離心式末級制動裝置和包括該制動裝置的滾筒排繩裝置的製作方法

2023-09-20 14:15:40 1

專利名稱：離心式末級制動裝置和包括該制動裝置的滾筒排繩裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種舞臺吊掛設備保護裝置，尤其涉及一種配合滾筒使用的離心式末級制動裝置，本發明同時涉及一種包括該離心式末級制動裝置的滾筒排繩裝置。
背景技術：
在舞臺表演中，各演出劇場、演播室都離不開弔掛設備，吊掛設備用於將燈具吊掛在設備層下或者吊掛在適合演出需要的高度，並且根據演出需要對燈具進行移動。通過吊掛設備吊掛各種不同型號的燈具、吊杆來滿足演出需要，增加演出色彩，使舞臺演出富有美感。一般在演播室或者劇場設備層安裝舞臺提升設備用於控制舞檯燈具、吊掛設備的升降，舞臺提升設備由電動機、減速機、鋼絲繩、滾筒組成，電動機通過減速機帶動滾筒正轉或反轉，實現鋼絲繩的收放，從而控制舞檯燈具吊掛設備升降，並根據演出需要對吊掛物體進行位移。現有吊掛設備都離不開滾筒、鋼絲繩的相互作用，一旦吊掛系統出現故障，燈具設備將有墜落的危險，因而需要設置對滾筒旋轉及時制動的保護裝置。現有技術中，主要通過切斷電機的電源，對鋼絲繩採取斷電保護，防止燈具異常墜落。如專利號為ZL200810057640. O的中國發明專利文件中公開的舞臺提升機松斷繩保護器，包括導杆、導杆上裝有第一、第二觸發機構，該兩個觸發機構都是由支架、導向軸、滑輪、微動開關、連接板，扭簧、限位螺釘組成，支架由背板、左翼板、右翼板構成，左翼板、右翼板分別固接在背板的兩端，導向軸跨接在左、右翼板的頂端之間，左翼板、右翼板的底端樞接在導杆上，連接板焊接在背板上，微動開關通過緊固件固定在連接板上，限位螺釘固接在導杆上，限位螺釘的位置與微動開關上觸發片的位置對應，扭簧套在導杆上，扭簧的兩端分別與限位螺釘及連接板固接。該松斷繩保護器安裝在提升機的滾筒上使用，當鋼絲繩斷裂或者出現故障時，微動開關起作用切斷電源，電機無法啟動，滾筒不能通過鋼絲繩提升燈具設備，防止燈具設備被提升後出現墜落事故，起到保護作用。現有技術中，對吊掛設備的保護都是通過松斷繩斷電保護，還未出現通過機械方式及時制動的吊掛系統安全保護裝置。

發明內容
本發明所要解決的首要技術問題在於提供一種離心式末級制動裝置。本發明所要解決的另一技術問題在於提供一種包括上述離心式末級制動裝置的滾筒排繩裝置。為了達到上述發明目的，本發明採用下述技術方案一種離心式末級制動裝置，包括棘爪、棘爪擋板和拉簧，其中，所述棘爪的一端固定在滾筒的端板上，並且所述棘爪可繞固定點旋轉；所述拉簧的一端與所述棘爪連接，所述拉簧的另一端與所述端板連接，並且，所述拉簧在所述端板上的連接點，位於所述棘爪的固定點與所述端板的中心軸之間；所述棘爪擋板固定在位於所述滾筒側面的固定裝置上；
當所述棘爪所受離心力小於所述拉簧的拉力時，所述棘爪與所述滾筒外圓周重合，所述滾筒自由旋轉；當所述棘爪所受離心力大於所述拉簧的拉力時，所述棘爪被甩出所述滾筒的外圓周，與所述棘爪擋板接觸，阻止所述滾筒旋轉。其中較優地，所述棘爪擋板固定在，所述固定裝置上與所述滾筒的中心軸的高度相同的位置；所述棘爪擋板沿所述滾筒的軸向設置。其中較優地，所述棘爪擋板的長度不小於所述滾筒的軸向行程的工作範圍。其中較優地，所述棘爪通過棘爪軸固定在所述滾筒的端板上。其中較優地，所述棘爪固定在所述滾筒的左側端板或者右側端板上。