一种露天矿用智能化电缆卷缆小车的制作方法

1.本发明涉及电缆自动收放技术领域，尤其涉及一种露天矿用智能化电缆卷缆小车。


背景技术：

2.在国家政策的大力推动下，智能矿山行业持续高速发展，矿山少人则安、无人则安。
3.电铲是露天矿山采掘作业的主要设备之一，在露天矿山生产过程中，电铲在作业和转场时，尾部电缆的收放和移动劳动强度高，并且存在很大的安全隐患。电铲作业前，需将电缆绕成“8”字形或“l”形，用电铲铲斗挑线作业、电铲移动时电缆直接被动拖曳，极易出现电缆刮伤导致漏电，引起人身安全事故。
4.现有技术在露天矿山应用的电缆卷缆车，解决了从电缆卷缆车到电铲之间电缆被动拖曳的部分问题，缺点是受制于供电电桩、电缆车、电铲三点不在一条直线上，始终无法解决电缆车到供电电桩之间电缆收放问题，且因矿区地面凸凹不平，电缆车轮胎无法适应全地形地面工况，无法实施遥控操作；电铲频繁作业移动、工位变化后，仍需人工贴近设备进行小车调整移动电缆卷筒转动收放电缆作业，无法实现真正的电铲无人化作业。
5.中国专利文献公告号为cn215974440u的一种双向自动卷放电缆车，包括车体和排缆器，所述车体左右两侧均设置有排缆器，两个所述排缆器均固定连接在车体内，所述车体固定连接有满缆保护机构，所述满缆保护机构设置有两个，所述车体左侧可拆卸连接有前卷电缆滚筒，所述车体右侧可拆卸连接有后卷电缆滚筒，所述满缆保护机构位于后卷电缆滚筒的一侧，所述前卷电缆滚筒和后卷电缆滚筒分别设置在两个排缆器与满缆保护机构之间，进行电缆的收放。此专利通过将两个卷缆器固定在一个履带式行走机构上，解决电缆车到供电电桩之间电缆收放问题。然而，该专利依然存在一些不足：电缆收放时无法使排线器和卷缆器始终对准供电电桩和电铲。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是：为了解决电缆的朝向改变时，排线器和卷缆器的方向无法随之进行调整的问题，本发明提供了一种露天矿用智能化电缆卷缆小车来解决上述问题。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种露天矿用智能化电缆卷缆小车，包括履带机构、卷缆器和排线器，所述履带机构通过驱动电机进行驱动，所述卷缆器包括电桩向卷缆器和电铲向卷缆器，所述履带机构设置有两个，每个所述履带机构上可转动的设置一个卷缆器支架，所述卷缆器可转动的安装在卷缆器支架上，所述卷缆器通过卷缆旋转电机带动旋转，两个所述履带机构相互连接形成履带式行走机构，所述卷缆器支架上还安装有电控柜；还包括排线器减速机，所述排线器和排线器减速机对应所述卷缆器设置有两个，所述排线器安装在排线器减速机上并且位于所述卷缆器的朝外的一侧，所述排线
器减速机固定在所述卷缆器支架上，所述排线器用于使电缆整齐排布在卷缆器上，所述排线器上还安装有张力传感器，所述驱动电机、卷缆旋转电机、卷缆器、排线器减速机、张力传感器均与电控柜连接；还包括清理机构，所述清理机构包括滑轨、滑座、连接座和去污卡环，所述滑轨固定在所述卷缆器支架上，所述滑座滑动安装在所述滑轨内，所述连接座的一端与所述滑座连接，所述连接座的另一端与所述去污卡环连接，所述去污卡环的内圈直径与电缆的直径相适应。
8.作为优选，所述去污卡环包括第一卡箍和第二卡箍，所述第一卡箍的上端与第二卡箍的上端铰接并且安装在固定块上，所述固定块安装在所述连接座上，所述第一卡箍和第二卡箍的靠近内圈的部位设置有去污棉，当电缆穿过所述去污卡环时，所述去污棉抵接在所述电缆的表面。
9.作为优选，所述去污卡环还包括第一钳板和第二钳板，所述第一钳板的上端和第二钳板的上端与第二卡箍的上端铰接，所述第一钳板和第二钳板的靠近内圈的部位安装有刮板，当电缆穿过所述去污卡环时，所述刮板抵接在所述电缆的表面。
10.作为优选，所述刮板采用橡胶刮板或塑料刮板。
11.作为优选，所述连接座包括弯头、铰接头和弹簧伸缩杆，所述弯头固定在所述滑座上，所述铰接头与所述弯头铰接，所述弹簧伸缩杆的一端固定在所述铰接头上，所述弹簧伸缩杆的另一端连接所述固定块。
12.作为优选，所述卷缆器支架的底部安装在电动旋转支承上，所述电动旋转支承固定在所述履带机构上。
