一种全自动线缆绕线装置的制作方法

本发明涉及绕线装置技术领域，尤其涉及一种全自动线缆绕线装置。

背景技术：

在对气体绝缘金属封闭开关设备腔体进行检修时，会向气体绝缘金属封闭开关设备腔体内投放机器人，为保证气体绝缘金属封闭开关设备检修维护机器人安全及可回收性，将在机器人尾部携带控制电缆。因气体绝缘金属封闭开关设备腔体对环境要求较高，如果通过人工放线会导致线缆沾染灰尘，对气体绝缘金属封闭开关设备腔体造成二次污染。同时因部分气体绝缘金属封闭开关设备腔体检修手孔位置较高，还存在人工送线劳动强度大以及人员安全风险大的问题。为实现机器人尾部线缆的自动化管理，提高工作效率并减小工作风险，设计一种兼具自动收线和放线的功能的全自动线缆绕线装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种全自动线缆绕线装置，很好的解决了上述问题，其结构简单，兼具自动收线和放线功能，实现了机器人尾部线缆的自动化管理，提高了工作效率，减小了作业风险。

本发明提供的是一种全自动线缆绕线装置，用于线缆收线或放线，包括机架和安装在机架上的收放线组件、布线组件和绕线组件，所述收放线组件包括对应安装在机架上的主动送线轮和从动送线轮，所述主动送线轮驱动连接有送线轮电机，所述布线组件包括安装在机架上的往复丝杆和通过布线滑块安装在往复丝杆上的布线轮，所述布线轮两侧对应的机架上还安装有用于限定布线滑块移动位置的光电开关传感器，所述往复丝杆驱动连接有丝杆电机，所述绕线组件包括安装在机架上的绕线滚筒和驱动绕线滚筒的滚筒电机，所述绕线装置还包括用于控制送线轮电机、丝杆电机和滚筒电机运转的控制系统。

上述全自动线缆绕线装置，包括以下两种实现方式：

收线时，需要绕线的线缆依次穿过收放线组件、布线轮，到达绕线滚筒，送线轮电机和滚筒电机分别驱动主动送线轮和绕线滚筒转动，即带动线缆运动，而丝杆电机也为布线电机带动往复丝杆转动，使布线滑块在往复丝杆上进行往复运动，进而使线缆在绕线滚筒上缠绕的同时进行往复运动；而布线轮两侧对应的机架上安装的光电开关传感器，待布线滑块运动到限位位置时，往复丝杆电机反向旋转，即带动布线滑块反向运动，开始进入下一层的线缆缠绕和排布，依次层层往复缠绕线缆；

放线时，绕线滚筒的线缆依次穿过布线轮、收放线组件，由主动送线轮送到外面，送线轮电机和滚筒电机分别驱动主动送线轮和绕线滚筒转动，即带动线缆运动，而丝杆电机也为布线电机带动往复丝杆转动，使布线滑块在往复丝杆上进行往复运动，进而使线缆在依次在绕线滚筒上解除绕线；而布线轮两侧对应的机架上安装的光电开关传感器，待布线滑块运动到限位位置时，丝杆电机反向旋转，即带动布线滑块反向运动，开始进入下一层的线缆解除缠绕，依次层层往复放线。

进一步的，所述主动送线轮通过主动送线轴与机架转动连接，所述从动送线轮套设在从动送线轴上，所述从动送线轴两端设置有轴承，所述轴承连接有压板，所述压板通过调节螺栓与机架连接。

进一步的，所述主动送线轮和从动送线轮上均开设有送线槽，所述主动送线轮和从动送线轮上包覆有聚氨酯胶垫。

进一步的，所述收放线组件和布线组件之间还设置有线缆缓冲卡，所述线缆缓冲卡与机架固定连接。

进一步的，所述布线组件还包括安装在机架上的光杆，所述布线滑块通过直线轴承与光杆滑动连接，所述布线滑块通过内螺纹套与往复丝杆螺纹驱动连接。

进一步的，所述布线滑块上还设置有光电触板，所述光电触板与光电开关传感器相对设置。

进一步的，所述绕线滚筒通过绕线轴与机架转动连接，所述绕线滚筒两侧设置有挡线板，所述挡线板外侧设置有压线块，所述挡线板上还开设有线缆过孔。

进一步的，所述绕线装置还包括安装在机架上的外壳，所述外壳上开设有过线孔，所述过线孔上设置有清洁毛刷。

进一步的，所述机架前端还安装有立板，所述机架和立板上均开设有减重槽，所述机架安装在底板上，所述底板下部设置有万向轮或可调式脚垫。

进一步的，所述控制系统与光电开关传感器通信连接，用于控制送线轮电机、丝杆电机和滚筒电机的转速、转向和启动时序；

收线时，送线轮电机、丝杆电机和滚筒电机的启动时序为先驱动送线轮电机，再驱动丝杆电机和滚筒电机；

放线时，送线轮电机、丝杆电机和滚筒电机的启动时序为先驱动滚筒电机，再驱动送线轮电机和丝杆电机。

本发明的有益效果是：

1).本发明的绕线装置结构简单，兼具自动收线和放线功能，实现了机器人尾部线缆的自动化管理，全程不需要人工辅助，提高了工作效率，减小了作业风险；

2).通过布线滑块与光电开关传感器的相互配合，使线缆能够多层均匀排布，且排布整齐有序，绕线效果稳定高效，且由于通过紧密式设计，不仅使设计的绕线装置体积小、质量轻，而且能够具有较大的绕线量特点，尤其适用于无尘密闭腔体进行作业；

