港口岸电电缆提升输送装置的制作方法

本发明涉及船舶岸电系统领域，尤其涉及港口岸电电缆提升输送装置。

背景技术：

近几年，随着节能减排、绿色环保等要求的不断提高，港口管理部门已经采取措施减少废气排放，控制港口污染。目前，靠港船舶使用岸电系统为船舶供电的方法已经得到普及，但是在船舶岸电电缆提升输送设备领域中多数采用人工、吊机或者卷扬机将岸电电缆输送到船舶上的方式进行对接，采用这种方式作业复杂，费时费力。吴丽霞等人公开的文献，介绍了一种岸电电缆输送装置，该装置包括立柱、卷扬机、绳索和伸缩臂等部分，可以通过缠绕在卷扬机的绳索以及伸缩臂将岸电电缆运送到船上。但是该装置也存在使用人力将岸电电缆挂载于绳索吊钩上导致作业效率较低的问题。有的岸电电缆提升输送装置虽然可以直接输送岸电电缆到船上，但是一般固定安装在港口的特定位置，无法根据船舶实际的停靠情况选择最佳的使用位置，严重影响了港口作业效率，而且岸电电缆提升输送装置的工作时间较长，在工作过程中船舶满载空载或者水面高度的变化会导致装置与船舶连接的电缆张力发生变化，目前的装置存在电缆张力无法精准控制的问题。左翌公开的文献，介绍了一种液压式低压岸电电缆提升输送远程监控装置，该装置采用液压驱动，通过伸缩臂、卷筒与电缆输送机构的配合，可以将电缆输送到船上。但是该装置也存在着无法调整工作位置以及无法监测并控制电缆张力等问题，除此之外由于采用液压驱动，会导致大量的液压油管暴露在装置外面，油管还会随伸缩臂一起升降，不仅存在安全隐患，而且还影响装置的整洁美观性。目前尚未见到对这些问题所进行解决或改进的方法或技术。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明的目的是提供港口岸电电缆提升输送装置，能够实现电缆的高效安全输送。

为实现上述目的，本发明所设计的港口岸电电缆提升输送装置，包括移动小车和布置在移动小车上的电缆卷筒单元，其特征在于，它还包括布置在移动小车上的伸缩臂单元以及布置在伸缩臂单元上的电缆输送单元；

所述伸缩臂单元包括垂直伸缩臂机构和水平伸缩臂机构，所述垂直伸缩臂机构包括多个从下至上依次镶套连接的垂直伸缩臂以及驱动多个垂直伸缩臂上下伸缩的升降液压缸，所述升降液压缸的一端与顶部的垂直伸缩臂连接，所述升降液压缸的另一端与底部的垂直伸缩臂连接；所述水平伸缩臂机构包括多个从左至右依次镶套连接的水平伸缩臂以及驱动多个水平伸缩臂左右伸缩的电动推杆，相邻的两个水平伸缩臂之间均设有一个电动推杆，所述水平伸缩臂机构设置在垂直伸缩臂机构的顶部；

所述电缆输送单元包括第一电缆输送机构和第二电缆输送机构，所述第一电缆输送机构安装在水平伸缩臂机构的左端，所述第二电缆输送机构安装在水平伸缩臂机构的右端，所述第一电缆输送机构包括第一支架和布置在第一支架上多组滚筒驱动组，所述多组滚筒驱动组沿竖直平面的圆弧面均匀地布置在第一支架上；所述第二电缆输送机构包括第二支架和布置在第二支架上的两组或两组以上的滚筒驱动组，所述两组或两组以上的滚筒驱动组沿竖直平面的圆弧面均匀布置在第二支架上；所述第一电缆输送机构和第二电缆输送机构中的滚筒驱动组均包括电动滚筒和布置在电动滚筒上方的压轮以及驱动电动滚筒转动的滚筒电机，所述电动滚筒与滚筒电机连接，所述压轮与电动滚筒之间形成输送电缆的压紧空腔，所述电缆与压紧空腔过盈配合，所述滚筒电机驱动电动滚筒转动进而带动电缆前进或者收回运动。