13.作为优选，还包括定位模块，所述定位模块具有天线，所述天线安装在所述卷缆器支架的上部，所述定位模块和所述电动旋转支承均与所述电控柜连接。
14.作为优选，所述定位模块采用gps定位模块或rtk定位模块。
15.本发明的有益效果是，其一，将两个卷缆器通过旋转支承可转动的安装双联履带式走行机构上，通过电桩向卷缆器对连接供电电桩的电缆进行收放，通过电铲向卷缆器对连接电铲的电缆进行收放，将电缆拉直，防止电缆缠绕或拖地。
16.其二，设置有排线器，排线器的朝向能够随卷缆器转动，使电缆整齐排布在卷缆器上，通过转动卷缆器，使卷缆器和排线器的朝向保持正确，能够灵活适应供电电桩、电缆车、电铲三点不在一条直线上的复杂作业工况。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
18.图1是本发明一种露天矿用智能化电缆卷缆小车的工作状态示意图；
19.图2是本发明一种露天矿用智能化电缆卷缆小车的最优实施例的结构示意图；
20.图3是本发明一种露天矿用智能化电缆卷缆小车的清理机构的第一状态示意图；
21.图4是本发明一种露天矿用智能化电缆卷缆小车的清理机构的第二状态示意图；
22.图5是本发明一种露天矿用智能化电缆卷缆小车的去污卡环的结构示意图。
23.附图标记：1、履带机构；2、卷缆器；3、排线器；4、驱动电机；5、卷缆器支架；6、卷缆旋转电机；7、电控柜；3、排线器；8、排线器减速机；9、张力传感器；10、清理机构；11、滑轨；12、滑座；13、弯头；14、去污卡环；15、第一卡箍；16、第二卡箍；17、固定块；18、去污棉；19、第
一钳板；20、第二钳板；21、刮板；22、铰接头；23、弹簧伸缩杆；24、电动旋转支承；25、天线；26、电铲。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.如图1～图5所示，本发明提供了一种露天矿用智能化电缆卷缆小车的实施例，包括履带机构1、卷缆器2和排线器3，卷缆器2通过卷缆旋转电机6带动旋转，卷缆器2包括电桩向卷缆器和电铲26向卷缆器，通过电桩向卷缆器对连接供电电桩的电缆进行收放，通过电铲26向卷缆器对连接电铲26的电缆进行收放，两个不同的卷缆器2能够分别对两段电缆进行收放，当需要移动电铲26时，通过电铲26向卷缆器对连接电铲26的电缆进行收放，将电缆同步拉直，当需要履带机构1带动卷缆器2移动时，通过电桩向卷缆器对连接供电电桩的电缆进行收放，将电缆同步拉直，防止电缆缠绕或拖地，履带机构1通过驱动电机4进行驱动，履带机构1设置有两个，两个履带机构1相互连接形成履带式行走机构，能良好适应矿区地面凸凹不平的地面，解决了轮胎无法适应矿区凸凹不平地面工况的问题，同时两个履带机构1采用模块化的设计，能够依据实际工况要求，使用一个单独模块进行工作，降低生产成本，每个履带机构1上设置一个卷缆器支架5，卷缆器支架5的底部安装在电动旋转支承24上，电动旋转支承24固定在履带机构1上，卷缆器2可转动的安装在卷缆器支架5上，当需要调整卷缆器2的朝向时，通过电动旋转支承24转动，带动卷缆器支架5和卷缆器2转动进行调整，使卷缆器2能够灵活适应供电电桩、电缆车、电铲26三点不在一条直线上的复杂作业工况；
28.智能化电缆卷缆小车还包括排线器减速机8，排线器3和排线器减速机8对应卷缆器2设置有两个，排线器3安装在排线器减速机8上并且位于卷缆器2的朝外的一侧，排线器减速机8固定在卷缆器支架5上，当卷缆器2对线缆进行收卷时，排线器3沿卷缆器2轴线方向移动，对电缆进行导向，使电缆整齐排布在卷缆器2上，当卷缆器2收卷的速度发生变化时，通过排线器减速机8调整排线器3沿卷缆器2轴线方向的移动速度，让排线器3依然能够对电缆进行整齐排布，排线器3上还安装有张力传感器9，通过传感器实时测量电缆下垂时的张
力；
29.智能化电缆卷缆小车还包括定位模块，定位模块采用gps定位模块或rtk定位模块，定位模块具有天线25，天线25安装在卷缆器支架5的上部；卷缆器支架5上还安装有电控柜7，定位模块、电动旋转支承24、驱动电机4、卷缆旋转电机6、卷缆器2、排线器减速机8、张力传感器9均与电控柜7连接，电控柜7内置工控机、bcm控制器、rtk或gps惯性导航装置、4g或5g通信模块和电气开关，工控机负责控制指令，bcm控制器负责信号输入输出并控制各部电机执行驱动、旋转指令及动作，rtk惯性导航装置计算小车定位及姿态数据信息，4g或5g通信模块负责与远程遥控系统进行无线通讯交互。
