一种起重机伸缩吊臂的布线装置的制作方法

本发明涉及一种起重机伸缩吊臂的布线装置，属于起重机伸缩吊臂的电缆或软管线/电缆排布技术领域。

背景技术：

起重机伸缩吊臂上的数据采集传输目前主要由拉线盒传输方式。由于伸缩吊臂的伸缩特性，除第一节臂与转台相连，其臂头位置与操作室相对位置无变化外，其余每节臂的臂头随着吊臂的伸缩，其臂头与操作室的相对位置均随着吊臂伸缩动作而变化。

拉线盒的实质是一个转盘，拉线（电缆或软管线和/或电缆）按顺序缠绕在转盘上，拉线的固定端与转盘的中心柱活动连接，中心柱上配有集电滑环，拉线固定端末尾带有数个导电金属簧片，各个簧片分别与集电滑环的不同导轨相接触，在接触的同时需保持一定的压力以确保不会与滑环的导轨脱开或接触不良，中心柱的内部有数根线缆连接集电滑环。同时转盘中心柱上配有编码器，并带有涡卷弹簧，涡卷弹簧为转盘提供回转力。拉线的活动端伸出并固定于需要数据采集或供电的吊臂头部，通常活动端固定于末节臂的臂头和第二节臂的臂头。当吊臂伸出时，拉线活动端延吊臂伸出方向与吊臂一同运动，拉线伸出，同时带动转盘以中心柱为圆心转动，中心柱固定于外部安装座上，不随转盘转动。此时导电金属簧片在集电滑环上旋转滑动，电力及通信信号通过拉线末端的导电簧片传导至集电滑环，并通过与集电滑环相连的固定线缆传导给相关设备，而转盘中心柱上的编码器根据转盘的旋转位移可换算出吊臂伸出的长度，涡卷弹簧则提供了将拉线回拉的拉力。当吊臂回缩时，拉线活动端随吊臂一同回缩，转盘在涡卷弹簧的作用下将拉线收回缠绕在转盘上。

目前使用的拉线盒存在以下几点缺陷：

一、导线非固定接触，成本高。拉线盒需要通过金属簧片与中心集电滑环的活动接触来解决线缆随转盘转动产生的缠绕问题，这样就导致信号传递的过程必须经过金属簧片与集电滑环的活动接触点，由于是活动的接触点，在长时间的使用过程中不可避免的存在触点被磨损和污染，簧片老化等因素产生的接触不良。而且，在传递通信信号时，活动触点不可避免的可能产生噪音干扰，导致信号失真。为了尽可能的减少上述因素的影响，厂家不得不对集电滑环与金属簧片做特殊处理，采用更好的材料更复杂的工艺，导致整体成本较高。

二、体积较大，吊臂外部安装。由于吊臂伸出的长度较长，拉线的伸出长度与吊臂伸出长度一致，加上拉线盒内部一定量的预留线，这些线长最终会要转换成拉线盒转盘的旋转圈数，由于涡卷弹簧的存在，拉线盒的尺寸无法做的较小。较大的尺寸决定了拉线盒只能安装在吊臂外部，且只能是吊臂两侧腹板上，存在被外物损害的可能性。由于是外部走线，每节吊臂头部需安装拉线的导轨，以限制拉线的摆动范围。然而，实际使用中依然存在拉线被外物刮断的情况。

三、单点连线。由于拉线盒的工作原理限制，拉线盒的拉线只能与吊臂的其中一节的臂头相连，而无法实现一个拉线盒同时对于多个吊臂臂头。如果其余几节臂需要供电或者数据传输，必须要增加相应数量的拉线盒，才能增加连接点，不仅增加了成本，而且较多的线缆给安装带来较大的难度。

四、拉线的粗细材质结构等受限制。拉线盒内部的涡卷弹簧是用来保持拉线处于紧绷状态，并协助回收拉线的。但是当拉线伸出的距离越长，转盘旋转圈数越多，此时渦卷弹簧产生的回拉力越大。事实上，当拉线伸出长度达到吊臂全伸的一半或者三分之二时，拉线上的回拉力已经很大，甚至出现过拉线因外力断裂回弹伤人的情况。由于较大的回拉力的存在，拉线必须有足够的强度，才能保证在使用中不会被回拉力损坏。然而由于拉线盒尺寸等各方面的限制，拉线需要做得较细，这使得拉线必须采用优质的材质，成本进一步提高。

