CN114955865B - 甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其制动器包括外壳和测速模块、电机控制模块和制动模块；测速模块包括测速轮和转速传感器，转速传感器测量测速轮的转速，并将信号输送至电机控制模块；制动模块包括制动盘、制动杆、固定套筒和扭矩弹簧，制动盘转动安装于固定套筒的一端，制动杆安装于制动盘上，扭矩弹簧安装于固定套筒内部，处于预扭紧状态；电机控制模块包括继电器、电动机、齿轮和齿条；当转速传感器测得的速度信号超过阈值时，继电器接通回路控制电动机转动，电动机上的齿轮带动齿条移动，释放预先扭紧的扭矩弹簧，从而对制动盘施加扭矩对下坠绳索进行制动和回收。本发明能够对乱飞绳索进行主动控制，减小乱飞绳索的乱飞范围。

Description

甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置

技术领域

本发明属于甲板作业安全技术领域，具体涉及一种甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置。

背景技术

目前，甲板机械作业吊装绳索防乱飞相关技术的发展还没有形成一个完整的体系，尚不能拿出一个完整的解决办法。有的只是停留在理论阶段，有的解决办法是被动的避让。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的空白，提供一种甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，该装置能够大大减小乱飞绳索的乱飞范围并对断裂绳索的回收提供帮助，实现对乱飞绳索的主动控制，解决吊装绳索因断裂乱飞而产生的甲板安全问题。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，包括制动器，所述制动器包括外壳和安装于所述外壳内部的测速模块、电机控制模块和制动模块；所述外壳的两端分别设有用于绳索穿过的绳索牵引入口和绳索牵引出口；所述测速模块包括两个平行设置的测速轮和转速传感器，测速轮之间留有用于绳索穿过的间隙，转速传感器用于测量所述测速轮的转速，并将信号输送至所述电机控制模块；所述制动模块包括制动盘、制动杆、固定套筒和扭矩弹簧，所述制动盘转动安装于固定套筒的一端，两个平行的制动杆安装于所述制动盘上，中间留有用于绳索穿过的间隙，所述扭矩弹簧安装于固定套筒内部，扭矩弹簧的一端固定于固定套筒内壁、另一端固定于制动盘内壁，且处于预扭紧状态；所述电机控制模块包括继电器、电动机、齿轮和齿条，所述继电器与所述转速传感器通过信号输出线连接，根据转速的大小控制所述电动机的启动，电动机的输出端设置所述齿轮，所述齿条与所述齿轮啮合安装；绳索依次穿过绳索牵引入口、两个测速轮、两个制动杆、绳索牵引出口，当转速传感器测得的速度信号超过阈值时，由继电器接通回路控制电动机转动，电动机上的齿轮带动齿条移动，释放预先扭紧的扭矩弹簧，从而对制动盘施加扭矩对下坠绳索进行制动和回收。

上述方案中，所述制动盘内壁设有盘面限位柱，在所述电动机的控制回路未接通时，所述齿条端部伸入固定套筒内部与所述盘面限位柱抵触；在所述电动机的控制回路接通后，所述齿条端部离开盘面限位柱，释放所述扭矩弹簧。

上述方案中，所述固定套筒内设有凸台，所述凸台上设有转动挡块，所述转动挡块位于扭矩弹簧的回转方向，用于限制所述盘面限位柱的旋转位移，使所述制动盘旋转设定的角度。

上述方案中，所述凸台上沿扭矩弹簧的回转方向间隔设置若干个挡块卡槽，所述转动挡块插置于其中一个挡块卡槽中。

上述方案中，所述固定套筒内壁开设有下端固定槽，所述制动盘内壁设有盘面固定槽，所述扭矩弹簧的两端分别固定于下端固定槽与盘面固定槽中。

上述方案中，所述制动模块还包括底座轴承和制动盘支撑轴，所述制动盘支撑轴位于固定套筒内部，其上端与所述制动盘内壁固定连接，下端通过所述底座轴承与所述外壳转动连接。

上述方案中，所述测速模块还包括测速轮底座、测速转动轴、测速观察齿轮，所述测速轮通过测速轮轴承转动安装于测速轮底座上，所述测速转动轴与所述测速轮同轴安装并位于所述测速轮底座内，所述测速观察齿轮安装于所述测速转动轴上；所述转速传感器采用霍尔式齿轮转速传感器，且安装于测速观察齿轮一侧。

