用於纏繞繩線或軟管的可旋轉的卷繞器的製作方法

2023-04-24 13:45:01

專利名稱：用於纏繞繩線或軟管的可旋轉的卷繞器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於纏繞繩線或軟管的可旋轉的巻繞器。
技術背景軟管和電線常常用於在供應源和使用流體或電流的較遠位置之間的延 伸距離傳輸流體或電流。軟管和電線通常用作流體或電流的臨時管路，因而， 這些元件需要足夠柔軟，從而可以便捷地安裝和拆除。由於電線和軟管較為 柔軟，因而如果在使用後沒有盤繞起來時，則容易打結、絞纏、或者纏在一 起。軟管和電線的延伸長度通常圍繞巻盤進行存放，從而便於快速拆卸，以 簡單地通過從該巻盤拉動所述電線或軟管的自由端，而將其用於工作現場。本領域普通技術人員明白，在己將所述電線或軟管的第一端固定於巻盤 上之後，通過手動使巻盤繞該巻盤的中心軸線旋轉，所述電線或軟管必然會 繞巻盤纏繞起來。將較長的電線或軟管繞巻盤纏繞起來，常常是勞動強度較 大的過程，雖然結構的優點來源於此，但花費時間將電線或軟管繞巻盤纏繞 起來通常成為消極因素。發明內容巻繞器的第一典型實施方式包括可旋轉的圓筒，該可旋轉的圓筒具有刻 在該圓筒的弓形外表面上的螺旋線。操作器與所述圓筒同軸設置且至少部分
圍繞所述圓筒。所述圓筒包括頂端、底端和突出部(projection),該突出部 靠近所述操作器的底端設置，並沿徑向向所述圓筒的旋轉軸線延伸。巻盤可 旋轉地安裝為至少部分圍繞所述圓筒和操作器。該巻盤能夠與所述圓筒配合 並隨該圓筒一同旋轉。巻繞器的第二典型實施方式包括可旋轉的圓筒和操作器，所述可旋轉的 圓筒具有刻在該圓筒的外表面上的螺旋槽，所述操作器至少部分圍繞所述圓 筒。所述操作器包括與所述螺旋槽配合的突出部。支架圍繞所述操作器和所 述圓筒的一部分，離合器選擇地與所述圓筒和支架配合。巻盤能夠可拆卸地 與所述支架配合，以隨該支架一起旋轉。巻繞器的第三典型實施方式包括框架，該框架具有中心杆和可繞該中心 杆旋轉的中空圓筒。所述圓筒包括沿所述圓筒的長度形成的刻成的螺旋線和 與該中心杆平行的中心軸線。操作器圍繞所述圓筒的一部分設置，該操作器 包括與所述螺旋線配合的突出部，因而，所述操作器的線性運動可使所述圓 筒圍繞該圓筒的中心軸線旋轉。巻盤可旋轉地安裝在所述框架上，當朝所述 框架向下壓所述操作器時離合器使所述圓筒和巻盤連接。本領域普通技術人員通過對以下利用圖示表示和解釋的本發明優選實 施方式進行的描述，將進一步理解本發明所公開內容的優點。應該理解的是， 本發明還具有其他不同的實施方式，且本發明的具體特徵可以在多個方面進 行修改。因此，附圖和說明書應視為描述性的，而不是限制性的。


圖1為用於旋轉巻盤的巻繞器的透視圖，表示位於延伸位置的操作器; 圖2為圖1的巻繞器的透視圖，表示位於壓縮位置的操作器； 圖3為圖1的巻繞器的透視圖，其中拆除了巻盤； 圖4為圖1的巻繞器的透視圖，其中拆除了支架； 圖5為圖1的巻繞器的平面圖，表示位於延伸位置的操作器；圖6為圖5的示意圖，表示位於延伸位置的操作器和接合的離合器；圖7為圖5的示意圖，表示位於壓縮位置的操作器；圖8為圖1的巻繞器的圓筒的透視圖；圖9為形成圖1的巻繞器的部件的分解視圖；圖10為圖1的巻繞器的可選擇的圓筒的透視圖；圖11為圖1的巻繞器的圓筒和凸緣(collar)的詳細視圖，具有設置在 所述圓筒和凸緣中的每一個上的相對的磁體；圖12為可選擇的巻繞器的分解視圖，具有使所述巻盤選擇性旋轉的電 機和離合器；圖13為所述巻繞器的配電系統的部件的上分解視圖； 圖14為圖13的巻繞器的底分解視圖； 圖15為另一巻繞器的配電系統的部件的上分解視圖； 圖16為圖15的巻繞器的底分解視圖。
具體實施方式
參考圖1-圖9，提供有可旋轉的巻繞器10的一個典型實施方式，該巻 繞器10用於將柔軟的細長件，如繩子、軟管、線、 一段帶、繩索等類似件， 圍繞巻盤20纏繞起來。雖然巻繞器10可以用於多種不同類型的柔軟細長件， 但為了簡潔起見，僅對關於軟管的操作進行討論。用於其他類型的柔軟細長 件的巻盤20的結構和巻繞器10的操作，以這裡提供的關於軟管的描述作為 代表。可旋轉的巻繞器10包括可旋轉地容納於框架40上的巻盤20。支架60 還可旋轉地圍繞框架40安裝並包括多個肋62，所述肋62與巻盤20的內表 面配合，以將轉矩從支架60傳遞到巻盤20。圓筒80可旋轉地安裝於框架