综合上面的情况，拉线盒由于存在以上的技术问题，限制了其应用范围，目前更多的只是作为长度传感器，给吊臂头部供电和简单数据采集的功能，而无法作为一种综合性供电及数据通信布线系统来使用。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种完全不同于拉线盒的新型的起重机伸缩吊臂的布线装置，具体技术方案如下。

一种起重机伸缩吊臂的布线装置，其特征在于，包括：

位于伸缩吊臂相邻的内臂和外臂之间的第一滑轮部；

绕在所述第一滑轮部上的电缆或软管线，所述电缆或软管线可绕着所述第一滑轮部滑动，所述电缆或软管线的一端固定于所述外臂的臂头，另一端固定于所述内臂的臂头；以及

绷紧部件，所述绷紧部件与所述第一滑轮部相连，用于对所述电缆或软管线提供绷紧的张力。需要说明的是：电缆或软管线的绷紧是指电缆或软管线处于拉伸状态，未缠绕于第一滑轮部的电缆或软管线部分大致处于直线状态。所述根部和臂头指包含吊臂根部和吊臂臂头向吊臂中部延伸的一部分区间，具体区间大小可根据实际使用情况来定，根部为一节臂伸出方向上游侧的一端，臂头为一节臂伸出方向下游侧的一端。

对上述技术方案中的进一步改进，所述第一滑轮部包括沿着伸缩吊臂的回缩方向依次设置的第一滑轮支撑部和第二滑轮支撑部，所述第一滑轮支撑部和所述第二滑轮支撑部均设置有至少两个滑轮，所述电缆或软管线绕过全部的所述滑轮，所述第二滑轮支撑部可相对于所述外臂滑动，所述外臂或内臂上设置有用于引导所述第二滑轮支撑部的导轨；

所述绷紧部件包括卷线器和引导线，所述卷线器设置在所述外臂的根部，所述引导线的一端与所述第二滑轮支撑部连接，另一端缠绕于所述卷线器。

对上述技术方案中的进一步改进，所述绷紧部件包括卷线器和引导线，所述卷线器设置在所述外臂的根部，所述引导线的一端与所述第一滑轮部连接，另一端缠绕于所述卷线器。

对上述技术方案中的进一步改进，所述绷紧部件包括第二滑轮部和引导线，所述第二滑轮部和所述第一滑轮部的相对位置固定不变或者所述第二滑轮部和所述第一滑轮部通过弹性部件弹性连接；

所述引导线可绕着所述第二滑轮部滑动，所述引导线的一端固定于所述外臂的根部，另一端固定于所述内臂的根部；

或者，所述引导线和所述电缆或软管线的安装位置互换：所述引导线绕在所述第一滑轮部上，所述引导线的一端固定于所述内臂的臂头，另一端固定于所述外臂的臂头；所述电缆或软管线绕在所述第二滑轮部上，所述电缆或软管线的一端固定于所述外臂的根部，另一端固定于所述内臂的根部。

进一步地，所述引导线的一端通过弹性部件固定在所述外臂的根部；或者所述引导线的一端通过弹性部件固定在所述内臂的臂头。

进一步地，所述电缆或软管线或所述引导线的一部分设置有用于绷紧电缆或软管线或引导线的回缩弹簧。

进一步地，所述第二滑轮部或所述第一滑轮部为滑轮或弧形阵列转轴。进一步地，所述第二滑轮部或所述第一滑轮部包括用于引导电缆或软管线或引导线的若干个呈圆弧分布的转动部件。

进一步地，所述第二滑轮部和所述第一滑轮部活动地设置在一个容纳盒中。进一步地，所述第二滑轮部和所述第一滑轮部设置在同一轴上。

进一步地，所述起重机伸缩吊臂包括设置在外臂(1)和/或内臂上的驱动机构，所述驱动机构采用所述电缆或软管线(10)进行供电或者供油。所述驱动机构可用于驱动锁定部件（如：插销、闸板等）动作以实现起重机伸缩吊臂的锁定，或者所述驱动机构可用于驱动解锁部件动作以实现起重机伸缩吊臂的伸缩解锁。

