[发明专利]轻量型卷扬机

说明书

相关申请案

本申请案要求2011年1月25日申请的美国专利申请案13/013,190（其要求2010年1月27日申请的美国临时专利申请案61/298717的优先权）的优先权。上述申请案的完整公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及卷扬机，且更具体地说涉及具有改进卷扬机性能并且减小卷扬机重量的数个部件的卷扬机设计。

发明背景

本部分提供与本公开内容相关的背景信息，其不一定是现有技术。

卷扬机已普及多年。总的来说，将长绳索或长缆索的一端附接到卷轴，而将另一端装配钩或其它类型的附件。钩附接到要移动的物体，而卷轴旋转将绳索卷绕到卷轴上，从而将物体拉向卷轴。

卷扬机的应用通常包括工业应用和车辆应用。车辆应用通常包括安装到车辆（具体来说，四轮驱动越野车）前保险杆的卷扬机。卷扬机包括可旋转滚筒、卷绕到滚筒上及从滚筒卷绕下来的缆索和控制滚筒旋转的电机和制动机构。这种卷扬机可用于在泥地和雪地上将车辆拉上陡峭的山坡以及用于将车辆带下陡峭的斜坡。

本发明的性质的卷扬机通常包括由可逆电动机或液压电机或其它类型的电力装置可旋转地驱动的卷缆滚筒。减速驱动系夹置在液压电机或电动机与滚筒之间以提供转矩放大以及降低电机通常相对较高的速度。机械摩擦制动总成通常可操作地互连到驱动系以防止滚筒在电机暂停及将负载附接到缆索时展开缆索。

无论用于工业应用或车辆应用，都需要提供一种具有更大耐用性的卷扬机以及提供一种重量减小而不牺牲耐用性及牵引能力的卷扬机。还需要提供一种可控制电磁制动总成以免除由传统制动总成所导致的摩擦曳力和热损失。

发明概要

本部分提供本公开内容的综述且不是其完整范围或其所有部件的全面公开内容。

一种根据本公开内容的原理的卷扬机包括可在两个旋转方向上旋转的可旋转滚筒。缆索在一个旋转方向上卷绕到滚筒上并且在第二旋转方向上从滚筒上卷绕下来。密封轴向磁通永磁驱动电机包括由电机在任一旋转方向上选择性旋转的驱动轴。齿轮系与驱动轴和滚筒互连以按减小的旋转速度相对于电机轴可旋转地驱动滚筒。

根据本公开内容的另一个方面，弹簧加压电释放制动器连接到驱动轴以施加制动力以防止滚筒旋转。弹簧加压电释放制动器可与驱动电机同时运行以在电机运行时释放制动器及在电机关闭时啮合制动器。

根据本公开内容的另一个方面，受控电磁制动器免除传统制动总成中所固有的不必要的热损失形式的摩擦曳力。所以，当缆索在负载作用下从滚筒上卷绕下来时，电机将充当对车辆供电电池进行再充电的发电机。由再生制动器将热损失转换为有用电能是本公开内容的另一个方面。

根据本公开内容的另一个方面，互连驱动轴和滚筒的齿轮系包括至少一个行星齿轮组，所述行星齿轮组包括太阳轮、齿圈和支撑多个行星轮与齿圈和太阳轮啮合的行星架。具有第一外花键的连接轴与行星架和连接到滚筒的第二外花键连接，第一外花键和第二外花键彼此轴向隔开。

可从本文提供的描述中了解其它适用领域。本概要中的描述和特定实施例仅旨在用于说明的目的并且不旨在限制本公开内容的范围。

附图简述

本文所描述的图示仅用于说明所选择的实施方案而非所有可行的实施方案并且不旨在限制本公开内容的范围。

图1是根据本公开内容的原理的卷扬机的纵向横截面图；

图2是图1所示的齿轮系和端外壳的放大横截面图；

图3是根据本公开内容的原理的制动机构的横截面图；

图4是示出了将电机和制动器外壳从卷扬机其它部分上拆卸下来的卷扬机的分解平面图；

图4A是图示了穿过电机外壳和鼓风机用于冷却电机的气流路径的部分横截面图；

图4B是示出了穿过电机外壳和鼓风机的替代气流路径的部分横截面图；

图5是根据本公开内容的原理的替代齿轮系设计的横截面图；

图6是图5所示的齿轮系的端视图；

图7是图5所示的端外壳和齿轮系的透视图；

图8是根据本公开内容的原理的“狗骨”状连接轴的透视图；

图9是图8所示的“狗骨”状连接轴的横截面图；

图10是根据本公开内容的原理的至少部分由碳纤维形成的示例性可旋转滚筒。

图11是图10所示的可旋转滚筒的端视图；

图12是根据本公开内容的原理的连接到制动器外壳的任选齿轮系外壳的横截面图；

图13是用于控制卷扬机电机运行的电子控制装置的示意图；和