40，並包括限定在圓筒80的弓形外表面上的至少一個刻出的螺旋槽86。設 置有離合器120，用於選擇性地將圓筒80中產生的轉矩傳遞給支架60，從 而使支架60隨圓筒80 —同旋轉，也因此使巻盤20隨圓筒80 —同旋轉。操作器100 (或按鈕)安裝在框架40上，並可以沿巻繞器10的中心軸 線12相對於圓筒80、支架60和巻盤20 (如果安裝有巻盤的話)平移。操 作器100包括至少一個突出部106，所述突出部106從操作器100的中空柱 104的內表面向內延伸，並與圓筒80上的螺旋槽86配合，用於當朝框架40 向下壓操作器100時，使圓筒80圍繞中心軸線12旋轉。如圖l所示，巻盤20包括兩個盤22，所述兩個盤22限定該巻盤20的 側表面，並圍起適於圍繞巻盤20的中心筒24纏繞軟管的一部分容積。中心 筒24為中空的，該中心筒24的直徑稍大於支架60的直徑。巻盤20還可包 括多個缺口 26，所述缺口 26從盤22的外圓周邊緣沿徑向向內延伸。巻盤 20還可包括形成於盤22上的多個孔28。當將巻盤20從框架40上拆卸下來 時，所述孔28可用作把手。缺口 26和孔28為將柔軟的軟管的第一端保持 在巻盤20中提供了適宜的空間，因而，當巻盤20相對於框架40旋轉時， 該柔軟的軟管的剩餘部分繞中心筒24盤繞起來。另外，與製造實心盤相比， 缺口 26和孔28使製造巻盤20所需的材料更少，這降低了重量，並降低了 用於製造巻盤20的材料量，而且不會嚴重影響機械強度。框架40支撐巻繞器IO的剩餘部件，其中包括圓筒80、支架60、操作 器100和巻盤20 (當繞支架60安裝巻盤20時)。框架40包括手柄44、板 42和中心杆46。板42剛性地安裝於手柄44，並為支架60和巻盤20提供底 表面，以支撐在框架40上並相對於框架40旋轉。手柄44可形成有多種不 同的幾何形狀，並可提供用於持握和攜帶巻繞器10的結構。手柄44可形成 有靠近巻盤20 (當安裝後)的至少一個封閉部分48。在使用過程中，軟管 可以從該封閉部分48中穿過，該封閉部分48有助於去除軟管的打結或彎曲，
從而便於用巻繞器10將軟管繞巻盤纏繞起來。中心杆46從板42豎直延伸，並基本垂直於板46且與巻繞器10的中心 軸線12同軸地延伸。中心杆46為圓筒80提供垂直和可旋轉的對準，這又 為操作器100提供線性可平移的對準(如藉助於支架60的中心管64)。中心 杆46可以通過穿過板42上的孔延伸的緊固件47或其他本領域公知的類似 方法而固定於板42上。作為選擇，中心杆46可以與板42形成為一體。如圖3所示，支架60可旋轉地安裝於框架40，巻盤20可以基本圍繞該 支架60安裝。支架60包括從中心管64沿徑向向外延伸的多個肋62。每個 所述肋62包括垂直於肋62的徑向延伸部分的面62a。當巻盤20安裝在支架 60上時，所述面62a與巻盤20配合。在一些實施方式中，面62a可以為具 有曲率半徑的弓形，該曲率半徑稍小於巻盤20的內部中心筒24的曲率半徑。支架60可包括至少一個鎖栓(latch) 66，當將巻盤20圍繞支架60安 裝後，所述鎖栓可與巻盤20配合。鎖栓66可以為從肋62的面62a向上延 伸的舌狀部件(tounge-like)。鎖栓66包括從支架60的中心線垂直地沿徑向 向外延伸的凸起(tab) 67。凸起67的底面與板42之間的距離稍大於巻盤 20的寬度。凸起67的頂面可以為傾斜的，因而，當巻盤20圍繞支架60放 置時，鎖栓66傾向於向內(即朝向支架60的中心)彎曲，從而允許用一隻 手安裝巻盤20。凸起67的外部從支架60的中心線延伸的距離稍大於巻盤20的中心筒 24的半徑。因此，當將巻盤20安裝在支架60上時，凸起67延伸超過巻盤 20的一部分，從而防止如果巻繞器單元翻轉巻盤20從支架60落下。鎖栓 66足夠柔軟，以允許在解除凸起67與巻盤20的配合時，手動使鎖栓66朝 支架60的中心線向內彎曲，從而允許將巻盤20從支架60拆卸下來。如圖4至圖8所示，圓筒80為中空的圓筒，並包括頂端82和底端84。 圓筒80的內徑稍大於框架40的中心杆46的外徑。中心杆46與圓筒80對 齊，並允許圍繞框架40和巻繞器10的中心軸線12旋轉。圓筒80包括至少 一個螺旋槽86，所述螺旋槽86圍繞圓筒80的圓周從圓筒80的頂端82附近 延伸到圓筒80的底端84附近。螺旋槽86的節距為圓筒80的尺寸以及圓筒 80、操作器100和突出部106的材料的函數。螺旋槽86容納從操作器100 突出的突出部106 (將在下面進行詳細討論)。在一些實施方式中，圓筒80 可從巻繞器10上拆卸下來，以允許具有不同節距和/或由不同材料製成的不 同圓筒80用於多種應用中。