专利名称：一种软管卷绕装置及工程机械的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及工程机械领域，特别涉及一种软管卷绕装置，以及包括该软管卷绕装置的工程机械。
背景技术：
在工程机械作业过程中，执行部件常相对于车身位于不同的作业位置。液压线路供给的软管通常需要随着执行部件的移动而移动。该软管一般在卷筒上卷绕，并根据执行部件的位置进行收放。该软管的卷绕装置需要满足两个要求第一，在执行部件运动时实现软管卷筒的软管自动释放和收紧；第二，在软管卷绕的任意行程中不产生太大拉力。图I所示是一种现有技术的软管卷绕装置的结构示意图。该软管卷绕装置包括卷 筒1’，在所述卷筒I’上设置有涡卷簧3’，软管2’在该涡卷簧3’的作用下卷绕。该结构的卷绕装置对涡卷簧3’的依赖性较大，涡卷簧3’的使用寿命直接决定了软管卷绕装置的使用寿命。就现今的使用情况来看，涡卷簧3’普遍在3000次左右时出现明显疲劳软化现象。同时该装置本身对涡卷簧3’提出的各项使用性能要求也极大地增加了涡卷簧生产制造和使用成本。此外，该结构的卷筒拉伸预紧力在软管伸出量的增加，回收预紧力随之增大，这将使驱动部件及连接部件的强度随之提高，外形结构随之变得笨重，另外过大拉力作用使执行部件产生一些不必的误动作，，严重影响执行部件的正常作业。
发明内容
本发明旨在提供一种软管卷绕装置，该装置可以避免对涡卷簧的依赖性，提高产品使用的可靠性和使用寿命，并可以降低生产制造成本、避免机械部分的损坏。本发明的软管卷绕装置，包括卷绕有软管的卷筒，所述软管连接执行部件，并且还包括线性部件和绕线轮,所述线性部件连接所述绕线轮和所述执行部件；第一固定部件，所述绕线轮相对于所述第一固定部件旋转，所述第一固定部件和绕线轮之间设置有弹性部件，所述弹性部件对所述绕线轮施加使线性部件收回的拉力；连接机构，所述连接机构设置于所述绕线轮和所述卷筒之间，在至少一个工况时，所述执行部件拉动所述线性部件，所述连接机构传递所述线性部件的拉力并使得所述软管回收。进一步地，所述绕线轮的轴端固定有第一离合部件，所述连接机构至少包括第二离合部件，所述绕线轮以第一方向旋转时，所述第一离合部件和第二离合部件之间接合并一起旋转，所述绕线轮以与第一方向相反的第二方向旋转时，所述第一离合部件和第二离合部件分离。进一步地，所述第一离合部件上设置有斜齿，所述第二离合部件上设置有弹性楔销。
进一步地,所述连接机构还包括转盘，所述转盘设置于卷筒上，并与所述卷筒同步旋转，所述转盘的圆周位置与所述第二离合部件之间设置有第一摩擦副；第二固定部件，所述转盘的圆面位置与所述第二固定部件之间设置有第二摩擦副。进一步地，所述第一摩擦副包括第一弹性圆球和第一楔槽，所述第一弹性圆球和第一楔槽分别设置于所述转盘和第二离合部件上。进一步地，所述第二摩擦副包括第二弹性圆球和第二楔槽，所述第二弹性圆球和第二楔槽分别设置于所述第二固定部件和转盘上。
进一步地，所述执行部件为液压油缸，所述液压油缸的活塞杆伸缩时，所述软管在所述卷筒上相应地拉出或收回。进一步地，还包括定滑轮，所述定滑轮设置于所述液压油缸的缸筒上，所述线性部件经过所述定滑轮后换向，所述线性部件的端部连接于所述液压油缸的活塞杆上。进一步地，所述软管卷绕装置还包括另一工况，在该工况时，运动的执行部件通过所述连接机构使得所述软管张紧。本发明的另一方面，还提供一种工程机械，该工程机械设置有前述的软管卷绕装置。本发明可以通过连接机构将执行部件对线性部件施加的拉力使得软管回收，而不需要依靠涡卷簧的作用拉紧软管。与现有技术相比，本发明整体结构紧凑合理、占用空间小，装置自重小；此外，本发明软管的拉力可以根据工况由不同的滑移力矩保证，不需要外置驱动装置，并可以实现自适应跟随，使用起来十分方便。此外，本发明还具有软管缠绕圈数多、拉力可调、易系列化、成本低等优点。
