一种恒张力电力线缆张力机的制作方法

1.本新型涉及一种恒张力电力线缆张力机，属电力机械技术领域。


背景技术：

2.张力机是电力线缆放线中的重要设备，为了提高电力线缆放线质量，当前重点对张力机设备运行时对电力线缆放线张力进行重点监控和调节，针对这一需要，当前开发了多种的具有张力调节能力的张力机如专利申请号为“202123022933.5
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的“一种具有防护功能的液压张力机”、专利申请号为“201220477318.5
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的“一种张力机联动控制压接的动力装置”及专利申请号为“201822230636.1
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的“张力机用尾绳夹紧装置”等专利产品或技术，虽然可以一定程度满足使用的需要，但均不同程度存在设备结构复杂，使用操控灵活性差，维护难度及成本高，且对使用环境及电力线缆均存在一定的要求，从而导致在当前的张力机设备放线时操控作业难度大，输出动力及张力控制精度及输出速度稳定性差，给实际施工中造成了较大的不便。
3.因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的恒张力电力线缆张力机，以满足实际使用的需要。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术上的不足，本新型提供一种恒张力电力线缆张力机，该新型较传统的设备，有效的简化了设备结构、降低了操控及维护难度，并具有良好的通用性，可有效满足多种线缆及场地使用的需要，放线速度和放线作用力稳定性好，同时可实现精确对电力线缆牵引放线时的张力值进行检测及调控，确保电力线缆放线过程中的受力均匀，避免电力线缆发生拉伤及避免导线打灯笼的现象，有效的提高放线作业效率和放线质量。
5.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
6.一种恒张力电力线缆张力机，包括张力机、张力调节机构及张力调控驱动电路，张力调节机构和张力调控驱动电路均与张力机机架连接，其中张力调控驱动电路分别与张力机及张力调节机构间电气连接，张力调节机构共两个并分别位于张力机的主动轮和从动轮外侧，且张力调节机构轴线与张力机轴线呈0
°
—60
°
夹角，并分别与主动轮和从动轮轴线垂直分布，张力调节机构包括基座、悬臂、升降驱动机构、水平驱动机构、恒力矩电动机、导向辊、导向槽、滑块、倾角传感器及压传感器，基座通过升降驱动机构与张力机机架滑动连接，且升降驱动机构轴线分别与张力机轴线及主动轮和从动轮轴线垂直分布，悬臂一端与基座前端面通过转台机构铰接，并与主动轮和从动轮轴线呈0
°
—90
°
夹角，悬臂下端面设1—2条与其轴线平行分布的水平驱动机构，导向槽上端面通过滑块与水平驱动机构间滑动连接，导向槽前端面及后端面位置均设一条与其轴线垂直分布的导向辊，导向辊通过导向臂与恒力矩电动机连接，恒力矩电动机与导向槽外侧面铰接，导向臂设一个倾角传感器和一个压传感器，且压力传感器位于导向臂与导向辊连接位置，倾角传感器位于导向臂中点位置，此外，导向辊轴线与导向槽轴线之间间距为0至导向辊半径的2倍，所述升降驱动机构、水平驱
动机构、恒力矩电动机、倾角传感器、压传感器及转台机构均与张力调控驱动电路。
7.进一步的，所述张力调节机构中，两张力调节机构的悬臂上端面间另通过强化臂连接，所述强化臂两端与两悬臂中点位置间通过弹性铰链铰接，所述强化臂另与张力机机架间通过弹性铰链铰接。
8.进一步的，所述强化臂包括传动轴、连接段、承载段、弹簧板、压力传感器、角度传感器、水平仪，所述承载段为圆弧及三角形板状结构中的任意一种，其中点位置通过传动轴与张力机机架铰接，且传动轴与张力机机架间通过弹性铰链连接，传动轴另设一个角度传感器，且传动轴对应的承载段上端面设水平仪，所述承载段两端分别与一条弹簧板连接，并通过弹簧板与连接段连接，所述连接段为轴向截面呈矩形的柱状结构，其下端面通过弹性铰链与悬臂间铰接，且连接段与弹簧板连接位置处另设至少一个压力传感器，所述压力传感器、角度传感器、水平仪均与调控驱动电路电气连接。
9.进一步的，所述导向槽为轴向截面呈圆弧状且横断面呈“冂”字形的槽状结构，导向槽两端另设弹簧柱，并通过弹簧柱与滑块间铰接，所述导向槽的槽底及槽壁内侧面另设尼龙衬套，所述尼龙衬套若干，与导向槽间通过滑槽滑动连接，并沿导向槽轴线方向分布。
10.进一步的，所述导向辊轴向截面呈矩形、“h”字形及沙漏结构中的任意一种，且所述导向辊与导向槽端面间间距为5—20厘米。