多個螺旋槽86可以平行地形成在圓筒80上。所述多個螺旋槽86設置 為距離相鄰的螺旋槽86 —致的弧長。在圖4至圖8所示的典型實施方式中， 圓筒80上形成有三個螺旋槽86，相鄰的螺旋槽86之間為120度的間隔。在 其他實施方式中，圓筒80上可以形成四個螺旋槽86，相鄰的螺旋槽86之間 為90度的間隔。在另外的實施方式中，圓筒80上可形成有一個或兩個螺旋 槽86。本領域普通技術人員知道，螺旋槽86的數目受到螺旋槽86的節距和 圓筒80的尺寸的限制。螺旋槽86優選為三個或更多，因為多個槽可以提供用於在圓筒80上產 生轉矩的多個位置(在下面將進行討論)，這提高了能作用於操作器100的 力的大小。設置在操作器IOO上的許多突出部106 (與相同數目的螺旋槽86 配合)允許每個突出部承載產生旋轉圓筒80的轉矩的總傳遞力的較小百分 比例，並允許操作器IOO對給定的突出部106強度和尺寸操縱較大的力。配 合在圓筒80內的多個突出部106允許圓筒80和螺旋槽86的尺寸最優化。圓筒80還包括從圓筒80的底端84向下延伸的多個圓筒齒92。每個齒 92可形成有垂直面和第二面，所述垂直面平行於巻繞器10的中心軸線12， 所述第二面相對於中心軸線12具有傾斜角。每個齒92以相同的方位設置在 圓筒80上，也就是說，第一圓筒齒92的垂直面設置為與相鄰圓筒齒92的 傾斜面相鄰。齒92可以圍繞圓筒80的圓周以一致的間隔形成。多個圓筒齒 一半。離合器120的第二半由凸緣齒52形成，凸緣 齒52從凸緣50 (將在下面進行討論)向上延伸。如圖5和圖9所示，圓筒80通過下彈簧112遠離凸緣50向上偏壓(也 就是說，使得圓筒齒92不與凸緣齒52配合)。所述第二彈簧112設置在凸 緣50和圓筒80的底端84之間，並圍繞中心杆46設置。在圖ll所示的另一實施方式中，第一和第二磁體1112a， 1112b可以分 別臨近圓筒80的底端84和凸緣50設置，從而取代所述第二彈簧112或與 該第二彈簧112結合在一起。具體地說，第一和第二磁體1112a， 1112b中的 每一個設置為第一磁體1112a的N極或S極中的一極靠近第二磁體1112b 的N極或S極中的相同的一極設置，因而，在兩個磁體1112a， 1112b之間 產生相對排斥的磁力，該磁力用於保持通常被遠離凸緣50偏壓的圓筒80。 圓筒80和凸緣50之間的斥力保持圓筒齒92和凸緣齒52彼此分開，這樣， 凸緣50通常能相對於圓筒80自由旋轉。當使用者按壓操作器100時，圓筒克服第一和第二磁體1112a， 1112b 之間產生的相斥偏壓力而向凸緣50平移，直到圓筒齒92和凸緣齒52嚙合， 以將轉矩從圓筒80傳遞到凸緣50，並最終傳遞到巻盤20。當釋放作用在操 作器100上的壓力時，由於第一和第二磁體1112a， 1112b之間產生的相斥磁 力，圓筒遠離凸緣50平移，且凸緣齒52和圓筒齒92脫離嚙合。如圖4所示，第三彈簧114設置為與凸緣50同軸，並圍繞凸緣50的管 狀部分的外表面53，該管狀部分形成離合器120的一半。操作器100的底端 僅在突出部106到達螺旋線86的底端86b之前與第三彈簧114配合。與第 三彈簧114的配合產生操作器100下壓阻力的階段增加，並向使用者提供操 作器己經臨近其下行極限的觸覺預警。如圖8所示，每個螺旋線86還可包括直立部(upstandingportion) 88， 該直立部88設置在臨近圓筒80底端84的螺旋線86的底端86b。螺旋線86
的頂點(vertex) 86c限定圓筒80上的螺旋線86的最低點。當操作器100 的突出部106到達螺旋線86的頂點86c時，圓筒80不能再接納任何來自操 作器100的向下的力。如果使用者在收到操作器100已經與第三彈簧114配 合的觸覺指示後繼續朝向框架40按壓操作器IOO，則突出部106可以進入螺 旋線86的直立部88。通過操作器100朝向框架40的額外壓力，突出部到達螺旋槽86的底端 86b，且圓筒80的旋轉慣性使突出部106進入螺旋線86的直立部88。在該 位置，可防止操作器100遠離框架40移動，而不管上彈簧110和第三彈簧 114的偏壓力如何。巻繞器10的該方位(示於圖2中)是有利的，因為巻繞 器10佔據最小的體積，同時操作器100保持在框架附近。圖10所示為可選擇的圓筒180。圓筒180包括與圓筒80相同的結構部 件，而且在兩種圓筒中相同的結構部件具有相同的元件數字。螺旋線186不 同於圓筒80的螺旋線86。