一种悬索桥主缆入鞍扭转设备

1.本实用新型涉及悬索桥领域，特别是一种悬索桥主缆入鞍扭转设备。


背景技术：

2.大跨度桥梁施工过程事故频发，造成重大人员伤亡和恶劣社会影响，急需加强桥梁施工的自动化程度。大跨度桥梁的施工步骤繁琐、以人工化为主、施工效率极低，尤其主缆入鞍环节，以人工化为主，亟需研发新型装备和改进施工工艺、提高施工效率。在悬索桥入鞍过程中，高度依赖人工化、施工效率极低、安全风险高，施工为高空作业，人员安全难以保证，每天仅可完成3-4根主缆的入鞍，主缆的扭转角度高度依赖人工的操作经验。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种悬索桥主缆入鞍扭转设备，本实用新型升降部分使用了电缸，可精准运动到所需位置，同时夹持机构使用了左右旋梯形丝杆，保证了夹持点在中心位置；扭转动力源使用了伺服电机，可精确控制扭转角度，从而保证扭转一致性高，扭转精度高。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种悬索桥主缆入鞍扭转设备，包括机架机构、升降机构、夹持机构和扭转机构；扭转机构安装在机架机构上，升降机构安装在扭转机构上，夹持机构安装在升降机构上；夹持机构包括第一伺服电机、减速机、减速机安装板、固定端底座、左右旋丝杠、夹爪、安装板、直线导轨和夹爪安装板；第一伺服电机的输出轴与减速机相连，减速机固定于减速机安装板上，减速机安装板竖直连接于安装板上；减速机的输出轴通过联轴器与左右旋丝杠连接，左右旋丝杠两端通过固定端底座设置于安装板上；左右旋丝杠是有两段方向相反螺纹的丝杠，左右旋丝杠的两个螺旋段各设置有一个夹爪，两个夹爪相对夹持索股，两个夹爪与安装板滑动连接；扭转机构包括环形导轨安装座、第二伺服电机、主动齿轮和v型环形轨道；v型环形轨道两侧设有用于限位v型环形轨道的环形导轨安装座，环形导轨安装座与v型环形轨道弧度相同，v型环形轨道嵌于环形导轨安装座上活动，v型环形轨道通过环形导轨安装座与机架机构连接；v型环形轨道等距分布有多个通槽，一根索股穿设于一个通槽中；v型环形轨道的外圈边缘上设置有外齿，外齿与主动齿轮在环形导轨安装座下部开口处啮合，第二伺服电机带动主动齿轮转动。
6.作为本实用新型进一步优选，机架机构包括底部框架、机架连接板和机架立柱；机架连接板通过螺栓固定底部框架上；机架立柱通过螺栓立式固定于机架连接板上，机架立柱顶部与环形导轨安装座底部连接。
7.作为本实用新型进一步优选，所述扭转机构还包括承载滑座；承载滑座设置于环形导轨安装座上，第一伺服电机固定于承载滑座上。
8.作为本实用新型进一步优选，还包括滚轮，所述滚轮设置于v型环形轨道内圈边缘处上；且滚轮的轴穿过承载滑座。
9.作为本实用新型进一步优选，升降机构包括支撑立柱、电缸安装板、电缸、浮动连接板和滑块安装板；滑块安装板与承载滑座连接；电缸安装板垂直连接于滑块安装板上；支撑立柱竖直连接于安装板底部，支撑立柱为两根，位于电缸安装板两侧，两根支撑立柱之间连接有浮动连接板，电缸竖直连接于电缸安装板底部，电缸的输出轴竖直穿过电缸安装板连接于浮动连接板上。
10.作为本实用新型进一步优选，所述滑块安装板上设有导轨滑块，所述支撑立柱上设有竖直导轨，导轨滑块与竖直导轨滑动连接。
11.作为本实用新型进一步优选，所述夹持机构还包括直线导轨和夹爪安装板；与左右旋丝杠平行的直线导轨水平设置于安装板上；一个夹爪安装板设置于左右旋丝杠的左旋段，另一个夹爪安装板设置于左右旋丝杠的右旋段，夹爪连接于夹爪安装板上，夹爪安装板内设有与左右旋丝杠配合的螺纹槽，夹爪安装板底部设有滑槽，夹爪安装板通过滑槽与直线导轨滑动连接。
