基于电磁原理的钢丝绳阻旋转装置的制作方法

本实用新型涉及电磁装置技术领域，具体地指一种基于电磁原理的钢丝绳阻旋转装置。

背景技术：

普通钢丝绳是由钢丝绳股围绕钢丝绳芯螺旋捻制而成。在起升机构中，当钢丝绳吊起货物时，受到使螺旋线伸长的拉应力和使钢丝绳围绕其中心线旋转的切应力，从而使钢丝绳出现忽左忽右的旋转。钢丝绳的旋转影响了钢丝绳的工作寿命以及货物的装卸效率，具有极大的安全隐患。在部分码头，当钢丝绳出现严重的旋转而使货物不能正常提升时，通常需要另外安排人员用绳子牵住货物防止其打转。因此，我们迫切需要一种能自动阻止或减少钢丝绳旋转的装置，来降低装卸成本和提高装卸效率和作业安全性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于电磁原理的钢丝绳阻旋转装置，以阻止或减少钢丝绳的旋转，从而提高装卸效率和作业安全性。

为实现上述目的，本实用新型所设计的基于电磁原理的钢丝绳阻旋转装置，包括外壳，其特殊之处在于，所述外壳包括圆柱形的筒身、上端盖和下底座，所述筒身的内腔中部设置有与钢丝绳过盈配合的环形管，所述环形管的顶部和底部分别通过滚动轴承与上端盖和下底座连接，所述筒身中部设置有左光敏电阻和右光敏电阻，所述左光敏电阻和右光敏电阻之间留有空隙，钢丝绳上设置有角度传感器，所述环形管上设置有激光发射器，所述激光发射器发射出的激光与空隙对应，所述环形管的两侧沿长度方向对称设置有多根供导线穿过的导线架，所述外壳通过固定装置固定在吊具上，所述外壳内还设置有磁场发生装置。

进一步地，所述磁场发生装置包括设置于上端盖下部的磁场N极和设置于下底座上部的磁场S极。

更进一步地，所述环形管包括相互连接的内管和外管，所述内管与钢丝绳过盈配合，所述导线架位于外管外侧，所述外管和内管的内腔形成供导线穿过的通道。

更进一步地，所述角度传感器的应变片沿钢丝绳绳股螺旋方向布置。

更进一步地，所述激光发射器发射出的激光与空隙中点、左光敏电阻形成的圆心角不大于60°，所述激光发射器发射出的激光与空隙中点、右光敏电阻形成的圆心角不大于60°。

更进一步地，所述筒身与上端盖和下底座之间通过锁紧螺钉固定，防止其相对上端盖和下底座运动。

更进一步地，所述滚动轴承采用推力调心滚子轴承，主要承受轴向力，因此采用推力调心滚子轴承。

本实用新型的原理为：当钢丝绳为右捻向(↗)时，受力后钢丝绳发生顺时针旋转，带动导线架中的导线切割磁感线，同时角度传感器发出信号控制激光发生器发射激光，左光敏电阻因受激光照射阻值迅速减小，导线通电。根据左手定则可知，左侧的导线架受到垂直纸面向外的安培力，右侧的导线架受到垂直纸面向内的安培力，左右两侧的安培力产生使钢丝绳发生逆时针方向旋转的回复力矩。随着顺时针转动的角度越来越大，激光强度也越来越大，导线中的电流也会随着增大，回复力矩最终使钢丝绳向逆时针方向旋转。从而达到减少钢丝绳受力向顺时针旋转的幅度的目的。

本实用新型的有益效果在于：1)基于电磁原理制成自动式钢丝绳阻旋转装置，采用角度传感器、激光发生器、光敏电阻,角度传感器的输出信号控制激光发生器发出激光的强弱，结合光敏电阻的光阻特性，控制电流的有无及大小，使钢丝绳的阻旋转变得实时化和自动化，减少了传统机械式阻旋转需多次拆装钢丝绳的弊病；2)结构简单，制造使用方便；3)造价低，通过辅助装置，能够适应吊钩、吊具或抓斗的起吊作业，推广应用价值大。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为图1中C处的放大示意图；

图4为图1中D处的放大示意图；

图5为图2中E处的放大示意图；

图6为图1中环形管的俯视图；

图7为图1中环形管的仰视图；

图8为钢丝绳右捻向(↗)时线圈中电流的情况；

图9为钢丝绳左捻向(↖)时线圈中电流的情况；

图10为光敏电阻的布置图；

图11为线圈中电流的换向电路；

图12为本实用新型布置结构示意图。

图中：钢丝绳1，外壳2，筒身2-1，上端盖2-2，下底座2-3，锁紧螺钉2-4，环形管3，内管3-1，外管3-2，上导线孔3-3，下导线孔3-4，角度传感器4，激光发射器5，左光敏电阻6，右光敏电阻7，导线架8，滚动轴承9，磁场N极10，磁场S极11，导线12，固定装置13，吊具14，集装箱15。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1至图12所示，本实用新型的基于电磁原理的钢丝绳阻旋转装置，包括外壳2、环形管3、导线架8、角度传感器4、激光发射器5、左光敏电阻6、右光敏电阻7、导线12和磁场发生装置。