本发明结构简单，体积小巧，电缆或软管线（线缆）的首尾端均固定连接，且可以通过节点加入的形式连接每一节吊臂的根部或者臂头。本发明的外形具有扁平状特点，占用空间小，可安装在吊臂（内臂）与吊臂（外臂）之间十几个毫米的间隙中，由于间隙的限制以及弹性部件产生的线束的紧绷效应，本装置不会产生大幅度的晃动而影响使用的安全性，且内部走线的安装方式可以避免线束被外物刮断的危险。由于弹性部件（回缩弹簧）只需要产生一个使线束紧绷的力即可，绷紧力不会因为吊臂伸长的长度变化而改变，所以对电缆或软管线不会产生很大的回拉力，信号线无需很高的拉伸强度，且空间相对宽松，线束的粗细可以根据需要进行选择；而且本装置的各级电缆或软管线之间均为固定连接，所以本装置的可以使用屏蔽线缆作为电缆或软管线，这样可以在吊臂上组成一个通信网络，能够扩展更多的应用空间。并且本装置在吊臂中是一级一级（相邻吊臂依次传递）地传递信号，可以将全部吊臂都作为供电及信号节点加入通信网络。软管线可用于接通油路，为各级吊臂提供液压动力。通过布线装置的供电或油路供力时，可以与插销机构或锁定机构（如：申请人在先申请的锁定机构，参见公开号为cn108116995a的专利文献）相结合，形成新型的插销或锁定机构。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图（内臂处于回缩状态）；

图2是实施例1的结构示意图（内臂处于伸出状态）；

图3是实施例1的第一变形例的结构示意图；

图4是实施例1的第二变形例的结构示意图；

图5是实施例2的结构示意图（内臂处于回缩状态）；

图6是实施例2的结构示意图（内臂处于伸出状态）；

图7是实施例3的结构示意图；

图8是实施例4的结构示意图；

图9是实施例5的结构示意图；

图10是实施例6的结构示意图；

图11是实施例7的结构示意图；

图12是实施例8的结构示意图；

图13是本发明应用于具有插销的伸缩吊臂中的示意图。

图中：1-外臂、2-内臂、3-第二滑轮部、4-第一滑轮部、41-第一滑轮支撑部、42-第二滑轮支撑部、43-滑轮、44-导轨、5-第一壳体、6-第二壳体、7-容纳盒、8-回缩弹簧、9-导引线、10-电缆或软管线、11-第一中心轴、12-第二中心轴、13-弧形阵列转轴、14-第三节臂、15-电控部件、16-插销、17-吊臂加强部、18-吊臂加强壳体、19-连接杆、20-卷线器、21-转动轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

参见图1，吊臂处于完全回缩状态，即内臂2回缩在外臂1内部，本发明的布线装置包括：

位于伸缩吊臂相邻的内臂2和外臂1之间的第二滑轮部3和第一滑轮部4，所述第二滑轮部3和所述第一滑轮部4沿着所述伸缩吊臂的伸缩方向布置，所述第二滑轮部3相对于所述第一滑轮部4更靠近所述外臂1的根部；

绕在所述第二滑轮部3上的引导线9（优选地，引导线9绕第二滑轮部3不超过一圈，当然绕超过一圈也能够实现布线装置的功能），引导线9可绕着第二滑轮部3滑动（即，第二滑轮部3在引导线9的静摩擦力作用下转动，或者第二滑轮部3不转动，引导线9在第二滑轮部3的边缘进行滑动），所述引导线9的一端固定于所述外臂1的根部，另一端固定于所述内臂2的根部；以及绕在所述第一滑轮部4上的电缆或软管线10，电缆或软管线10可绕着所述第一滑轮部4滑动，所述电缆或软管线10的一端固定于所述外臂1的臂头，另一端固定于所述内臂2的臂头；

第二滑轮部3通过第一中心轴11设置在第一壳体5内，第一滑轮部4通过第二中心轴12设置在第二壳体6内，第一壳体5和第二壳体6通过回缩弹簧8（弹性部件的示例）相连并活动安装在容纳盒7内部。其中，第二滑轮部3和引导线9是绷紧部件的示例。

