一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置的制作方法

1.本发明涉及到建筑机电工程技术领域，具体涉及一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置。


背景技术：

2.目前电缆敷设主要分为两种形式：水平敷设和垂直敷设。在水平敷设的情况下，电缆一般被放置在桥架内或者是电缆沟中，受限于狭小空间，现有设备无法直接进行电缆敷设及排布。因此，大多数情况下，主要还是借助人工来完成电缆敷设相关工作。而在垂直敷设情况下，电缆一般被放置在特定的竖井内，常规的操作方法是借助卷扬机等相应设备进行垂直牵引作业，分阶段进行固定和安装。现有的电缆敷设方法不仅需要借助大量人工，而且敷设效率较低，存在较大的安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置，解决现阶段桥架或是竖井等狭小空间内，电缆敷设过程需借助大量人工进行作业，且现有的电缆敷设辅助设备无法正常布置，或是安装过程繁琐且存在较大安全隐患等问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置，包括外框架，以及设置在所述外框架内的核心舱，所述核心舱包括嵌套安装在所述外框架内的核心舱主体框架，所述核心舱主体框架的一侧设有从动夹持组件，所述从动夹持组件包括固设在所述核心舱主体框架上的第一夹持框架，所述第一夹持框架内布置有若干主动敷设轮，所述核心舱主体框架的边缘靠近所述第一夹持框架处还设有驱动所述主动敷设轮的无刷电机；所述核心舱主体框架上还设有与所述从动夹持组件相对设置的主动夹持组件，所述主动夹持组件包括滑动设置在所述核心舱主体框架上的第二夹持框架，所述第二夹持框架内布置有若干被动敷设轮，所述被动敷设轮与所述主动敷设轮交错设置；所述第二夹持框架与所述核心舱主体框架的另一侧边缘之间还设有驱动传动组件，以及对称的设置在所述驱动传动组件两侧的导向限位组件，所述驱动传动组件控制所述第二夹持框架移动，以使所述被动敷设轮和所述主动敷设轮夹持或者释放电缆，所述外框架的两侧还设有供所述电缆穿过的电缆进出口。
6.本自动电缆敷设装置结构简单紧凑，通过模块化设计，便于安装和拆卸，使用和维护也较为方便，能够在狭小空间内实现电缆的自动化敷设，敷设效率和安全性均较高。
7.所述外框架和所述核心舱采用嵌套式的连接方式，方便所述核心舱的安装，所述外框架一方面能够对稳定安装和支撑所述核心舱，保护所述核心舱，另一方面能够让整个装置规整有形、一体化程度高，以适应不同的安装环境及工况，使其能够在竖井等狭小空间内使用。
8.所述核心舱主体框架作为安装框架能够容纳安装所述从动夹持组件、主动夹持组
件、驱动传动组件和导向限位组件，所述从动夹持组件固设在所述核心舱主体框架上，所述主动夹持组件在所述驱动传动组件的驱动下，能够相对于所述从动夹持组件移动，调节两者之间的间距和夹持力度，以使所述主动敷设轮和所述被动敷设轮相互靠近或者远离，以便夹持待敷设的电缆并能够控制夹持电缆的力度，所述导向限位组件起到导向和限位作用，使所述主动夹持组件的移动根据方向性和准确性，也不会夹坏电缆。
9.夹持后的电缆，在所述主动敷设轮的旋转作用下，通过相对的摩擦力能够带动整个电缆移动，以完成敷设；将所述主动敷设轮设置在所述从动夹持组件内方便与该侧的无刷电机连接以主动旋转，避免在已经设置了传动部件的从动夹持组件的这侧又设置无刷电机和主动轮，这样的布置更加合理，能够充分利用所述核心舱主体框架的空间。
10.进一步的，所述第一夹持框架包括与所述核心舱主体框架设为一体的框架侧板，所述框架侧板上螺接固定有第一安装板，所述第一安装板与所述核心舱主体框架的框架底板之间安装所述主动敷设轮，所述第一安装板朝向所述第二夹持框架的一侧间隔的设有若干凸起以形成波浪起伏结构。
11.进一步的，所述第二夹持框架包括一对平行设置的第二安装板，一对所述第二安装板朝向所述第一夹持框架的一侧分别设有若干凸起形成的波浪起伏结构，且在波浪起伏结构处设置所述被动敷设轮；下方的所述第二安装板滑动安装在所述核心舱主体框架上，一对所述第二安装板远离所述第一夹持框架的外侧之间设有驱动连接板，所述驱动连接板用于连接所述驱动传动组件。