外壳2由圆柱形的筒身2-1、上端盖2-2和下底座2-3组成。上端盖2-2的下部设置有磁场N极10，下底座2-3的上部设置有磁场S极11。环形管3位于筒身2-1的内腔中部，环形管3的顶部和底部分别通过滚动轴承9与上端盖2-2和下底座2-3连接。滚动轴承9采用推力调心滚子轴承。对于滚动轴承9而言，其内圈套装在环形管3的外管3-2上，其外圈由固定在上端盖2-2和下底座2-3上的轴承座支承。为了提高装置的可靠性，待零位调整正确后，用对角布置的锁紧螺钉2-4锁死筒身2-1，防止其相对上端盖2-2和下底座2-3运动。

环形管3包括相互连接的内管3-1和外管3-2。内管3-1与钢丝绳1过盈配合，外管3-2的两侧沿长度方向对称设置有多根供导线12穿过的导线架8，导线架8随导线12一起切割磁场，具有一定的强度和刚度。外管3-2和内管3-1的内腔形成供导线12穿过的通道，整个环形管3可随钢丝绳1一起旋转。环形管3的上端和下端均被封装，并分别开有上导线孔3-3和下导线孔3-4。导线12从环形管上导线孔3-3穿出，从环形管下导线孔3-4穿入。

钢丝绳1上布置有角度传感器4，环形管3的外管3-2上设置有激光发射器5。角度传感器4的信号输出端与激光发射器5连接，控制激光发射器5所发出激光的强弱。为了更合理地反映钢丝绳1的旋转角度，角度传感器4的应变片沿钢丝绳7绳股螺旋方向布置。筒身2-1中部设置有左光敏电阻6和右光敏电阻7，左光敏电阻6和右光敏电阻7之间留有空隙A。激光发射器5发射出的激光与空隙A对应。如图2所示，左光敏电阻6布置在零位的左侧，右光敏电阻7布置在零位的右侧，且以钢丝绳1左右旋转60度为上限布置。偏离零位时，激光发射器5发射出的激光照射在左光敏电阻6或者右光敏电阻7上。

磁场N极10和磁场S极11由磁场发生装置产生，且磁场足够大。

固定装置13用于支承外壳2，外壳2的筒身2-1与上端盖2-2和下底座2-3之间通过锁紧螺钉2-4连接，用于调整激光发射器14的零位。当钢丝绳1刚被拉直还未吊起货物时，就旋转筒身2-1，让激光刚好照射在左光敏电阻6、右光敏电阻7之间的细小间隙A中。观察电流表，若无电流，则零位调整正确。

钢丝绳阻旋转装置布置在吊具14附近。固定装置13固定在吊具14上，可随钢丝绳1及集装箱15一起转动。固定装置13可实现阻旋转装置的外部支承装置位置不随钢丝绳1一起转动。

本实用新型的应用环境为起吊货物作业中，当钢丝绳1被拉直但未吊起货物时，将此阻旋转装置安装在靠近吊钩、抓斗或吊具14处。在货物离地后，钢丝绳1由于受力会发生旋转。

当钢丝绳1为右捻向(↗)时，受力后钢丝绳1发生顺时针旋转，带动导线架8中的导线12切割磁感线，同时角度传感器4发出信号控制激光发生器5发射激光，左光敏电阻6因受激光照射阻值迅速减小，导线12通电。根据左手定则可知，左侧的导线架8受到垂直纸面向外的安培力，右侧的导线架8受到垂直纸面向内的安培力，左右两侧的安培力产生使钢丝绳1发生逆时针方向旋转的回复力矩。随着顺时针转动的角度越来越大，激光强度也越来越大，导线12中的电流也会随着增大，回复力矩最终使钢丝绳1向逆时针方向旋转。从而达到减少钢丝绳1受力向顺时针旋转的幅度的目的。

同理，当钢丝绳1为左捻向(↖)时，受力后钢丝绳1发生逆时针旋转，带动导线架8中的导线12切割磁感线，同时角度传感器4发出信号控制激光发生器5发射激光，右光敏电阻7因受激光照射阻值迅速减小，导线12通电。根据左手定则可知，左侧的导线架8受到垂直纸面向里的安培力，右侧的导线架8受到垂直纸面向外的安培力，左右两侧的安培力产生使钢丝绳1发生顺时针方向旋转的回复力矩。随着逆时针转动的角度越来越大，激光强度也越来越大，导线12中的电流也会随着增大，回复力矩最终使钢丝绳1向顺时针方向旋转。从而达到减少钢丝绳1受力向逆时针旋转的幅度的目的。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围内。