11.进一步的，所述的悬臂轴线与主动轮和从动轮轴线垂直分布时，悬臂与升降驱动机构轴线平行分布，且悬臂为横断面呈“冂”字形槽状结构，并包覆在水平驱动机构外。
12.进一步的，所述升降驱动机构和水平驱动机构均为电动伸缩杆、液压柱、齿轮齿条机构及丝杠机构中的任意一种。
13.进一步的，所述张力调控驱动电路为以可编程控制器、fpga芯片中任意一种为基础的电路系统，且所述张力调控驱动电路与张力机机架的外侧面连接，并设一个基于显示器、按键、操控开关及操控杆中任意一种或几种共用为基础的操控界面，同时，张力调控驱动电路另设无线数据通讯电路。
14.本新型较传统的设备，有效的简化了设备结构，并具有良好的通用性，可有效满足多种线缆及场地使用的需要，放线速度和放线作用力稳定性好，同时可实现精确对电力线缆牵引放线时的张力值进行检测及调控，确保电力线缆放线过程中的受力均匀，避免电力线缆发生拉伤及避免导线打灯笼的现象，有效的提高放线作业效率和放线质量。
附图说明
15.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本新型；
16.图1为本新型结构示意图；
17.图2为张力调节机构局部结构示意图；
18.图3为导向槽处局部结构示意图；
19.图4为强化臂结构示意图；
具体实施方式
20.为使本新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本新型。
21.如图1-4所示，一种恒张力电力线缆张力机，包括张力机1、张力调节机构2及张力调控驱动电路3，张力调节机构2和张力调控驱动电路3均与张力机1机架连接，其中张力调控驱动电路3分别与张力机1及张力调节机构2间电气连接，张力调节机构2共两个并分别位于张力机1的主动轮和从动轮外侧，且张力调节机构2轴线与张力机轴线呈0
°
—60
°
夹角，并分别与主动轮和从动轮轴线垂直分布。
22.本实施例中，所述张力调节机构2包括基座21、悬臂22、升降驱动机构23、水平驱动机构24、恒力矩电动机25、导向辊26、导向槽27、滑块28、倾角传感器29及压传感器20，基座21通过升降驱动机构23与张力机1机架滑动连接，且升降驱动机构23轴线分别与张力机1轴线及主动轮和从动轮轴线垂直分布，悬臂22一端与基座21前端面通过转台机构4铰接，并与主动轮和从动轮轴线呈0
°
—90
°
夹角，悬臂22下端面设1—2条与其轴线平行分布的水平驱动机构24，导向槽27上端面通过滑块28与水平驱动机构24间滑动连接，导向槽27前端面及后端面位置均设一条与其轴线垂直分布的导向辊26，导向辊26通过导向臂5与恒力矩电动机25连接，恒力矩电动机25与导向槽27外侧面铰接，导向臂5设一个倾角传感器29和一个压传感器20，且压力传感器20位于导向臂5与导向辊26连接位置，倾角传感器29位于导向臂5中点位置，此外，导向辊26轴线与导向槽27轴线之间间距为0至导向辊26半径的2倍，所述升降驱动机构23、水平驱动机构24、恒力矩电动机25、倾角传感器29、压传感器20及转台机构4均与张力调控驱动电路。
23.本实施例中，所述张力调节机构2中，两张力调节机构2的悬臂22上端面间另通过强化臂6连接，所述强化臂6两端与两悬臂22中点位置间通过弹性铰链铰接，所述强化臂6另与张力机1机架间通过弹性铰链铰接。
24.重点说明的，所述强化臂6包括传动轴61、连接段62、承载段63、弹簧板64、压力传感器20、角度传感器65、水平仪66，所述承载段63为圆弧及三角形板状结构中的任意一种，其中点位置通过传动轴61与张力机1机架铰接，且传动轴61与张力机1机架间通过弹性铰链连接，传动轴61另设一个角度传感器65，且传动轴61对应的承载段63上端面设水平仪66，所述承载段63两端分别与一条弹簧板64连接，并通过弹簧板64与连接段62连接，所述连接段62为轴向截面呈矩形的柱状结构，其下端面通过弹性铰链与悬臂22间铰接，且连接段62与弹簧板64连接位置处另设至少一个压力传感器20，所述压力传感器20、角度传感器65、水平仪66均与调控驱动电路3电气连接。
25.本实施例中，所述导向槽27为轴向截面呈圆弧状且横断面呈“冂”字形的槽状结构，导向槽27两端另设弹簧柱7，并通过弹簧柱7与滑块28间铰接，所述导向槽27的槽底及槽壁内侧面另设尼龙衬套8，所述尼龙衬套8若干，与导向槽27间通过滑槽9滑动连接，并沿导向槽27轴线方向分布。
26.通过设置的弹簧柱，有效的提高导向槽安装稳定性的同时，另有效的实现对导线进行导向驱动时产生的冲击震动作用力进行减震的目的。
27.同时，所述导向辊26轴向截面呈矩形、“h”字形及沙漏结构中的任意一种，且所述导向辊26与导向槽27端面间间距为5—20厘米。
28.需要说明的，所述的悬臂22轴线与主动轮和从动轮轴线垂直分布时，悬臂22与升降驱动机构23轴线平行分布，且悬臂22为横断面呈“冂”字形槽状结构，并包覆在水平驱动机构24外。
