闭环反馈式张力控制机构及卷升装置的制作方法

1.本实用新型涉及农畜牧业技术领域，尤其涉及一种闭环反馈式张力控制机构及卷升装置。


背景技术：

2.目前，应用于农业、畜牧业上的覆盖物，例如卷膜、卷被、卷帘及开窗等，设备的升降大都是由所卷的薄膜、保温被或幕帘等带动。在升降行程中由于驱动设备是在一端进行工作的，导致靠近驱动设备侧的薄膜、保温被或幕帘出现拖拉变形的情况，严重影响薄膜、保温被或幕帘及驱动设备的使用寿命。
3.例如，在温室卷被机构中，卷被机重达100公斤，为防止棉被被拉变形，通常用尺寸很大的杠杆与卷被机相联，既提供卷被机所需的扭矩，又提供卷被机的上升力。然而，杠杆所提供的力与实际所需的力大小存在偏差，使得卷被机与卷升轴移动不同步，导致覆盖物损坏。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种闭环反馈式张力控制机构及卷升装置，用以解决现有技术中卷被机与卷升轴移动不同步，覆盖物易被损坏的缺陷，实现对待监测机构的张力调整，保证覆盖物与卷升轴同步移动，有效对覆盖物进行防护。
5.本实用新型提供一种闭环反馈式张力控制机构，包括：
6.张力调整组件，所述张力调整组件用以与待监测机构连接；
7.张力检测组件，所述张力检测组件与所述张力调整组件连接，用以实时监测所述张力调整组件的张力值；
8.控制器，所述控制器的输入端与所述张力检测组件连接，用以实时接收所述张力检测组件监测的张力值，所述控制器的输出端与所述张力调整组件连接，用以向所述张力调整组件发送调整指令。
9.根据本实用新型提供的一种闭环反馈式张力控制机构，所述张力调整组件包括卷带电机、张紧轮和张力卷带，所述卷带电机的输出端设有卷带轮，所述张力卷带的第一端与所述卷带轮连接，所述张力卷带与所述张紧轮绕设连接，所述张力卷带的第二端用以与所述待监测机构连接；
10.所述张力检测组件的检测端与所述张紧轮连接，用以实时监测所述张力卷带的张紧力；
11.所述卷带电机与所述控制器的输出端电连接。
12.根据本实用新型提供的一种闭环反馈式张力控制机构，所述张力控制机构包括壳体，所述壳体内设有销轴，所述张紧轮可转动地设于所述销轴上。
13.根据本实用新型提供的一种闭环反馈式张力控制机构，所述张力检测组件包括张力传感器，所述张力传感器用以检测所述张力卷带的张紧力，所述张力传感器与所述控制
器的输入端电连接。
14.根据本实用新型提供的一种闭环反馈式张力控制机构，所述张力检测组件包括应变电阻，所述应变电阻用以检测所述张紧轮的应力变化，所述应变电阻与所述控制器的输入端电连接。
15.根据本实用新型提供的一种闭环反馈式张力控制机构，所述张力检测组件还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的第一端固定设置，所述缓冲弹簧的第二端与所述张力卷带的第二端连接。
16.根据本实用新型提供的一种闭环反馈式张力控制机构，所述壳体内设有应力板，所述销轴设于所述应力板的第一端，所述应力板的第二端与所述应变电阻连接。
17.根据本实用新型提供的一种闭环反馈式张力控制机构，所述壳体内还设有多个转轴和多个导向轮，所述导向轮与所述转轴一一对应，所述导向轮可转动地设于所述转轴上。
18.本实用新型还提供一种卷升装置，包括爬升管、待监测机构和如上任一项所述的闭环反馈式张力控制机构，所述待监测机构包括爬升器和卷升器，所述爬升器可滑动地套设于所述爬升管上，所述卷升器与所述爬升器连接，所述卷升器的输出端与覆盖物连接；
19.所述张力调整组件与所述爬升管连接。
20.根据本实用新型提供的一种卷升装置，所述爬升管设有连接件，所述连接件与所述张力调整组件连接。
