線纜收納裝置的制作方法

本實用新型涉及一種線纜收納裝置，尤其涉及一種運用于核電機器人上的線纜收納裝置。

背景技術：

在許多領域的現場都需要使用機器人來代替人工作業，機器人的優點是可以在高輻射、高溫等危險環境或狹小地域等不適宜人類前往的場所進行作業，然而，機器人作業時候需要有動力輸入，并且作業時數據需要在機器人與控制端之間雙向傳輸，因此需要機器人上接有連接線纜。

以核電領域為例，核電站機器人作為提高核安全和電站應急的重要裝備之一，在核電站日常維護及事故救援方面得到廣泛應用。結合核電站內部復雜環境，為保證其通訊穩定和增加其通訊穩定和增強其抗干擾能力，機器人通訊方式主要采用有纜通訊方式。由于機器人上連接了線纜，在機器人行進的過程中線纜會跟隨機器人行進，因此需要實時地進行收放纜的操作。目前收放纜技術主要分為遠端收放纜技術和就地收放纜技術。其中遠端收放纜技術是指在控制端進行收放纜的操作，這種技術僅適用于工作路徑簡單、線纜抗拉能力高、線纜長度短等作業情況。而就地收放纜技術是指在機器人上進行收放纜操作，這種技術可適用于光纖等脆弱線纜的收放，滿足作業距離遠和路徑復雜等工作要求。

采用就地收放纜技術時，需要在機器人上設置收放纜裝置，收放纜裝置作為機器人線纜鋪設及存放的執行設備，其作業性能直接影響機器人能否正常運作及工作范圍，采用先進的收放纜技術有助于提高機器人工作穩定性及可達性。收放纜裝置的核心是用于收納線纜的線纜收納裝置，目前的線纜收納裝置在結構上存在不足，需要編碼器、傳感器等電性元件的輔助才能進行收線。在核電領域中機器人作業場所的輻射較大，對一般電性元件的損害也較大，因此這種線纜收納裝置的維護成本高、工作壽命短。并且一旦電性元件在輻照影響下失去功能，則收線過程和效果也會受到影響，導致線纜在繞線盤上分布不均。

為解決上述問題，有必要提供一種能夠使線纜布線均勻且抗輻照能力較強的線纜收納裝置。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種能夠使線纜布線均勻且抗輻照能力較強的線纜收納裝置。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種線纜收納裝置，包括繞線盤、轉動件、繞線件、定齒輪、行星齒輪、驅動電機、傳動機構、驅動輪、擺臂及連桿。定齒輪固定在繞線盤的端面上，轉動件轉動地設置在繞線盤的端面上且轉動件的轉動軸線與定齒輪的中心軸線重合，驅動電機固定于轉動件的一端并具有兩輸出軸，行星齒輪與驅動電機的一輸出軸連接并與定齒輪嚙合，繞線件固定于轉動件的另一端并在轉動件的帶動下圍繞繞線盤的圓柱面轉動，驅動輪轉動地安裝在繞線件上，擺臂的一端偏心地樞接在驅動輪上，連桿的一端樞接于繞線件，連桿的另一端與擺臂樞接，驅動輪轉動時驅使擺臂的另一端上下擺動，傳動機構設置在轉動件及繞線件上并與驅動電機的另一輸出軸及驅動輪連接，驅動電機藉由傳動機構驅使驅動輪轉動。

與現有技術相比，由于本實用新型線纜收納裝置的繞線盤上設置了定齒輪，而轉動件上設置有驅動電機及行星齒輪，行星齒輪由驅動電機驅動并與定齒輪嚙合，因此當驅動電機啟動后，行星齒輪自轉并通過與定齒輪的嚙合關系產生繞定齒輪的公轉。轉動件在行星齒輪的帶動下也發生轉動，使繞線件能夠圍繞繞線盤的圓柱面轉動。同時驅動電機還通過傳動機構驅使驅動輪轉動。繞線件與其上的驅動輪、連桿及擺臂構成凸輪連桿機構，當驅動輪轉動時驅使擺臂的另一端做上下擺動的動作。綜上，本線纜收納裝置中通過齒輪傳動與連桿傳動兩種方式的結合實現了擺臂繞著繞線盤轉動以及上下擺動的兩個動作的同步，使線纜能夠在擺臂的導向下繞到繞線盤上且布線均勻。另外，本線纜收納裝置中只采用一個驅動電機就能完成上述兩個動作的同步，無需設置編碼器、傳感器等電性元件，因此抗輻照能力較強、工作壽命長、維護成本低。