29.进一步优化的，所述升降驱动机构23和水平驱动机构24均为电动伸缩杆、液压柱、齿轮齿条机构及丝杠机构中的任意一种。
30.此外，所述张力调控驱动电路3为以可编程控制器、fpga芯片中任意一种为基础的电路系统，且所述张力调控驱动电路与张力机机架的外侧面连接，并设一个基于显示器、按键、操控开关及操控杆中任意一种或几种共用为基础的操控界面31，同时，张力调控驱动电路另设无线数据通讯电路32。
31.本新型在具体实施中，首先根据所使用的张力机设备结构，分别设置张力调节机构及张力调控驱动电路，并对张力机、张力调节机构及张力调控驱动电路进行装配，同时在装配过程中根据两个张力调节机构的悬臂设置强化臂，并将强化臂与张力机机架连接。
32.完成装配并在张力机处于待机状态时，使得张力调节机构的悬臂与张力机的主动轮和从动轮轴线垂直分布，使其处于收纳状态，便于设备转运。
33.在运行中，首先设置张力调节机构的悬臂，使其与张力机的主动轮和从动轮轴线间平行分布，同时使两个张力调节机构的悬臂通过强化臂连接，并使完成连接处于待机时的强化臂压力传感器度数一致，对角度传感器度数进行记录，同时通过水平仪对张力机运行时的整体工作俯仰角度进行检测，即可完成设备预制。
34.完成预制后，在将导线通过张力机的主动轮和从动轮进行放线时，导线均均通过张力调节机构的导向辊初步导向并引导至导向槽内，由导向槽对导线进行强制导向后再通过导向轮一方面将导线输送至张力机内并通过张力机的主动轮和从动轮进行张力调节；另一方面将经过张力调节完成展放后的导线输送至外部设备，进行电力线缆放线作业，并在放线过程中由张力调节机构、对导线的张力进行检测和调节，提高张力调节稳定性。
35.张力调节机构在运行时，首先首先通过升降驱动机构、水平驱动机构整体调整导向槽及与导向槽连接的导向辊的工作位置，满足
36.通过恒力矩电动机通过导向臂调节导向辊的工作位置，通过调整导向辊轴线与导向槽轴线之间间距，并为导向辊提供一个初始的导向力矩，由初始导向力矩驱动导向辊对导线提供向下的压力，达到调整导向辊对导线输送方向调整，进而调整导线张力值的效果，即通过导向辊对导线下压，使得导向辊位置导线呈弧形结构，从而达到在导线两端驱动力不便，通过增加、减少导线的输送路径长度达到调整导线承受张力的目的。
37.同时通过导向辊和导向槽采用的圆弧结构，可有效提高导线在进行输送方向调节时过渡面的呈圆弧结构，防止因弯曲半径过小而导致导线受损情况发生。
38.同时在通过导向辊和导向槽进行导线输送调节过程中，一方面由压力传感器对导向辊对导线时间压力进行检测，精确获得导线承受的张力值，另一方面通过倾角传感器对当前导向辊与导向槽之间间距进行检测，防止导向辊与导向槽端面处弯曲半径不足造成的导线损伤；同时根据倾角传感器及压传感器检测的数据驱动恒力矩电动机，调整恒力矩电动机的输出功率从而达到调整导向辊位置及导向辊对导线施加的压力的目的，从而一方面达到精确调整张力，另一方面防止导线因弯曲量过大而导致受损情况发生。
39.此外，在两个张力调节机构运行中，另通过强化臂实现对两个张力调节机构的悬臂连接，从实现两张力调节机构在张力调节时协同运行并对两张力调节机构的运行状态进行监控，即:
40.一方面，通过强化臂的连接段、承载段、弹簧板实现连个张力调节机构的悬臂连
接，并通过传动轴及弹性铰链与张力机机架间铰接，通过强化臂对两个张力调节机构的悬臂位置调节进行联动，并与张力机机架连接，提高悬臂连接稳定性，并通过角度传感器对悬臂调节作业时的角度检测，从而获得两个张力调节机构的悬臂调节时的调节量进行检测；
41.另一方面，通过强化臂的弹簧板对两张力调节机构的悬臂调节及设备运行时，对产生的震动量进行弹性吸收，提高调节作业时悬臂定位的稳定性，同时另通过压力传感器对各悬臂在对导线导向和张力调节时的作用力进行辅助检测，提高张力控制精度的同时，另可通过调整强化臂轴线两侧连接段和弹簧板的位置，达到对两个张力调节机构对导线作用力进行平衡的目的，同时另可通过主动调节量张力调节机构对导线张力调节时的作用力差值，辅助提高对导线张力调节作业。
42.本新型较传统的设备，有效的简化了设备结构，并具有良好的通用性，可有效满足多种线缆及场地使用的需要，放线速度和放线作用力稳定性好，同时可实现精确对电力线缆牵引放线时的张力值进行检测及调控，确保电力线缆放线过程中的受力均匀，避免电力线缆发生拉伤及避免导线打灯笼的现象，有效的提高放线作业效率和放线质量。
43.以上显示和描述了本新型的基本原理和主要特征和本新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本新型的原理，在不脱离本新型精神和范围的前提下，本新型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新型范围内。本新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。