具有测长功能的电缆卷筒、测长方法及起重机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及工程机械领域，尤其设及一种具有测长功能的电缆卷筒、测长方法及 起重机。
【背景技术】
[0002] 电缆卷筒是为移动设备提供动力电源、控制电源或控制信号的电缆卷绕装置，通 常卷筒固定不动，电缆的一端固定在卷筒上，与卷筒内部的电刷连接，电缆的另一端随移动 设备运动。与钢卷尺类似，电缆卷筒利用蜗卷弹黃为动力收卷电缆，当电缆被拉出时，收紧 蜗卷弹黃而储能，当外力撤销时，弹黃释能，卷筒自动收卷电缆。
[0003] 起重机伸臂在伸缩过程中，采用电缆卷筒作为传输各类电气信号的重要装置，电 缆卷筒是起重机伸臂电气系统的核屯、零部件之一。当电缆卷筒安装在基本臂的外部时，电 缆的自由端固定在末节臂的末端可随着伸臂自由的伸缩，一方面给末节臂上的电气元件提 供电源和信号，另一方面，能够实时测量当前伸臂的伸缩长度。当电缆卷筒用于吊臂内部的 伸缩油缸上时，电缆卷筒固定在基本臂的尾部，电缆的自由端固定在伸缩油缸的缸筒上，随 伸缩缸一同运动。给缸筒上的电磁阀和传感器提供电源及控制信号，同时能够实时测量伸 缩缸的伸缩长度。起重机的控制器通过W上长度测量信号进行伸缩的逻辑判断、吊重性能 计算等，由此可见，电缆长度信号测量的准确性对起重机至关重要。
[0004] 现有的电缆卷筒通常W电位计进行电缆长度的测量。当电缆卷筒的筒体转动时， 带动电位计的触点在电阻膜上滑动，使接触点位置发生改变，从而改变电阻膜上下电阻的 比率，实现输出端电压随外部位置变化，进而计算出电缆伸出（或缩回）的长度。 阳〇化]上述现有的电位计型长度测量方案存在W下缺点：
[0006] 1)电阻型传感器，测量精度不佳；
[0007] 。接触点移动时和电子膜产生摩擦，易引起磨损，影响使用寿命；
[0008] 3)电位计的输出易受到环境溫度影响；
[0009] 4)在振动环境下，阻值会发生变化。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提出一种具有测长功能的电缆卷筒、测长方法及起重机，其能够 比较精确的测量出电缆伸出和缩回的长度。
[0011] 为实现上述目的，本发明提供了一种具有测长功能的电缆卷筒，其包括卷筒筒体、 磁致伸缩直线位移传感器和导向滑轮，所述卷筒筒体的一侧设置有侧板，所述磁致伸缩直 线位移传感器包括电子仓和测杆，所述电子仓设置在所述侧板上，所述测杆位于所述卷筒 筒体的上方，所述测杆上设置有外螺纹，所述导向滑轮内设置有与所述外螺纹相配合的内 螺纹，所述导向滑轮采用磁性材料制成，所述导向滑轮通过螺纹连接设置在所述测杆上。
[0012] 在一优选或可选实施例中，所述导向滑轮包括轮体和设置在所述轮体两侧的挡 板。
[0013] 在一优选或可选实施例中，所述卷筒筒体与所述轮体的尺寸关系为：
[0014] DiXL=DzXd
[0015]其中，Di为所述卷筒筒体的直径，D2为所述轮体的直径，L为所述测杆上的外螺纹 的螺距，d为电缆的直径。
[0016] 在一优选或可选实施例中，所述卷筒筒体上设置有螺旋形电缆凹槽。
[0017] 在一优选或可选实施例中，所述导向滑轮与所述卷筒筒体之间具有防止电缆卡死 的设定距离。
[0018] 为实现上述目的，本发明还提供了一种基于上述任一实施例中的具有测长功能的 电缆卷筒的测长方法，其具体内容如下：
[0019] 通过磁致伸缩直线位移传感器测量导向滑轮在测杆上的轴向位移量S，根据W下 公式，计算获得电缆的长度变化量X:
[OOW 其中，02为所述导向滑轮的轮体的直径，L为所述测杆上的外螺纹的螺距。
[0022] 在一优选或可选实施例中，电缆在所述导向滑轮上缠绕一周后伸出。