为了更清楚地说明本发明实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。图I是一种现有技术的软管卷绕装置的结构示意图；图2是本发明一实施例的软管卷绕装置在第一位置的结构示意图；图3是图2所示实施例的软管卷绕装置在第二位置的结构示意图；图4是图2所示实施例的软管卷绕装置在第三位置的结构示意图；图5是图2所示实施例的软管卷绕装置在第四位置的结构示意图；图6是图2所示实施例的软管卷绕装置在第五位置的结构示意图；图7是图2所示实施例的软管卷绕装置在第六位置的结构示意图；图8是图2所示实施例的软管卷绕装置在第七位置的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图2所示是本发明一实施例的软管卷绕装置在第一位置的结构示意图。该软管卷绕装置可以应用于对工程机械的软管进行卷绕的场合。优选地，该软管可以用于供给执行部件的液压或气压线路。从图2中可以 看出，本发明的卷管装置至少包括卷筒I、线性部件4、绕线轮5、第一固定部件61和连接机构。该卷筒I上卷绕有软管2，软管2连接执行部件3。在工程机械作业过程中，液压或气压驱动的执行部件3常相对于可旋转运动的卷筒I位于不同的位置。该软管2可以为液压软管，该执行部件3可以为直线式或旋转式驱动部件，本发明并不受限于此。优选地，该执彳了部件3为液压油缸，该液压油缸包括缸筒31和活塞杆32。通过软管2可以向液压油缸的有杆腔或无杆腔供油。液压油缸的活塞杆32伸缩时，软管2在卷筒I上相应地拉出或收回。在图2所示的实施例中，活塞杆32上行时，软管2拉出。由于本发明没有在卷筒I上设置涡卷簧，因此在具有同样直径的卷筒时，本发明相对于现有技术可以包括更多的软管缠绕圈数。线性部件4连接绕线轮5和执行部件3，可以是其第一端连接绕线轮5、第二端连接执行部件3，执行部件3在相对绕线轮5以一个方向移动时(如在图2中缸筒31上行或活塞杆32下行的状态)，其可以对线性部件4施加拉力。线性部件4可以是一根钢丝绳，或者其它抗拉部件。其第二端可以直接地设置在执行部件3上，也可以间接地设置在执行部件3上。优选地，如图2所示，本发明还包括定滑轮9，定滑轮9设置于液压油缸的缸筒31上，线性部件4经过定滑轮9后换向，线性部件4的端部连接于液压油缸的活塞杆32上。该定滑轮9可以优化线性部件4的受力方向，使其垂直于绕线轮5的轴心进行收线或放线。绕线轮5相对于第一固定部件61旋转，其旋转运动的方向与线性部件4的收放线动作相匹配。此外，在第一固定部件61和绕线轮5之间设置有弹性部件，弹性部件对绕线轮5施加使线性部件4收回的拉力。优选地，该弹性部件为设置于第一固定部件61内的卷簧，绕线轮5的轴可以设置于该卷簧上。第一固定部件61和绕线轮5可以分别采用拉线式传感器的器壁和芯轴。在该技术方案的基础上，线性部件4放线的拉力由执行部件3的移动保证,线性部件4收线的拉力由弹性部件的弹性力保证。本发明的连接机构设置于绕线轮5和卷筒I之间，在至少一个工况时，执行部件3拉动线性部件4，该连接机构传递线性部件4的拉力并使得软管2回收。需要说明的是，本发明的软管卷绕装置还包括另一工况，在该工况时，运动的执行部件3通过连接机构使得软管2张紧。