具有物联网功能的新能源绞磨及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了具有物联网功能的新能源绞磨及其控制系统，涉及一种绞磨机；目前，绞磨采用汽油机作为动力，噪声较大，且对环境存在污染；汽油机故障率较高，维修成本高。本发明专利技术包括驱动机构、减速箱、磨筒及用于控制驱动机构工作的控制系统；驱动机构驱动减速箱动作，减速箱带动磨筒相应运动；驱动机构包括电机、为电机供电的动力电池，动力电池与电机为分开设置；电机设置电磁刹车，通过控制系统控制电机的正、反转实现绞磨的正反转，通过控制系统控制电机的转速实现绞磨的无极调速；本技术方案能简化操作、方便速度调节，使单人同时操作多台绞磨成为现实；同时采用新能源取代汽油机，优化操作人员操作环境，避免环境污染；动力电池与电机分开设置，方便搬运。

【技术实现步骤摘要】
具有物联网功能的新能源绞磨及其控制系统
本专利技术涉及一种绞磨机，尤其涉及具有物联网功能的新能源绞磨及其控制系统。
技术介绍
输电线路工程铁塔组立、架线施工、应急抢修作业、电缆展放皆需使用绞磨。之前的绞磨存在以下问题：挡位较多，换挡操作比较麻烦，且每个挡位的传动比固定，速度无法按需调节；绞磨采用汽油机作为动力，噪声较大，且对环境存在污染；汽油机故障率较高，维修成本较高的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供具有物联网功能的新能源绞磨，以达到简化操作、方便调速、优化操作环境的目的，使单人同时操作多台绞磨成为现实。为此，本专利技术采取以下技术方案。具有物联网功能的新能源绞磨，包括驱动机构、减速箱、磨筒及用于控制驱动机构工作的控制系统；所述的驱动机构驱动减速箱动作，减速箱带动磨筒相应运动；所述的驱动机构包括电机、为电机供电的动力电池，所述的动力电池与电机为分开设置；所述的电机设置电磁刹车，通过控制系统控制电机的正、反转实现绞磨的正反转，通过控制系统控制电机的转速实现绞磨的无极调速；本专利技术能简化操作、方便速度调节，同时采用新能源取代汽油机，优化操作人员操作环境，避免环境污染；动力电池与电机分开设置，方便搬运。作为优选技术手段：所述的电机、减速箱、磨筒连接成一整体；提高结构的紧凑性。作为优选技术手段：所述的控制系统包括中央控制器、与中央控制器相连的控制面板、信息采集模块、通讯模块、电机驱动模块、动力电池管理系统、及云端，所述的信息采集模块包括用于采集减速箱（50）油温的温度传感器、采集位置信息的GPS模块，云端通过通讯模块能与中央控制器相连以获取牵引力、牵引速度、动力电池电量、减速箱齿轮油温、GPS位置信息，并进行远程监控及相关分析应用。本技术方案可实现有线、无线遥控或远程操作绞磨，具备单人通过遥控器同时操作多台绞磨，减少操手人员的数量；具备物联网功能，实现牵引力、牵引速度、动力电池电量、减速箱齿轮油温、GPS位置数据的远程监控、远程故障报警及远程云端对绞磨数据的相关应用分析。作为优选技术手段：所述的控制面板设有输入单元及显示单元，输入单元输入的参数包括正反转、转速、预设最大牵引力；显示单元设用于数据、状态显示的显示屏；中央控制器通过电机驱动模块实时读取电机电流、电压、转速，当电流或功率对应的绞磨的牵引力超过设定阈值时通过报警器进行超载报警，同时，控制绞磨停止运转。