螺旋線186包括與螺旋線186的底端連接的迴路 (loop) 188。迴路188的底端188c限定圓筒180上的螺旋線186的最低點。 當使用者按壓操作器100時，突出部106通過螺旋線186移動，這使得圓筒 180旋轉，直到突出部106到達螺旋線186中使操作器100和第三彈簧114 配合的點，而且使用者能感覺到對於按壓仍有多餘的阻力。在該點，所述突 出部臨近螺旋線186的底端和迴路188的底端188c。通過操作器100的額外按壓，所述突出部到達迴路188的底端188c，而 且圓筒180不能再接受任何來自操作器100的向下壓力。如果使用者在收到 操作器已經與第三彈簧114配合的觸覺指示後繼續朝向框架40按壓操作器 100，則突出部106可以進入迴路188的直立部188b中。通過將操作器朝向框架40額外按壓，圓筒180的旋轉慣性使突出部106 進入迴路188的直立部188b，而且如果在合適的時機釋放操作器100，則突 出部106停止在迴路188的頂部188a處。因此，可防止操作器100遠離框 架40平移，而不管上彈簧IIO和第三彈簧114的偏壓力如何。當再朝向框 架40按壓操作器100時(同時處於圖2的鎖定位置)，突出部106繼續圍繞 迴路188移動，直到到達具有螺旋線186的主要向下部分的相交處188d。當 到達螺旋線186的向下部分時，操作器IOO可以因第一，第二和第三彈簧110， 112， 114的偏壓力而平移至圖1的延伸位置。凸緣50剛性且同軸地連接於支架60。在一些實施方式中，凸緣50可以 與支架60形成一體。凸緣50包括多個凸緣齒52，所述凸緣齒52從凸緣50 向上延伸並形成離合器120的第二半。凸緣齒52可以與圓筒齒92嚙合，以 將轉矩從圓筒80傳遞到凸緣50。凸緣齒52可以形成有平行於凸緣50的旋 轉軸線的第一垂直面和相對於凸緣50的旋轉軸線具有傾斜角度的第二面。 每個凸緣齒52定位為相同的方位，且相鄰凸緣齒52之間以一致的間隔對齊。操作器100如圖4至圖5所示，操作器100包括盤102和中空柱104， 所述盤102裝配或形成在操作器100的頂部，所述中空柱104從盤102垂直 地向下延伸。中空柱104還包括多個突出部106，該突出部106從中空柱104 的內表面朝中空柱104的中心線沿徑向向內延伸。中空柱104包括的突出部 106的數目等於設置在圓筒80上的螺旋線86的數目。突出部106可以穿過 中空柱104上形成的孔延伸或者突出部106可以與中空柱104形成為一體。 在一些實施方式中，多個凸出體(protuberance) 108在與突出部106的設置 位置相同的位置從中空柱104沿徑向向外延伸。每個突出部106可以設置為距離相鄰的突出部106 —致的弧長。例如， 在中空柱104上設置3個突出部106的實施方式中，每個突出部106設置為 沿圓筒80距離另外兩個突出部120度。類似地，在設置4個突出部106的 實施方式中，每個突出部106設置為距離與其相鄰的兩個突出部106有90 度。如上所述，優選地包括儘可能多的突出部106和對應的螺旋槽86，以提 供用於從操作器100向圓筒80傳遞力的許多平行點。
另外，由於當使用者朝框架40壓緊操作器IOO時，操作器100處於壓 緊狀態，因此至少一部分圍繞圓筒80的管狀操作器100的結構優選地為相 反結構(也就是說，在該結構中，操作器能在中空圓筒中平移，螺旋線形成 在該圓筒的內表面上)，因為與較細的操作器相比，管狀操作器100不容易 彎曲(biickle)。另外，操作器100和圓筒80各自的結構允許在該兩個部件 之間具有許多力傳遞點，這使得各個部件的尺寸最小，同時具有足夠的強度， 以接受使用者的任何期望的輸入壓力。操作器100由上彈簧110向上偏壓(也就是說，遠離支架60，並且當安 裝有巻盤20時也遠離巻盤20)，如圖9所示。上彈簧IIO可以設置在盤102 的底表面和圓筒80的頂端82之間的中空柱104的內部之中。操作器100相 對於圓筒80的移動範圍由螺旋線86的垂直長度限定。上彈簧110的尺寸大小可以設置為當操作器100從巻繞器10完全延 伸時，也就是說，處於圖1所示的延伸位置時，上彈簧110輕微受壓；而且 當使用者朝向支架60向下壓緊操作器100時，上彈簧110進一步受壓。選 擇上彈簧110的彈簧常數使得當釋放操作器100時(當突出部106不位於螺 旋線86的直立部88中時，如上所述)，該上彈簧IIO足以使操作器IOO平 移至延伸位置，但還允許一般使用者通過一隻手使操作器IOO完全壓縮至壓 縮位置(圖2)。