21.本实用新型提供的闭环反馈式张力控制机构及卷升装置，包括张力调整组件，所述张力调整组件用以与待监测机构连接；张力检测组件，所述张力检测组件与所述张力调整组件连接，用以实时监测所述张力调整组件的张力值；控制器，所述控制器的输入端与所述张力检测组件连接，用以实时接收所述张力检测组件监测的张力值，所述控制器的输出端与所述张力调整组件连接，用以向所述张力调整组件发送调整指令，通过张力检测组件实时监测待监测机构作业过程中张力调整组件的张力值，并传输至控制器，控制器根据判断结果发送相应调整指令，进而实现对待监测机构的受力调整，防止待监测机构受力不均衡而出现损坏，提高使用寿命。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本实用新型提供的卷升装置实施例一的结构示意图；
24.图2是本实用新型提供的卷升装置实施例一的侧视图；
25.图3是本实用新型提供的闭环反馈式张力控制机构实施例一的结构示意图；
26.图4是本实用新型提供的闭环反馈式张力控制机构实施例一的侧视图；
27.图5是本实用新型提供的卷升装置实施例二的结构示意图；
28.图6是本实用新型提供的卷升装置实施例二的侧视图；
29.图7是本实用新型提供的闭环反馈式张力控制机构实施例二的结构示意图；
30.图8是本实用新型提供的闭环反馈式张力控制机构实施例二的侧视图；
31.附图标记：
32.100、爬升管；110、连接件；200、待监测机构；210、爬升器； 220、卷升器；230、卷升轴；300、张力调整组件；310、张力卷带； 320、卷带电机；321、卷带轮；340、张紧轮；350、缓冲弹簧；360、张力传感器；370、应变电阻；390、壳体；392、导向轮。
具体实施方式
33.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.下面结合图1至图8描述本实用新型的一种闭环反馈式张力控制机构及卷升装置。其中，闭环反馈式张力控制机构及卷升装置包括：
35.张力调整组件300，张力调整组件300用以与待监测机构200连接；
36.张力检测组件，张力检测组件与张力调整组件300连接，用以实时监测张力调整组件300的张力值；
37.控制器，控制器的输入端与张力检测组件连接，用以实时接收张力检测组件监测的张力值，控制器的输出端与张力调整组件300连接，用以向张力调整组件300发送调整指令。
38.本实用新型还提供的一种卷升装置，包括爬升管100、待监测机构200和如上所述的闭环反馈式张力控制机构，待监测机构200包括爬升器210和卷升器220，爬升器210可滑动地套设于爬升管100上，卷升器220与爬升器210连接，卷升器220的输出端与覆盖物连接；张力调整组件300与爬升管100连接。
39.具体的，待监测机构200可滑动地套设于爬升管100上，待监测机构200的输出端与覆盖物连接；
40.张力调整组件300，张力调整组件300与爬升管100连接，张力调整组件300的输出端设有张力卷带310，张力卷带310与待监测机构200连接，用以提升或下放待监测机构200。可以理解的是，爬升管100沿竖直方向设置，待监测机构200用以卷收或卷放覆盖物，并沿爬升管100的长度方向也就是竖直方向可滑动地套设于爬升管100 上。
41.进一步地，张力调整组件300与爬升管100连接，张力调整组件 300的输出端设有张力卷带310，张力卷带310与待监测机构200连接，通过感应张力卷带310的张紧力，进而判断对张力卷带310的卷收或下放，进而实现提升或下放待监测机构200，使得待监测机构200 与覆盖物同步移动，防止覆盖物被拉拽而损坏，提高覆盖物的使用寿命。
42.其中，待监测机构200包括爬升器210和卷升器220，爬升器210 可滑动地套设于爬升管100上，卷升器220与爬升器210连接，卷升器220的输出端与覆盖物连接。可以理解的是，爬升器210与卷升器 220固定连接，爬升器210可滑动地套设于爬升管100上，进而实现卷升器220的相对爬升管100的上下移动。卷升器220的输出端设有卷升轴230，卷管可拆卸的安装于卷升轴230上，覆盖物的上端与卷管固定连接，实现卷升器220驱动卷升轴230，带动卷管转动时，实现对覆盖物的卷收或卷放。通过更换卷管或待监测机构200，实现对不同