本技术方案通过实时读取电机电流、电压、转速，实现具体电流或功率对应绞磨牵引力的实时显示及超载报警，同时，可通过事先设置对应工况的最大牵引力，即对应的电流或功率，在外负荷达到该预设牵引力时，绞磨会自动停止运转；方便实现转速、电流、动力电池电量关键数据的监控和控制，具备本机故障、动力电池电量低自动报警功能；绞磨具有较好的低速性能，方便吊件就位，大大增加了吊件就位的安全性。作为优选技术手段：所述的减速箱设有重力刹车及与其相连的减速传动机构，所述的重力刹车包括刹车螺纹齿轮、刹车轴、摩擦片、轴套、刹车摩擦齿轮、摩擦片座及限制转向的止反装置；所述的刹车螺纹齿轮的外圈设有啮合齿，刹车螺纹齿轮的内圈设有刹车轴相配的螺纹；刹车螺纹齿轮外圈与固接于电机轴的电机齿轮啮合，刹车螺纹齿轮、锁紧螺母通过内侧的螺纹安装于刹车轴上，其中锁紧螺母用于调整摩擦片的安装间隙；刹车摩擦齿轮、摩擦片通过轴套安装于摩擦片座上，摩擦片座则通过平键与刹车轴相联接；刹车摩擦齿轮与止反机构配合。在绞磨进行牵引作业时，打开电机刹车，由电机带动电机齿轮转动，电机齿轮带动刹车螺纹齿轮相应转动，同时刹车螺纹齿轮转动的同时，因其内侧的螺纹使其沿着刹车轴向左移动，压紧摩擦片、刹车摩擦齿轮、摩擦片座，从而使刹车螺纹齿轮和刹车摩擦齿轮通过摩擦力、平键及螺纹与刹车轴锁紧成一体；刹车轴通过减速传动机将转动传至输出轴，使输出轴上的卷筒进行牵引作业；刹车摩擦齿轮与止反机构啮合，限制了刹车摩擦齿轮、刹车轴的一个方向的旋转，一旦绞磨在牵引过程中出现电机损坏，绞磨不会出现倒车；在绞磨进行倒车作业时，打开电机刹车，由电机带动电机齿轮反方向转动，电机齿轮带动刹车螺纹齿轮相应转动，同时刹车螺纹齿轮转动的同时，因其内侧的螺纹使其沿着刹车轴向右移动，使摩擦片、刹车摩擦齿轮、摩擦片座分离，使刹车轴的反方向转动不再受止反装置的限制；刹车螺纹齿轮沿着刹车轴向右移动并靠紧锁紧螺母，刹车螺纹齿轮通过螺纹带动刹车轴做相应反方向转动；刹车轴通过减速传动机构将对应的转动传至输出轴，使输出轴上的卷筒进行倒车作业；当绞磨在带载倒车过程中出现电机故障时，磨筒仍有继续倒车的趋势，并通过输出轴、减速传动构带动刹车轴继续在同一方向转动，此时，电机制动，刹车螺纹齿轮不再有输入，而刹车轴的转动导致刹车螺纹齿轮沿刹车轴的螺纹向左移动，压紧摩擦片、刹车摩擦齿轮、摩擦片座，从而使刹车螺纹齿轮和刹车摩擦齿轮通过摩擦力、平键及螺纹与刹车轴锁紧成一体；刹车摩擦齿轮与止反机构配合，从而限制了刹车摩擦齿轮、刹车轴对应方向的旋转，制止了磨筒的倒车；在绞磨带载停机操作时，磨筒在有载荷的情况下有倒车的趋势，并通过减速传动机构带动刹车轴在对应磨筒倒车方向转动，此时，电机制动，使电机齿轮和刹车螺纹齿轮制动，而刹车轴的转动导致刹车螺纹齿轮沿刹车轴的螺纹向左移动，压紧摩擦片、刹车摩擦齿轮、摩擦片座，从而使刹车螺纹齿轮和刹车摩擦齿轮通过摩擦力、平键及螺纹与刹车轴锁紧成一体；刹车摩擦齿轮与止反机构配合，从而限制了刹车摩擦齿轮、刹车轴对应方向的旋转，制止了磨筒的倒车。优化减速箱结构，取消原先用于调速和正反转的挡位，大大简化减速箱的结构和重量。