上述方案中，所述测速模块还包括设置于两个测速轮之间的拉紧弹簧，不同规格的绳索通过拉紧弹簧自动压紧绳索，使绳索滑动时带动测速轮转动。

上述方案中，所述甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置还包括制动器滑轨底座，所述制动器滑轨底座包括固定底座、滑动底座、升降螺柱，所述固定底座固定安装在绳索牵引支架上，所述滑动底座安装于固定底座的底面，滑动底座能够相对固定底座沿绳索长度方向滑动以调整相对位置，所述制动器通过升降螺柱与滑动底座底面连接，并能通过升降螺柱调节与滑动底座的间距。

上述方案中，所述甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置还包括限位环和限位环滑轨底座，所述限位环滑轨底座包括固定底座和滑动底座，所述固定底座固定安装在绳索牵引支架上，所述滑动底座安装于固定底座的底面，滑动底座能够相对固定底座沿绳索长度方向滑动以调整相对位置；所述限位环安装于滑动底座的底面，绳索从所述限位环中穿过。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的制动器由电机控制模块的继电器控制微型电动机转动，电动机上的齿轮带动齿条移动，释放预先扭紧的扭矩弹簧，其采用扭矩弹簧来提供制动绳索所需要的扭矩，减少了大型电动机的使用，大大减轻了整体设备的重量。

2、通过速度传感器检测断裂绳索的回弹速度来判断绳索的断裂情况，当检测到运动绳索速度过大，速度传感器输出电信号，由电机控制模块的继电器控制电动机转动，电动机上的齿轮带动齿条移动，齿条离开盘面限位柱释放预先扭紧的扭矩弹簧，缩短了绳索断裂回收装置的反应时间，使绳索在造成破坏之前得到控制。且制动盘在设定的转动挡块的限制下，只能旋转设定的角度，避免旋转角度过大而使绳索缠结。

3、测速轮的间距和制动杆的间距都是连续可调的，这样可以自动适应多种不同规格的绳索，适用范围广。

4、制动器前方可增设限位环，限位环可以减小断裂绳索的运动速度和摆动幅值，降低绳索的断裂后的风险。

5、限位环和制动器都采用可滑动方式安装，可以方便拆卸和组合使用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的制动器的外壳内部结构的立体图；

图2是图1的局部结构***图；

图3是图1中制动盘与扭矩弹簧的连接示意图；

图4是图1的主视图；

图5是图4的A-A方向剖视图；

图6是图4的C-C方向剖视图；

图7是本发明的制动器的外壳结构图；

图8是本发明的制动器的半剖结构图；

图9是本发明的制动器滑轨底座与限位环滑轨底座的安装示意图；

图10是本发明的使用状态剖视图。

图中：10、制动器；11、外壳；111、制动器底座；1111、壳体连接孔；1112、滑轨连接孔；112、壳体；1121、绳索牵引入口；1122、凹槽；1123、底部螺纹孔；1124、绳索牵引出口；12、测速模块；121、测速轮；122、测速轮底座；123、测速转动轴；124、测速观察齿轮；125、转速传感器；126、信号输出线；127、测速轮轴承；128、拉紧弹簧；129、测速轮滑动底槽；13、电机控制模块；131、继电器；132、电动机；133、齿轮；134、齿条；135、电源；14、制动模块；141、制动盘；1411、盘面固定槽；1412、盘面限位柱；142、制动杆；1421、制动杆滑块；143、固定套筒；1431、下端固定槽；144、扭矩弹簧；145、底座轴承；146、制动盘支撑轴；147、转动挡块；148、挡块卡槽；