作为优选方案，所述伸缩臂单元还包括多组导向滚轮组，多组导向滚轮组分别安装在垂直伸缩臂和水平伸缩臂上，每组导向滚轮组均包括导向支架和两个滚轮，两个滚轮通过滚轮转轴设置在导向支架上，两个滚轮转轴所在的平面与所在的伸缩臂垂直，两个滚轮之间设有用于电缆伸入的空隙。

作为优选方案，所述电缆卷筒单元包括电缆卷筒和驱动电缆卷筒转动的卷筒驱动机构，卷筒驱动机构包括减速器、磁滞联轴器和变频电机，变频电机的输出轴通过磁滞联轴器与减速器输入轴相连，减速器输出轴与电缆卷筒的转动轴相连。

作为优选方案，所述港口岸电电缆提升输送装置还包括电缆张力控制系统，所述电缆张力控制系统包括张力传感器和控制器，所述张力传感器共设有两个，分别设置在垂直伸缩臂和水平伸缩臂上的导向滚轮组上，所述控制器的信号输入端口分别与两个张力传感器连接，所述控制器的输出端分别与电缆卷筒单元的变频电机和电缆输送单元的滚筒电机连接。

作为优选方案，所述伸缩臂单元还包括万向滑轮组，所述万向滑轮组包括底座和多个万向滑轮，多个万向滑轮沿水平面的圆周均匀布置，多个万向滑轮形成电缆穿入的空腔。

作为优选方案，所述伸缩臂单元还包括回转支承和法兰支座，所述伸缩臂单元的垂直伸缩臂机构的底部垂直伸缩臂通过回转支承和法兰支座与移动小车连接。

作为优选方案，所述电缆输送单元还包括压紧机构，所述压紧装置包括压板、连接杆和分别开设在第一支架和第二支架上的调节孔以及可调节压板上下移动的伸缩机构，所述连接杆的一端固定在压板上，所述连接杆的另一端与压轮转轴连接，所述压轮转轴通过压紧装置沿调节孔的轴线方向上下移动调节。

作为优选方案，所述第一电缆输送机构中包括四组滚筒驱动组，分别为第一滚筒驱动组、第二滚筒驱动组、第三滚筒驱动组、第四滚筒驱动组；每组滚筒驱动组中的电动滚筒和压轮分别通过滚筒转轴和压轮转轴与第一支架连接；第一滚筒驱动组的压轮转轴和滚筒转轴所在的平面与水平面成30°夹角，第二滚筒驱动组的压轮转轴和滚筒转轴所在的平面与水平面成45°夹角，第三滚筒驱动组的压轮转轴和滚筒转轴所在的平面与水平面成60°夹角，第四滚筒驱动组的压轮转轴和滚筒转轴所在的平面与水平面垂直；所述第二电缆输送机构中包括两组滚筒驱动组，分别为第五滚筒驱动组和第六滚筒驱动组，所述第五滚筒驱动组中的压轮转轴和滚筒转轴所在的平面与水平面成30°夹角，所述第六滚筒驱动组中的压轮转轴和滚筒转轴所在的平面与水平面平行。

作为优选方案，所述电缆卷筒设有两组，分别为与岸上电源连接的收放电缆卷筒和向船上输送电缆的电缆输送卷筒以及驱动所述收放电缆卷筒和电缆输送卷筒转动的卷筒驱动机构，所述收放电缆卷筒中卷制有两根收放电缆，电缆输送卷筒中卷制有两根输送电缆，两根收放电缆的插电端与岸上电源连接，两根收放电缆的导电端对应与两根输送电缆的导电端连接，两根输送电缆的输送端依次穿入万向滑轮组、导向滚轮组和电缆输送单元中向船上输送。