較佳地，驅動輪的轉動軸線垂直于轉動件的轉動軸線，擺臂在驅動輪上的樞轉軸線及連桿在繞線件與擺臂上的樞轉軸線均與驅動輪的轉動軸線平行。

較佳地，傳動機構包括第一轉輪、第二轉輪、傳動組件及驅動件，第一轉輪與第二轉輪分別轉動地設置在轉動件與繞線件上，驅動電機的輸出軸與第一轉輪連接并驅使第一轉輪轉動，傳動組件設置在第一轉輪與第二轉輪之間，第一轉輪轉動時藉由傳動組件驅使第二轉輪轉動，驅動件連接在第二轉輪與驅動輪之間并將第二轉輪的轉動傳遞給驅動輪。

具體地，第一轉輪的轉動軸線與第二轉輪的轉動軸線相互垂直，傳動組件包括相互嚙合的第一傘齒輪與第二傘齒輪，其中第一傘齒輪與第一轉輪固定且第一傘齒輪的中心軸線與第一轉輪的中心軸線重合，第二傘齒輪與第二轉輪固定且第二傘齒輪的中心軸線與第二轉輪的中心軸線重合。

具體地，驅動件為第一同步帶，第二轉輪與驅動輪均為同步帶輪，第一同步帶圍繞在第二轉輪與驅動輪之外。

具體地，傳動機構還包括第三轉輪、第二同步帶及減速箱，第一轉輪設置于轉動件的一端，驅動電機與第三轉輪設置在轉動件的另一端，減速箱連接在驅動電機的輸出軸與第三轉輪之間，第一轉輪與第三轉輪均為同步帶輪，第二同步帶圍繞在第一轉輪與第三轉輪之外。

較佳地，連桿包括相互垂直的第一段與第二段，第一段的一端樞接于繞線件，第一段的另一端與第二段的一端固定，第二段的另一端與擺臂樞接，第一段的擺動軌跡所界定的平面平行與擺臂的擺動軌跡所界定的平面，而第二段垂直于擺臂。

附圖說明

圖1是本實用新型線纜收納裝置的立體圖。

圖2是線纜收納裝置中擺臂的工作原理示意圖。

具體實施方式

下面結合給出的說明書附圖對本實用新型的較佳實施例作出描述。

如圖1所示，本實用新型提供了一種用于收放纜裝置中的線纜收納裝置2，其作用是在有限空間內最大限度的收納線纜。線纜收納裝置2包括繞線盤20、轉動件22、繞線件23、定齒輪24、行星齒輪25、驅動電機、傳動機構、驅動輪27、擺臂28及連桿29。

繞線盤20的中間具有供線纜繞上的圓柱面，安裝時繞線盤20的一個端面朝上而另一端面朝下。繞線盤20朝上的端面的中央設置有一轉軸21，轉動件22呈平板狀結構，并安裝在轉軸21上使轉動件22可以在繞線盤20上轉動。繞線件23也呈平板狀結構，繞線件23的上端固定在轉動件22的一端，繞線件23的下端延伸到繞線盤20的圓柱面的外側，繞線件23在轉動件22的帶動下圍繞繞線盤20的圓柱面轉動。驅動輪27轉動地安裝在繞線件23的下端，擺臂28的一端偏心地樞接在驅動輪27上，即擺臂28在驅動輪27上的樞接軸線與驅動輪27自身的轉動軸線之間具有間距。連桿29的一端樞接于繞線件23，連桿29的另一端與擺臂28樞接，驅動輪27轉動時驅使擺臂28的另一端上下擺動。定齒輪24固定在繞線盤20朝上的端面上，并且定齒輪24的中間開孔以供轉軸21穿過，因此轉動件22的轉動軸線與定齒輪24的中心軸線重合。驅動電機(未圖示)固定在轉動件22的另一端并具有兩個輸出軸，行星齒輪25位于轉動件22之下并與驅動電機的一個輸出軸連接，且行星齒輪25與定齒輪24嚙合。驅動電機啟動后行星齒輪25自轉，并利用嚙合關系產生繞定齒輪24的公轉，行星齒輪25的公轉為轉動件22在繞線盤20上的轉動提供了動力。傳動機構設置在轉動件22及繞線件23上并與驅動電機的另一輸出軸及驅動輪27連接，驅動電機藉由傳動機構驅使驅動輪27轉動。