覆盖物的安装，提高卷升器220的适用性。
43.请参见图1至图8，张力调整组件300包括卷带电机320、张紧轮340、张力检测组件和控制器，卷带电机320的输出端设有卷带轮 321，张力卷带310的第一端与卷带轮321连接，张力卷带310绕设于张紧轮340上，张力卷带310的第二端与待监测机构200连接，
44.其中，张力检测组件的检测端与张力卷带310连接，用以检测张力卷带310的张紧力，张力检测组件与控制器的输入端连接，控制器的输出端与卷带电机320连接。可以理解的是，张力调整组件300具体包括壳体390、卷带电机320、卷带轮321、张紧轮340、张力检测组件和控制器。其中，卷带电机320用以对张力卷带310的卷收或卷放提供输出动力。卷带电机320安装于壳体390上，壳体390与爬升管100连接，卷带电机320的输出端穿设于壳体390内，且卷带轮 321安装于卷带电机320的输出端，卷带电机320驱动卷带轮321转动。
45.进一步地，张力卷带310的一端与卷带轮321绕设连接，实现卷带轮321正转时，实现对张力卷带310的卷收，卷带转轮反转时，实现对张力卷带310的卷放。张力卷带310绕设张紧轮340、导向轮392，进而伸出壳体390。使得张力卷带310的第二端与待监测机构200连接。至此，通过卷带电机320驱动卷带轮321正转，实现对张力卷带310的卷收，进而通过张力卷带310带动待监测机构200向上移动；通过卷带电机320驱动卷带轮321反转，实现对张力卷带310的卷放，进而通过张力卷带310对待监测机构200的下放，使得待监测机构 200向下移动。
46.其中，张力检测组件的检测端与张力卷带310连接，用以检测张力卷带310的张紧力，张力检测组件与控制器的输入端连接，控制器的输出端与卷带电机320连接。具体的，张力检测组件用以实时监测张紧轮处绕设的张力卷带310的张力值，并将监测的张力值传输至控制器，控制器将张力值与设定值进行比较判断，根据判断结果，控制器向卷带电机320发送正转速度、反转速度或停止调整指令，从而达到张力卷带310输出的牵引力与待监测机构200卷收或卷放覆盖物时产生的总力平衡，实现待监测机构200的卷升轴230与覆盖物同步动作。
47.进一步解释，在待监测机构200的收卷过程中，当张力检测组件测量实时张力值低于设定值大小时，控制器控制卷带电机320加速收卷张力卷带310，来提高张力；当张力检测组件测量实时张力值高于设定值大小时，控制器控制卷带电机320减速或停止或反向放卷张力卷带310来降低张力。
48.在放卷过程中，当张力检测组件测量实时张力值低于设定值大小时，控制器控制卷带电机320减速或停止或反向收卷张力卷带310来提高张力；当张力检测组件测量实时张力值高于设定值大小时，控制器控制卷带电机320加速放卷张力卷带310来降低张力。
49.其中，张力调整组件300包括壳体390，壳体390内设有销轴，张紧轮340可转动地设于销轴上。可以理解的是，壳体390内设置有销轴，实现张紧轮340可转动地安装于销轴上，保证张力卷带310绕设于张紧轮340上，同时实现张力卷带310的卷收或卷放。
50.进一步地，壳体390内还设有多个转轴和多个导向轮392，导向轮392与转轴一一对应，导向轮392可转动地设于转轴上。可以理解的是，壳体390内设置一一对应设置的转轴和导向轮392，实现对壳体390内的张力卷带310的导向排布。
51.其中，爬升管100设有连接件110，连接件110与张力调整组件 300固定连接。可以理解的是，本实用新型实施例一中，连接件110 用以实现壳体390与爬升管100的固定连接。