[0023] 为实现上述目的，本发明还提供了一种起重机，其包括上述任一实施例中的具有 测长功能的电缆卷筒。
[0024] 基于上述技术方案，本发明至少具有W下有益效果：
[00巧]本发明将磁致伸缩直线位移传感器的测杆进行外螺纹处理，同时将磁性材料制成 的导向滑轮的内圈与测杆接触的部位进行内螺纹处理，导向滑轮结合测杆的螺纹连接方 式，避免了导向滑轮在测杆上晃动，实现了电缆在卷筒筒体上的均匀、单层、紧密精确的排 列；同时，磁致伸缩直线位移传感器为绝对值型位移传感器，可实时精确的测量导向滑轮与 测量基准点的绝对位移，因此，测量的结果反映的是电缆的绝对长度，而非电缆长度的变化 量，测量结果精确。
【附图说明】
[00%] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0027] 图1 (a)为本发明提供的具有测长功能的电缆卷筒的主视示意图； W28] 图Ub)为图1(a)所示局部区域A的放大示意图；
[0029] 图2为本发明提供的具有测长功能的电缆卷筒的侧视示意图；
[0030] 图3(a)为本发明提供的导向滑轮的立体结构示意图；
[0031] 图3(b)为本发明提供的导向滑轮的主视示意图；
[0032] 图4为本发明提供的具有测长功能的电缆卷筒的测长原理示意图。
[0033] 附图中标号：
[0034] 1-卷筒筒体；2-磁致伸缩直线位移传感器；3-导向滑轮；4-侧板；5-测杆；6-电 缆；7-电缆接口；
[0035] 31-轮体；32-挡板。
【具体实施方式】
[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0037] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中屯、V纵向V横向V前V后V左"、 "右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的 方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或 元件必须具有特定的方位、W特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围 的限制。
[003引如图1(a)、图1(b)所示，为本发明提供的具有测长功能的电缆卷筒的示意性实施 例，在该示意性实施例中，具有测长功能的电缆卷筒包括卷筒筒体1、磁致伸缩直线位移传 感器2和导向滑轮3,卷筒筒体1的一侧设置有侧板4,磁致伸缩直线位移传感器2包括电 子仓和测杆5,电子仓设置在侧板4上，测杆5位于卷筒筒体1的上方，测杆5上设置有外螺 纹，导向滑轮3内设置有与外螺纹相配合的内螺纹，导向滑轮3采用磁性材料制成，导向滑 轮3通过螺纹连接设置在测杆5上。电缆6的一端设置在侧板4上的电缆接口 7处，电缆 6缠绕在卷筒筒体1上，电缆6的另一端通过导向滑轮6伸出或缩回，当电缆6从卷筒筒体 1伸出或收回时，电缆6从导向滑轮3经过，出线的方向能够发生改变。
[0039] 上述示意性实施例中，导向滑轮3采用磁性材料，磁致伸缩直线位移传感器2固定 在卷筒筒体1 一侧的侧板4上，导向滑轮3围绕磁致伸缩直线位移传感器2的测杆5旋转， 磁致伸缩直线位移传感器2的测杆5进行外螺纹处理，同时将磁性材料制成的导向滑轮3 的内圈与测杆5接触的部位进行内螺纹处理。当电缆6经过导向滑轮3伸出或收回时，导 向滑轮3受到电缆6伸出或收回的静摩擦力而旋转，进而能够使导向滑轮3可W在测杆5 上自由转动，且转动时导向滑轮3能够在测杆5的轴向上产生位移，因此，一方面避免了电 缆6在缠绕时因为受力方向不稳定导致的乱绳现象，实现了电缆6在卷筒筒体1上的均匀、 单层、紧密精确的排列；另一方面，导向滑轮3水平的位移量与电缆6伸出或收回的长度成 线性关系，通