12.作为本实用新型进一步优选，所述v型环形轨道的形状为280
°
的优弧。
13.作为本实用新型进一步优选，所述底部框架、机架连接板和机架立柱的表面均进行了烤漆处理。
14.本实用新型具有如下有益效果：
15.本实用新型指出的一种悬索桥主缆入鞍扭转设备，索股到位后，设备自动升降，居中夹持，自动开始扭转，扭转设备对应的软件程序执行扭转动作，扭转到位后，发出指令，避免了扭转不合格的现象发生，有利于扭转的稳定性，扭转的自动化程度高，扭转的工作效率高。扭转后的主缆可有效避免入鞍过程中的散丝、鼓丝等问题，后续入鞍前可通过夹具对主缆进行捆扎防止变形。
附图说明
16.图1为本实用新型扭转设备总体结构示意图；
17.图2为扭转设备爆炸图；
18.图3为机架机构结构示意图；
19.图4为升降机构结构示意图；
20.图5为夹持机构结构示意图；
21.图6为扭转机构结构示意图；
22.图7为扭转机构结构细节图；
23.图8为扭转机构结构细节图。
24.其中有：1机架机构、2升降机构、3夹持机构、4扭转机构、11底部框架、12机架连接板、13机架立柱、21支撑立柱、22电缸安装板、23电缸、24浮动连接板、25导轨滑块、26滑块安装板、31伺服电机、32减速机、33减速机安装板、34固定端底座、35左右旋丝杠、36直线导轨、37夹爪、38夹爪安装板、39安装板、41环形导轨安装座、42伺服电机、44承载滑座、45主动齿轮、46滚轮、47v型环形轨道。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
26.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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实用新型和简化描述，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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。
27.如图1-8所示，一种悬索桥主缆入鞍扭转设备，本设备适用60
×
60mm的索股，包括机架机构1、升降机构2、夹持机构3和扭转机构4；扭转机构4安装在机架机构1上，升降机构2安装在扭转机构4上，夹持机构3安装在升降机构2上。主缆由多根索股组成。
28.夹持机构3包括第一伺服电机31、减速机32、减速机安装板33、固定端底座34、左右旋丝杠35、夹爪37、安装板39、直线导轨36和夹爪安装板38；第一伺服电机31的输出轴与减速机32相连，减速机32固定于减速机安装板33上，减速机安装板33竖直连接于安装板39上；减速机32的输出轴通过联轴器与左右旋丝杠35连接，左右旋丝杠35两端通过固定端底座34设置于安装板39上；左右旋丝杠35是有两段方向相反螺纹的丝杠，左右旋丝杠35的两个螺旋段各设置有一个夹爪37，两个夹爪37相对夹持索股，两个夹爪37与安装板33滑动连接。第一伺服电机31提供动力，第一伺服电机31和减速机32的组合，可提供更大的扭力，且第一伺服电机31具有抱闸功能，意外断电后，可在断电位置保持，夹爪37进行了硬化处理，有效延长了夹爪37的使用寿命，夹爪37夹持索股后，再进行下一步扭转运动。