20、制动器滑轨底座；21、固定底座；22、滑动底座；23、升降螺柱；

30、限位环；

40、限位环滑轨底座。

200、绳索；210、绳索牵引支架；220、滑轮。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-8所示，为本发明实施例提供的一种甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，包括制动器10，通过制动器10对断裂后的下坠绳索进行制动和回收。制动器10包括外壳11和安装于外壳11内部的测速模块12、电机控制模块13和制动模块14。其中：

外壳11是由制动器底座111和壳体112组装而成的箱型结构，壳体112的两端分别设有用于绳索穿过的绳索牵引入口1121和绳索牵引出口1124。制动器底座111与壳体112通过壳体连接孔1111和底部螺纹孔1123固定相连。壳体112上设有凹槽1122，便于安装固定螺钉和提高结构强度。

测速模块12包括两个平行设置的测速轮121、测速轮底座122、测速转动轴123、测速观察齿轮124、转速传感器125、信号输出线126。测速轮121之间留有用于绳索穿过的间隙，两个测速轮121之间设有拉紧弹簧128，不同规格的绳索通过拉紧弹簧128自动压紧绳索，使绳索滑动时带动测速轮121转动。测速轮121通过测速轮轴承127安装于测速轮底座122上，测速转动轴123与测速轮121同轴安装并位于测速轮底座122内，测速观察齿轮124安装于测速转动轴123上；转速传感器125采用霍尔式齿轮转速传感器，且安装于测速观察齿轮124一侧，转速传感器125测量测速轮121的转速，并将信号输送至电机控制模块13。测速轮底座122的底部设有测速轮滑动底槽129，测速转动轴123下端位于测速轮滑动底槽129内，并能沿测速轮滑动底槽129移动。

制动模块14包括制动盘141、制动杆142、固定套筒143和扭矩弹簧144。固定套筒143固定安装于制动器底座111上，制动盘141转动安装于固定套筒143的一端。两个平行的制动杆142安装于制动盘141上，中间留有用于绳索200穿过的间隙，且间隙可调以自适应不同尺寸的绳索。扭矩弹簧144安装于固定套筒143内部，扭矩弹簧144的一端固定于固定套筒143内壁、另一端固定于制动盘141内壁，且在装载时被提前扭紧，处于预扭紧状态，被触发时可以为制动盘141提供较大的扭矩。

电机控制模块13包括继电器131、电动机132、齿轮133、齿条134和电源135，继电器131与转速传感器125通过信号输出线126连接，根据测得的转速信号的大小控制电动机132的启动，电动机132的输出端设置齿轮133，齿条134与齿轮133啮合安装。绳索200依次穿过绳索牵引入口1121、两个测速轮121、两个制动杆142、绳索牵引出口1124，当转速传感器125测得的速度信号超过阈值时，由继电器131接通电动机132与电源135之间的电路，使电动机132转动，电动机132上的齿轮133带动齿条134移动，释放预先扭紧的扭矩弹簧144，从而对制动盘141施加扭矩，使制动盘141回转带动制动杆142回转对下坠绳索进行制动和回收。电源135同时为继电器131和转速传感器125供电，电源135优选为蓄电池。

进一步优化，固定套筒143内壁开设有下端固定槽1431，制动盘141内壁设有盘面固定槽1411，扭矩弹簧144的两端分别固定于下端固定槽1431与盘面固定槽1411中。

进一步优化，制动盘141内壁设有盘面限位柱1412，在电动机132的控制回路未接通时，齿条134端部伸入固定套筒143内部与盘面限位柱1412抵触；在电动机132的控制回路接通后，在齿轮133的驱动下，齿条134端部离开盘面限位柱1412，释放预扭紧的扭矩弹簧144，带动制动盘141转动以达到绳索制动的效果。

进一步优化，固定套筒143内设有凸台，凸台上设有转动挡块147，转动挡块147位于扭矩弹簧144的回转方向，用于限制盘面限位柱1412的旋转位移，使制动盘141旋转设定的角度，避免旋转角度过大而缠结绳索。