12.所述第一安装板和所述第二安装板上设置的凸起，能够在配合面处形成相互配合的波浪起伏结构，在各自凸起处设置的所述主动敷设轮和被动敷设轮刚好能够形成错位的配合关系，这样更加有利于电缆的夹持、导向和敷设。
13.进一步的，所述驱动传动件包括t型丝杆，以及驱动所述t型丝杆的步进电机，套设在所述t型丝杆上的丝杆滑块；所述t型丝杆通过一对丝杆固定支座支撑在所述核心舱主体框架上，所述丝杆滑块通过连接支架与所述第二夹持框架连接，所述步进电机与所述t型丝杆之间还设有安装在所述核心舱主体框架上的减速机，所述减速机的输出端通过联轴器与所述t型丝杆的端部连接。
14.所述步进电机驱动所述t型丝杆旋转，使得套设在所述t型丝杆上的丝杆滑块做直线往复运动，从而通过所述连接支架带动所述第二夹持框架来回移动，采用这种驱动传动结构，布置简单，易于实现，而且运动易于控制，移动准确性和精度较高。
15.进一步的，所述连接支架为中空的“凸”字形支架，所述丝杆滑块安装在所述连接支架的端部，其中一个所述丝杆固定支座设置在所述连接支架围设的范围内，所述连接支架的两侧分别设有一对缓冲杆，所述缓冲杆上分别套设安装有压缩弹簧，所述连接支架的两侧还分别设有弹簧压缩行程开关。
16.采用这种结构的连接支架能够利用与所述t型丝杆之间的空间，同时利用端部较大的配合面连接所述驱动连接板，能够提供更加平稳的推拉力；所述压簧弹簧和所述弹簧压缩行程开关的设置，能够起到缓冲和限位作用。
17.进一步的，所述导向限位组件包括与所述第二夹持框架连接的一对导向杆，所述导向杆通过导向杆支座支撑在所述核心舱主体框架上，所述导向杆支座上设有行程开关，所述导向杆的端部分别设有前端触碰器和后端触碰器，所述前端触碰器设置在所述第二夹
持框架上。
18.本导向限位组件的设置，既能够提供精准的导向作用，也能够利用所述前端触碰器和后端触碰器起到前后端极限位置的限位作用，避免过度移动而夹坏电缆或者损坏其他部件，安全性和可靠性更好。
19.进一步的，所述核心舱主体框架包括框架底板，所述框架底板上设有若干减重孔，能够减轻整体的重量，所述框架底板背向所述驱动传动组件的一面还设有控制设备主控盒，所述框架底板靠近一侧边缘处还设有若干电机安装孔，所述无刷电机的输出端通过所述电机安装孔与所述主动敷设轮连接；所述框架底板的四角处还分别设有承插引脚，所述承插引脚用于连接所述外框架，所述承插引脚的端部还设有吊环安装孔。
20.进一步的，所述外框架为矩形框架结构，包括连接在一起的前端提梁舱、后端提梁舱、左连梁和右连梁；所述前端提梁舱和所述后端提梁舱上分别设有提手，所述左连梁和所述右连梁的内侧分别设有与所述核心舱主体框架连接的承插凹槽，所述电缆进出口分别设置在所述左连梁和所述右连梁上，靠近所述电缆进出口处还设有导向插销。
21.所述承插引脚与所述承插凹槽相互配合以连接所述核心舱与所述外框架，插设后会通过螺栓进一步固定，以保证连接的稳定性；所述承插引脚上设置的吊环安装孔方便连接吊环，以整体吊装所述核心舱。
22.进一步的，所述左连梁和所述右连梁的中间区域由结构加强筋进行分区、筋板垂直方向上下均布过线通孔，直接连到前端提梁舱和后端提梁舱内；所述前端提梁舱内设有电池仓，所述前端提梁舱和所述后端提梁舱分别布置有设备强弱电线路，由所述左连梁和所述右连梁连接成一个完整环线为中间的所述核心舱进行供电及通讯控制；所述后端提梁舱上还设有急停开关，所述左连梁和所述右连梁上还设有若干扩展插口。
23.进一步的，所述主动敷设轮和所述被动敷设轮均为v型胶轮，所述第一夹持框架和所述第二夹持框架内靠近所述电缆进出口处还分别设有红外传感器，所述电缆进出口为外开内紧的“喇叭形”。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本自动电缆敷设装置结构简单紧凑，通过模块化设计，便于安装和拆卸，使用和维护也较为方便，能够在狭小空间内实现电缆的自动化敷设，敷设效率和安全性均较高；2、在操作方面，单台本装置通过外接手控盒进行操作控制，多台本装置通过主控屏及手持控制手柄进行控制，设备外框架设置有急停按钮，方便紧急情况使用；3、在安装方面，本装置的外框架及核心舱所有零部件均采用模块化设计，方便逐个子模块的装配，最终完成整个设备的装配；4、在转运方面，本装置嵌套式的矩形外观设计保证了整个设备收纳及运输的便捷性，最大限度的节省空间；5、在维护方面，本装置相关强弱电走线及主控盒均设置在装置侧面及四周，方便维护和更换；且除单独零部件可更换外、外框架及核心舱均可进行整体更换及维护；6、所述主动夹持组件在所述驱动传动组件的驱动下，能够相对于所述从动夹持组件移动，调节两者之间的间距和夹持力度，以使所述主动敷设轮和所述被动敷设轮相互靠近或者远离，以便夹持待敷设的电缆并能够控制夹持电缆的力度，有利于控制电缆敷设。