比如，当软管2拉出时，可以由第二摩擦副使得软管2张紧(如液压油缸的活塞杆32伸出时的状态，图2所示向上方向)；而在软管2缩回时，执行部件3可对线性部件4施加拉力(如液压油缸的活塞杆32缩回时的状态，图2所示向下方向)，则可以通过绕线轮5、连接机构的传递，通过第一摩擦副使得软管2回收。该连接机构可以是直接与卷筒I连接的一个结构部件，以直接传递拉力。应当清楚，该力的传递可以通过滑移作用或其他方式进行。此外，本发明的执行部件3可以仅进行单级的伸缩运动，还可以进行多级的伸缩运动(如图2-图8所示)。在上述技术方案的基础上，本发明即可以避免使用现有技术的涡卷簧，不会出现疲劳软化、生产制造成本高的技术问题。
在图2-图8所示的实施例中，为了使得本发明的连接机构适用于具有多级伸缩结构的部件(如伸缩支腿、伸缩臂架上)。本发明在绕线轮5的轴端固定有第一离合部件71，该第一离合部件71可以与绕线轮5同步旋转。优选地，该第一离合部件71与绕线轮5 —体形成。连接机构至少包括第二离合部件72，绕线轮5以第一方向旋转时，第一离合部件71和第二离合部件72之间接合并一起旋转，绕线轮5以与第一方向相反的第二方向旋转时，第一离合部件71和第二离合部件72分离。本发明的离合部件可以是多种结构的离合器组件，如棘轮离合器、电磁离合器等。作为一个实施例，第一离合部件71上设置有斜齿，第二离合部件72上设置有弹性楔销。在接合状态时，斜齿与楔销相互靠近啮合；在离合状态时，弹性楔销受到挤压，斜齿与楔销之间以相互背离的方向运动。第一离合部件71和第二离合部件72可以保证线性部件4在放线时，两离合部件 之间接合，从而可以通过连接机构传递给软管2的回收力，线性部件4与软管2之间具有力的关联；而在线性部件4收线时，两离合部件之间分离，通过弹性部件保证收线的单独进行，线性部件4与软管2之间不具有力的关联。进一步地，本发明的连接机构还包括转盘8和第二固定部件62。其中，转盘8设置于卷筒I上，并与卷筒I同步旋转，转盘8的圆周位置与第二离合部件72之间设置有第一摩擦副；转盘8的圆面位置与第二固定部件62之间设置有第二摩擦副。由于第一摩擦副和第二摩擦副设置于不同的位置，可以保证第一摩擦副的滑移力矩大于第二摩擦副的滑移力矩。第一摩擦副和第二摩擦副可以采用摩擦轮组结构，也可以采用钢珠滑槽结构。优选地，第一摩擦副包括第一弹性圆球和第一楔槽，第一弹性圆球和第一楔槽分别设置于转盘8和第二离合部件72上。在图2-图8所示的实施例中，第一弹性圆球设置于转盘8上，第一楔槽设置于第二离合部件72上。第一弹性圆球可以为钢球，可以用环套固定钢球并使钢球局部露出，第一楔槽可以为非均匀球面契槽，以便于进行相对滑动。第二摩擦副包括第二弹性圆球和第二楔槽，第二弹性圆球和第二楔槽分别设置于第二固定部件62和转盘8上。在图2-图8所示的实施例中，第二弹性圆球设置于第二固定部件62上，第二楔槽设置于转盘8上。第二弹性圆球可以为钢球，可以用环套固定钢球并使钢球局部露出，第二楔槽可以为非均匀球面契槽，以便于进行相对滑动。需要说明的是，本发明的第二离合部件72上可以同时设置弹性楔销和第一摩擦副的第一楔槽，其整体可以形成图2-图8所示的工字型。此外，本发明的第一固定部件61和第二固定部件62之间也可以一体形成，从而可以使得整体结构紧凑合理、占用空间小，装置自重小。本发明图2-图8所示结构可以实现六种工况，通过前述结构的软管卷绕装置，可以保证各工况中均能实现相互之间反向缠绕的软管2和线性部件4的自适应跟随。现对各工况分别说明如下工况一从图2的第一位置运动到图3的第二位置。伸缩油缸从大臂伸到二节臂过程。