彈簧常數可以設置為與圓筒80的螺旋線86的節距成比例。在操作中，可以通過如下的方式使用巻繞器IO將柔軟的軟管圍繞巻盤 20而盤繞或巻繞起來。首先，將巻盤20放置在巻繞器10上，使中心筒24 圍繞操作器100和支架60。當將巻盤20安裝到巻繞器10上時，由於凸起 67上的傾斜表面，鎖栓66自動朝巻繞器10的中心軸線12向內彎曲，這將 允許通過一隻手將巻盤20設置在巻繞器10上。安裝巻盤20後，將軟管的 第一端固定於巻盤20，軟管的第一端可以插入穿過巻盤20的頂或底盤21 ， 22上的多個缺口26或孔28中的一個。而且，軟管可以#過手柄44的封閉
區域48，以當軟管繞巻盤20盤繞時有助於去除軟管中的打結或彎曲。當巻盤20安裝在巻繞器10中時，離合器120 (由圓筒80和凸緣50的 相對的齒92， 52形成)分離，且巻盤20可圍繞框架40的中心杆46和支架 60 —同在任一旋轉方向自由旋轉。支架60或操作器100優選地設置有可視 箭頭，或其他類似標識，以顯示當操作器100壓緊時巻盤20要旋轉的方向。 因而，當操作巻繞器10時，可以繞巻盤20沿正確的方向盤繞軟管。當手動 操作巻盤20時，軟管圍繞巻盤20的中心筒24盤繞起來。使用者可以自由 的手動旋轉巻盤20，直到整個軟管、線等繞巻盤20盤繞起來為止。作為選擇，可以朝向支架按壓操作器100，以圍繞巻盤20的中心筒24 將軟管盤繞起來。具體地說，操作器100可以通過足以克服上彈簧110的偏 壓力的作用力朝框架40平移。當操作器100向下壓緊時，插入螺旋線86中 的突出部106將操作器100的向下線性力傳遞給圓筒80。首先，圓筒80克 服下彈簧112的偏壓力向下線性平移，直到圓筒齒92與凸緣齒52嚙合。在 離合器120的兩組齒嚙合後，可防止圓筒80響應於作用在操作器100上的 繼續向下的力而進一步向下移動。通過作用於操作器100的額外的力，突出部106在圓筒80上的螺旋線 86中移動。由於圓筒80因離合器120的嚙合而不能繼續線性移動，因此圓 筒80根據螺旋線86的曲率旋轉，以為突出部106在螺旋線86中的移動提 供空間。圓筒80的旋轉使突出部106在螺旋線86內滑動，並為操作器IOO 向支架60的繼續向下移動提供空間(cleamnce)。由於離合器120的相應齒 嚙合(即圓筒齒92的垂直部分與凸緣齒52的垂直部分接觸)，因此圓筒80 中產生的轉矩傳遞到凸緣50，使得支架60相應地旋轉。由於中心筒24的內 表面與肋62的垂直面62a之間的連接，巻盤20隨支架60—起旋轉。當巻 盤20旋轉時，軟管被拉入巻盤20內，並開始繞中心筒24盤繞起來，然後 繞中心筒24和軟管的內層盤繞起來。
在操作器100平移幾乎等於螺旋線86的垂直長度的一段距離之後，操 作器100與圍繞凸緣50的管狀部分設置的第三彈簧114配合。當接觸第三 彈簧114時，使用者通過觸覺感覺到按壓操作器100的阻力逐步增大，並通 常將操作器100釋放。釋放操作器100允許下彈簧112膨脹，並使離合器120的相應齒92， 52 解除配合。同時，上彈簧110膨脹，這使操作器100遠離支架60移動。由 於螺旋線86的曲率，操作器100的向上移動使得圓筒80沿相反的方向旋轉。 因為圓筒80不再與支架60機械配合(通過離合器120),所以圓筒80的反 向旋轉對支架60的位置沒有影響，並不會向巻盤20提供轉矩，這允許巻盤 滑行至停止。圓筒80繼續隨操作器100的向上運動而旋轉，直到突出部106 到達螺旋線86的上端86a。然後，使用者可以通過再朝框架40按壓操作器100來重複上述過程， 最終使巻盤20繼續沿相同的方向旋轉，並將其餘軟管巻繞在巻盤20上。在 觸覺感到下壓阻力的逐步增大後，通過繼續下壓操作器100，可以將操作器 IOO固定於壓縮位置(圖2)，這是由於操作器100的底端與第三彈簧114配 合而發生的。通過額外的下壓，突出部106到達螺旋線86的底端86b，然後 移動至其直立部88。當突出部106與直立部88配合時，操作器100可以自 由地稍微向上遠離框架40移動一段距離，該段距離等於螺旋線86的直立部 88的高度，但也可防止操作器100繼續向外運動，即便在上和第三彈簧110， 114的偏壓力作用下。當需要使操作器IOO恢復到延伸位置(圖1)時，使用者克服上彈簧110 和第三彈簧114的偏壓力朝框架40下壓操作器100，這使得圓筒80稍微旋 轉。最終，突出部106到達螺旋線86的頂點86c，且圓筒80繼續沿相同的 方向旋轉，以允許突出部106沿螺旋線86向頂端86a滑動，並允許操作器 IOO返回至延伸位置。
