一种坠落保护卷线机构的制作方法

1.本实用新型涉及高空幕墙清洗领域，尤其涉及一种坠落保护卷线机构，用于防止清洗机器人等设备坠落时的冲击力造成的损害。


背景技术：

2.随着科学技术的进步，现代城市的高层建筑越来越普遍，很多高层建筑外表面铺设玻璃、瓷砖幕墙。随着时间的推移，幕墙会出现脏污老旧，需要清洗、维修。常用的作业方式是在建筑物的顶层平台固定吊装设备，通过卷线机构上的线缆连接机器人，对高层建筑物外墙进行清洗、维修。在高空幕墙清洗领域，清洗机器人吸附在幕墙上进行清洗作业时，随着机器人的移动，卷线机构会释放或者收回线缆，使得机器人和线缆之间有一定的自由长度。一旦机器人出现故障，从幕墙上脱离下来，就需要卷扬机等卷线机构进行合理的制动，从而保证机器人不坠落，并尽可能保证机器人不损坏。
3.现有的卷线机构主要采用抱闸刹车的方式来进行紧急情况的制动控制。采用抱闸刹车的制动方式，刹车力不可控。并且由于观察不便，直接由人工进行制动，需要的反应时间太长，容易造成安全事故；更重要的是，由人工制动时制动力不可控，制动力过大会对清洗机器人等坠落体和线缆造成损坏，制动力过小，机器人等坠落体坠落距离变长，可能在坠落过程发生二次碰撞，造成安全事故。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种坠落保护卷线机构，能够有效保护清洗机器人等坠落体，防止由于冲击造成的危险。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种坠落保护卷线机构，包括线轮架、卷线轮、线缆、电动机、扭力限制器和定滑轮，所述卷线轮可转动地安装在所述线轮架上，所述线缆缠绕在所述卷线轮上，所述线缆的自由端能够与坠落体连接，所述定滑轮用于对所述线缆导向，所述电动机固定安装在所述线轮架上，所述电动机通过所述扭力限制器与所述卷线轮的轮轴传动连接，当所述扭力限制器承受的扭力超过设定值时，所述扭力限制器使得所述电动机停止转动。
6.优选地，所述扭力限制器为扭力可调的扭力限制器。
7.优选地，所述扭力限制器为摩擦式扭力限制器。
8.优选地，所述卷线轮的轮轴与所述电动机的转轴同轴设置。
9.优选地，所述扭力限制器的两端分别与所述卷线轮的轮轴与所述电动机的转轴连接。
10.优选地，所述线轮架包括用于安装所述卷线轮的第一安装部和用于安装所述电动机的第二安装部，所述第一安装部与所述第二安装部之间形成用于容纳所述扭力限制器的安装空间。
11.优选地，所述第一安装部包括第一矩形框架和设置在所述第一矩形框架下侧的支
腿，所述卷线轮安装在所述第一矩形框架中，所述第二安装部包括第二矩形框架，所述第二矩形框架垂直于所述第一矩形框架，所述第二矩形框架的下端通过连杆与所述第一矩形框架下侧的支腿的下端连接。
12.优选地，所述线轮架通过方钢管制作。
13.优选地，所述定滑轮安装在所述线轮架上。
14.优选地，所述定滑轮通过滑轨安装在所述线轮架上，所述滑轨沿着所述卷线轮的轴向设置，所述定滑轮能够在所述滑轨上左右滑动。
15.本实用新型与现有技术的不同之处在于，本实用新型提供的坠落保护卷线机构通过扭力限制器连接卷线轮和电动机，当与线缆连接的坠落体(例如清洗机器人)在工作过程中突然坠落时，坠落体通过线缆将坠落的冲击力传递到卷线轮，卷线轮加速转动，当卷线轮对扭力限制器的扭力超过扭力限制器的扭力设定值时，扭力限制器通过传感器等器件输出信号，控制电动机停止转动。同时由于扭力限制器连接卷线轮和电动机的两端在扭力限制器受到的扭力超过设定值时会产生相对转动，因此可以延长制动的作用时间，在同样的动量变化情况下，使整个系统所受的瞬时拉力最大值显著减小，防止卷线机构和与之连接的坠落体因瞬时冲击产生过大的拉力而损坏。因此本实用新型提供的坠落保护卷线机构能够有效保护清洗机器人等坠落体，防止由于冲击所造成的危险。
附图说明
16.图1是本实用新型提供的一种实施方式的坠落保护卷线机构的结构示意图；