附图说明
25.图1为本发明一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置的整体布置示意图；
26.图2为本发明一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置的核心舱立体结构示意图一；
27.图3为本发明一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置的侧视结构示意图；
28.图4为本发明一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置的核心舱俯视结构示意图；
29.图5为本发明一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置的核心舱立体结构示意图二；
30.图6为本发明核心舱主体框架结构示意图；
31.图7为本发明外框架结构示意图；
32.图8为本发明一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置的敷设电缆示意图；
33.图中：1、前端提梁舱；2、左连梁；3、电池仓；4、无刷电机；5、右连梁；6、吊环安装孔；7、核心舱主体框架；701、框架底板；8、主控盒；9、承插引脚；10、步进电机；11、后端提梁舱；12、提梁舱盖板；13、急停开关；14、扩展插口；15、连梁盖板；16、导向插销；17、从动夹持组件；1701、框架侧板；1702、第一安装板；18、主动敷设轮；19、红外传感器；20、前端触碰器；21、压缩弹簧；22、行程开关；23、丝杆滑块；24、导向杆轴承；25、t型丝杆；26、联轴器；27、减速机；28、丝杆固定支座；29、后端触碰器；30、导向杆；31、导向杆支座；32、弹簧压缩行程开关；33、主动夹持组件；3301、第二安装板；3302、驱动连接板；3303、被动敷设轮；34、凸起；35、连接支架；36、吊环；37、承插凹槽；38、电缆进出口。
具体实施方式
34.下面将结合本发明中的附图，对本发明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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.如图1～图8所示，一种嵌套设计模块组合的自动电缆敷设装置，包括外框架，以及设置在所述外框架内的核心舱，所述核心舱包括嵌套安装在所述外框架内的核心舱主体框架7，所述核心舱主体框架7的一侧设有从动夹持组件17，所述从动夹持组件17包括固设在所述核心舱主体框架7上的第一夹持框架，所述第一夹持框架内布置有若干主动敷设轮18，所述核心舱主体框架7的边缘靠近所述第一夹持框架处还设有驱动所述主动敷设轮18的无刷电机4；所述核心舱主体框架7上还设有与所述从动夹持组件17相对设置的主动夹持组件33，所述主动夹持组件33包括滑动设置在所述核心舱主体框架7上的第二夹持框架，所述第二夹持框架内布置有若干被动敷设轮3303，所述被动敷设轮3303与所述主动敷设轮18交错设置；所述第二夹持框架与所述核心舱主体框架7的另一侧边缘之间还设有驱动传动组件，以及对称的设置在所述驱动传动组件两侧的导向限位组件，所述驱动传动组件控制所述第
二夹持框架移动，以使所述被动敷设轮3303和所述主动敷设轮18夹持或者释放电缆，所述外框架的两侧还设有供所述电缆穿过的电缆进出口38。
37.本自动电缆敷设装置结构简单紧凑，通过模块化设计，便于安装和拆卸，使用和维护也较为方便，能够在狭小空间内实现电缆的自动化敷设，敷设效率和安全性均较高。