具體的，驅動輪27的轉動軸線垂直于轉動件22的轉動軸線，擺臂28在驅動輪27上的樞轉軸線及連桿29在繞線件23與擺臂28上的樞轉軸線均與驅動輪27自身的轉動軸線平行。連桿29包括相互垂直的第一段291與第二段292，第一段291的一端樞接于繞線件23，第一段291的另一端與第二段292的一端固定，第二段292的另一端與擺臂28樞接，第一段291的擺動軌跡所界定的平面平行與擺臂28的擺動軌跡所界定的平面，而第二段292垂直于擺臂28。繞線件23與其上的驅動輪27、連桿29及擺臂28構成了一個凸輪連桿機構，如圖2所示。

在本實施例中，傳動機構包括第一轉輪261、第二轉輪262、第三轉輪263、第二同步帶264、減速箱265、驅動件266及傳動組件。

第一轉輪261與第三轉輪263分別轉動地安裝在轉動件22上，且第一轉輪261在靠近繞線件23的一端，而第三轉輪263在設置行星齒輪25的一端。減速箱265連接在驅動電機的另一輸出軸與第三轉輪263之間，使驅動電機可以驅使第三轉輪263轉動，并且使第三轉輪263的轉速可以被調節地較慢。第一轉輪261與第三轉輪263均是同步帶輪，第二同步帶264圍繞在第一轉輪261與第三轉輪263之外，第二同步帶264將第三轉輪263的轉動傳遞給第一轉輪261，使第一轉輪261也轉動。第二轉輪262轉動地安裝在繞線件23的上端，驅動件266連接在第二轉輪262與驅動輪27之間并將第二轉輪262的轉動傳遞給驅動輪27。第二轉輪262與驅動輪27都是同步帶輪，驅動件266為第一同步帶并圍繞在第二轉輪262與驅動輪27之外。

傳動組件設置在第一轉輪261與第二轉輪262之間，第一轉輪261轉動時藉由傳動組件驅使第二轉輪262轉動。具體的，由于第一轉輪261的轉動軸線與第二轉輪262的轉動軸線相互垂直，因此傳動組件采用包括相互嚙合的第一傘齒輪(圖1角度下未顯示)與第二傘齒輪267的結構，其中第一傘齒輪固定在第一轉輪261之下且第一傘齒輪的中心軸線與第一轉輪261的中心軸線重合，第二傘齒輪267固定在第二轉輪262的一側且第二傘齒輪267的中心軸線與第二轉輪262的中心軸線重合。傳動組件還可以是其他能夠實現垂直換向傳動的結構，如蝸輪蝸桿等。

本線纜收納裝置2的工作過程如下：進行收纜時，驅動電機啟動，通過行星齒輪25與定齒輪24的嚙合驅使繞線件23及擺臂28圍繞繞線盤20的圓柱面轉動，同時驅動電機又通過傳動組件及兩個同步帶輪組件驅使驅動輪27轉動。驅動輪27轉動后使包括其在內的凸輪連桿機構發生變形，呈現出來的結果就是擺臂28的自由端會在繞著繞線盤20轉動的過程中不斷地做上下搖擺的運動。線纜從上往下放到擺臂28上再繞到繞線盤20上，擺臂28起到導向及理線的作用，使線纜逐層逐層地繞到繞線盤20上，過程穩定且效果均勻。

與現有技術相比，本線纜收納裝置2中通過齒輪傳動與連桿傳動兩種方式的結合實現了擺臂28繞著繞線盤20轉動以及上下擺動的兩個動作的同步，使線纜能夠在擺臂28的導向下繞到繞線盤20上且布線均勻。另外，本線纜收納裝置2中只采用一個驅動電機就能完成上述兩個動作的同步，無需設置編碼器、傳感器等電性元件，因此抗輻照能力較強、工作壽命長、維護成本低。

本實用新型中的傳動機構的實質作用是將驅動電機輸出軸的轉動傳遞給驅動輪27，在本實施例中傳動機構具體為兩個同步帶輪組件及一個包括傘齒輪的傳動組件，在其他實施例中，也可以是其他可以實現傳動的結構，比如多個齒輪構成的齒輪組，使用齒輪組時，驅動輪27可以為齒輪。

以上所揭露的僅為本實用新型的較佳實例而已，其作用是方便本領域的技術人員理解并據以實施，當然不能以此來限定本實用新型之權利范圍，因此依本實用新型申請專利范圍所作的等同變化，仍屬于本實用新型所涵蓋的范圍。