3).同时主动送线轮、往复丝杆和绕线滚筒分别通过送线轮电机、丝杆电机和滚筒电机驱动，而控制系统用于控制送线轮电机、丝杆电机和线缆滚筒电机的运转，使各组件联动控制，实现全自动绕线，且能够精确的控制送线或收线的长度。

附图说明

图1为本发明第一种实施例的立体结构视图；

图2为本发明第一种实施例的立体结构另一视图；

图3为本发明第二种实施例的结构示意图；

图4为本发明第三种实施例中线缆滚筒的结构示意图；

图5为本发明第四种实施例的结构示意图；

图中：1、机架；2、立板；3、底板；4、外壳；5、主动送线轮；6、从动送线轮；7、送线轮电机；8、往复丝杆；9、布线滑块；10、布线轮；11、光电开关传感器；12、丝杆电机；13、绕线滚筒；14、滚筒电机；15、主动送线轴；16、从动送线轴；17、压板；18、调节螺栓；19、送线槽；20、光杆；21、直线轴承；22、内螺纹套；23、光电触板；24、绕线轴；25、挡线板；26、压线块；27、线缆过孔；28、过线孔；29、减重槽；30、万向轮或可调式脚垫；31、线缆缓冲卡。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1-2所示，本发明提供了一种全自动线缆绕线装置，用于线缆收线或放线，包括机架1和安装在机架1上的收放线组件、布线组件和绕线组件，所述收放线组件包括对应安装在机架1上的主动送线轮5和从动送线轮6，所述主动送线轮5驱动连接有送线轮电机7，所述布线组件包括安装在机架1上的往复丝杆8和通过布线滑块9安装在往复丝杆8上的布线轮10，所述布线轮10两侧对应的机架1上还安装有用于限定布线滑块9移动位置的光电开关传感器11，所述往复丝杆8驱动连接有丝杆电机12，所述绕线组件包括安装在机架1上的绕线滚筒13和驱动绕线滚筒13的滚筒电机14，所述绕线装置还包括用于控制送线轮电机7、丝杆电机12和滚筒电机14运转的控制系统。

收放线组件包括主动送线轮5和从动送线轮6，所述主动送线轮5和从动送线轮6上均开设有送线槽19，所述主动送线轮5和从动送线轮6上包覆有聚氨酯胶垫。主动送线轮5与从动送线轮6紧密接触，主动送线轮5和从动送线轮6上的送线槽19组成了线缆的夹持孔，线缆穿过夹持孔，通过主动送线轮5与从动送线轮6对线缆进行夹持，送线轮电机7带动主动送线轮5转动，通过主动送线轮5和从动送线轮6的转动，从而带动线缆运动。主动送线轮5与送线轮电机7通过齿轮啮合，保证了线缆在收放线过程中的精准和平稳。而送线槽19两侧设置有缓冲带，避免了线缆跑出送线槽19。聚氨酯胶垫用以保护线缆，避免送线轮对线缆夹持过紧，造成线缆的损伤。往复丝杆8与丝杆电机12、绕线滚筒13与滚筒电机14之间可以通过皮带或者齿轮啮合连接。

布线组件也为布线器，布线组件还包括安装在机架1上的光杆20，所述布线滑块9通过直线轴承21与光杆20滑动连接，所述布线滑块9通过内螺纹套22与往复丝杆8螺纹驱动连接。即布线组件有两根导轨，分别为光杆20和往复丝杆8，其共同保证布线滑块9的往复式平稳移动。所述布线滑块9上还设置有光电触板23，所述光电触板23与光电开关传感器11相对设置，光电触板23与光电开关传感器11配套使用，且两者相对设置。

所述机架1前端还安装有立板2，所述机架1和立板2上均开设有减重槽29，降低了整个装置的重量，所述机架1安装在底板3上，所述底板3下部设置有万向轮或可调式脚垫30。万向轮使整个装置灵活的移动转移，万向轮上可以设置固定卡锁，在装置使用时，将万向轮锁定，避免其滑动；万向轮也可以换成可挑式脚垫，即脚垫可以调节高度，适用于凹凸不平的地面；万向轮与可调式脚垫也可以结合使用，将万向轮安装在可调式脚垫下方，使万向轮具有升降能力，进一步提高了绕线装置的灵活性和适用范围。

所述控制系统与光电开关传感器11连接，用于控制送线轮电机7、丝杆电机12和滚筒电机14的转速、转向和启动时序；收线时，送线轮电机7、丝杆电机12和滚筒电机14的启动时序为先驱动送线轮电机7，再驱动丝杆电机12和滚筒电机14；放线时，送线轮电机7、丝杆电机12和滚筒电机14的启动时序为先驱动滚筒电机14，再驱动送线轮电机7和丝杆电机12。