其中較優地，在所述滾筒與所述棘爪同一側的圓形埠上開設有開口，所述開口與所述棘爪的圓弧相同；所述棘爪嵌於所述開口內，或者，所述棘爪從所述開口被甩出所述滾筒；當所述棘爪嵌於所述開口內時，所述棘爪與所述滾筒的外圓周重合。一種包括上述離心式末級制動裝置的滾筒排繩裝置。其中較優地，所述固定裝置包括電機固定板、定位固定板、側板和底板，所述電機固定板和所述側板位於相對的兩個面上，所述底板用於連接所述電機固定板和所述側板，並且，所述定位固定板用於固定連接所述電機固定板、所述側板和所述底板三者；所述棘爪擋板固定在所述定位固定板上。其中較優地，還包括驅動所述滾筒旋轉的電機和花鍵軸，所述電機固定在所述電機固定板上，所述滾筒設置在花鍵軸上，所述花鍵軸的一端與所述電機的電機軸連接，另一端與所述側板連接。或者，較優地，還包括驅動所述滾筒旋轉的電機、花鍵軸和絲槓，所述電機固定在所述電機固定板上，所述花鍵軸的一端與所述電機的電機軸連接，另一端與所述側板連接；所述花鍵軸沿軸向分為兩部分，靠近所述電機軸的部分的外表面上設有花鍵槽，遠離所述電機軸的部分是光滑的光槓；在所述光槓的外圓周面上套設有筒狀的絲槓，所述絲槓遠離所述電機軸的一端固定在所述側板上；所述滾筒套裝在所述花鍵軸和所述絲槓的外圓周面上，並且，所述滾筒與所述花鍵軸花鍵連接，所述滾筒與所述絲槓螺接。本發明提供的離心式末級制動裝置，是一種機械式安全保護裝置。該制動裝置的啟動，取決於棘爪所受的離心力，當吊掛控制系統出現異常，吊掛物體急速下墜帶動滾筒高速旋轉時，滾筒旋轉速度大於正常旋轉速度，棘爪所受拉簧的拉力小於棘爪所受的離心力，棘爪繞棘爪軸轉動，並且離開滾筒的外圓周與棘爪擋板接觸，卡在棘爪擋板上，使滾筒停止旋轉。將該離心式末級制動裝置設置在滾筒排繩裝置上，在吊掛系統出現故障時，可以及時制動，起到保護吊掛系統的作用。


圖1是本發明第一實施例中隨動滾筒自動排繩裝置的主視圖；圖2是圖1所示隨動滾筒自動排繩裝置的立體示意圖；圖3是圖1所示隨動滾筒自動排繩裝置的後視圖中，去掉定位固定板並且滾筒水平移動後的結構示意圖；圖4是圖1所示隨動滾筒自動排繩裝置中，離心式末級制動裝置的制動部件的放大示意圖5是圖4所示離心式末級制動裝置中，滾筒正常工作時，棘爪的狀態示意圖；圖6是圖4所示離心式末級制動裝置中，滾筒工作狀態異常時，棘爪的狀態示意圖；圖7是是本發明第二實施例中滾筒排繩裝置的主視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明的發明內容作詳細描述。本發明提供的離心式末級制動裝置，用於在滾筒工作異常時，對滾筒提供緊急制動。該離心式末級制動裝置安裝在提升機的滾筒上使用。下面以將該離心式末級制動裝置使用於隨動滾筒自動排繩裝置中為例對該離心式末級制動裝置的結構進行說明。如圖1和圖2所示的隨動滾筒自動排繩裝置中，包括由電機固定板2、定位固定板
3、側板4和底板7組成的固定裝置,其中，電機固定板2和側板4位於相對的兩個面上,底板7用於連接電機固定板2和側板4,並且,定位固定板3用於固定連接電機固定板2、側板4和底板7三者。具體參見圖1的方位，電機固定板2位於左側,側板4位於右側；位於下方的底板7用於固定連接電機固定板2和側板4 ;位於後方的定位固定板3用於固定連接電機固定板2、側板4和底板7三者。在該自動排繩裝置中，還包括雙向電機1、花鍵軸5、絲槓6和滾筒8。其中，電機I固定在圖1中左側的電機固定板2上，花鍵軸5的一端與電機I的電機軸連接，另一端與右側的側板4連接。