一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法及装置与流程

1.本发明属于高铁四电工程施工的技术领域，具体涉及的是一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法及装置。


背景技术：

2.高速铁路四电工程施工中的线缆主要包括信号缆和电力缆，线缆敷设存在运输困难、线缆盘重量重、敷设里程长等特点，敷设过程对线缆保护的要求高，施工质量控制严格，目前通用的做法还是以人力为主，使用简易平板车进行电缆盘的运输，配合放线滑轮进行施工作业，每条线缆的敷设需要 20-50 人不等，投入人员多，施工效率低，整体施工工艺不高。
3.放线车对多根电缆同时进行敷设作业时，为满足电缆敷设工艺要求需要进行捆扎操作。由于放线作业时电缆具有一定的运动速度，想要实现电缆的动态捆扎比较困难。目前国内普遍采用人工捆扎的方式对已经敷设到电缆沟槽的多束电缆进行手动捆扎，该过程工作效率低，容易影响施工进度，而且人工成本高，操作不当容易造成电缆损伤，增加后期维护费用，此外捆扎的标准化程度不高。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是目前国内普遍采用人工捆扎的方式对已经敷设到电缆沟槽的多束电缆进行手动捆扎，该过程工作效率低，容易影响施工进度，而且人工成本高，操作不当容易造成电缆损伤，增加后期维护费用，此外捆扎的标准化程度不高，为解决上述问题，本发明提供一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法及装置。
5.本发明的目的是以下述方式实现的：一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法，所述方法包括：步骤一，根据放线速度和捆扎设备完成整个捆扎动作的作业时间，从而计算出滑台模块匀加速时间t1，匀速时间t2，匀减速时间t3；步骤二，通过调整单轴机器人模组的加速度来控制滑台模块加速－匀速－匀减速三个运动状态的运动时间；步骤三，将放线速度与滑台模块上设置的捆扎设备移动的速度调整一致，在滑台模块匀速时捆扎设备进行捆扎。
6.一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的装置，包括底部支架平台，底部支架平台上对称设置平行滑动导轨，平行滑动导轨上设置滑台模块，滑台模块底部连接滑块，滑块配合连接平行滑动导轨，底部支架平台侧方设置捆扎束带的料盘，捆扎束带的料盘与滑台模块之间设置给滑台模块提供动力的单轴机器人模组，单轴机器人模组传动端连接滑台模块，底部支架平台顶部设置单轴机器人模组，滑台模块顶部设置捆扎设备，底部支架平台两端分别设置支撑架，支撑架顶部连接线缆导向装置。
7.所述线缆导向装置，包括底座，底座顶部分别设置左转轮和右转轮，底座侧方设置
侧面支架，侧面支架上设置滑槽，滑槽上连接第一螺杆，第一螺杆外表面套接侧面转轮，左转轮、右转轮和侧面转轮围成供线缆通过的三角形通道。
8.所述底座顶部设置梯形盖板，梯形盖板通过螺栓分别连接底座的两端，梯形盖板的一侧内表面连接左固定架，左固定架上连接第二螺杆，第二螺杆外表面套接左转轮，梯形盖板的另一侧内表面连接右固定架，右固定架上连接第三螺杆，第三螺杆外表面套接右转轮。
9.所述左转轮和右转轮的侧面为直线。
10.所述左转轮和右转轮的侧面为弧面，左转轮的侧面为向第二螺杆一侧凹陷的弧面，右转轮的侧面为向第三螺杆一侧凹陷的弧面。
11.相对于现有技术，本发明设计一种速度可调的滑台机构，通过机器人模组来调节载有捆扎设备的滑台速度，使放线速度与滑台速度相匹配，从而将捆扎设备与捆扎对象的相对运动问题变为相对静止，实现线缆运动过程中的自动捆扎，通过设定机器人模组的运动参数，保证滑台规律性的往复运动，可实现等间距捆扎且捆扎间距可调整，从而提高捆扎的标准化程度，解决了目前国内普遍采用人工捆扎的方式对已经敷设到电缆沟槽的多束电缆进行手动捆扎，该过程工作效率低，容易影响施工进度，而且人工成本高，操作不当容易造成电缆损伤，增加后期维护费用，此外捆扎的标准化程度不高的问题。
附图说明
12.图1是一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法及装置立体图。