为确保绞磨的安全性，电机单独设置电磁刹车，同时减速箱设置了重力刹车。作为优选技术手段：所述的减速箱止反机构包括棘轮刹车轴、棘轮齿轮、棘轮座、棘轮弹簧；刹车摩擦齿轮与棘轮齿轮啮合，棘轮齿轮通过轴承安装于棘轮刹车轴上，棘轮座通过花键安装于同一轴上，且棘轮座可轴向移动，棘轮座和棘轮弹簧共同作用下可限制棘轮齿轮一个方向的旋转。止反机构结构简单，且工作可靠，有效防止反向转动。作为优选技术手段：所述的减速传动机构包括二级传动齿轮、太阳轮、行星轮、内齿圈、滚针、销轴、输出轴；刹车轴的一端设有小齿轮，小齿轮与二级传动齿轮啮合，二级传动齿轮通过平键与太阳轮相联接；太阳轮与行星轮啮合，同时行星轮与内齿圈啮合；行星轮通过安装在其上面的销轴与输出轴连接，行星轮与销轴之间安装有滚针；在牵引时，刹车轴通过与二级传动齿轮、太阳轮、行星轮、销轴将相应的转动传至输出轴，使输出轴上的卷筒进行牵引作业；在绞磨进行倒车作业时，刹车轴通过与二级传动齿轮、太阳轮、行星轮、销轴将相应的转动传至输出轴，使输出轴上的卷筒进行倒车作业。本专利技术的另一个目的是提供一种用于具有物联网功能的新能源绞磨的控制系统；一种用于具有物联网功能的新能源绞磨的控制系统包括中央控制器、与控制面板、信息采集模块、通讯模块、电机驱动模块、动力电池管理系统、通讯模块及云端；控制面板将人员的操控意图转成指令信号，提供给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有物联网功能的新能源绞磨，包括驱动机构、减速箱（50）、磨筒（60）及用于控制驱动机构工作的控制系统；所述的驱动机构驱动减速箱（50）动作，减速箱（50）带动磨筒（60）相应运动；其特征在于：所述的驱动机构包括电机（40）、为电机（40）供电的动力电池（20），所述的动力电池（20）与电机（40）为分开设置；所述的电机（40）设置电磁刹车，通过控制系统控制电机（40）的正、反转实现绞磨的正反转，通过控制系统控制电机（40）的转速实现绞磨的无极调速。/n

【技术特征摘要】
1.具有物联网功能的新能源绞磨，包括驱动机构、减速箱（50）、磨筒（60）及用于控制驱动机构工作的控制系统；所述的驱动机构驱动减速箱（50）动作，减速箱（50）带动磨筒（60）相应运动；其特征在于：所述的驱动机构包括电机（40）、为电机（40）供电的动力电池（20），所述的动力电池（20）与电机（40）为分开设置；所述的电机（40）设置电磁刹车，通过控制系统控制电机（40）的正、反转实现绞磨的正反转，通过控制系统控制电机（40）的转速实现绞磨的无极调速。


2.根据权利要求1所述的具有物联网功能的新能源绞磨，其特征在于：所述的电机（40）、减速箱（50）、磨筒（60）连接成一整体。


3.根据权利要求1所述的具有物联网功能的新能源绞磨，其特征在于：所述的控制系统包括中央控制器、与中央控制器相连的控制面板、信息采集模块、通讯模块、电机驱动模块、动力电池管理系统及云端，所述的信息采集模块包括用于采集减速箱（50）油温的温度传感器、采集位置信息的GPS模块，云端通过通讯模块能与中央控制器相连以获取牵引力、牵引速度、动力电池（20）电量、减速箱（50）齿轮油温、GPS位置信息，并进行远程监控及相关分析应用。