38.所述外框架和所述核心舱采用嵌套式的连接方式，方便所述核心舱的安装，所述外框架一方面能够对稳定安装和支撑所述核心舱，保护所述核心舱，另一方面能够让整个装置规整有形、一体化程度高，以适应不同的安装环境及工况，使其能够在竖井等狭小空间内使用。
39.所述核心舱主体框架7作为安装框架能够容纳安装所述从动夹持组件17、主动夹持组件33、驱动传动组件和导向限位组件，所述从动夹持组件17固设在所述核心舱主体框架7上，所述主动夹持组件33在所述驱动传动组件的驱动下，能够相对于所述从动夹持组件17移动，调节两者之间的间距和夹持力度，以使所述主动敷设轮18和所述被动敷设轮3303相互靠近或者远离，以便夹持待敷设的电缆并能够控制夹持电缆的力度，所述导向限位组件起到导向和限位作用，使所述主动夹持组件的移动根据方向性和准确性，也不会夹坏电缆。
40.夹持后的电缆，在所述主动敷设轮18的旋转作用下，通过相对的摩擦力能够带动整个电缆移动，以完成敷设；将所述主动敷设轮18设置在所述从动夹持组件17内方便与该侧的无刷电机4连接以主动旋转，避免在已经设置了传动部件的从动夹持组件的这侧又设置无刷电机和主动轮，这样的布置更加合理，能够充分利用所述核心舱主体框架的空间。
41.进一步的，所述第一夹持框架包括与所述核心舱主体框架7设为一体的框架侧板1701，所述框架侧板1701上螺接固定有第一安装板1702，所述第一安装板1702与所述核心舱主体框架7的框架底板701之间安装所述主动敷设轮18，所述第一安装板1702朝向所述第二夹持框架的一侧间隔的设有若干凸起34以形成波浪起伏结构。
42.进一步的，所述第二夹持框架包括一对平行设置的第二安装板3301，一对所述第二安装板3301朝向所述第一夹持框架的一侧也分别设有若干凸起34形成的波浪起伏结构，且在波浪起伏结构处设置所述被动敷设轮3303；下方的所述第二安装板3301滑动安装在所述核心舱主体框架7上，一对所述第二安装板3301远离所述第一夹持框架的外侧之间设有驱动连接板3302，所述驱动连接板3302用于连接所述驱动传动组件。
43.所述第一安装板1702和所述第二安装板3301上交错设置的凸起，能够在配合面处形成相互配合的波浪起伏结构，在各自凸起处设置的所述主动敷设轮18和被动敷设轮3303刚好能够形成错位的配合关系，这样更加有利于电缆的夹持、导向和敷设。
44.进一步的，所述驱动传动件包括t型丝杆25，以及驱动所述t型丝杆25的步进电机10，套设在所述t型丝杆25上的丝杆滑块23；所述t型丝杆25通过一对丝杆固定支座28支撑在所述核心舱主体框架7上，所述丝杆滑块23通过连接支架35与所述第二夹持框架的驱动连接板3302连接，所述步进电机10与所述t型丝杆25之间还设有安装在所述核心舱主体框架7上的减速机27，所述减速机27的输出端通过联轴器26与所述t型丝杆25的端部连接。
45.所述步进电机10驱动所述t型丝杆25旋转，使得套设在所述t型丝杆25上的丝杆滑块23做直线往复运动，从而通过所述连接支架35带动所述第二夹持框架来回移动，采用这种驱动传动结构，布置简单，易于实现，而且运动易于控制，移动准确性和精度较高。
46.进一步的，所述连接支架35为中空的“凸”字形支架，所述丝杆滑块23安装在所述连接支架的端部，其中一个所述丝杆固定支座28设置在所述连接支架35围设的范围内，所述连接支架35的两侧分别设有一对缓冲杆，所述缓冲杆上分别套设安装有压缩弹簧21，所述连接支架35的两侧还分别设有弹簧压缩行程开关32。
47.采用这种结构的连接支架35能够利用与所述t型丝杆25之间的空间，同时利用端部较大的配合面连接所述驱动连接板3302，能够提供更加平稳的推拉力；所述压缩弹簧21和所述弹簧压缩行程开关32组成弹簧压缩装置，能够起到微调、缓冲和限位作用，保证合适的夹紧力。
48.进一步的，所述导向限位组件包括与所述驱动连接板3302连接的一对导向杆30，所述导向杆30通过导向杆支座31支撑在所述核心舱主体框架7上，所述导向杆支座31上设有行程开关22，所述导向杆30的端部分别设有前端触碰器20和后端触碰器29，所述前端触碰器20设置在所述驱动连接板3302上。