13.图2是一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法及装置的线缆导向装置主视图。
14.图3是一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法及装置的线缆导向装置侧视图。
15.图4是一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法及装置的线缆导向装置梯形盖板打开示意图。
16.图5是一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法及装置的线缆导向装置实施例一工作示意图。
17.图6是一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法及装置的线缆导向装置实施例二工作示意图。
18.图7是一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法及装置滑台模块去程的工作行程图。
19.其中，61底部支架平台、62平行滑动导轨、63滑台模块、64单轴机器人模组、65捆扎设备、66线缆导向装置、661底座、662左转轮、663右转轮、664侧面支架、665滑槽、666第一螺杆、667侧面转轮、668梯形盖板、669左固定架、6610第二螺杆、6611右固定架、6612第三螺杆、6613线缆、67支撑架、68捆扎束带的料盘。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
21.根据附图7所示一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的方法，所述方法包括：步骤一，根据放线速度和捆扎设备65完成整个捆扎动作的作业时间，从而计算出滑台模块3匀加速时间t1，匀速时间t2，匀速时间t2是提供给捆扎设备65完成捆扎动作的时
间，由捆扎设备65自身特性决定，匀减速时间t3；步骤二，通过调整单轴机器人模组64的加速度来控制滑台模块63加速、匀速、匀减速三个运动状态的运动时间；滑台模块63去程为工作行程，包含匀加速、匀速、匀减速三个运动阶段（如附图7所示）：
①
0～t1：滑台模块3做匀加速运动，t1时刻速度与放线速度一致，此刻捆扎设备65的控制系统给捆扎机发送捆扎指令；
②
t2时间段：滑台模块63做匀速运动，此阶段滑台模块63与电缆保持相对静止,可以给捆扎设备65提供捆扎条件，保证捆扎动作稳定进行，捆扎设备65在t2时间段内完成捆扎指令；
③
t3时间段：滑台模块3做匀减速运动，减速到速度为0。此后滑台模块63开始回程复位。
22.滑台模块63回程不执行捆扎动作，复位后重新往复执行上述运动过程。可以通过调整滑台模块63回程的运动速度来控制回程的时间长短，进而调整捆扎间距。
23.步骤三，将放线速度与滑台模块63上设置的捆扎设备65移动的速度调整一致，在滑台模块63匀速时捆扎设备65进行捆扎，即载有捆扎设备65的滑台模块63与电缆相对静止时进行捆扎动作。
24.根据附图1到附图6一种电缆敷设过程中实现动态捆扎的装置，包括底部支架平台61，底部支架平台61上对称设置平行滑动导轨62，平行滑动导轨62上设置滑台模块63，滑台模块63底部连接滑块，滑块配合连接平行滑动导轨62，底部支架平台61侧方设置捆扎束带的料盘68，捆扎束带的料盘68与滑台模块63之间设置给滑台模块63提供动力的单轴机器人模组64，通过单轴机器人模组64来调节载有捆扎设备65的滑台模块63速度，使放线速度与滑台模块63速度相匹配，从而将捆扎设备65与捆扎对象的相对运动问题变为相对静止，实现线缆运动过程中的自动捆扎，通过设定单轴机器人模组64的运动参数，保证滑台模块63规律性的往复运动，可实现等间距捆扎且捆扎间距可调整，从而提高捆扎的标准化程度，解决了目前国内普遍采用人工捆扎的方式对已经敷设到电缆沟槽的多束电缆进行手动捆扎，该过程工作效率低，容易影响施工进度，而且人工成本高，操作不当容易造成电缆损伤，增加后期维护费用，此外捆扎的标准化程度不高的问题，单轴机器人模组64传动端连接滑台模块63，底部支架平台61顶部设置单轴机器人模组64，滑台模块63顶部设置捆扎设备65，捆扎设备65包括捆扎机、工装及plc控制模块，捆扎机在收到捆扎设备65的plc控制模块传来的捆扎指令后完成相应的捆扎动作，捆扎机俗称打包机，是使用捆扎带缠绕产品或包装件，然后收紧并将两端通过热效应熔融或使用包扣等材料连接的机器。捆扎机的功用是使塑料带能紧贴于被捆扎包件表面，保证包件在运输、贮存中不因捆扎不牢而散落，同时还应捆扎整齐美观，底部支架平台61两端分别设置支撑架67，支撑架67顶部连接线缆导向装置66，线缆导向装置66安装在整个捆扎设备65的前后两端，保证进入捆扎设备65的电缆为直线段而且已经为束紧状态，捆扎设备65在作业时只需进行捆扎动作，该电缆敷设过程中实现动态捆扎的装置可以作为一个完整组件安装在放线车上使用。