結合圖1、圖2和圖3可知，花鍵軸5分為兩部分，其中，以圖1的方位進行說明，花鍵軸5的左半部分(靠近電機軸的部分)的外表面上設有花鍵槽，右半部分(遠離電機軸的部分)是外表面光滑的光槓，花鍵軸5帶有花鍵槽的一端用於與電機軸連接，光滑的光槓一端用於與側板4連接。隨著電機I的旋轉，花鍵軸5轉動。絲槓6為筒形，絲槓6的外表面上設有外螺紋。絲槓6的兩端內設有軸承，絲槓6通過軸承套設在光槓光滑的外圓周面上。如圖1所示，絲槓6遠離電機軸的一端(右端)通過連接盤固定在側板4上，從而在光槓旋轉的過程中，絲槓6靜止不動。滾筒8套裝在花鍵軸5和絲槓6的外圓周面上，並且，滾筒8與花鍵軸5花鍵連接，滾筒8與絲槓6螺接。其中，滾筒8左端內鑲嵌有左端板14，右端內鑲嵌有右端蓋；其中，左端蓋14具有與花鍵槽配合的鍵槽，右端蓋具有與絲槓6的外螺紋相配合的螺紋槽。在電機I旋轉的過程中，花鍵軸5旋轉，通過花鍵槽與鍵槽的配合，滾筒8隨之轉動，由於絲槓6靜止不動，對滾筒8的轉動具有限制作用，從而滾筒8通過螺紋槽和絲槓6的外螺紋的相互作用，在絲槓6上做螺旋運動，即，滾筒8同時繞花鍵軸5旋轉運動和沿著花鍵軸5的軸向水平移動(沿花鍵軸5的軸向移動)。在滾筒8旋轉和水平移動的過程中，兩根鋼絲繩9和11分別纏繞在滾筒8上，實現自動排繩。結合圖1至圖3可知，在該自動排繩裝置中，還包括兩個導繩輪16和18，導繩輪16和導繩輪18分別通過繩輪軸17、19和固定釘固定在定位固定板3的下側。其中，鋼絲繩9經過導繩輪16和18兩次改變方向後以垂直的方向進入固定在底板7下方的垂直吊杆10內，或者纏繞在滾筒8上；而鋼絲繩11直接垂直進入垂直吊杆10內，或者直接從垂直吊杆10內穿出並纏繞在滾筒8上。在電機I的旋轉過程中，鋼絲繩9和11的位置保持不變，即在滾筒8移動的過程中，保持鋼絲繩9和11的吊點位置不變，從而通過滾筒8的旋轉和水平移動，實現鋼絲繩的自動有序排繩。在該隨動滾筒自動排繩裝置中，離心式末級制動裝置用於對滾筒8實施緊急制動。如圖4所不，該尚心式末級制動裝直包括棘爪制動部件和棘爪擋板15。其中，棘爪制動部件包括棘爪12、棘爪軸13、拉簧軸20和拉簧21。該棘爪制動部件設置在滾筒8的一側端板上，該端板可以是左側端板14，也可以是右側端板，在該實施例中，將棘爪制動部件設置在圖2的左側端板14上。結合圖4至圖6可知，棘爪12的一端通過棘爪軸13固定在左側端板14上，並且，棘爪12可以繞棘爪軸13 (棘爪12的固定點)旋轉。在滾筒8的左端的圓形埠上開設開口，該開口與棘爪12的圓弧相同；棘爪12可以嵌入該開口內，也可以從該開口被甩出，與棘爪擋板15接觸，當棘爪12嵌於該開口內時，棘爪12與滾筒8的外圓周重合。詳見圖4中的A點和B點，其中，A點為棘爪12遠離棘爪軸13的最遠端，B點為滾筒8的開口上遠離棘 爪軸13的最遠端，當棘爪12與滾筒8的外圓周重合時，A點和B點恆定閉合(見圖5)，棘爪12嵌於滾筒8左端的圓形埠內，不妨礙滾筒8的旋轉。為了保證棘爪12在滾筒8正常工作時，不被甩出滾筒8的外圓周，在棘爪12和與棘爪12相鄰的端板14之間設置拉簧21。如圖5所示，拉簧21的兩端分別通過拉簧軸20固定在棘爪12和與棘爪12相鄰的端板14上，拉簧21在端板14上的固定點位於棘爪12的固定點與滾筒8的中心軸之間。從而，在滾筒8旋轉的過程中，拉簧21向棘爪12提供一個向內的拉力，用於平衡棘爪12受到的離心力。當滾筒8正常工作時，棘爪12受拉簧21的拉力控制，拉簧21牽動棘爪12，A、B兩點恆定閉合，棘爪12不妨礙滾筒8的旋轉。