一种可展收套筒装置及其测控方法

摘要

本发明公开了一种可展收套筒装置及其测控方法，在现有自解锁可展收套筒装置中的拉线部分的展开拉线机构中增加张紧导向装置，能够在较大范围内自动张紧展开拉线。本发明还具有一套测控系统，可对套筒装置进行控制，并且在上位机上自动记录检测数据。本发明中锁定部分具有两种机械锁结构，可进行相互替换；由此在不改变套筒装置结构下，实现不同形式机械锁的切换，进而通过一套控制系统测试多种锁定原理。本发明的优点为：防止了套筒装置解锁过程中出现展开拉线松弛现象；同时对套筒装置进行控制，且在上位机上自动记录检测到的相关数据，操作方便直观，数据便于处理；且可利用获得的参数对结构形式和参数进行优化，从而使最终的产品更为优质可靠。

主权项

一种可展收套筒装置，其特征在于：包括外套筒、中套筒、内套筒、导向机构、驱动部分、拉线部分与锁定部分；所述外套筒、中套筒以及内套筒依次层层套入；外套筒底部外壁上套接固定有底座；中套筒结构与内套筒结构相同，底部固定套接有底套；外套筒与中套筒顶部均固定安装有顶套；所述顶套具有筒状结构，顶部具有向外延伸的凸缘；外套筒与中套筒上的顶套外侧壁与分别与套筒的内侧壁配合固定，使外套筒与中套筒上顶套的凸缘分别位于外套筒和中套筒顶部；所述的导向部分包括导向轮、键A和键B；在每个套筒上顶套的凸缘周向上开有至少一个缺口，用来设置导向轮；中套筒与内套筒外侧壁周向上设置有至少一个沿套筒轴向方向的键A，中套筒与内套筒上的底套外侧壁周向上均设置有至少一个沿套筒轴向方向的键B，通过键A与键B构成位于中套筒与内套筒外侧壁上的整体的长键；中套筒与外套筒上顶套内侧壁周向上均设置有键槽；在相邻的两个套筒间，位于内层的套筒上的长键与位于外层套筒上的键槽相互配合；且通过位于外层的套筒顶套凸缘上的导向轮与位于内层的套筒上长键配合转动；所述的驱动部分包括卷筒、电机、卷筒架和电机架，卷筒通过滚动轴承连接在卷筒架上；电机的外壳固定安装在和电机架上；电机输出轴与卷筒同轴固连，启动电机可带动卷筒转动；卷筒架和电机架均由螺钉固定在外套筒的底座上；其特征在于：所述的拉线部分包括拉线机构和收拢拉线机构；展开拉线机构沿整个套筒装置的周向均布两套；每一套展开拉线机构包括张紧导向装置、展开拉线、展开线轮A、展开线轮B、展开内线轮A与展开内线轮B；其中，张紧导向装置包括固定线轮、张紧线轮、导向柱A与张紧弹簧；固定线轮轴接在外套筒的底座上表面设置的固定线轮支架上；张紧线轮轴接在外套筒的底座9下表面设置的张紧线轮支架上；张紧线轮支架两侧具有凸耳，凸耳上开有导向孔；导向柱A一端穿过凸耳后与外套筒的底座下表面固连；导向柱A另一端具有周向限位外缘；张紧线轮支架与外套筒的底座间设置有张紧弹簧，张紧弹簧套接在导向柱A上，且张紧弹簧的两端分别与张紧线轮支架和外套筒的底座固连；展开线轮A轴接在中套筒的顶套上所开设槽内设置的线轮座A上；展开线轮B轴接在外套筒的顶套上所开设凹槽内设置的线轮座B上；展开线轮A与展开线轮B均通过固定线轮挡片半轮包围；展开内线轮A通过内线轮座A与中套筒上底套转动连接，通过在内线轮座A上固定内线轮挡片将展开内线轮A半轮包围；展开内线轮B通过内线轮座B与内套筒上底套转动连接；所述展开拉线一端固定连接在展开内线轮B的内线轮座B上；另一 端绕在展开内线轮B上，并依次绕过展开线轮B、展开内线轮A、展开线轮A、张紧线轮、固定线轮后，绕在卷筒上，并与卷筒固定连接；所述收拢拉线机构包括收拢拉线、调整螺钉、底板、接线端子、拉簧、支撑梁、导向柱B、压簧、收拢线轮A、环状圆盘、收拢线轮B、收拢线轮C与收拢线轮D；其中，悬吊梁固定在内套筒中底套底面上，调整螺钉拧紧在悬吊梁中心位置处；拉簧的一端固定在调整螺钉上，另一端通过螺钉固定在接线端子上；所述支撑梁水平安装在外套筒的底座内部；支撑梁中心通过线轮C座轴接有收拢线轮B；导向柱B为两根，分别通过定位孔和螺钉与支撑梁垂直固连。环状圆盘水平设置在中套筒的底套内；环状圆盘中部安装有连接骨架，连接骨架上开设有两个圆孔，分别与两根导向柱B滑动配合；连接骨架下方通过线轮座D轴接有收拢线轮A，且收拢线轮A与收拢线轮B间相互垂直；所述两根导向柱B上套有压簧，压簧位于环状圆盘和支撑梁间；收拢线轮C轴接在外套筒的底座上表面的线轮座E上；收拢线轮D轴接在外套筒的底座下表面的线轮座F上，且收拢线轮C与收拢线轮D间相互垂直，并与收拢线轮A平行。