CN203095286U - 一种恒定拉力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒定拉力装置，属于机械结构技术领域。装置壳体内部装有转轴、发条和发条盘，发条的一端嵌入转轴内部并与之固定，发条的另一端嵌入发条盘的内壁并与之固定；钢丝绳绕制在发条盘的弧形凹槽内，钢丝绳的一端与发条盘固定，另一端穿越出壳体的侧壁连接拉线环；转轴的上端面固定连接从动齿轮，从动齿轮位于壳体的上表面，从动齿轮与由步进电机驱动的主动齿轮相啮合，转轴的转动由步进电机进行驱动；钢丝绳上设有拉力传感器，拉力传感器将测得的拉力值实时反馈回控制器，控制器对步进电机的转数进行控制。装置能实现对设备中电缆保持恒定的张力，保证电缆在收放过程中不受损坏。

Description

一种恒定拉力装置

技术领域

本实用新型涉及一种恒定拉力装置，属于机械结构技术领域。 

背景技术

在一些做往复回转运动的精密机械设备中，旋转部分上安装的各种电气设备的电缆以及水气管路都是从旋转部分机架中部穿过，引向固定部分的机座。电缆的长度必须留有相应的余量保证旋转部分的运动空间，这样会导致电缆敷设在设备外部，电缆的绝缘层容易受到磨损后导致电缆发生短路现象，引发设备故障，既影响设备的运行也不美观； 

目前在一些设备中采用绕线盘和拉力装置配合使用的形式，使电缆保持有序缠绕在绕线盘中来避免绝缘层的磨损。电缆绕制在绕线盘中，拉力装置与线缆之间滑动连接，拉力装置对电缆在正反两个方向缠绕时保持有拉力，当设备转动并使电缆向绕线盘中卷入时，电缆将力作用在拉力装置内的发条中，使发条收紧并跟随电缆向外拉伸，当设备反向转动电缆反向从绕线盘脱出时，拉力装置依然对电缆保持有作用力，因此能使电缆保持在绕线盘中。但在实际的运动过程中，拉力装置的拉力随着拉伸长度的变化而变化，如果拉伸长度过长拉力过大，同样也容易使电缆损坏，进而影响设备的正常运行。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种恒定拉力装置，能够实现对设备中电缆保持恒定的张力，保证电缆在收放过程中不受损坏。 

一种恒定拉力装置，包括下压盖、上压盖、转轴、铜套、发条、发条盘、垫片、主动齿轮、从动齿轮、拉线环、钢丝绳和步进电机，其中，发条盘外形为两级不同直径的圆柱形凸台，大直径一级的外圆面沿周向开有一道弧形凹槽，发条盘从大直径一级的底面沿轴向开有安装发条的圆环形空腔； 

下压盖和上压盖上下固定配合形成安装发条盘的环形空腔，发条盘位于此环形空腔内，发条盘的外形与上压盖内壁的台阶平面部分完全贴合，发条盘上的弧形凹槽与对应的上压盖的内壁部分配合形成钢丝绳的绕线空间，转轴与上压盖、发条盘、垫片和下压盖同轴安装，转轴的上端贯穿上压盖和发条盘，转轴与发条盘之间由铜套实现支撑配合，转轴的下端贯穿垫片与下压盖的中心沉孔滑动配合；发条安装发条盘的圆环形空腔内，发条的一端嵌入转轴内部并与之固定，发条的另一端嵌入发条盘的内壁并与之固定；钢丝绳绕制在发条盘的弧形凹槽内，钢丝绳的一端与发条盘固定，另一端穿越出上压盖的侧壁连接拉线环；转轴的上端面固定连接从动齿轮，从动齿轮位于上压盖的上表面，从动齿轮与由步进电机驱动的主动齿轮相啮合，转轴的转动由步进电机进行驱动；钢丝绳上设有拉力传感器，拉力传感器将测得的拉力值实时反馈回控制器，控制器对步进电机的转数进行控制。 

工作原理：拉力装置整体固定在旋转机架的固定部位上，电缆通过滚轮和搭扣与拉力装置的拉线环活动连接在一起，此时发条的回复力作用在电缆上使其处于张紧状态并紧贴在绕线盘的槽内；当旋转机架向一个方向旋转使电缆从绕线盘松弛时，发条收缩并使发条盘绕转轴转动，将钢丝绳收回，从而使电缆保持张紧状态不至于从绕线盘中脱出；当旋转机架反向旋转使电缆绕回绕线盘时，电缆通过滚轮和搭扣将钢丝绳从拉力装置中拉出，仍然使电缆保持张紧状态；如果拉力装置的钢丝绳拉出或收回超过一定长度，发条的回复力会因此增 大或减小，此时钢丝绳上的拉力传感器测得拉力值反馈到控制器中，控制器计算出相应的控制量来控制步进电机驱动从动齿轮转过相应的齿数，使发条在转轴的一端放松或收紧，使钢丝绳与电缆之间保持恒定的拉力。 

本装置还可以扩展使用到其他需要保持恒定张紧力的领域中，例如在高压传输线路中，等间距的布臵恒定拉力装置，来对冬夏气温的差异产生的热胀冷缩进行补偿量。 

有益效果： 

1、本实用新型能有效的保护设备电缆在转动过程中不受损坏，由于拉力装置的拉力处于一个恒定的区间范围，因此线缆受力均匀，更有利于对线缆的保护。 

2、本实用新型中设有拉力传感器和控制器，因此对装置中拉力的值可以根据需要进行调节。 

3、本实用新型和电缆均安装在设备的外部区域，便于检修和更换。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图； 