下面对采用上述全自动线缆绕线装置进行收线和放线进行详细说明。

收线时，需要绕线的线缆依次穿过收放线组件、布线轮10，到达绕线滚筒13，线缆的端部固定在绕线滚筒13上，送线轮电机7和滚筒电机14分别驱动主动送线轮5和绕线滚筒13转动，即带动线缆运动，而丝杆电机12也为布线电机带动往复丝杆8转动，使布线滑块9在往复丝杆8上进行往复运动，进而使线缆在绕线滚筒13上缠绕的同时进行往复运动；而布线轮10两侧对应的机架1上安装的光电开关传感器11，待布线滑块9运动到限位位置时，控制系统依据光电开关传感器11反馈的信号控制往复丝杆8电机反向旋转，即带动布线滑块9反向运动，开始进入下一层的线缆缠绕和排布，依次层层往复缠绕线缆；

放线时，绕线滚筒13的线缆依次穿过布线轮10、收放线组件，由主动送线轮5送到外面，送线轮电机7和滚筒电机14分别驱动主动送线轮5和绕线滚筒13转动，即带动线缆运动，而丝杆电机12也为布线电机带动往复丝杆8转动，使布线滑块9在往复丝杆8上进行往复运动，进而使线缆在依次在绕线滚筒13上解除绕线；而布线轮10两侧对应的机架1上安装的光电开关传感器11，待布线滑块9运动到限位位置时，控制系统依据光电开关传感器11反馈的信号控制丝杆电机12反向旋转，即带动布线滑块9反向运动，开始进入下一层的线缆解除缠绕，依次层层往复放线。

实施例二

如图3所示，在实施例一的基础上，所述主动送线轮5通过主动送线轴15与机架1转动连接，所述从动送线轮6套设在从动送线轴16上，所述从动送线轴16两端设置有轴承，所述轴承连接有压板17，所述压板17通过调节螺栓18与机架1连接。

即主动送线轮5与从动送线轮6相对设置，主动送线轮5与从动送线轮6在机架1上均可以旋转，而通过调节螺栓18可以调节从动送线轮6在机架1上的高度，即可以调节从动送线轮6与主动送线轮5之间的距离，改变主动送线轮5与从动送线轮6上的送线槽19形成的线缆夹持孔的大小，以适应夹持输送不同直径的线缆，进一步提高了绕线装置的适用范围。

所述收放线组件和布线组件之间还设置有线缆缓冲卡31，所述线缆缓冲卡31与机架1固定连接，线缆缓冲卡31位于绕线滚筒13前端，线缆先通过收放线组件，再通过线缆缓冲卡31，然后进入布线轮10，最后缠绕在绕线滚筒13上。

实施例三

如图4所示，在实施例一或二的基础上，所述绕线滚筒13通过绕线轴24与机架1转动连接，所述绕线滚筒13两侧设置有挡线板25，所述挡线板25外侧设置有压线块26，所述挡线板25上还开设有线缆过孔27。

即通过压线块26将线缆一端固定在绕线滚筒13上。压线块26和线缆过孔27可以设置在一侧的挡线板25上，也可以在两个挡线板25上均设置。使用时，将线缆从绕线滚筒13的轴线位置穿过，通过挡线板25凸台上预留的孔位穿出，压线块26将其固定在挡线板25上，然后通过挡线板25上预留的线缆过孔27到绕线滚筒13表面。

实施例四

如图5所示，在实施例一、二或三的基础上，所述绕线装置还包括安装在机架1上的外壳4，所述外壳4上开设有过线孔28，所述过线孔28上设置有清洁毛刷，清洁毛刷的刷毛一端固定在外壳4上，另一端朝向过线孔28的中心处。

即将整个装置放置到外壳4内，使绕线装置具有了防尘效果，避免了灰尘等掉落到装置内的线缆上，而经过过线孔28的线缆均由清洁毛刷对其进行外表面的清理，刷除线缆表面的灰尘污垢等，保证了进入绕线装置的线缆的清洁。

本发明的绕线装置结构简单，兼具自动收线和放线功能，实现了机器人尾部线缆的自动化管理，全程不需要人工辅助，提高了工作效率，减小了作业风险；通过布线滑块9与光电开关传感器11的相互配合，使线缆能够多层均匀排布，且排布整齐有序，绕线效果稳定高效，且由于通过紧密式设计，不仅使设计的绕线装置体积小、质量轻，而且能够具有较大的绕线量特点，尤其适用于无尘密闭腔体进行作业；同时主动送线轮5、往复丝杆8和绕线滚筒13分别通过送线轮电机7、丝杆电机12和滚筒电机14驱动，而控制系统用于控制送线轮电机7、丝杆电机12和线缆滚筒电机14的运转，使各组件联动控制，实现全自动绕线，且能够精确的控制送线或收线的长度；同时还具有防尘效果和清洁线缆的能力。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。