线而造成的设备损坏等问题。图1为本发明无人船用自动收放电缆的联轴卷扬机的局部结构示意图，如图1所示，电动机通过第二链轮与滚筒轴连接并且驱动滚筒轴旋转，滚筒固定在滚筒轴上，滚筒轴与往复丝杆由第一链轮连接，丝杆滑块为两端为圆环状、中间杆状的结构，一端与排缆轮轴固定连接，另一端与往复丝杆连接，通过第一链轮驱动其在所述的往复丝杆上左右滑动，带动排缆轮轴左右移动，使电缆能够整齐排列在排缆轮轴上安装的排缆轮上，电动机通过第二链轮驱动、带动滚筒正转或者反转，拉动缆线，使之盘绕到滚筒上，另外，在滚筒的两个挡盘上设有导电触片，其与滚筒上所绕的电缆中的电源线相连，其电源线与所述的导电触片连接，当滚筒停止旋转时，负载电源继电接触开关模块中的所述线圈通电，使得和用电设备相连的导通触片与导电触片吸合，用电设备工作，当滚筒转动时，所述线圈断电，用电设备停止工作。根据本发明的实施例，该无人船用自动收放电缆的联轴卷扬机，包括：电控系统和机械传动系统，图1为本发明无人船用自动收放电缆的联轴卷扬机的局部结构示意图，如图1所示，电控系统包括：电动机6、线圈12、线圈支架11、复位弹簧13、导通触片14，机械传动系统包括：滚筒轴1、滚筒10、排缆轮轴2、排缆轮9、往复丝杆3、第一链轮4、第二链轮5、丝杠座7、丝杠滑块8，图2为本发明负载电源接触开关模块结构示意图，如图2所示，所述的线圈12、线圈支架11、复位弹簧13、导通触片14组成联轴卷扬机的负载电源继电接触开关模块，其中：所述的滚筒轴1经所述的第一链轮4与所述的往复丝杠3连接并且驱动所述的往复丝杆3转动；所述的电动机6通过所述的第二链轮5与所述的滚筒轴1连接并且驱动所述的滚筒轴1转动；所述的丝杆滑块8为两端为圆环状、中间杆状的结构，一端与所述的排缆轮轴2固定连接，另一端与所述的往复丝杆3连接，通过所述的第一链轮4驱动其在所述的往复丝杆3上左右滑动，带动排缆轮轴2左右移动，使电缆能够整齐排列在所述的排缆轮轴2上安装的所述排缆轮9上；所述的电动机6通过所述第二链轮5驱动，带动滚筒10正转或者反转，拉动所述的缆线，使之盘绕到滚筒10上；所述的电控系统控制电缆的收放及负载电源的通断，其中：所述的滚筒10的两个挡盘上设有导电触片，其与滚筒10上所绕的电缆中的电源线相连，其电源线与所述的导电触片连接，当滚筒10停止旋转时，负载电源继电接触开关模块中的所述线圈12通电，使得和用电设备相连的导通触片14与导电触片吸合，用电设备工作，当滚筒10转动时，所述线圈12断电，用电设备停止工作。

根据本发明的实施例，所述的往复丝杆安装在所述的丝杆座上，所述的往复丝杆能够在不改变主轴转动方向的前提下，使得丝杆滑块实现左右往复运动，在本发明的具体实施例中，所述的丝杆滑块通过所述的第一链轮根据所述的滚筒轴的旋转而运动。

根据本发明的实施例，所述的滚筒固定安装在所述的滚筒轴上，根据所述的滚筒轴的旋转而转动。

根据本发明的实施例，所述的第一链轮与所述的第二链轮均与所述的滚筒轴连接，在本发明的具体实施例中，所述的电动机通过所述的第一链轮和第二链轮来带动所述的往复丝杆转动。

根据本发明的实施例，所述的排缆轮固定安装在所述的排缆轮轴上，且与所述滚筒的中轴线对齐。

根据本发明的实施例，所述的滚筒轴可以根据实际情况采用一组或者多组，且其连接方式不受特别限制，例如可以采用联轴器连接，也可采用螺栓连接，在本发明的具体实施例中，所述的滚筒轴分为两段，采用螺栓固定连接。

根据本发明的实施例，所述排缆轮轴、往复丝杆及滚筒均为钢性圆柱状直轴。

根据本发明的实施例，所述的排缆轮轴固定在所述往复丝杆的丝杆滑块上，在本发明中，所述的往复丝杆通过所述的第一链轮由所述的滚筒轴带动旋转，所述的排缆轮轴由所述的丝杆滑块驱动其左右移动。

根据本发明的实施例，所述的电控系统控制电缆的收放与负载电源的通断，在本发明的具体实施例中，通过两个独立的按钮来控制电缆的收放与负载电源的通断，一个按钮控制滚筒的正转和反转，另一个按钮控制负载电源的通断。

根据本发明的实施例，所述的负载电源继电接触开关模块安装在安装座上，与所述的滚筒轴相互独立，不随滚筒轴的转动而运动。

根据本发明的实施例，所述的导通触片的材质不受特别限制，只要能使导通触片与滚筒两侧的挡盘上的导电触片接触导电即可，在本发明的具体实施例中，所述的导通触片为铝合金导通触片。

根据本发明的实施例，所述的导通触片起到使用电设备接通电源的作用，在本发明的具体实施例中，所述的导通触片上焊装有需要接通电源的用电设备，所述的导通触片在线圈通电时与所述所述滚筒挡盘上的导电触片接通，线圈通电后，由复位弹簧驱动导通触片与滚筒挡盘上的导电触片吸合。

根据本发明的实施例，所述的滚筒转动后，开关按钮通过内部的中间继电器使所述的线圈的电源回路断开；滚筒停止转动时，开关按钮通过内部的中间继电器使所述的线圈的电源回路接通，线圈通电，需要注意的是，中间继电器仅允许滚筒处于非转动状态下线圈通电。

根据本发明的实施例，所述的滚筒轴和与之配套的所述的负载电源继电接触开关模块、所述的滚筒和所述的排缆轮根据实际需要采用一组或者多组，在本发明的具体实施例中，负载电源继电接触模块夹在两个滚筒之间。

根据本发明的实施例，所述的电控线路及按钮布置可根据实际需求进行设计。

根据本发明的实施例，所述的卷扬机上设有传感器和plc，所述的电动机的转动由plc控制，电动机根据plc发出的信号通过链轮驱动，带动滚筒正转或者反转，拉动吊挂设备的缆线，使之盘绕到滚筒上，或者被设备拖拽伸出，达到收放设备及控制拖放的功能，当线缆收完后，传感器发出信号给plc,plc发出指令停止卷扬机运转。

根据本发明的实施例，所述的卷扬机上设有专家系统对系统进行自诊断。

根据本发明的实施例，所述的卷扬机由无人船上的远程监控和维护系统控制。

发明人发现，根据本发明实施例的装置，该自动收放电缆的卷扬机主要应用于无人船甲板机械领域，设计了负载电源继电接触模块及链轮传动的往复型自动排缆轮，解决了现有卷扬机需要从拖拽线缆上引出电源线供用电设备使用的问题，同时，也解决了当前技术中卷线凌乱造成的滚筒及线缆收纳仓空间利用率低及可能出现的由于卡线而造成的设备损坏等问题，卷扬机上设有传感器、plc、专家系统等，能够实现自动操控，具有一定的智能性，该装置具有结构简单、故障点少、操作简单、免维护、能够进行自诊断和远程监控和维护等一系列优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“接通”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。