此时，活塞杆32不动，缸筒31上行，缸筒31驱动线性部件4伸出放线，第一离合部件71与第二离合部件72接合成为一体，转盘8与卷筒I固定，第一摩擦副发生滑移。在该工况时，执行部件3拉动线性部件4，连接机构(的第一摩擦副)使得软管2回收。工况二 从图3的第二位置运动到图4的第三位置。二节臂已伸出，臂销已经锁上，缸销释放，此时收缩油缸(活塞杆32上行、缸筒31不动)。软管2受到活塞杆32施加的拉力，因第一摩擦副的滑移力矩大于第二摩擦副，卷筒I带动转盘8、绕线轮5及第二离合部件72 —起回转，但因该状态线性部件4由张紧变为松弛，受到弹性部件的作用，线性部件4自动收线，(离合部件在收线时自动弹开分离)，绕线轮5将以比卷筒I更快的转速收紧线性部件4。在该工况时，运动的执行部件3通过连接机构(的第二摩擦副)使得软管2张紧。工况三从图4的第三位置运动到图5的第四位置。油缸在整个已经在二节臂上，准备伸三四五节臂，活塞杆32不动，缸筒31上行，该
工况与工况一完全一样。工况四从图5的第四位置运动到图6的第五位置。大臂全伸，伸缩油缸在二节臂与三节臂之间，缸筒31下行，活塞杆32不动。此时，缸筒31下行，线性部件4变为松弛，受到弹性部件的作用，线性部件4自动收线，(离合部件在收线时自动弹开分离)。在该工况时，运动的执行部件3通过连接机构(的第二摩擦副)使得软管2张紧。工况五从图6的第五位置运动到图7的第六位置。活塞杆32和油缸都在二节臂内，准备将活塞杆32缩回一节臂，此时缸筒31不动，活塞杆32下行。活塞杆32下行拉动绕线轮5放线，放线时离合部件接合变为一体。第一摩擦副的滑移力矩大于第二摩擦副，绕线轮5带动第二离合部件72、转盘8及卷筒I 一起回转，软管2在卷筒I上收回，因绕线轮5的半径小于卷筒1，所以第一摩擦副会发生滑移。在该工况时，执行部件3拉动线性部件4，连接机构(的第一摩擦副)使得软管2回收。工况六从图7的第六位置运动到图8的第七位置。此时油缸缸筒31在二节臂，活塞杆32在一节臂，油缸缸筒31下行，活塞杆32不动。此工况与工况四完全一样。除了前述软管卷绕装置外，本发明还提供一种设置有该软管卷绕装置的工程机械。该工程机械的其它结构参考现有技术，本文在此不再赘述。优选地，该工程机械具体为汽车起重机。综上所述，本发明可以通过连接机构将执行部件3对线性部件4施加的拉力使得软管2回收，而不需要依靠涡卷簧的作用拉紧软管2。与现有技术相比，本发明具有以下优
占-
^ \\\ I)结构紧凑、自重小本发明的第一固定部件61、绕线轮5可以分别采用拉线式传感器的器壁和芯轴，绕线轮5和第一离合部件71之间可以一体形成、第二离合部件72上可以同时设置弹性楔销和摩擦副，并且第一固定部件61和第二固定部件62之间也可以一体形成，其整体结构紧凑合理、占用空间小，装置自重小。2)无需驱动、自适应跟随本发明的软管的拉力可以根据工况由转盘8与第二离合部件72之间的第一摩擦副的滑移力矩保证，或者由转盘8与第二固定部件62之间的第二摩擦副的滑移力矩保证，其驱动力主要依赖于执行部件3的缸筒31和活塞杆32的运动，不需要外置驱动装置，并可以实现自适应跟随，使用起来十分方便。此外，本发明还具有软管缠绕圈数多、拉力可调、易系列化、成本低等优点。因此，本发明的有益效果是显而易见的。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种软管卷绕装置，包括卷绕有软管(2)的卷筒(1)，所述软管(2)连接执行部件(3)，其特征在于，还包括 线性部件(4)和绕线轮(5)，所述线性部件(4)连接所述绕线轮(5)和所述执行部件(3)； 第一固定部件(61)，所述绕线轮(5)相对于所述第一固定部件(61)旋转，所述第一固定部件(61)和绕线轮(5)之间设置有弹性部件，所述弹性部件对所述绕线轮(5)施加使线性部件(4)收回的拉力； 连接机构，所述连接机构设置于所述绕线轮(5 )和所述卷筒(I)之间，在至少一个工况时，所述执行部件(3)拉动所述线性部件(4)，所述连接机构传递所述线性部件(4)的拉力并使得所述软管(2)回收。