4.根据权利要求3所述的具有物联网功能的新能源绞磨，其特征在于：所述的控制面板设有输入单元及显示单元，输入单元输入的参数包括正反转、转速、预设最大牵引力；显示单元设用于数据、状态显示的显示屏；中央控制器通过电机驱动模块实时读取电机（40）电流、电压、转速，当电流或功率对应的绞磨的牵引力超过设定阈值时通过报警器进行超载报警，同时，控制绞磨停止运转。


5.根据权利要求3所述的具有物联网功能的新能源绞磨，其特征在于：所述的减速箱（50）设有重力刹车，所述的重力刹车包括刹车螺纹齿轮（2）、刹车轴（4）、摩擦片（5）、轴套（6）、刹车摩擦齿轮（7）、摩擦片座（8）及限制转向的止反装置；所述的刹车螺纹齿轮（2）的外圈与电机齿轮（1）啮合，刹车螺纹齿轮（2）的内圈设有与刹车轴（4）相配的螺纹；刹车螺纹齿轮（2）外圈与固接于电机（40）轴的电机齿轮（1）啮合，刹车螺纹齿轮（2）、锁紧螺母（3）通过内侧的螺纹安装于刹车轴（4）上，其中锁紧螺母（3）用于调整摩擦片（5）的安装间隙；刹车摩擦齿轮（7）、摩擦片（5）通过轴套（6）安装于摩擦片座（8）上，摩擦片座（8）则通过平键与刹车轴（4）相联接；刹车摩擦齿轮（7）与止反机构配合；
在绞磨进行牵引作业时，打开电机（40）刹车，由电机（40）带动电机齿轮（1）转动，电机齿轮（1）带动刹车螺纹齿轮（2）相应转动，同时刹车螺纹齿轮（2）转动的同时，因其内侧的螺纹使其沿着刹车轴（4）向左移动，压紧摩擦片（5）、刹车摩擦齿轮（7）、摩擦片座（8），从而使刹车螺纹齿轮（2）和刹车摩擦齿轮（7）通过摩擦力、平键及螺纹与刹车轴（4）锁紧成一体；刹车轴（4）通过减速传动机构将转动传至输出轴（19），使输出轴（19）上的卷筒进行牵引作业；刹车摩擦齿轮（7）与止反机构啮合，限制了刹车摩擦齿轮（7）、刹车轴（4）的旋转方向，一旦绞磨在牵引过程中出现电机（40）烧毁故障，绞磨不会出现倒车；
在绞磨进行倒车作业时，打开电机（40）刹车，由电机（40）带动电机齿轮（1）反方向转动，电机齿轮（1）带动刹车螺纹齿轮（2）相应转动，同时刹车螺纹齿轮（2）转动的同时，因其内侧的螺纹使其沿着刹车轴（4）向右移动，使摩擦片（5）、刹车摩擦齿轮（7）、摩擦片座（8）分离，使刹车轴（4）的反方向转动不再受止反装置的限制；刹车螺纹齿轮（2）沿着刹车轴（4）向右移动并靠紧锁紧螺母（3），刹车螺纹齿轮（2）通过螺纹带动刹车轴（4）做相应反方向转动；刹车轴（4）通过减速传动机构将对应的转动传至输出轴（19），使输出轴（19）上的卷筒进行倒车作业；
当绞磨在带载倒车过程中出现电机（40）故障时，磨筒（60）仍有继续倒车的趋势，并通过输出轴（19）、减速传动机构带动刹车轴（4）继续在同一方向转动，此时，电机（40）制动，刹车螺纹齿轮（2）不再有输入，而刹车轴（4）的转动导致刹车螺纹齿轮（2）沿刹车轴（4）的螺纹向左移动，压紧摩擦片（5）、刹车摩擦齿轮（7）、摩擦片座...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓峰，
申请(专利权)人：蒋晓峰，
类型：发明
国别省市：浙江;33