[发明专利]绞盘和包括该绞盘的自主移动设备

说明书

技术领域

本发明涉及绞盘，更具体地涉及配置为精确控制盘绕或展开的缆线长度的绞盘及包括该绞盘的自主移动设备。

背景技术

在一般情况下，自主移动设备是用于船体板内，以便自动开展如焊接、切割等任务。自主移动设备以这样一种方式运行，使得可安装自动机械的平台通过使用多根缆线在船体板内移动。

在本文中，安装在这个平台上的绞盘反复盘绕或展开与船体板的内壁连接的缆线，使该平台可以在船体板内自由移动。此外，绞盘盘绕或展开的缆线的长度需要精确控制，以使该平台移动至船体板内所需的位置。

然而，常用的绞盘通过简单地用电机使线鼓旋转来盘绕或展开缆线。换句话说，常用的绞盘通过电机的开/关控制来盘绕或展开缆线。因此，不可能精确控制绞盘盘绕或展开缆线的长度。

此外，常见的绞盘，因为没有对齐的功能，缆线盘绕时有可能是重叠的。当缆线盘绕时缆线是重叠的情况下，用于将缆线盘绕于绞盘的电机的旋转量改变。因此，就变得不可能用电机的给定旋转量来确定所盘绕缆线的长度，从而不能实现绞盘的精确控制。

此外，因为常见的绞盘在盘绕缆线时使缆线重叠，收放缆线的位置改变。因此，已无法界定缆线的收放位置以实现绞盘的精确控制。

发明内容

技术问题

为解决上述问题，本发明提供了一种绞盘和包括绞盘的自主移动设备，该绞盘可以精确控制缆线的长度。

本发明还提供了一种绞盘，其配置为维持缆线盘绕至线鼓或从线鼓展开的位置，以及一种包括该绞盘的自主移动设备。

技术方案

为解决上述问题，本发明的一个方面为绞盘，可以包括：驱动电机；驱动轴，配置为通过从驱动电机传递来的驱动力旋转；线鼓，其以这样的方式装在驱动轴上，即，使得线鼓由驱动轴旋转并可沿驱动轴移动，线鼓的长度方向的端部的外圆周面上形成有第一螺旋部；以及引导部，其设置为与驱动轴平行并具有形成在与驱动轴面对的侧部上的第二螺旋部，沿驱动轴的纵向延伸的第二螺旋部与第一螺旋部啮合。线鼓能以这样的方式沿引导部移动，即，使得线鼓旋转一次而盘绕或展开的缆线长度是恒定的。

当线鼓沿引导部移动时，缆线能够在引导部的长度方向的预定位置开始盘绕至线鼓或从线鼓展开。

绞盘中形成有缆线出口，缆线出口面向与引导部的长度方向垂直的方向，且当线鼓沿引导部移动时，缆线可在缆线出口的中间位置开始被盘绕至线鼓或从线鼓展开。

绞盘还可包括设置在线鼓和缆线出口之间的支承辊，支承辊被配置为以这样的方式支撑通过缆线出口的缆线，即，使得缆线通过缆线出口的中间位置。

绞盘还可包括辅助辊，设置成以这样的方式接触或邻近支承辊的外圆周端，即，防止由支承辊支撑的缆线脱离支承辊，且辅助辊的旋转轴线平行于支承辊的旋转轴线。

绞盘还可包括设置为邻近支承辊的测压元件，以测量由支承辊支撑的缆线的张紧状况。

驱动轴可以是滚珠花键轴，具有沿驱动轴的长度方向延伸的凹槽，并且线鼓内形成有具有嵌入在凹槽内的滚珠的滚珠花键螺母。

线鼓的第一螺旋部形成线鼓的长度方向的两个端部。

绞盘还可包括：第一编码器，安装于驱动电机，用以测量驱动电机的旋转量；

第二编码器，安装在驱动轴的端部，用以测量线鼓的旋转量；及控制器，配置为接收第一编码器测得的驱动电机的旋转量和第二编码器测得的线鼓的旋转量，如果测得的线鼓旋转量与测得的驱动电机旋转量的比值与预定值之间有差异，控制器旋转驱动电机以通过额外地旋转线鼓来补偿该差异。

线鼓可包括导槽，导槽以这样的方式螺旋状地在线鼓的外圆周面上连续形成，即，使得盘绕在线鼓上的缆线以对齐方式盘绕在线鼓上。

绞盘还可包括夹送辊，设置为与驱动轴平行，并配置为朝向线鼓的中心下压盘绕在线鼓上的缆线。

本发明的另一方面是一种在预定的工作空间内可移动的自主移动设备。自主移动设备包括：放在工作空间内的移动平台；安装于移动平台的权利要求1至8任一项的绞盘；以及缆线，缆线的一端连接于界定工作空间的支撑结构，另一端连接于绞盘。

有益效果

根据本发明的一个方面，通过使线鼓旋转并沿引导部移动，从而使缆线对齐，以有序地盘绕至线鼓或从线鼓展开，能够精确的控制线鼓每旋转1次而盘绕或展开的缆线的长度。

此外，由于绞盘的线鼓旋转且沿引导部移动，当盘绕或展开缆线时，收放缆线的位置不变。

此外，通过使用测量电机旋转量的第一编码器和测量线鼓旋转量的第二编码器来控制驱动电机，可以精确控制缆线的长度。