在軟管完全繞巻盤20盤繞後，通過向內彎曲一個或多個鎖栓66，直到 凸起67不再與巻盤20的頂盤22配合，以允許將巻盤20從框架40上拆卸 下來的間隙，從而可以將巻盤20從框架40上拆卸下來。作為選擇，通過拉 動軟管的自由端，可以將軟管從巻盤20上拆下來。作用在軟管上的外力成 為作用在巻盤20上的轉矩，巻盤20隨支架60和凸緣50旋轉，以允許將軟 管從巻盤20上解下來。由於離合器120分離，所以巻盤20可以沿將軟管從 巻盤20上解下所需的任一方向旋轉，以允許巻盤20以及該巻盤上盤繞的軟 管一起以任意可能的方位放置在框架40上並圍繞支架60。在圖12中所示的一些實施方式中，操作器100和圓筒80可以用電機800 和電機軸802代替，所述電機和電機軸選擇性地與凸緣50相互作用，以向 凸緣50傳遞轉矩，並最終傳遞到巻盤20 (通過支架60)。在一些實施方式 中，電機軸802上可以設置傳動裝置804，該傳動裝置的輸出軸806具有比 電機軸802更低的旋轉速度，且具有比電機軸802更高的轉矩。在一些實施 方式中，在傳動裝置804的輸出軸806和凸緣50之間可以設置離心式離合 器820，以當輸出軸806旋轉超過一定閾值時，選擇性地在所述輸出軸806 和凸緣50之間傳遞轉矩。如圖12所示，離合器820可包括安裝於輸出軸806上的一個或多個閘 瓦(shoe) 822，以當輸出軸806旋轉超過某轉速時，允許閘瓦822向外偏 壓。隨著閘瓦822向外偏壓，該閘瓦最終與設置在凸緣50上的滾筒824接 觸，這產生與一個或多個閘瓦822之間的摩擦接觸，從而使凸緣50隨支架 60和巻盤20—同旋轉。當輸出軸806減速低於某定閾值時，閘瓦822向內 移動，以解除與滾筒824的接觸，這允許凸緣50和圓筒80中的一個相對於 凸緣50和圓筒80中的另一個旋轉。在圖13至圖14所示的其他實施方式中，另一巻繞器300可以設置為用 於電線。巻繞器300包括上述巻繞器10的所有部件，這些部件包括可旋
轉地容納在框架340上的巻盤320;可與凸緣350 —起圍繞框架340旋轉的 支架360，所述凸緣350設置在框架340和支架360之間；以及操作器400 和圓筒380，當使用者手動操縱操作器400時，或使用者通過拉動繞在巻盤 320上的電線而使巻盤320旋轉時，所述操作器400和圓筒380可使巻盤320 相對於框架340可選擇地旋轉。這些結構中的每一個的構造和操作與上述相 似的結構類似，這些結構的所有變化具體如下。巻繞器300還包括輸電系統，該輸電系統通過連接於框架340的電源線 304從傳統的電源如牆壁單元(wall unit)接收電力。電源線304與框架340 的板342上表面上的多個同心集電環441,442,443電連接。每個集電環441 ， 442， 443與電源線中的火線304a，零線304b和地線304c中的一個電連接， 因而，每個集電環441， 442, 443允許與電源線304的對應線電連接。每個 集電環441， 442， 443設置在板342上，且在集電環和板之間設置有絕緣材 料，以在各個集電環441， 442, 443和板342之間提供較高阻抗的材料，這 樣既可以使集電環441， 442， 443和板342之間的電流最小化，還可以防止 集電環441， 442， 443之間的電連接。在一些實施方式中，板342可以由塑 料或其他合適的高阻抗材料製成，以最小化或基本消除來自集電環441,442， 443並通過板342的電流。凸緣350可旋轉地容納在板342上，並位於該板342上方，以允許凸緣 350相對於板342旋轉。而且，凸緣350還設置在集電環441， 442， 443上 方。凸緣350包括多組電刷357， 358， 359，所述多組電刷357， 358， 359 設置在凸緣350底面上並對齊為使每組電刷357， 358， 359接觸並靠在集 電環441， 442， 443中的一個上(當凸緣350相對於板342旋轉時)，以將 電流從各個集電環441， 442， 443傳遞到所述多組電刷357， 358， 359。集電環441， 442， 443設置在板342上，因而，每個集電環441， 442， 443被凸緣350的底面覆蓋，從而為設置在凸緣350上的各組電刷357， 358， 359與集電環441， 442， 443之間提供充分的電接觸。