与现有的岸电电缆提升装置相比，本发明的港口岸电电缆提升输送装置具有如下优点：

(1)本发明通过增设伸缩臂单元和电缆输送单元，伸缩臂单元能够能根据适用各种高度、位置的需求，而且电缆输送单元能够保证高效安全地输送电缆。

(2)本发明通过增设电缆张力控制系统，监测并控制电缆张力，避免张力过大对电缆的损坏张力过小电缆过于松散问题。

(3)本发明的电缆输送单元中各滚筒驱动组的排列有利于电缆的输送，减小电缆输送的阻力，提高电缆输送的效率。

(4)本发明的万向滑轮组使电缆在输送过程中的弯曲半径保持在较大的范围内，延长电缆的使用寿命。

附图说明

图1为本发明港口岸电电缆提升输送装置工作时的状态图；

图2为本发明港口岸电电缆提升输送装置未工作时的状态图；

图3为图1的主视图；

图4为图3中a部分的放大图；

图5为图4的左视图；

图6为图4中一组滚筒驱动组与电缆的连接关系图；

图中各部件标号如下：

移动小车100；

电缆卷筒单元200、电缆卷筒210、收放电缆卷筒211、收放电缆的插电端211a、收放电缆211b、电缆输送卷筒212、输送电缆的输送端212a、输送电缆212b、卷筒驱动机构220、减速器221、磁滞联轴器222、变频电机223；

伸缩臂单元300、垂直伸缩臂机构310、垂直伸缩臂311、升降液压缸312、回转支承313、水平伸缩臂机构320、水平伸缩臂321、电动推杆322、导向滚轮组330、导向支架331、滚轮332、万向滑轮组340、底座341、万向滑轮342；

电缆输送单元400、第一电缆输送机构410、第一支架411、滚筒驱动组412、电动滚筒412a、压轮412b、滚筒电机412c、压紧空腔412d、滚筒转轴412e、压轮转轴412f、包胶412g、第一滚筒驱动组413、第二滚筒驱动组414、第三滚筒驱动组415、第四滚筒驱动组416、第二电缆输送机构420、第二支架421、第五滚筒驱动组422、第六滚筒驱动组423、压紧装置430、压板431、连接杆432、调节孔433、伸缩机构434、电缆张力控制系统500、张力传感器510、控制器520、电缆600。

具体实施方式

结合图1、图2和图3所示，本实施例的港口岸电电缆提升输送装置用于港口岸电电缆提升输送工作，其包括移动小车100、布置在移动小车100上的电缆卷筒单元200、布置在移动小车100上的伸缩臂单元300、布置在伸缩臂单元300上的电缆输送单元400以及电缆张力控制系统500。

移动小车100连有无线遥控装置，通过无线遥控装置控制移动小车100的移动，移动小车100的前部布置有伸缩臂单元300，移动小车100的后部布置有电缆卷筒单元200，电缆输送单元400布置在伸缩臂单元300上。

结合图1和图2所示，电缆卷筒单元200包括两个相对布置的电缆卷筒210和驱动两个电缆卷筒210转动的卷筒驱动机构220，两个电缆卷筒210分别为收放电缆卷筒211和电缆输送卷筒212，收放电缆卷筒211中卷制有两根收放电缆211b，电缆输送卷筒212中卷制有两根输送电缆212b，两根收放电缆的插电端211a与岸上电源连接，两根收放电缆211b的导电端对应与两根输送电缆212b的导电端连接，两根输送电缆212b的输送端212a依次穿入万向滑轮组340、导向滚轮组330和电缆输送单元400中向船上输送。卷筒驱动机构220包括减速器221、磁滞联轴器222和变频电机223，变频电机223输出轴通过磁滞联轴器222与减速器221输入轴相连，减速器221输出轴分别与收放电缆卷筒211和电缆输送卷筒212的转动轴相连。