25.所述线缆导向装置66，包括底座661，所述底座661顶部分别设置左转轮662和右转轮663，底座661侧方设置侧面支架664，侧面支架664上设置滑槽665，滑槽665上连接第一螺
杆666，第一螺杆666外表面套接侧面转轮667，可以根据线缆直径大小调节第一螺杆666，松开第一螺杆666的螺母，使得第一螺杆666在滑槽665上的移动，第一螺杆666移动至合适位置，拧紧第一螺杆666的螺母，实现了线缆通道面积的可调，左转轮662、右转轮663和侧面转轮667围成供线缆通过的三角形通道。
26.所述底座661顶部设置梯形盖板668，梯形盖板668通过螺栓分别连接底座661的两端，可以将底座661与梯形盖板668连接的螺栓拧开，将线缆通道变成敞开形式（如附图4所示），这样就方便了线缆的取放，梯形盖板668的一侧内表面连接左固定架669，左固定架669上连接第二螺杆6610，第二螺杆6610外表面套接左转轮662，梯形盖板668的另一侧内表面连接右固定架6611，右固定架6611上连接第三螺杆6612，第三螺杆6612外表面套接右转轮663。
27.所述左转轮662和右转轮663的侧面为直线，当左转轮662和右转轮663的侧面为直线时，侧面转轮667的侧面也是直线，左转轮662、右转轮663和侧面转轮667围成的线缆通道为三角形，可以适用于大部分的线缆导向，以及对多线缆的品字形收束（如附图5所示）。
28.所述左转轮662和右转轮663的侧面为弧面，左转轮662的侧面为向第二螺杆6610一侧凹陷的弧面，右转轮663的侧面为向第三螺杆6612一侧凹陷的弧面，当左转轮662和右转轮663的侧面为弧面时，侧面转轮667的侧面是直线，可以在多根线缆捆扎时与线缆6613外侧面更吻合，提供更好的收束限位（如附图6所示）。
29.本发明的工作过程如下：在底座661顶部安装梯形盖板668，梯形盖板668两侧分别安装上左转轮662和右转轮663，底座661侧方的侧面支架664上安装侧面转轮667，左转轮662和右转轮663保持在同一个平面上，左转轮662和侧面转轮667不在同一平面上，左转轮662、右转轮663和侧面转轮667从正面看呈三角形分布，将线缆6613从左转轮662、右转轮663和侧面转轮667围成的三角形通道穿过，根据线缆直径大小调节第一螺杆666，松开第一螺杆666的螺母，使得第一螺杆666在滑槽665上的移动，第一螺杆666移动至合适位置，拧紧第一螺杆666的螺母，实现了线缆通道面积的可调，减少了所用导向装置的型号种类，当需要取放线缆6613的时候，将底座661与梯形盖板668连接的螺栓拧开，将线缆通道变成敞开形式（如附图4所示），这样就方便了线缆6613的取放。
30.将该电缆敷设过程中实现动态捆扎的装置按照附图1所示进行组装，组装好的电缆敷设过程中实现动态捆扎的装置，根据放线速度和捆扎设备65完成整个捆扎动作的作业时间，从而计算出滑台模块63匀加速时间t1，匀速时间t2，匀速时间t2是提供给捆扎设备65完成捆扎动作的时间，由捆扎设备65自身特性决定，匀减速时间t3；通过调整单轴机器人模组64的加速度来控制滑台模块63加速－匀速－匀减速三个运动状态的运动时间；从线缆导向装置66的一端放入线缆6613，将放线速度与滑台模块63上设置的捆扎设备65移动的速度调整一致，在滑台模块63匀速时捆扎设备65进行捆扎，即载有捆扎设备65的滑台模块63与电缆6613相对静止时进行捆扎动作，滑台模块63去程为工作行程，包含匀加速、匀速、匀减速三个运动阶段（如附图7所示）：滑台模块63回程不执行捆扎动作，复位后重新往复执行上述运动过程，可以通过调整滑台模块63回程的运动速度来控制回程的时间长短，进而调整捆扎间距。
31.以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的
保护范围。