17.图2是图1所示的坠落保护卷线机构的主视图；
18.图3是图1所示的坠落保护卷线机构的右视图；
19.为本实用新型卷扬机的结构示意图。
20.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0021]1‑
线轮架；11
‑
第一安装部；12
‑
第二安装部；13
‑
安装空间；2
‑
卷线轮；3
‑
线缆；4
‑
电动机；5
‑
扭力限制器；6
‑
定滑轮。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0023]
适当参考图1、图2、图3所示，本实用新型提供的基本实施方式的坠落保护卷线机构包括线轮架1、卷线轮2、线缆3、电动机4、扭力限制器5和定滑轮6。所述卷线轮2通过轴承可转动地安装在所述线轮架1上，所述线缆3缠绕在所述卷线轮2上，所述线缆3的自由端能够与坠落体(例如清洗机器人)连接。所述定滑轮6用于对所述线缆3导向，线缆经过所述定滑轮6后改变其方向，然后与坠落物连接。
[0024]
所述电动机4固定安装在所述线轮架1上，所述电动机4通过所述扭力限制器5与所述卷线轮2的轮轴传动连接，当所述扭力限制器5承受的扭力超过设定值时，所述扭力限制器5使得所述电动机4停止转动。在本实用新型中，所述电动机4、卷线轮2与扭力限制器5的连接方式可以为扭力限制器5的两端分别直接与所述卷线轮2的轮轴与所述电动机4的转轴连接，也可以通过其他布局安装方式(如链条、齿轮、皮带等)间接传动连接。其中扭力限制
器5可以采用摩擦式扭力限制器，或者采用钢球式扭力限制器，或者采用其他电磁式、液压式、气动式等现有的各种形式的扭力限制器。
[0025]
上述基本实施方式提供的坠落保护卷线机构在使用时，将坠落保护卷线机构放置在建筑物的屋顶或其他位置，然后将卷线轮2上缠绕的线缆3穿过定滑轮6与坠落体(以下以清洗机器人为例进行说明)连接，随着清洗机器人在幕墙上移动，所述电动机4通过扭力限制器5驱动卷线轮2缓慢转动来收线或放线。为了给清洗机器人的移动提供自由量，连接清洗机器人的线缆必须具有一定的自由长度。当清洗机器人出现故障，突然从幕墙上坠落时，由于卷线轮2通过扭力限制器5与电动机4连接，清洗机器人通过线缆3将坠落的冲击力传递到卷线轮2，卷线轮2加速转动，当卷线轮2对扭力限制器5的扭力超过扭力限制器5的扭力设定值时，扭力限制器5通过其内的接近开关等传感器件输出信号，控制电动机4停止转动。同时由于扭力限制器5连接卷线轮2和电动机4的两端在扭力限制器5受到的扭力超过设定值时会产生相对转动，因此可以延长制动的作用时间，在同样的动量变化情况下，使整个系统所受的瞬时拉力最大值显著减小，防止卷线机构和与之连接的清洗机器人因瞬时冲击产生过大的拉力而损坏。
[0026]
在本实用新型中，所述扭力限制器5优选为扭力可调的扭力限制器。由于坠落保护卷线机构在每次使用时可能会连接不同重量的清洗机器人(坠落体)，而不同重量的清洗机器人在发生坠落时所需要的相应的制动力也会有所不同，因此本实用新型通过采用扭力可调的扭力限制器，可以针对不同的清洗机器人，对扭力限制器5设定不同的扭力值，从而使得本实用新型提供的坠落保护卷线机构可以更好地适用于各种类型的坠落体。
[0027]
在本实用新型中，所述扭力限制器5优选采用摩擦式扭力限制器。摩擦式扭力限制器是利用锁紧螺母来使弹簧产生弹力，作用于摩擦片上，链轮等轮状物体被夹在两片摩擦片之间，由于弹力的作用使得摩擦片和链轮间产生摩擦力，从而能传送扭力。当清洗机器人等坠落体突然坠落时，链轮和摩擦片之间产生相对滑动，因此可以防止卷线机构和与之连接的坠落体因瞬时冲击产生过大的拉力而损坏。
[0028]
所述扭力限制器5也可以采用钢球式扭力限制器，钢球式扭力限制器采用精密弹簧控制临界扭力，可以达到非常精准的扭力值,同一外形尺寸产品，可以更换不同的内置弹簧来确定不同的设定扭力。当清洗机器人等坠落体突然坠落时，钢球式扭力限制器受到的扭力超过设定值的瞬间，扭力限制器可以产生一个轴向位移量，接近开关检测这个位移量后输出信号，控制电动机4停止转动。