参见图2，内臂相对于外臂伸出时。电缆或软管线10连接内臂臂头的一端随着内臂一起伸出，引导线9连接内臂根部的一端也相对于所述外臂1向伸出方向移动，第二滑轮部3、第一滑轮部4随着引导线9、电缆或软管线10的移动而转动，同时，第二滑轮部3、第一滑轮部4、第一壳体5、第二壳体6以及容纳盒7均相对于所述外臂向伸出方向移动，由于引导线9与电缆或软管线10的对称性，在内臂伸出的过程中，容纳盒7始终处于外臂1和内臂2相重叠部分。回缩弹簧8在此处起到的作用是通过对第一壳体5和第二壳体6产生的沿伸出方向的拉力，使得引导线9和电缆或软管线10处于较为紧绷的状态，提高装置在运行时的稳定性。容纳盒7能够限制第二滑轮部3和第一滑轮部4之间的最大相对距离，同时将第二滑轮部3和第一滑轮部4限制在容纳盒7内部能够提高内臂2和外臂1之间的整洁性，提供运行的稳定性。第一壳体5和第二壳体6的作用是便于第二滑轮部3和第一滑轮部4的转动安装。

当内臂2相对于外臂1回缩时，装置的动作方式与内臂2伸出时相反。

其中，回缩弹簧8可以替换为其他的弹性元件，比如弹性橡胶等。引导线9优选采用钢丝绳。电缆或软管线10可以用于传递电能或者数据信号。

图1-2中仅示意了两节伸缩吊臂，起重机具有多节（大于2节）吊臂时，相邻的两节吊臂（内臂和外臂）中滑轮收放布线装置完全相同，第一节臂（外臂）臂头和第二节臂（内臂）臂头通过电缆或软管线10连接进行输电或传输数据，第二节臂（外臂）臂头和第三节臂（内臂）臂头通过电缆或软管线10连接进行输电或传输数据，第二节臂外表面上的电缆或软管线10（用于连接第一节臂和第二节臂）与第二节臂内表面上的电缆或软管线10（用于连接第二节臂和第三节臂）接通，这样就实现了第一节臂和第三节臂的连接通信，依次类推即可实现第一节臂的臂头和末节臂（内臂）的臂头的电缆或软管线连接。需要说明的是：引导线9和电缆或软管线10的位置可相互置换，这样可以实现每一节臂的根部通过电缆或软管线10进行连接通信，就一节吊臂来说，其本身无论是臂头还是根部连接有电缆或者软管线，那么该节吊臂的任意位置都可以通过固定管路连接电缆或软管，达到在吊臂任意位置可以安装传感器或其他需要电力通信或者驱动的外设装置。

本领域技术人员可以理解的是：本实施例中的第一壳体5、第二壳体6以及容纳盒7均可以取消。图3中，取消了容纳盒7，回缩弹簧8将第一壳体5和第二壳体6相连。图4中，取消了容纳盒7、第一壳体5和第二壳体6，直接利用回缩弹簧8将第二滑轮部3和第一滑轮部4的中心轴相连接。需要说明的是：回缩弹簧8是可以取消的，即第二滑轮部3和第一滑轮部4可以通过一个刚性部件相连，第二滑轮部3和第一滑轮部4之间的相对位置保持不变，引导线9和电缆或软管线10通过自身的弹性实现绷紧的作用。

实施例2

本实施例对上述实施例1中的绷紧方式进行了改进，如图5-6所示，图5中，吊臂处于完全回缩状态，图6中，内臂相对于外臂处于伸出状态，引导线9的一端通过回缩弹簧8固定于所述外臂1的根部。这样回缩弹簧8可以对引导线9和电缆或软管线10起到紧绷的作用。图5-6中，第二滑轮部3和第一滑轮部4均转动的设置在容纳盒7内，两者之间的距离保持始终保持不变；然而，本领域技术人员可以理解的是：第二滑轮部3和第一滑轮部4仍然可以采用实施例1中的弹性连接方式。实施例3

本实施例对上述实施例2中的绷紧方式进行了改进，如图7所示，取消了实施例2中的容纳盒7，两个第二滑轮部3的中心轴和第一滑轮部4的中心轴通过刚性的连接杆19连接。

实施例4

本实施例对上述实施例1中的绷紧方式进行了改进，如图8所示，电缆或软管线10的一部分上设置有回缩弹簧8，回缩弹簧8的两端均固定在电缆或软管线10上。这样回缩弹簧8可以对引导线9和电缆或软管线10起到紧绷的作用。需要说明的是：引导线9上也可以设置类似的回缩弹簧8。