图2是本实用新型的俯视图； 

图3是图1中的A-A视图。 

其中：1下压盖、2上压盖、3转轴、4铜套、5发条、6发条盘、7垫片、8主动齿轮、9从动齿轮、10拉线环、11钢丝绳、12-步进电机。 

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。 

如附图1所示，本实用新型的恒定拉力装置包括下压盖1、上压盖2、转轴 3、铜套4、发条5、发条盘6、垫片7、主动齿轮8、从动齿轮9、拉线环10、钢丝绳11和步进电机12，其中，发条盘6外形为两级不同直径的圆柱形凸台，大直径一级的外圆面沿周向开有一道弧形凹槽，发条盘6从大直径一级的底面沿轴向开有安装发条5的圆环形空腔； 

下压盖1和上压盖2上下固定配合形成安装发条盘6的环形空腔，发条盘6位于此环形空腔内，发条盘6的外形与上压盖2内壁的台阶平面部分完全贴合，发条盘6上的弧形凹槽与对应的上压盖2的内壁部分配合形成钢丝绳的绕线空间，转轴3与上压盖2、发条盘6、垫片7和下压盖1同轴安装，转轴3的上端贯穿上压盖2和发条盘6，转轴3与发条盘6之间由铜套实现支撑配合，转轴3的下端贯穿垫片7与下压盖1的中心沉孔滑动配合；发条5安装发条盘6的圆环形空腔内，如附图3所示，发条5的一端嵌入转轴3内部并与之固定，发条5的另一端嵌入发条盘6的内壁并与之固定；钢丝绳11绕制在发条盘6的弧形凹槽内，钢丝绳的一端与发条盘6固定，另一端穿越出上压盖的侧壁连接拉线环10，如附图2所示；转轴3的上端面固定连接从动齿轮9，从动齿轮9位于上压盖2的上表面，从动齿轮9与由步进电机12驱动的主动齿轮8相啮合，转轴3的转动由步进电机12进行驱动；钢丝绳11上设有拉力传感器，拉力传感器将测得的拉力值实时反馈回控制器，控制器根据拉力值计算出控制量驱动电机转动相应的圈数，使发条收紧或放松，确保钢丝绳与外部保持恒定的拉力。 

工作原理：拉力装置整体固定在旋转机架的固定部位上，电缆通过滚轮和搭扣与拉力装置的拉线环活动连接在一起，此时发条5的回复力作用在电缆上使其处于张紧状态并紧贴在绕线盘的槽内；当旋转机架向一个方向旋转使电缆从绕线盘松弛时，发条5收缩并使发条盘绕转轴转动，将钢丝绳收回，从而使电缆保持张紧状态不至于从绕线盘中脱出；当旋转机架反向旋转使电缆绕回绕 线盘时，电缆通过滚轮和搭扣将钢丝绳从拉力装置中拉出，仍然使电缆保持张紧状态；如果拉力装置的钢丝绳11拉出或收回超过一定长度，发条5的回复力会因此增大或减小，此时钢丝绳11上的拉力传感器测得拉力值反馈到控制器中，控制器计算出相应的控制量来控制步进电机驱动从动齿轮9转过相应的齿数，使发条在转轴3的一端放松或收紧，使钢丝绳11与电缆之间保持恒定的拉力。 

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (2)

1.一种恒定拉力装置，其特征在于，包括：下压盖（1）、上压盖（2）、转轴（3）、发条（5）、发条盘（6）、垫片（7）、主动齿轮（8）、从动齿轮（9）、拉线环（10）、钢丝绳（11）和步进电机（12），其中，发条盘（6）外形为两级不同直径的圆柱形凸台，大直径一级的外圆面沿周向开有一道弧形凹槽，发条盘（6）从大直径一级的底面沿轴向开有安装发条（5）的圆环形空腔；下压盖（1）和上压盖（2）上下固定配合形成安装发条盘（6）的环形空腔，发条盘（6）位于此环形空腔内，发条盘（6）的外形与上压盖（2）内壁的台阶平面部分完全贴合，发条盘（6）上的弧形凹槽与对应的上压盖（2）的内壁部分配合形成钢丝绳的绕线空间，转轴（3）与上压盖（2）、发条盘（6）、垫片（7）和下压盖（1）同轴安装，转轴（3）的上端贯穿上压盖（2）和发条盘（6），转轴（3）的下端贯穿垫片（7）与下压盖（1）的中心沉孔滑动配合；发条（5）安装发条盘（6）的圆环形空腔内，发条（5）的一端嵌入转轴（3）内部并与之固定，发条（5）的另一端嵌入发条盘（6）的内壁并与之固定；钢丝绳（11）绕制在发条盘（6）的弧形凹槽内，钢丝绳的一端与发条盘（6）固定，另一端穿越出上压盖的侧壁连接拉线环（10）；转轴（3）的上端面固定连接从动齿轮（9），从动齿轮（9）位于上压盖（2）的上表面，从动齿轮（9）与由步进电机（12）驱动的主动齿轮（8）相啮合，转轴（3）的转动由步进电机（12）进行驱动；钢丝绳（11）上设有拉力传感器，拉力传感器将测得的拉力值实时反馈回控制器，控制器根据拉力值计算出控制量驱动电机转动相应的圈数，使发条收紧或放松，确保钢丝绳（11）与外部保持恒定的拉力。

2.如权利要求1所述的恒定拉力装置，其特征在于还包括铜套（4），转轴（3）与发条盘（6）之间由铜套（4）实现支撑配合。

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