30.智能化电缆卷缆小车的工作原理是：铲采挖作业开始之前，将电缆卷缆小车预先停置于电铲26后部合适距离的位置，通过人工预先测量固定电桩的定位信息，并设置在工控机的存储器内，电控柜7内置的rtk或gps惯性导航装置通过两个分别装在卷缆器支架5上面的天线25接收到的定位信息，计算出两个卷缆器2的gps实时定位及姿态信息，此时工控机依据惯性导航装置提供的数据信息，实时计算判断两个排线器3是否分别准确朝向电铲26、固定电桩；电铲26开始采挖工作后，如果电铲26沿电缆布线方向前后移动，不影响排线器3朝向时，排线器3上面的张力传感器9实时测量电缆下垂时的张力，依据电铲26前后移动引起的张力变化，工控机发送电缆卷缆旋转指令，自动收放电缆；电铲26在垂直于布缆方向横向移动时，导致电铲26向电缆卷缆排线器3朝向发生变化，工控机及时发出旋转支承电机驱动指令，控制电动旋转支承24转动，实时调整排线器3的朝向，确保排线器3始终朝向电铲26后部，同时依据张力传感器9测量值的变化，工控机发送电缆卷缆旋转指令，控制卷缆旋转电机6带动卷缆器2工作，收放电缆。
31.电铲26向卷缆器与电铲26之间，如果距离超过该处电缆长度极限，依据张力传感器9测量值的变化，工控机发送启动履带行走指令，移动履带式行走机构，跟随电铲26行走，同时动态调整两个排线器3朝向，确保朝向正确，并自动收放电缆，使电缆张力传感器9检测值保持在设置范围内。
32.还包括清理机构10，清理机构10包括滑轨11、滑座12、连接座和去污卡环14，滑轨11固定在卷缆器支架5上，滑座12滑动安装在滑轨11内，滑轨11的长度方向与卷缆器2的轴线方向保持平行，连接座的一端与滑座12连接，当排线器3推动电缆沿卷缆器2的轴线方向移动进行收卷排布时，电缆移动带动去污卡环14沿滑轨11方向移动，让去污卡环14能够始终与电缆保持贴合状态，同时不会阻挡电缆的移动，连接座的另一端与去污卡环14连接，去污卡环14的内圈直径与电缆的直径相适应；
33.去污卡环14包括第一卡箍15、第二卡箍16、第一钳板19和第二钳板20，第一卡箍15的上端与第二卡箍16的上端铰接并且安装在固定块17上，固定块17安装在连接座上，第一卡箍15和第二卡箍16的靠近内圈的部位设置有去污棉18，当电缆穿过去污卡环14时，去污棉18抵接在电缆的表面；
34.第一钳板19的上端和第二钳板20的上端与第二卡箍16的上端铰接，当去污卡环14卡合在电缆上以后，第一卡箍15和第二卡箍16的下端以及第一钳板19和第二钳板20的下端通过卡扣锁紧，防止脱落，第一钳板19和第二钳板20的靠近内圈的部位安装有刮板21，当电缆穿过去污卡环14时，刮板21抵接在电缆的表面，刮板21采用橡胶刮板或塑料刮板，避免刮板21将电缆的表面刮伤，在电缆使用过程中，由于电缆所处的工作环境中具有大量尘土和
矿渣，常常导致电缆的表面粘附有大量脏污和尘土，在对电缆进行收卷时，若不对电缆进行清理，收卷后一方面会导致整体重力增加，另一方面也容易造成电缆磨损，大大降低电缆的寿命，此时通过刮板21首先将电缆表面粘附的顽固污渍和大颗粒脏污刮下，再通过去污棉18对电缆表面的液体污渍进行清理，让电缆在收卷后能保持清洁状态，减轻电缆的磨损，同时降低电缆收卷后的总重量。
35.连接座包括弯头13、铰接头22和弹簧伸缩杆23，弯头13固定在滑座12上，铰接头22与弯头13铰接，弯头13的设置使提升了铰接头22的可转动角度，当电缆在收放过程中，线卷的直径会发生变化，导致放出部分的电缆与水平面的夹角和高度会发生变化，此时铰接头22能够随电缆进行转动，以适应电缆角度的变化，弹簧伸缩杆23的一端固定在铰接头22上，弹簧伸缩杆23的另一端连接固定块17，弹簧伸缩杆23的设置使固定块17以及与固定块17连接的去污卡环14能够适应电缆高度的变化。
36.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
37.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。