结合图1、图2和图3所示，伸缩臂单元300包括垂直伸缩臂机构310和水平伸缩臂机构320以及导向滚轮组330；垂直伸缩臂机构310包括从下至上依次设置的第一级垂直伸缩臂、第二级垂直伸缩臂、第三级垂直伸缩臂、第四级垂直伸缩臂、第五级垂直伸缩臂，各级垂直伸缩臂311依次镶套在一起，且各级垂直伸缩臂311之间设置导向滑块和挡块，用来控制垂直伸缩臂311的滑行方向和行程，第一级垂直伸缩臂内侧底部沿垂直方向铰接有升降液压缸312，升降液压缸312的另一端铰接在第五级垂直伸缩臂内侧顶部；第一级垂直伸缩臂上还设有两组万向滑轮组340，万向滑轮组340可以使电缆在输送过程中的弯曲半径保持在较大的范围内，延长电缆的使用寿命，两组万向滑轮组340分别作用第一电缆610和第二电缆620；每组万向滑轮组340均包括底座341和多个万向滑轮342，多个万向滑轮342沿水平面的圆周均匀布置，多个万向滑轮342形成电缆600穿入的空腔。

结合图1、图2和图3所示，水平伸缩臂机构320从左至有依次包括第一级水平伸缩臂、第二级水平伸缩臂、第三级水平伸缩臂，第一级水平伸缩臂固定在第五级垂直伸缩臂上，各级水平伸缩臂321依次镶套在一起，且各级水平伸缩臂321之间设置导向滑块和挡块，用来控制水平伸缩臂321的滑行方向和限制行程，第一级水平伸缩臂尾部上侧壁沿水平方向铰接有电动推杆322，电动推杆322的另一端铰接在第二级水平伸缩臂头部上侧壁，第二级水平伸缩臂内侧尾部沿水平方向铰接也铰接有一个电动推杆322，此电动推杆322的另一端铰接在第三级水平伸缩臂内侧头部。导向滚轮组330共设有五组，分别为第一导向滚轮组、第二导向滚轮组、第三导向滚轮组、第四导向滚轮组、第五导向滚轮组；其中每组导向滚轮组330均包括两个导向滚轮，每个导向滚轮均包括导向支架331和两个滚轮332，两个滚轮332通过滚轮转轴设置在导向支架331上，两个滚轮332之间设有用于电缆600伸入的空隙，设置两个导向滚轮用于导入两根电缆；第一导向滚轮组和第二导向滚轮组分别设置在第一级垂直伸缩臂和第二级垂直伸缩臂上，第三导向滚轮组、第四导向滚轮组、第五导向滚轮组分别设置在第一级水平伸缩臂、第二级水平伸缩臂、第三级水平伸缩臂上，每组导向滚轮组中的两个滚轮的滚轮转轴所在的平面与所在的伸缩臂垂直，即保证每组导向滚轮组330输送电缆的方向分别与垂直伸缩臂311和水平伸缩臂321平行，避免电缆走偏。垂直伸缩臂机构310的第一级垂直伸缩臂的底端与小车100通过回转支承313和法兰支座连接，实现伸缩臂单元300的360°旋转。

结合图1、图4、图5和图6所示，电缆输送单元400包括安装在第一级水平伸缩臂固定端的第一电缆输送机构410和安装在第三级水平伸缩臂伸缩端的第二电缆输送机构420以及压紧装置430；结合图6所示，第一电缆输送机构410包括第一支架411和布置在第一支架411上四组滚筒驱动组412，每组滚筒驱动组412均包括一个电动滚筒412a和布置在电动滚筒412a上方的两个压轮412b，电动滚筒412a的滚筒转轴412e与滚筒电机412c连接，滚筒电机412c驱动电动滚筒412a转动，两个压轮412b同轴横向布置，两个压轮412b与电动滚筒412a之间分别形成用于输送第一电缆610的压紧空腔412d和用于输送第二电缆620的压紧空腔412d，电动滚筒412a的外壁上套上包胶412g，使第一电缆610和第二电缆620压紧在压轮412b与电动滚筒412a之间，当电动滚筒412a转动时，第一电缆610和第二电缆620在电动滚筒412a的带动下放缆或者收揽，第一电缆输送机构410中设有两组压紧装置430，第二电缆输送机构420中设有一组压紧装置430，以第一电缆输送机构410中压紧装置430的结构为例，压紧装置430包括分别一块压板431、四根连接杆432和开设在第一支架411上的调节孔433以及可调节压板431上下移动的伸缩机构434，压板431设置在两组滚筒驱动组412之间，压板431的一侧的两端通过两根连接杆432分别与其中一组压轮转轴412f的两端连接，压板431的另一侧的两端通过两根连接杆432分别与其中另一组组压轮转轴412f的两端连接，压板431上设有伸缩机构434，伸缩机构434包括螺杆、螺母和弹簧，螺杆穿过压板431，螺母设置在压板431的上表面与螺杆螺纹连接，弹簧套设在螺杆上，通过拧螺母压缩弹簧使压板431向下移动，调节孔433呈长条形，压轮转轴412f伸入至调节孔433中，通过伸缩机构按压压板431进而带动压轮转轴412f沿调节孔433上下移动，进而使两根输送电缆212b压紧在电动滚筒412a和两个压轮412b上。