49.本导向限位组件的设置，既能够提供精准的导向作用，也能够利用所述前端触碰器和后端触碰器起到前后端极限位置的限位作用，避免过度移动而夹坏电缆或者损坏其他部件，安全性和可靠性更好。
50.进一步的，所述核心舱主体框架7包括框架底板701，所述框架底板701上设有若干减重孔，能够减轻整体的重量，所述框架底板701背向所述驱动传动组件的一面还设有控制设备主控盒8，所述框架底板701靠近一侧边缘处还设有若干电机安装孔，所述无刷电机4的输出端通过所述电机安装孔与所述主动敷设轮18连接；所述框架底板701的四角处还分别设有承插引脚9，所述承插引脚9用于连接所述外框架，所述承插引脚9的端部还设有吊环安装孔，用于安装吊环36。
51.进一步的，所述外框架为矩形框架结构，包括连接在一起的前端提梁舱1、后端提梁舱11、左连梁2和右连梁5；所述前端提梁舱1和所述后端提梁舱11上分别设有提手，所述左连梁2和所述右连梁5的内侧分别设有与所述核心舱主体框架7连接的承插凹槽37，所述电缆进出口38分别设置在所述左连梁2和所述右连梁5上，靠近所述电缆进出口38处还设有导向插销16。
52.所述承插引脚9与所述承插凹槽37相互配合以连接所述核心舱与所述外框架，插设后会通过螺栓进一步固定，以保证连接的稳定性；所述承插引脚上设置的吊环安装孔方便连接吊环，以整体吊装所述核心舱。
53.进一步的，所述左连梁2和所述右连梁5的中间区域由结构加强筋进行分区、筋板垂直方向上下均布过线通孔，直接连到前端提梁舱1和后端提梁舱11内；所述前端提梁舱1内设有电池仓3，所述前端提梁舱1和所述后端提梁舱11分别布置有设备强弱电线路，由所述左连梁2和所述右连梁5连接成一个完整环线为中间的所述核心舱进行供电及通讯控制；所述后端提梁舱11的提梁舱盖板12上还设有急停开关13，所述左连梁2和所述右连梁5上还设有若干扩展插口14。
54.进一步的，所述主动敷设轮18和所述被动敷设轮3303均为v型胶轮，所述第一夹持框架和所述第二夹持框架内靠近所述电缆进出口38处还分别设有红外传感器19，所述电缆进出口38为外开内紧的“喇叭形”，方便电缆的导入。
55.所述外框架是由左右连梁和前后端提梁舱围合成的矩形框架(具体形式也可根据
实际情况调整)，左右连梁两端对称布置，内侧部分预留四个所述承插凹槽37与核心舱的所述承插引脚9对应；左右连梁中间区域由结构加强筋进行分区并覆盖有连梁盖板15、内部筋板垂直方向上下均布过线通孔，直接连到前后端提梁舱内；前后端提梁舱分别布置设备强弱电相关线路，由左右连梁连接成一个完整环线为中间核心舱进行供电及通讯控制。左右连梁及前后端提梁舱外侧均为敞开形式，结合活动的连梁盖板15，方便检修和维护。左右连梁两侧下部分合适位置设置外开内紧的“喇叭形”电缆进出口，所述电缆进出口下端两侧均布所述导向插销，能够灵活安拆电缆输送导向杆，保证电缆敷设过程的稳定性。
56.所述核心舱主体框架7，结构形式类似于“h”型框架；该部分为整个敷设装置的核心部件，主要作用是为整个装置的传动部分及控制部分提供受力支撑及安装空间。其中核心舱的框架底板、驱动连接板、侧板等均布设置一定的减重孔。核心舱主体框架周围四个承插引脚与外框架内侧4个承插凹槽对应，主要作用一方面是将整个核心舱固定在外框架上，保证电缆敷设过程中受力传导，另一方面承插式的引脚设计，方便功能扩展后设置承插触点，可进一步优化外框架与核心舱之间的供电及通讯。承插引脚顶部设置有吊环安装孔，方便设备安装过程中的转运及装拆。
57.整个敷设装置装配完成后，所述左连梁和右连梁两侧均布有4个多功能扩展插口，方便多台设备联机敷设时的用电及通讯；另外，预留的电池仓3可保证在特殊环境下设备的临时供电及通讯。
58.电缆敷设过程为：电缆导入所述电缆进出口38，所述红外传感器19监测到电缆进入后，步进电机10结合驱动传动组件控制所述从动夹持组件17进行夹紧动作，结合所述压缩弹簧和弹簧压缩行程开关进行微调，保证合适的夹紧力。随后无刷电机4驱动所述主动敷设轮18，保证主动敷设轮18正常运转，电缆通过与v型胶轮间的摩擦力向另一侧输送；电缆敷设完成后，通过手控盒控制夹持部件，完成敷设过程。
59.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。