进一步优化，凸台上沿扭矩弹簧144的回转方向间隔设置若干个挡块卡槽148，转动挡块147插置于其中一个挡块卡槽148中。

进一步优化，制动模块14还包括底座轴承145和制动盘支撑轴146，制动盘支撑轴146位于固定套筒143内部，其上端与制动盘141内壁通过过盈配合的方式固定连接，下端通过底座轴承145与外壳11转动连接。通过设置制动盘支撑轴146可使制动盘141既能可靠回转，又不至于弹出。

进一步优化，制动杆142底端设有制动杆滑块1421，制动盘141上设有与制动杆滑块1421适配的滑槽。制动杆滑块1421能够沿着滑槽移动，以调节两个制动杆142之间的距离，从而适应不同尺寸的绳索。制动杆滑块1421与制动杆142之间通过螺孔旋入螺柱连接，并通过旋入过量的螺柱增大与制动盘141的摩擦力来对滑块进行固定。

进一步优化，甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置还包括制动器滑轨底座20，参见图9-10，制动器滑轨底座20包括固定底座21、滑动底座22、升降螺柱23，固定底座21通过焊接的方式固定安装在绳索牵引支架210上，滑动底座22安装于固定底座21的底面，滑动底座22能够相对固定底座21沿绳索长度方向滑动以调整相对位置，两者采用螺柱对接的方式固定相对位置；制动器底座111上设有滑轨连接孔1112，制动器10通过升降螺柱23与滑动底座22底面连接，并能通过升降螺柱23调节与滑动底座22的间距。

上述包含制动器10的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其工作原理：当机械作业吊装绳索在制动器10左侧或右侧断开时，其回弹速度超过转速传感器125设定的阈值，转速传感器125输出信号由信号输出线126输出电压脉冲信号，由继电器131接通电源135与电动机132之间的电路从而控制电动机132转动，电动机132上的齿轮133带动齿条134移动，释放预先扭紧的扭矩弹簧144，从而对制动盘141施加扭矩对下坠绳索进行制动和回收。且制动盘141在设定的挡块限制下，只能旋转设定的角度，避免旋转角度过大而缠结绳索。

进一步优化，甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置还包括限位环30和限位环滑轨底座40，参见图9-10，限位环滑轨底座40包括固定底座21和滑动底座22，固定底座21固定安装在绳索牵引支架210上，滑动底座22安装于固定底座21的底面，滑动底座22能够相对固定底座21沿绳索长度方向滑动以调整相对位置，两者采用螺柱对接的方式固定相对位置；限位环30安装于滑动底座22的底面，绳索从限位环30中穿过，通过限位环30限制断裂绳索的运动速度和摆动幅值。可以自由调整限位环30和制动器10的位置，并改变两者之间的组合。

进一步优化，限位环30内缘采用高弹性橡胶材质用以吸收绳索摆动带来的能量，根据绳索的长度来适当设置圆环的直径。

上述包含制动器10的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其工作原理：当机械作业吊装绳索在限位环30一侧断开时，断开部分在限位环30内甩动从而被限制，其余部分同上被制动器10施加局部扭矩并进行缠绕。需要说明的是，由于绳索200断裂的位置一般位于滑轮220处(此处集中应力最大、磨损也较为严重)，因此一般将限位环30和制动器10依次安装于滑轮220的右侧(图9所示)，制动器10安装于限位环30后方。本发明的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，通过限位环30，可减小断裂绳索的运动速度和摆动幅值，降低绳索的断裂后的风险；通过制动器10，缩短绳索断裂回收的反应时间，使绳索在造成破坏之前得到控制，并使其后续的回收过程更为简便。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其特征在于，包括制动器，所述制动器包括外壳和安装于所述外壳内部的测速模块、电机控制模块和制动模块；