第一电缆输送机构410的四组滚筒驱动组412沿竖直平面的圆弧面均匀排列，即第一滚筒驱动组413的压轮转轴412f和滚筒转轴412e所在的平面与水平面成30°夹角，第二滚筒驱动组414的压轮转轴412f和滚筒转轴412e所在的平面与水平面成45°夹角，第三滚筒驱动组415的压轮转轴412f和滚筒转轴412e所在的平面与水平面成60°夹角，第四滚筒驱动组416的压轮转轴412f和滚筒转轴412e所在的平面与水平面垂直。第二电缆输送机构420包括第二支架421和布置在第二支架421上二组滚筒驱动组412，分别为第五滚筒驱动组422和第六滚筒驱动组423，第五滚筒驱动组422中的压轮转轴412f和滚筒转轴412e所在的平面与水平面成30°夹角，第六滚筒驱动组423中的压轮转轴412f和滚筒转轴412e所在的平面与水平面平行。

本实施例的港口岸电电缆提升输送装置还包括电缆张力控制系统500，电缆张力控制系统500包括两个张力传感器510和控制器520，两个张力传感器510分别安装在第一导向滚轮组和第五导向滚轮组上，控制器520的信号输入端口分别与两个张力传感器510连接，控制器520的输出端口分别与电缆卷筒单元200的变频电机223和电缆输送单元400的滚筒电机412c连接，在放缆或收揽过程中，两个张力传感器510分别检测处于伸缩臂单元300上两端电缆的张力大小，若张力异常通过控制器520控制变频电机223和滚筒电机412c的转速，避免电缆张力过大或者电缆过于松散问题。

结合图1所示，本实施例的港口岸电电缆提升输送装置的放缆过程为：

s1：根据船舶实际的停靠位置，利用遥控装置控制移动小车100，使其处于合适的工作位置，收放电缆卷筒211中收放电缆的插电端211a与岸上电源连接，移动小车100移动的过程中，收放电缆卷筒211配合放缆，保证与岸上电源连接的收放电缆211b长度能够随着移动小车的移动适应性的变化，到达目标位置之后，使用扭力扳手调节压紧装置430的伸缩机构434，使输送电缆212b被第一电缆输送机构410和第二电缆输送机构420压紧，完成供电的准备工作；

s2：升降液压缸312驱动垂直伸缩臂机构310上升直至到达指定高度位置，电缆输送卷筒212配合同步放缆；

s3：通过回转支承313和法兰支座旋转伸缩臂单元300直至达到指定的角度；

s4：电动推杆322驱动水平伸缩臂机构320向前伸长，在水平伸缩臂伸出时，电缆输送单元400在电动滚筒412a的驱动下同步输送电缆，保证所输送电缆的速度等于电动推杆的伸出速度，同时电缆输送卷筒212配合放缆，当到达指定位置时，水平伸缩臂机构320伸出动作随即完成；

s5：第一电缆输送机构410和第二电缆输送机构420继续驱动电缆，实现电缆的进一步输送，当电缆到达所需输送长度时，电缆输送卷筒212和电缆输送单元400同时停止工作，电缆完成输送。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。