而為了保證滾筒8異常工作時，棘爪12可以對滾筒8提供制動力，在滾筒8的外側沿滾筒8的軸向設置一個棘爪擋板15。當棘爪12被甩出滾筒8的外圓周后，與該棘爪擋板15接觸，從而產生制動力，阻止滾筒8旋轉。如圖3和圖4所示，在定位固定板3上與滾筒8的中心軸的高度相同的位置，水平設置棘爪擋板15 (S卩，棘爪擋板15沿滾筒8的軸向設置)。該棘爪擋板15的長度不小於滾筒8的軸向行程的工作範圍，以確保滾筒8在全工作範圍內某一點出現故障時均可立即制動。具體如圖6所示，當提升機異常時，吊掛物急劇下墜，帶動滾筒8高速旋轉，該旋轉速度遠大於滾筒8的正常速度，當棘爪12所受的離心力大於拉簧21的拉力時,棘爪12克服拉簧21的拉力，棘爪12被甩出滾筒8的外圓周開口，此時，棘爪12的A點與滾筒8外圓周上的B點分離，當棘爪12的A點落在棘爪擋板15上時，滾筒8被迫停止轉動，迫使吊掛系統制動，防止吊掛物體墜落起到保護作用。上面以將該離心式末級制動裝置使用於隨動滾筒自動排繩裝置中為例，對該離心式末級制動裝置的結構進行說明。但是，該離心式末級制動裝置的使用並不局限於該隨動滾筒自動排繩裝置，例如，也可以使用於現有技術中傳統的吊掛設備。例如，在圖7所示的傳統吊掛設備中，包括滾筒8、固定裝置和驅動滾筒旋轉的電機1，如圖7所示，固定裝置的結構與圖1中類似，包括由電機固定板2、定位固定板3、側板4和底板7組成的固定裝置，其中，電機固定板2和側板4位於相對的兩個面上，參見圖7的方位，電機固定板2位於左側,側板4位於右側,位於下方的底板7用於連接電機固定板2和側板4,並且,位於圖7中後方的定位固定板3用於固定連接電機固定板2、側板4和底板7三者。
其中，電機I固定在左側的電機固定板2上，花鍵軸5的一端與電機I的電機軸連接，另一端與側板4連接；在該花鍵軸5的外圓周面上設置有花鍵槽，滾筒8設置在該花鍵軸5的外圓周面上。在滾筒8的一側端蓋上，例如左側端蓋14上設有棘爪制動部件。棘爪擋板15設置在定位固定板3上與花鍵軸5的高度相同的位置，用於棘爪12被甩出滾筒8的外圓周時，與之接觸，對滾筒8起制動作用。在該實施例中，棘爪制動部件、棘爪擋板15與實施例一中相同，在此不再重複說明。綜上可知，本發明提供的離心式末級制動裝置是機械式安全保護裝置。該制動裝置的啟動，取決於棘爪所受的離心力，當吊掛控制系統出現異常，吊掛物體急速下墜帶動滾筒高速旋轉時，滾筒旋轉速度大於正常旋轉速度，棘爪所受拉簧的拉力小於棘爪所受的離心力，棘爪繞棘爪軸轉動，並且離開滾筒的外圓周與棘爪擋板接觸，卡在棘爪擋板上，使滾筒停止旋轉，達到保護吊掛系統的目的。該離心式末級制動裝置，不需配置複雜的電路和電器裝置，結構簡單、成本低、安全可靠、易加工，可以有效地保證舞臺吊掛系統安全運行，防止吊掛系統突然出現故障時，吊掛燈具或其他吊掛物體墜落，可廣泛適用於各種演播室、影視劇場。上面對本發明所提供的離心式末級制動裝置和包括該制動裝置的滾筒排繩裝置進行了詳細的說明。對本領域的一般技術人員而言，在不背離本發明實質精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將構成對本發明專利權的侵犯，將承擔相應的法律責任。
權利要求