本实用新型实施例一和实施例二中，连接件110用以实现缓冲弹簧350与爬升管100的固定连接。
52.本实用新型中连接件110可选用卡箍或焊接板。
53.请参见图1至图4，本实用新型提供的实施例一，张力检测组件包括缓冲弹簧350和张力传感器360，缓冲弹簧350的第一端与爬升管100连接，缓冲弹簧350的第二端与张力卷带310连接，
54.其中，张力传感器360用以检测张力卷带310的张紧力，张力传感器360与控制器的输入端电连接。可以理解的是，缓冲弹簧350的第一端通过连接件110与爬升管100固定连接，连接件110固定于爬升管100上。缓冲弹簧350的第二端与张力卷带310的第二端连接。张力传感器360设置于壳体390上，并对应检测张紧轮340处张力卷带310的张紧力，进而将监测的张紧力反馈至控制器，并由控制器判断监测的张紧力与设定值之间的大小，再向卷带电机320发送调整指令。本实施例二中，壳体390的下端与卷升器220固定连接，同步移动。
55.本实施例一提供的卷升装置的工作过程如下：
56.初始停止阶段
57.张力调整组件300、卷升器220和爬升器210由于自重施加给张力卷带310等同于其重力的拉力f1，此拉力全部通过缓冲弹簧350 和连接件110由爬升管100承担，由此可知该阶段可全程避免设备侧受到额外的垂直拉力。
58.卷升器220卷收上行阶段
59.卷管卷收上行，带动张力调整组件300、卷升器220和爬升器210 上行。受此变化，张力卷带310的张力减小至f2，此时张力传感器 360可准确反馈张力卷带310上的实时张力为f2，通过控制器控制卷带电机320带动卷带轮321旋转收紧张紧卷带，直至张力传感器360 检测反馈张力卷带310的实时张力为f1时，停止卷带电机320收卷。如此循环完成卷升器220卷收上行阶段的正常运行。
60.通过上述可知，卷升器220卷收上行阶段，张力调整组件300、电动卷升器220和爬升器210的重力基本全部由爬升管100承担，仅在小段时间的小部分重力(上述f
1-f2值)由覆盖物承担，实际运行过程中该部分力量对覆盖物的影响可忽略不计，由此可知该阶段可全程避免设备侧受到额外的垂直拉力。
61.卷升器220卷放下行阶段
62.卷被管卷放下行，带动张力调整组件300、电动卷升器220和爬升器210下行。受此变化，张力卷带310的张力增大到f1，通过控制器控制卷带电机320带动卷带轮321旋转启动放卷张力卷带310，张力卷带310张力减小直至f2时，控制卷带电机320带动卷带轮321 停止放卷。卷升器220此时仍控制卷管卷放下行，张力卷带310张力增大恢复到f1，卷带电机320启动放卷，如此循环完成电动卷升器 220卷放下行阶段的正常运行。
63.通过上述可知，卷升器220卷放下行阶段，张力调整组件300、卷升器220和爬升器210的重力全部由爬升管100承担，仅在小段时间的小部分重力(上述f
1-f2值)由覆盖物承担，实际运行过程中该部分力量对覆盖物的影响可忽略不计，由此可知该阶段可全程避免设备侧受到额外的垂直拉力。
64.通过以上对停止、上行和下行三个阶段的运行描述，可知，卷升器220通过连接张力调整组件300，可实现整个运行过程中避免设备侧受到额外的垂直拉力，从而避免覆盖
物、卷管及卷升设备的损坏，有效提高使用寿命。
65.参见图5至图8所示，本实用新型提供的实施例二，张力检测组件包括应变电阻370和缓冲弹簧350，缓冲弹簧350的第一端与爬升管100连接，缓冲弹簧350的第二端与张力卷带310连接，
66.其中，应变电阻370用以检测张紧轮340的应力变化，应变电阻 370与控制器的输入端电连接。可以理解的是，应变电阻370安装于壳体390内，并位于张紧轮340的上方，实现对张力卷带310的张力的实时检测。壳体390与卷升器220固定连接，保持同步移动。缓冲弹簧350的第一端通过连接件110固定于爬升管100上，缓冲弹簧 350的第二端即下端与张力卷带310的第二端连接。应变电阻370将实时检测的张紧轮340对应变电阻370的检测端应力变化，并转化为张力卷带310的张紧力后发送至控制器，通过控制器的判断，向卷带电机320发送调整指令。