每個集電環441， 442， 443設置在凸緣350之下，以允許凸緣350機械地罩住集電環441， 442， 443， 從而防止異物與集電環441， 442， 443之間的意外接觸。凸緣350與支架360機械連接，支架360上可旋轉地容納有巻盤320， 用於將由凸緣350接收的轉矩(來自圓筒380)傳遞給支架360。支架360 包括電插座368，該電插座368設置用於容納繞巻盤320盤繞的延伸電線的 插頭端。支架360和電線的插頭端之間的電連接結構還可將電線保持在巻盤 320上，而且，當巻盤320在框架340上旋轉時，允許所述電線的剩餘部分 繞巻盤320的中心筒盤繞。當支架360與凸緣350機械連接時，支架360電連接於凸緣350。電連 接結構369可以為傳統的插座/插頭結構，或為其他類型的電連接器。在一些 實施方式中，凸緣350和支架360中的每一個上的電連接器使得當凸緣350 和支架360機械連接時，自動實現電連接。因此，連接於巻盤320且繞巻盤320盤繞起來的電線可用於向較遠的位 置輸送電力，同時電線部分盤繞在巻盤320上，且巻繞器300通過電源線304 與電源連接。在圖15至圖16所示的其他實施方式中，巻繞器600的電線604與操作 器700電連接。與上面剛描述的實施方式類似，除這裡特別提及的之外，相 同的部件(即，該實施方式的巻繞器600和上述巻繞器10)構造類似。火線、 零線和地線中的每一個可電連接於三個突出部706a， 706b， 706c中的一個， 所述突出部706a， 706b， 706c位於操作器700中並設置為在圓筒680上的 三個平行螺旋槽686a， 686b， 686c中的一個中移動。容納各個突出部706a， 706b， 706c的三個螺旋槽686a， 686b， 686c中的每個都包括導電母線或其 他導電面686e。這些導電面686e可以電連接於設置在板696上的三組電刷696f， 696g，
696h中的一個。在一些實施方式中，所述三組電刷696f， 696g， 696h中的 每一個可電連接於內向齒696j， 696k， 696m，所述內向齒沿徑向延伸至對 應的螺旋槽686a， 686b， 686c中，以使所述電刷與對應的導電母線電連接。 板696緊鄰圓筒680的底端684固定安裝，以與設置在凸緣650上的專用集 電環741， 742， 743接觸。凸緣650包括與支架660的電連接結構669，與 上述支架360和凸緣350之間的電連接結構類似。支架660包括電插座668， 該電插座668容納要盤繞起來的延伸電線的電插頭。在其他實施方式中，圓筒680上的多個電刷696f， 696g， 696h可以直 接或通過上述板696而設置在彈簧(如上述第二彈簧112)上，彈簧和板696 設置用於保持電刷686f和設置在凸緣650上的對應的集電環741， 742， 743 之間的電接觸，而不管分別在圓筒680和凸緣650上的相應齒692， 652的 位置如何。在其他實施方式中，圓筒680和凸緣650可以持續接觸(或彼此 持續間隔開)，因而，圓筒680上或限定於圓筒680的多個電刷可以直接安 裝於圓筒680，並與對應的集電環741， 742， 743持續接觸。上述描述為發明人為實施本發明的最佳方式。然而，眾所周知，對於本 領域普通技術人員來說，結合有修改和變化的裝置是顯而易見的。由於上述 描述用於使本領域普通技術人員能夠直接實施本發明，因而，不應視為限制， 而應視為包括上述明顯的變化，並僅由附屬的權利要求的精神和範圍進行限 定。因此，上述詳細描述應視為描述性的，而不是限定性的。而且應該理解， 限定本發明的精神和範圍的是包括等價物的附屬的權利要求。
權利要求
1.一種可旋轉的卷繞器，該卷繞器包括(a)具有中心杆的框架；(b)可圍繞所述中心杆旋轉的中空圓筒，該圓筒具有沿所述圓筒形成的螺旋線和平行於所述中心杆的中心軸線；(c)圍繞所述圓筒的一部分設置的操作器，所述操作器包括突出部，該突出部與所述螺旋線配合，因而，所述操作器的線性運動可使所述圓筒圍繞其中心軸線旋轉；(d)可旋轉地安裝於所述框架上的卷盤；和(e)當下壓所述操作器時，選擇性地連接所述圓筒和卷盤的離合器。
2. 根據權利要求1所述的巻繞器，其中，所述圓筒包括多個螺旋線， 所述操作器包括相應的多個對應的突出部。
3. 根據權利要求1所述的巻繞器，其中，所述操作器和圓筒之間的配 合可防止所述操作器旋轉。
4. 根據權利要求1所述的巻繞器，其中，所述巻盤設置為容納柔軟的 細長件。