1.一種離心式末級制動裝置，其特徵在於 所述離心式末級制動裝置包括棘爪、棘爪擋板和拉簧，其中，所述棘爪的一端固定在滾筒的端板上，並且所述棘爪可繞固定點旋轉；所述拉簧的一端與所述棘爪連接，所述拉簧的另一端與所述端板連接，並且，所述拉簧在所述端板上的連接點，位於所述棘爪的固定點與所述端板的中心軸之間；所述棘爪擋板固定在位於所述滾筒側面的固定裝置上； 當所述棘爪所受離心力小於所述拉簧的拉力時，所述棘爪與所述滾筒外圓周重合，所述滾筒自由旋轉；當所述棘爪所受離心力大於所述拉簧的拉力時，所述棘爪被甩出所述滾筒的外圓周，與所述棘爪擋板接觸，阻止所述滾筒旋轉。
2.如權利要求1所述的離心式末級制動裝置，其特徵在於 所述棘爪擋板固定在，所述固定裝置上與所述滾筒的中心軸高度相同的位置；所述棘爪擋板沿所述滾筒的軸向設置。
3.如權利要求2所述的離心式末級制動裝置，其特徵在於 所述棘爪擋板的長度不小於所述滾筒的軸向行程的工作範圍。
4.如權利要求1所述的離心式末級制動裝置，其特徵在於 所述棘爪通過棘爪軸固定在所述滾筒的端板上。
5.如權利要求1所述的離心式末級制動裝置，其特徵在於 所述棘爪固定在所述滾筒的左側端板或者右側端板上。
6.如權利要求1所述的離心式末級制動裝置，其特徵在於 在所述滾筒與所述棘爪同一側的圓形埠上開設有開口，所述開口與所述棘爪的圓弧相同；所述棘爪嵌於所述開口內，或者，所述棘爪從所述開口被甩出所述滾筒；當所述棘爪嵌於所述開口內時，所述棘爪與所述滾筒的外圓周重合。
7.一種包括權利要求1至6中任一項所述離心式末級制動裝置的滾筒排繩裝置。
8.如權利要求7所述的滾筒排繩裝置，其特徵在於 所述固定裝置包括電機固定板、定位固定板、側板和底板，所述電機固定板和所述側板位於相對的兩個面上，所述底板用於連接所述電機固定板和所述側板，並且，所述定位固定板用於固定連接所述電機固定板、所述側板和所述底板三者；其中，所述棘爪擋板固定在所述定位固定板上。
9.如權利要求8所述的滾筒排繩裝置，其特徵在於 所述滾筒排繩裝置還包括驅動所述滾筒旋轉的電機和花鍵軸，所述電機固定在所述電機固定板上，所述滾筒設置在花鍵軸上，所述花鍵軸的一端與所述電機的電機軸連接，另一端與所述側板連接。
10.如權利要求8所述的滾筒排繩裝置，其特徵在於 所述滾筒排繩裝置還包括驅動所述滾筒旋轉的電機、花鍵軸和絲槓，所述電機固定在所述電機固定板上，所述花鍵軸的一端與所述電機的電機軸連接，另一端與所述側板連接；所述花鍵軸沿軸向分為兩部分，靠近所述電機軸的部分的外表面上設有花鍵槽，遠離所述電機軸的部分是光滑的光槓；在所述光槓的外圓周面上套設有筒狀的絲槓，所述絲槓遠離所述電機軸的一端固定在所述側板上；所述滾筒套裝在所述花鍵軸和所述絲槓的外圓周面上，並且，所述滾筒與所述花鍵軸花鍵連接，所述滾筒與所述絲槓螺接。
全文摘要
本發明提供了一種離心式末級制動裝置和包括該制動裝置的滾筒排繩裝置。其中，該離心式末級制動裝置包括棘爪、棘爪擋板和拉簧。該離心式末級制動裝置的啟動，取決於棘爪所受的離心力，當吊掛控制系統出現異常，吊掛物體急速下墜帶動滾筒高速旋轉時，滾筒旋轉速度大於正常旋轉速度，棘爪所受拉簧的拉力小於棘爪所受的離心力，棘爪繞棘爪軸轉動，並且離開滾筒的外圓周與棘爪擋板接觸，卡在棘爪擋板上，使滾筒停止旋轉。通過將該離心式末級制動裝置設置在滾筒排繩裝置上，當吊掛控制系統出現故障時，可以及時制動，防止吊掛燈具或其他吊掛物體墜落，起到保護吊掛系統的作用。
文檔編號B66D1/54GK103011002SQ20121056403
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者甄何平, 孫紅霞 申請人:北京星光影視設備科技股份有限公司