[0029]
如图2所示，在本实用新型中，所述卷线轮2的轮轴与所述电动机4的转轴同轴设置。通过将卷线轮2的轮轴与所述电动机4的转轴同轴设置，可以使得电动机4输出的扭力通过扭力限制器5直接输送到卷线轮2，从而使得坠落保护卷线机构的结构简单、性能稳定。
[0030]
在本实用新型中，由于坠落保护卷线机构用于清洗机器人等设备的高空作业，因此其需要具有较高的稳定性。而实现坠落保护卷线机构可以稳定运行的一个重要因素为线轮架1的稳定可靠。因此，在本实用新型的优选实施方式中，如图1、图2所示，所述线轮架1包括用于安装所述卷线轮2的第一安装部11和用于安装所述电动机4的第二安装部12，所述第一安装部11与所述第二安装部12之间形成用于容纳所述扭力限制器5的安装空间13。通过在第一安装部11和第二安装部12之间设置安装空间13，可以方便地安装和调整扭力限制器5。
[0031]
所述第一安装部11包括第一矩形框架和设置在所述第一矩形框架下侧的支腿，所述支腿的数量优选为4根，设置在第一矩形框架的四角处。所述卷线轮2安装在所述第一矩形框架中，具体地，卷线轮2两端的轮轴通过轴承安装在第一矩形框架左右两侧的横梁上。所述第二安装部12包括第二矩形框架，所述第二矩形框架垂直于所述第一矩形框架，例如，所述第一矩形框架水平设置，第二矩形框架竖直设置。所述第二矩形框架的下端通过连杆与所述第一矩形框架下侧的支腿的下端连接。连杆的数量为两根，分别连接第二矩形框架的前后两侧。第二矩形框架的下端面、连杆的下端面均匀支腿的下端面平齐。通过将线轮架1设置为上述结构，可以使得线轮架1整体大致呈s形，并具有一定的宽度，使得线轮架1可以较多的与支撑面接触，从而提高坠落保护卷线机构的稳定性。
[0032]
进一步优选地，所述线轮架1通过方钢管制作。通过使用方钢管制作线轮架1，不仅可以提高线轮架1的扭力承载能力，而且可以增加与支撑面的接触面积，使得坠落保护卷线机构具有更高的稳定性。
[0033]
在本实用新型中，所述定滑轮6可以安装在其他固定物上，可选地，定滑轮6安装在所述线轮架1上。所述定滑轮6通过滑轨安装在所述线轮架1上，所述滑轨沿着所述卷线轮2的轴向设置，所述定滑轮6能够在所述滑轨上左右滑动。通过设置滑轨，并且定滑轮6可以在滑轨上滑动，可以使得卷线轮2出线更顺畅。
[0034]
本实用新型提供的坠落保护卷线机构与现有技术相比，可以明确的设定制动力的大小，实现准确高效的制动；可以根据不同的负载质量，调节制动力的大小，增大了坠落保护卷线机构的应用范围；可以快速的制动，增加设备的安全性；可以控制制动力范围，防止吊装设备和被吊设备因瞬时冲击产生过大的拉力而损坏，延长制动的作用时间，在同样的动量变化情况下，使整个系统所受的瞬时拉力最大值显著减小。本实用新型提供的坠落保护卷线机构结构简单，生产成本低，维护方便，系统安全性高。
[0035]
在本实用新型中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上、下、左、右”是指本实用新型提供的坠落保护卷线机构在正常使用情况下定义的，并与附图2中所示的上下左右方向一致。“内、外”是指相对于各零部件本身轮廓的内外。这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。
[0036]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0037]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，或者可以存在居中的零部件。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0038]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。