5. 根據權利要求1所述的巻繞器，其中，所述巻盤能夠從所述框架上 拆卸下來。
6. 根據權利要求1所述的巻繞器，該巻繞器還包括可旋轉的支架，該 可旋轉的支架與所述圓筒同軸對齊，並部分圍繞所述圓筒。
7. 根據權利要求6所述的巻繞器，其中，所述支架通過凸緣固定於所 述離合器的輸出部分。
8. 根據權利要求6所述的巻繞器，其中，所述支架包括與所述巻盤配 合的多個沿徑向延伸的臂。
9. 根據權利要求8所述的巻繞器，其中，所述支架包括鎖栓，該鎖栓 從所述多個臂中的一個臂延伸出來，以與所述巻盤配合。
10. 根據權利要求9所述的巻繞器，其中，所述鎖栓包括可與所述巻盤 配合的凸起部分。
11. 根據權利要求1所述的巻繞器，其中，所述操作器包括盤，該盤設 置成通過使用者的手動操作，可使所述操作器相對於所述框架線性移動。
12. 根據權利要求11所述的巻繞器，該巻繞器還包括設置在所述盤和 圓筒之間的第一彈簧，用於偏壓所述盤遠離所述圓筒。
13. 根據權利要求7所述的巻繞器，該巻繞器還包括設置在所述圓筒和 凸緣之間的彈簧。
14. 根據權利要求7所述的巻繞器，其中，所述離合器包括從所述圓筒 的底面突出的多個第一齒，所述多個第一齒可選擇性地與從所述凸緣突出的 多個第二齒嚙合。
15. 根據權利要求14所述的巻繞器，其中，所述多個第一齒和第二齒 中的每一個均包括垂直面和傾斜面。
16. 根據權利要求1所述的巻繞器，其中，當所述圓筒沿第一方向旋轉 且朝所述框架下壓所述操作器時，所述離合器使所述圓筒和巻盤連接；當所 述巻盤沿相反方向旋轉時，所述離合器使所述巻盤和圓筒解除配合。
17. 根據權利要求1所述的巻繞器，該巻繞器還包括靠近所述圓筒的底 端的所述螺旋線的直立部。
18. 根據權利要求17所述的巻繞器，其中，所述螺旋線的直立部限定 有迴路。
19. 根據權利要求17所述的巻繞器，其中，所述操作器的突出部能夠 固定地配合在所述螺旋線的直立部中。
20. 根據權利要求1所述的巻繞器，其中，所述離合器包括設置在所述 圓筒上的第一磁體和設置為與所述巻繞器一致的第二磁體，其中所述第一磁 體和第二磁體對齊，以使兩個磁體的相同磁極靠近。
21. 根據權利要求1所述的巻繞器，該巻繞器還包括與所述巻繞器的一 部分連接的電線，以及在所述電線和設置為與所述巻盤一致的電插座之間的 電連接結構。
22. 根據權利要求21所述的巻繞器，其中，所述電連接結構包括多個 集電環和多個電刷，所述集電環設置在所述框架上，用於接收來自所述電線 的電流，所述電刷設置為與所述巻盤一致並與所述電插座電連接。
23. --種可旋轉的巻繞器，該巻繞器包括(a) 可旋轉的圓筒，該圓筒包括刻在所述圓筒的外表面上的螺旋槽；(b) 操作器，該操作器至少部分圍繞所述圓筒，所述操作器包括與所 述螺旋槽配合的突出部；(c) 支架，該支架圍繞所述操作器和所述圓筒的一部分；(d) 離合器，該離合器可選擇性地與所述圓筒和支架配合；以及(e) 巻盤，該巻盤能夠可拆卸地與所述支架配合，以與該支架一起旋轉。
24. 根據權利要求23所述的巻繞器，其中，當所述離合器接合時所述 巻盤和支架能夠相對於所述圓筒沿第一方向旋轉，而且所述巻盤和支架能夠 相對於所述圓筒沿相反的方向旋轉。
25. —種可旋轉的巻繞器，該巻繞器包括(a) 可旋轉的圓筒，該圓筒包括刻在所述圓筒的外表面上的螺旋線；(b) 操作器，該操作器與所述圓筒同軸設置，且至少部分圍繞所述圓 筒，所述圓筒包括頂端、底端和突出部，該突出部靠近所述操作器的底端設 置，且沿徑向向所述圓筒的旋轉軸線延伸；以及(c) 巻盤，該巻盤可旋轉地安裝成至少部分圍繞所述圓筒和操作器， 並且所述巻盤可與所述圓筒配合，以與所述圓筒一起旋轉。
全文摘要
可旋轉的卷繞器包括具有中心杆的框架和中空圓筒，該中空圓筒可以圍繞所述中心杆旋轉。所述圓筒包括沿所述圓筒的長度形成的刻出的螺旋線和平行於所述中心杆的旋轉軸線。操作器圍繞所述圓筒的一部分設置並包括與所述螺旋線配合的突出部，因而，所述操作器的線性運動可使所述圓筒圍繞其中心軸線旋轉。卷盤可旋轉地安裝在所述框架上，當向所述框架下壓所述操作器時，離合器選擇性地連接所述圓筒和卷盤。
文檔編號B65H75/38GK101209789SQ200710302298
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月27日 優先權日2006年12月28日
發明者J·A·小基思, M·J·楊格, W·F·伯奇 申請人:創科實業有限公司