29.扭转机构4包括环形导轨安装座41、第二伺服电机42、主动齿轮45和v型环形轨道47；v型环形轨道47两侧设有用于限位v型环形轨道47的环形导轨安装座41，环形导轨安装座41与v型环形轨道47弧度相同，v型环形轨道47嵌于环形导轨安装座41上活动，v型环形轨道47通过环形导轨安装座41与机架机构1连接；v型环形轨道47等距分布有多个通槽，一根索股穿设于一个通槽中；v型环形轨道47的外圈边缘上设置有外齿，外齿与主动齿轮45在环形导轨安装座41下部开口处啮合，第二伺服电机42带动主动齿轮45转动。v型环形轨道47加工了v型导向轨道和外齿，v型导向轨道给扭转过程提供环形导向，v型环形轨道47的外齿和主动齿轮外齿啮合实现传动，第二伺服电机42具有抱闸功能，意外断电后，可在断电位置保持，v型环形轨道47边缘区域进行了硬化，且整体经过了精磨处理，并提供了内部和外部基准面以便于定位，夹持机构3夹持索股后，可进行环形扭转运动。
30.机架机构1包括底部框架11、机架连接板12和机架立柱13；机架连接板12通过螺栓固定底部框架11上；机架立柱13通过螺栓立式固定于机架连接板12上，机架立柱13顶部与环形导轨安装座41底部连接。所述扭转机构4还包括承载滑座44；承载滑座44设置于环形导轨安装座41上，第一伺服电机31固定于承载滑座44上。
31.还包括滚轮46，所述滚轮46设置于v型环形轨道47内圈边缘处上；且滚轮46的轴穿过承载滑座44。
32.升降机构2包括支撑立柱21、电缸安装板22、电缸23、浮动连接板24和滑块安装板26；滑块安装板26与承载滑座44连接；电缸安装板22垂直连接于滑块安装板26上；支撑立柱21竖直连接于安装板39底部，支撑立柱21为两根，位于电缸安装板22两侧，两根支撑立柱21之间连接有浮动连接板24，电缸23竖直连接于电缸安装板22底部，电缸23的输出轴竖直穿过电缸安装板22连接于浮动连接板24上。电缸23具有抱闸功能，意外断电后，可在断电位置
保持，浮动连接板24和电缸23的输出轴径向间隙配合，防止电缸23的输出轴受到径向力，升降机构2主要功能是扭转到位后，夹爪37松开，升降机构2下降，方便主缆从正上方取出，此机构结构稳定性好，精度高，速度快。
33.所述滑块安装板26上设有导轨滑块25，所述支撑立柱21上设有竖直导轨，导轨滑块25与竖直导轨滑动连接：所述夹持机构3还包括直线导轨36和夹爪安装板38；与左右旋丝杠35平行的直线导轨36水平设置于安装板39上；一个夹爪安装板38设置于左右旋丝杠35的左旋段，另一个夹爪安装板38设置于左右旋丝杠35的右旋段，夹爪37连接于夹爪安装板38上，夹爪安装板38内设有与左右旋丝杠35配合的螺纹槽，夹爪安装板38底部设有滑槽，夹爪安装板38通过滑槽与直线导轨36滑动连接。
34.所述v型环形轨道47的形状为280
°
的优弧。相对于人工单次扭转180
°
来说，可有效减少后续扭转次数。
35.所述底部框架11、机架连接板12和机架立柱结构简洁，保证刚性的前提下，节省空间，各零件通过螺栓连接，具有足够的强度和抗压性，并且表面进行了烤漆，具备防锈能力。
36.一种悬索桥主缆入鞍扭转设备的工作原理，
37.步骤（1）：将索股分别放置于v型环形轨道47上的多个通槽中；
38.步骤（2）：夹持机构3由升降机构2顶升至v型环形轨道47中心位置，将多根索股共同放置于两个夹爪37之间；
39.步骤（3）：开启第一伺服电机31，两个夹爪37相对移动，将索股多根固定于两个夹爪37之间；
40.步骤（4）：开启第二伺服电机42，第二伺服电机42带动主动齿轮45转动，主动齿轮45带动v型环形轨道47转动，实现对索股的扭转；
41.步骤（5）：索股达到扭转要求，形成主缆，夹爪37松开，升降机构2下降，主缆可从扭转设备中顺利取出；达到对主缆整形的目的，扭转后的主缆可有效避免入鞍过程中的散丝、鼓丝等问题，后续入鞍前可通过夹具对主缆进行捆扎防止变形。
42.以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。