实施例5

本实施例对上述实施例1中的第二滑轮部、第一滑轮部进行了改进，参见图9，第二滑轮部3为用于引导引导线9的弧形阵列转轴13，弧形阵列转轴13包括若干个呈圆弧分布的转轴；第一滑轮部4也采用与第二滑轮部3相同的结构。该转动部件13可以是滚轮、轴承或滑轮等，为了防止引导线9或电缆或软管线10脱出，引导线9或电缆或软管线10可以利用第一壳体5、第二壳体6进行侧向引导，或者转动部件13设置在第二滑轮部3/第一滑轮部4边缘的凹槽内。当内臂2相对于外臂1伸出时，引导线9/电缆或软管线10绕着所述若干个转动部件13形成的圆弧圆心滑动。

实施例6

本实施例对上述实施例2中的第二滑轮部、第一滑轮部的位置进行了改进，如图10所示，在容纳盒7中第二滑轮部3和第一滑轮部4堆叠放置，共用一根转动轴21，第二滑轮部3和第一滑轮部4可以设置为独立旋转，也可以设置为同步旋转，在吊臂伸缩时，引导线9与电缆或软管线10在两个滑轮部上的运动方式与实施例2相同。在本实施例中，也可不取消容纳盒7。

实施例7

本实施例对上述实施例1中的绷紧部件进行变形，如图11所示，绷紧部件包括卷线器20和引导线9，所述卷线器20设置在所述外臂1的根部，所述引导线9的一端与所述第一滑轮部4连接（引导线可直接与第一滑轮部4连接也可以通过容纳盒7等部件间接与第一滑轮部4连接），另一端缠绕于所述卷线器20。利用卷线器20来配合内臂相对于外臂的伸缩动作，可以实现电缆或软管线10始终处于绷紧状态。

实施例8

本实施例对上述实施例1中的绷紧部件以及第一滑轮部进行变形。如图12所示，第一滑轮部4包括沿着伸缩吊臂的回缩方向依次设置的第一滑轮支撑部41和第二滑轮支撑部42，第一滑轮支撑部41和第二滑轮支撑部42均设置有至少两个滑轮43，电缆或软管线10绕过全部的滑轮43，其一端固定于内臂2的臂头，另一端固定于外臂1的臂头；第二滑轮支撑部42可相对于外臂1滑动，外臂1或内臂2上设置有用于引导所述第二滑轮支撑部42的导轨44；绷紧部件包括卷线器20和引导线9，卷线器20设置在外臂1的根部，引导线9的一端与第二滑轮支撑部42连接，另一端缠绕于所述卷线器20。其中，第一滑轮支撑部41可以固定设置内臂或外臂上，也可以相对于内臂活动设置。利用卷线器20来配合内臂相对于外臂的伸缩动作，可以实现电缆或软管线10始终处于绷紧状态。

图13为本发明应用于具有插销的伸缩吊臂中的示意图，其中示意出了实施例5中的布线装置，伸缩吊臂包括第一节臂（外臂1）、第二节臂（内臂2）和第三节臂14，相邻两节臂之间布置有实施例5中的布线装置。起重机伸缩吊臂还包括设置在第一节臂上（外臂）的驱动机构15，驱动机构15可驱动插销16动作以实现对第二节臂（内臂）的锁定或解锁，驱动机构15采用所述电缆或软管线10进行供电或者供油。图10中，插销16及驱动机构15与布线装置分别安装于吊臂的相对的两个侧壁上（图中所示是吊臂的上下两侧，插销机构位于上部，布线装置位于下侧。实质上插销机构和电缆或软管线10可以设置在吊臂的同一侧，只要不相互干涉即可，插销机构和电缆或软管线10均可以设置在吊臂的任意一侧），实际应用中可调整安装位置，插销16及驱动机构15与布线装置均可安装于吊臂的任意侧壁上，两者互不干涉即可。其中，第二节臂（内臂）上设置有插销孔，插销孔的周围可设置吊臂加强部17；第一节臂（外臂）的插销16周边也可设置吊臂加强壳体18，以增强插销锁定时的吊臂的结构强度。需要说明的是：吊臂的锁定部件不限定于插销，也可以是其他的锁定部件，如公开号为cn108116995a的专利文献中的锁定部件；驱动机构15可用于驱动锁定部件（如：插销、闸板等）动作以实现起重机伸缩吊臂的锁定，或者所述驱动机构可用于驱动解锁部件动作以实现起重机伸缩吊臂的伸缩解锁；驱动机构15可以是电磁铁，或者液压驱动机构，或者电机，或者电机和传动部件的组合等等。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。