2.根据权利要求I所述的软管卷绕装置，其特征在于，所述绕线轮(5)的轴端固定有第一离合部件(71)，所述连接机构至少包括第二离合部件(72)，所述绕线轮(5)以第一方向旋转时，所述第一离合部件(71)和第二离合部件(72)之间接合并一起旋转，所述绕线轮(5)以与第一方向相反的第二方向旋转时，所述第一离合部件(71)和第二离合部件(72)分离。
3.根据权利要求2所述的软管卷绕装置，其特征在于，所述第一离合部件(71)上设置有斜齿，所述第二离合部件(72)上设置有弹性楔销。
4.根据权利要求2所述的软管卷绕装置，其特征在于，所述连接机构还包括 转盘(8)，所述转盘(8)设置于卷筒(I)上，并与所述卷筒(I)同步旋转，所述转盘(8)的圆周位置与所述第二离合部件(72)之间设置有第一摩擦副； 第二固定部件(62)，所述转盘(8)的圆面位置与所述第二固定部件(62)之间设置有第二摩擦副。
5.根据权利要求4所述的软管卷绕装置，其特征在于，所述第一摩擦副包括第一弹性圆球和第一楔槽，所述第一弹性圆球和第一楔槽分别设置于所述转盘(8)和第二离合部件(72)上。
6.根据权利要求4所述的软管卷绕装置，其特征在于，所述第二摩擦副包括第二弹性圆球和第二楔槽，所述第二弹性圆球和第二楔槽分别设置于所述第二固定部件(62)和转盘(8)上。
7.根据权利要求1-6任一项所述的软管卷绕装置，其特征在于，所述执行部件(3)为液压油缸，所述液压油缸的活塞杆(32)伸缩时，所述软管(2)在所述卷筒(I)上相应地拉出或收回。
8.根据权利要求7所述的软管卷绕装置，其特征在于，还包括定滑轮(9)，所述定滑轮(9)设置于所述液压油缸的缸筒(31)上，所述线性部件(4)经过所述定滑轮(9)后换向，所述线性部件(4)的端部连接于所述液压油缸的活塞杆(32)上。
9.根据权利要求1-6任一项所述的软管卷绕装置，其特征在于，所述软管卷绕装置还包括另一工况，在该工况时，运动的执行部件(3)通过所述连接机构使得所述软管(2)张紧。
10.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械设置有权利要求1-9任一项所述的软管卷绕装置。
全文摘要
本发明提出了一种软管卷绕装置及工程机械。该软管卷绕装置包括卷绕有软管的卷筒，软管连接执行部件，并且还包括线性部件和绕线轮，线性部件连接绕线轮和执行部件；第一固定部件，绕线轮相对于第一固定部件旋转，第一固定部件和绕线轮之间设置有弹性部件，弹性部件对绕线轮施加使线性部件收回的拉力；连接机构，连接机构设置于绕线轮和卷筒之间，在至少一个工况时，所述执行部件拉动所述线性部件，所述连接机构传递所述线性部件的拉力并使得所述软管回收。本发明可不需要依靠涡卷簧的作用拉紧软管，具有结构紧凑、自重小、无需驱动、自适应跟随、软管缠绕圈数多、张紧力可调、易系列化、成本低等优点。
文档编号B65H54/28GK102745529SQ20121021597
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者双志, 周丽云, 黄长发 申请人:三一汽车起重机械有限公司