所述收拢拉线的一端固定连接在接线端子上，另一端依次绕过收拢线轮A、收拢线轮B、收拢线轮D6033、收拢线轮C后缠绕在卷筒上，并与卷筒相连；所述锁定部分包括机械锁A与机械锁B；其中，机械锁A包括锁体A与锁盖A；锁体A包括锁块、锁架A、滚轮A与锁扭簧；滚轮A通过轮轴与锁块转动连接；锁块通过锁轴与锁架A转动连接；锁架A通过安装块与中套筒侧壁固连；使锁块位于中套筒侧壁上开设的矩形通口处；锁扭簧位于锁块和锁架A之间，使锁块具有弹向外套筒的趋势；上述锁块与一根拉杆一端铰接，拉杆另一端与收拢拉线机构中环状圆盘铰接；所述锁盖A为板状结构，固定安装于外套筒的顶套侧面上开设的开口处；由此在中套筒与外套筒间展开过程中，滚轮将沿外套筒内壁滚动，直至中套筒完全展开，此时锁块由套筒侧壁上开设的矩形通口处受锁扭簧作用向外弹出，位于外套筒的顶套侧面上开设的开口内，与外套筒的顶套间相互配合，形成自锁；在中套筒与外套筒间收拢时，环状圆盘沿导向柱B向下运动，从而通过拉杆带动锁块克服锁扭簧的扭力运动，使锁块由外套筒的顶套侧面上开设的开口内脱出，与外套筒的顶套分离，收回锁架内，实现中套筒与外套筒间的自解锁；所述机械锁B包括锁体B、锁盖B；其中，锁体B为桶状结构，包括锁头、锁筒、弹簧与锁架B；锁头与锁筒同轴设置；锁头的穿出端垂直穿过锁架B，朝向中套筒一侧，穿出端上铰接有滚轮B；锁头另一端位于锁筒内；锁筒内部安装有弹簧一端与锁筒底面固连，另一端与锁头固定；锁架B通过安装件固定安装在内套筒内侧壁上；且使锁头位于内套筒侧壁上开设的矩形通口处；锁盖B为板状结构，固定安装在中套筒的顶套侧面开口处；锁盖B朝向内套筒的一侧设计有楔块，楔块位于中套筒2的顶套11侧面开口处；由此，在内套筒与中套筒间展开时，滚轮B将在套筒内壁沿中套筒轴向滚动，直至内套筒完全展开，此时锁头受弹簧作用，由内套 筒侧壁上开设的矩形通口处向外弹出，与楔块的斜面接触，形成自锁；在中套筒与外套筒间收拢时，锁头上的滚轮B沿楔块滚动，使弹簧压缩，至锁头收回到锁筒内，完成解锁；还包括测控系统；测控系统包括电机运动控制器、光电码盘、第一到位检测组件、第二到位检测组件、力传感器和上位机；其中，光电码盘与电机相连，用来实时获取电机的转速信息；上述电机与光电码盘均与电机运动控制器相连，通过电机运动控制器控制电机转动，并接受光电码盘读取的电机转速信息，以及电机的工作时间、工作电流；所述第一到位检测组件与第二到位检测组件均由霍尔开关、磁铁A与磁铁B构成；第一到位检测组件中：霍尔开关A安装在机械锁A的锁盖A上；磁铁A安装在机械锁A的锁体A上；而磁铁B安装在外套筒底部内侧壁上；当外套筒与中套筒完全展开时，霍尔开关与磁铁A位置对应；当外套筒与中套筒完全收拢时，霍尔开关与磁铁B位置对应；当霍尔开关与磁铁A或磁铁B位置对应时，霍尔开关由输出高电平转为低电平；否则，霍尔开关输出电平状态由低转高；同样，对于第二到位组件中：霍尔开关安装在机械锁B的锁盖B上；磁铁A安装在机械锁B中锁体B的锁头上；而磁铁B安装在中套筒底部内侧壁上；当内套筒与中套筒完全展开时，霍尔开关与磁铁A位置对应；当外套筒与中套筒完全收拢时，霍尔开关与磁铁B位置对应；当霍尔开关与磁铁A或磁铁B位置对应时，霍尔开关由输出高电平转为低电平；否则，霍尔开关输出电平状态由低转高；第一到位检测组件与第二到位检测组件中的霍尔开关均与电机运动控制器的数字信号接口相连接，分别用来向电机运动控制器输出信号，电机运动控制器根据接收到的输出信号电平高低，检测套筒装置的展开与收拢到位状态；力传感器采用薄膜式压力传感器，通过展开拉线机构中展开线轮A与展开线轮B的线轮座A和线轮座B固定压紧在外套筒与中套筒中顶套的凹槽内；力传感器与电机运动控制器的模拟信号接口相连，将测得的力信号发送给电机运动控制器；所述上位机与电机运动控制器相连，用来向电机运动控制器发送展开或收拢控制信号，控制电机运动；在上位机中设定有自动控制模式与手动控制模式两种控制方式，通过人为选则控制模式的切换；上位机还用来接收电机运动控制器接收到的数据并进行显示。