[发明专利]卷簧串联系统、线缆缠绕装置和工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及线缆缠绕装置领域，特别涉及一种卷簧串联系统、线 缆缠绕装置和工程机械。

背景技术

作为一种线缆缠绕装置，电缆缠绕装置用于为移动设备提供动力 电源、发送并收集信号，其可综合实现测长、信号传输等功能，常见 于各类起重机械中。

图1-4示出了电缆缠绕装置的结构示意图。如图1-4所示，电缆 缠绕装置主要包括卷筒1’和设置在卷筒1’内部的芯轴2’及卷簧系 统，其中，如图2和图3所示，卷筒1’外周用于缠绕电缆线6’，芯 轴2’为位于卷筒1’最中心的轴，芯轴2’用于为整个电缆缠绕装置提 供支承和旋转中心；卷簧系统为卷筒1’内部的核心机构，如图3和 图4所示，卷簧系统包括卷簧轴3’、卷簧盒4’和卷簧5’，其中，卷 簧轴3’套在芯轴2’上且能够围绕芯轴2’转动，卷簧盒4’套设在卷簧 轴3’的外周，且卷簧盒4’内部设有卷簧5’，卷簧5’的外侧一端固定 于卷簧盒4’上，卷簧5’的内侧一端固定于卷簧轴3’上，这样当卷簧 盒4’与卷簧轴3’发生相对转动时，卷簧5’的两端产生相对位移，卷 簧5’于是开始蓄力。

在工作时，如图1所示，电缆线6’外接移动设备7’，这样，当 电缆线6’需要伸出时，由移动设备7’提供驱动力，且在该过程中卷 簧5’蓄力；而当电缆线6’需要回缩时，移动设备7’回缩，卷簧5’释 放其之前储存的卷簧力使卷筒1’产生回到初始位置的运动，进而实 现电缆线6’的回缩。

起重机等工程机械中，通常要求电缆线6’的外伸长度大于等于 10米，这就意味着电缆线6’外伸后，电缆线6’跨距较大，因此，容 易导致电缆线6’产生较大的下挠量。为了减小电缆线6’的下挠量， 必须保证足够的卷簧力；同时在卷簧5’接近回缩完成时，由于内部 摩擦力等因素，还必须保证卷簧5’具有一定的预紧力；而且，在起 重机等工程机械上设置电缆缠绕装置必须考虑外部尺寸限制；因此， 综合上述因素，电缆缠绕装置的卷簧5’在设计时往往受限较多，单 独采用一个卷簧5’很难在保证预紧力的前提下实现10米以上的外伸 长度。

目前一般有两种方法来增加电缆线的外伸长度，一种是选用尺寸 更大强度更高的卷簧；另一种是将多个卷簧串联。第一种方法需要不 断更换不同规格的卷簧，由于不同规格的卷簧对应的卷簧盒不同，且 卷簧盒形状特殊，开模费用较高，这就意味着采用第一种方法来增加 外伸长度会涉及到巨大的开模费用，成本过高，所以，上述第一种方 法在实际当中应用较少，而第二种方法则应用更为普遍。

图5示出了现有技术中的卷簧串联方案。如图5所示，在该采用 卷簧串联方式的电缆缠绕装置中，一根卷簧轴3’上套设有第一级卷 簧盒41’和第二级卷簧盒42’，同时第一级卷簧51’两端分别与第一级 卷簧盒41’和卷簧轴3’连接，第二级卷簧52’两端分别与第二级卷簧 盒42’和卷簧轴3’连接，并且，第一级卷簧盒41’与卷筒1’连接且能 够随着卷筒1’转动，第二级卷簧盒42’与固定设置的连接盘8’连接， 也即第二级卷簧盒42’不能转动。

基于该采用卷簧串联方式的电缆缠绕装置，当卷筒1’在移动设 备7’的拉动下转动时，第一级卷簧盒41’随卷筒1’转动，并带动第一 级卷簧51’转动，则第一级卷簧51’开始蓄力。而且，由于卷簧轴3’ 和芯轴2’可相对转动，因此，第一级卷簧51’的蓄力转动将带动卷簧 轴3’绕芯轴2’转动。由于在该串联方案中，卷簧轴3’分为两段，一 段和第一级卷簧51’连接，另一段和第二级卷簧52’连接，因此，卷 簧轴3’的转动将带动第二级卷簧52’转动，同时由于第二级卷簧盒42’ 不可转动，因此，第二级卷簧52’开始转动蓄力。

可见，基于图5所示的现有电缆缠绕装置，能够实现2级卷簧的 串联，若单个卷簧工作圈数为10圈，则串联后电缆缠绕装置可实现 工作圈数20圈，可将外伸长度增加一倍。

然而，基于图5所示的现有电缆缠绕装置，其只能实现2级卷簧 的串联，而无法实现3级及3级以上的卷簧串联，也即现有的卷簧串 联方案，无法通过继续增加卷簧数量的方式来进一步增加线缆外伸长 度，而若要增加外伸长度，仍然必须通过重新设计较大规格的卷簧及 卷簧盒才能实现，这就意味着其也会涉及较高昂的开模费用，以致于 成本大幅增加。