67.根据本实用新型提供的实施例二中，壳体390内设有应力板，应力板水平设置。应力板的一端设有销轴，销轴位于应力板与壳体390 之间，其中，张紧轮340可转动地设于销轴上，实现对张紧轮340的限位安装，同时保证张紧轮340可相对销轴转动。应力板的第二端与应变电阻370连接，也就是说，当张紧轮340受到张力卷带310的张力变化时，张紧轮340通过应力板将张力传递至应变电阻370，应变电阻370的检测端检测到应力变化，并向控制器发送相应信号。
68.本实施例二提供的卷升装置的工作过程如下：
69.初始停止阶段
70.张力调整组件300、卷升器220和爬升器210由于自重施加给张力卷带310等同于其重力的拉力f3，此拉力全部通过缓冲弹簧350 和连接件110由爬升管100承担，由此可知该阶段可全程避免卷被侧受到额外的垂直拉力。
71.卷升器220卷收上行阶段
72.卷管卷收上行，带动张力调整组件300、卷升器220和爬升器210 上行。受此变化，张力卷带310的张力减小至f4，此时应变电阻370 可准确反馈张力卷带310上的实时张力为f4，通过控制器控制卷带电机320带动卷带轮321旋转收紧张紧卷带，直至应变电阻370检测反馈张力卷带310的实时张力为f3时，停止卷带电机320收卷。如此循环完成卷升器220卷收上行阶段的正常运行。
73.通过上述可知，卷升器220卷收上行阶段，张力调整组件300、电动卷升器220和爬升器210的重力基本全部由爬升管100承担，仅在小段时间的小部分重力(上述f
3-f4值)由覆盖物承担，实际运行过程中该部分力量对覆盖物的影响可忽略不计，由此可知该阶段可全程避免设备侧受到额外的垂直拉力。
74.卷升器220卷放下行阶段
75.卷管卷放下行，带动张力调整组件300、电动卷升器220和爬升器210下行。受此变化，张卷带的张力增大到f3，通过控制器控制卷带电机320带动卷带轮321旋转启动放卷张力卷带310，张力卷带310 张力减小直至f4时，控制卷带电机320带动卷带轮321停止放卷。卷升器220此时仍控制卷管卷放下行，张力卷带310张力增大恢复到 f3，卷带电机320启动放卷，如此循环完成电动卷升器220卷放下行阶段的正常运行。
76.通过上述可知，卷升器220卷放下行阶段，张力调整组件300、卷升器220和爬升器
210的重力全部由爬升管100承担，仅在小段时间的小部分重力(上述f
3-f4值)由覆盖物承担，实际运行过程中该部分力量对覆盖物的影响可忽略不计，由此可知该阶段可全程避免设备侧受到额外的垂直拉力。
77.通过以上对停止、上行和下行三个阶段的运行描述，可知，卷升器220通过连接张力调整组件300，可实现整个运行过程中避免设备侧受到额外的垂直拉力，从而避免覆盖物、卷管及卷升设备的损坏，有效提高使用寿命。
78.需要说明的是，上述实施例一和实施例二中涉及的覆盖物均为薄膜，覆盖物也可为保温被或幕帘。
79.本实用新型提供的闭环反馈式张力控制机构及卷升装置，包括张力调整组件，张力调整组件用以与待监测机构连接；张力检测组件，张力检测组件与张力调整组件连接，用以实时监测张力调整组件的张力值；控制器，控制器的输入端与张力检测组件连接，用以实时接收张力检测组件监测的张力值，控制器的输出端与张力调整组件连接，用以向张力调整组件发送调整指令，通过张力检测组件实时监测待监测机构作业过程中张力调整组件的张力值，并传输至控制器，控制器根据判断结果发送相应调整指令，进而实现对待监测机构的受力调整，防止待监测机构受力不均衡而出现损坏，提高使用寿命。
80.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。