所述外壳的两端分别设有用于绳索穿过的绳索牵引入口和绳索牵引出口；

所述测速模块包括两个平行设置的测速轮和转速传感器，测速轮之间留有用于绳索穿过的间隙，转速传感器用于测量所述测速轮的转速，并将信号输送至所述电机控制模块；

所述制动模块包括制动盘、制动杆、固定套筒和扭矩弹簧，所述制动盘转动安装于固定套筒的一端，两个平行的制动杆安装于所述制动盘上，中间留有用于绳索穿过的间隙，所述扭矩弹簧安装于固定套筒内部，扭矩弹簧的一端固定于固定套筒内壁、另一端固定于制动盘内壁，且处于预扭紧状态；

所述电机控制模块包括继电器、电动机、齿轮和齿条，所述继电器与所述转速传感器通过信号输出线连接，根据转速的大小控制所述电动机的启动，电动机的输出端设置所述齿轮，所述齿条与所述齿轮啮合安装；

所述制动盘内壁设有盘面限位柱，在所述电动机的控制回路未接通时，所述齿条端部伸入固定套筒内部与所述盘面限位柱抵触；在所述电动机的控制回路接通后，所述齿条端部离开盘面限位柱，释放所述扭矩弹簧；

绳索依次穿过绳索牵引入口、两个测速轮、两个制动杆、绳索牵引出口，当转速传感器测得的速度信号超过阈值时，由继电器接通回路控制电动机转动，电动机上的齿轮带动齿条移动，释放预先扭紧的扭矩弹簧，从而对制动盘施加扭矩对下坠绳索进行制动和回收。

2.根据权利要求1所述的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其特征在于，所述固定套筒内设有凸台，所述凸台上设有转动挡块，所述转动挡块位于扭矩弹簧的回转方向，用于限制所述盘面限位柱的旋转位移，使所述制动盘旋转设定的角度。

3.根据权利要求2所述的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其特征在于，所述凸台上沿扭矩弹簧的回转方向间隔设置若干个挡块卡槽，所述转动挡块插置于其中一个挡块卡槽中。

4.根据权利要求1所述的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其特征在于，所述固定套筒内壁开设有下端固定槽，所述制动盘内壁设有盘面固定槽，所述扭矩弹簧的两端分别固定于下端固定槽与盘面固定槽中。

5.根据权利要求1所述的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其特征在于，所述制动模块还包括底座轴承和制动盘支撑轴，所述制动盘支撑轴位于固定套筒内部，其上端与所述制动盘内壁固定连接，下端通过所述底座轴承与所述外壳转动连接。

6.根据权利要求1所述的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其特征在于，所述测速模块还包括测速轮底座、测速转动轴、测速观察齿轮，所述测速轮通过测速轮轴承转动安装于测速轮底座上，所述测速转动轴与所述测速轮同轴安装并位于所述测速轮底座内，所述测速观察齿轮安装于所述测速转动轴上；所述转速传感器采用霍尔式齿轮转速传感器，且安装于测速观察齿轮一侧。

7.根据权利要求1所述的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其特征在于，所述测速模块还包括设置于两个测速轮之间的拉紧弹簧，不同规格的绳索通过拉紧弹簧自动压紧绳索，使绳索滑动时带动测速轮转动。

8.根据权利要求1所述的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其特征在于，所述甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置还包括制动器滑轨底座，所述制动器滑轨底座包括固定底座、滑动底座、升降螺柱，所述固定底座固定安装在绳索牵引支架上，所述滑动底座安装于固定底座的底面，滑动底座能够相对固定底座沿绳索长度方向滑动以调整相对位置，所述制动器通过升降螺柱与滑动底座底面连接，并能通过升降螺柱调节与滑动底座的间距。

9.根据权利要求1所述的甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置，其特征在于，所述甲板机械作业吊装绳索防乱飞装置还包括限位环和限位环滑轨底座，所述限位环滑轨底座包括固定底座和滑动底座，所述固定底座固定安装在绳索牵引支架上，所述滑动底座安装于固定底座的底面，滑动底座能够相对固定底座沿绳索长度方向滑动以调整相对位置；所述限位环安装于滑动底座的底面，绳索从所述限位环中穿过。

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