超重力场拖链支撑装置

摘要

本发明公开了一种超重力场拖链支撑装置，包括拖动连接板、固定支架、移动支架、滑轮和牵引绳，拖动连接板用于与移动部件连接，移动支架安装于固定支架上并能够移动，移动支架位于拖动连接板的下方，拖链的第一端和固定支架均固定安装于同一水平面的支撑体上，拖链的第二端绕过移动支架后固定于拖动连接板上，两个滑轮分别安装于移动支架的两端的外侧，两根牵引绳的第一端分别连接于拖动连接板上，两根牵引绳的第二端绕过一个滑轮后连接于固定支架的外侧。本发明通过两套由滑轮和牵引绳组成并反装的传动单元实现了移动支架与拖链弯曲部位同步移动，可以保证移动支架在往复运动过程中始终能够被拖动连接板带动作相应的控制精确的运动。

说明书

技术领域

本发明涉及一种拖链支撑装置，尤其涉及一种对拖链全行程支撑保护的超 重力场拖链支撑装置。

背景技术

拖链由众多的单元链接组成，链接单元之间转动自如，整个外形似坦克链， 适合于使用在往复运动的场合，能够对内置的电缆、油管、气管、水管等起到 牵引和保护作用。

比如，土工离心机械手是离心机在运行过程中完成试验操作的必要设备， 而拖链是土工离心机械手管线防护和牵引的有效机构。随着岩土工程的发展， 为了较真实模拟实际岩土施工过程，土工离心机械手结构越来越复杂，所涉管 线越来越多，其行程也越来越大。为了在土工离心机有限吊篮空间内提高机械 手的有效行程，拖链只能选用小巧、紧凑的塑料拖链，并采用水平安装方式。

在超重力场下，水平安装的拖链在自重及拖链内管线产生的离心力作用下 而使悬空部分下垂。随着悬空部分的增长，当悬空部分产生的离心力超过拖链 的承载力时，将导致拖链破坏。实践证明，拖链在超重力场下承载的悬空长度 非常小。拖链的破坏会引起拖链内电缆损坏，从而使超重力场下工作的机械手 不可控，进而可能引发设备的损坏。因此，在超重力场下，对拖链进行支撑以 减少其悬空长度非常重要。

为解决拖链在超重力场下大行程运行过程中悬空破坏，目前主要有两种解 决方案：

1、采用竖直安装方式代替水平安装方式，这样拖链的自重及拖链内管线产 生的离心力由安装平面承载。这种方式的缺陷在于：竖直安装拖链虽可避免长 行程运行发生悬空破坏，但该安装方式占用空间大，这将使机械手安装吊篮空 间限定情况下，机械手的行程大大缩短，从而降低了机械手操作空间，所以竖 直安装方式不适于土工离心机的机械手的拖链安装。

2、设置拖链支撑结构，拖链悬空部分引起的离心力由支撑结构承载。目前 公知的拖链支撑结构有两种，即滚轮式拖链支撑结构和拖链辅助支撑装置。

其中，滚轮式拖链支撑结构通过位置固定的滚轮对拖链进行支撑。为了不 干涉拖链的移动，滚轮式拖链支撑结构只能安装在拖链弯曲部位不能达到的位 置，这将使拖链在整个行程范围内至少会出现四分之一行程长度悬空而无法加 支撑，这对于长行程的拖链在超重力场下工作时，这样长的悬空拖链所产生的 离心力已超过拖链的承载极限。

拖链辅助支撑装置为发明专利，专利号为“ZL201010541314.4”，专利名称 为“拖链辅助支撑装置”，其包括配对使用的一对支撑单体，该支撑单体包括竖 直设置且上部设有水平安装孔的支撑座，以及通过复位装置安装在所述水平安 装孔内的支撑轴，其中该支撑轴包括初始状态部分地探出所述安装孔的支撑部， 相应地，一对支撑单体的支撑部相对，同时支撑部朝向拖链弯曲的部位设有延 伸到外部端面的向内收的斜面；且在使用状态下，所述水平安装孔能够完全容 纳所述支撑部。该装置的主要缺陷在于：该装置虽可在常重力场实现拖链在前 进过程中弯曲部位跨越支撑部而实现拖链全行程支撑，但拖链后退时，弯曲部 位很难跨越支撑部；另外，支撑部轴向后退力来源于拖链对支撑部的径向压力 作用在支撑部斜面后产生的轴向分力，当该装置用于超重力场时，拖链弯曲部 位分产生的离心力作用在支撑部时，可导致支撑部受力回缩，从而使支撑部误 动作而失效。

综上所述，目前没有合理的方案解决水平安装的拖链在超重力场下大行程 运行过程中悬空破坏的问题，尤其没有合理的方案解决土工离心机的机械手所 用拖链在超重力场下大行程运行过程中悬空破坏的问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种对拖链全行程支撑保护 的超重力场拖链支撑装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种超重力场拖链支撑装置，包括拖动连接板、固定支架、移动支架、滑 轮和牵引绳，所述拖动连接板用于与移动部件连接，定义所述拖动连接板的实 际往复移动方向为运动方向，所述移动支架在所述运动方向上的第一端靠近所 述固定支架的第一端，所述移动支架在所述运动方向上的第二端靠近所述固定 支架的第二端，所述移动支架安装于所述固定支架上并能够在所述运动方向移 动，所述移动支架位于所述拖动连接板的下方，所述拖链的第一端和所述固定 支架均固定安装于同一水平面的支撑体上，所述拖链的第一端靠近所述固定支 架的第二端，所述拖链的第二端绕过所述移动支架的第一端后固定于所述拖动 连接板上，两个所述滑轮分别安装于所述移动支架的第一端和第二端的外侧， 两根所述牵引绳的第一端分别连接于所述拖动连接板上，其中一根所述牵引绳 的第二端绕过一个安装于所述移动支架的第一端的所述滑轮后连接于所述固定 支架的第二端的外侧，另一根所述牵引绳的第二端绕过一个安装于所述移动支 架的第二端的所述滑轮后连接于所述固定支架的第一端的外侧。

上述结构中，拖动连接板用于连接拖链和移动部件，该移动部件即为需要 与拖链保持近距离关系的部件，如离心机的机械手，其电源需要通过电缆提供， 电缆置于拖链内并与电源装置连接；固定支架为移动支架提供支撑和移动轨道， 使移动支架能够往复移动以满足拖链紧随上述移动部件移动且不悬空或少悬空 的需求；移动支架用于为拖链提供支撑平台，并由拖动连接板带动作对应移动， 以确保拖链在移动过程中始终处于被支撑状态而不会悬空；滑轮和牵引绳是传 动装置，一个滑轮和一条牵引绳组成一套传动单元，两套传动单元分别位于移 动支架的两侧且互为反向传动，可以保证移动支架在往复运动过程中始终能够 被拖动连接板带动作相应运动，使移动支架与拖动连接板的运动方向保持完全 同步；同时，由于牵引绳绕过滑轮传动，而滑轮安装于移动支架上，滑轮被用 作动滑轮，在实现省力传动的同时缩短了移动支架的运动行程。由于牵引绳绕 过滑轮后的角度变化略小于360°，所以移动支架的运行距离略小于拖动连接板 的运动距离的一半。

为了便于安装，两根所述牵引绳的第一端分别连接于所述拖动连接板上位 于所述拖链两侧的位置。

作为优选，所述固定支架包括两个平行排列的固定支架单元，所述拖链置 于两个所述固定支架单元之间；两个所述固定支架单元的上面安装有导轨，所 述移动支架安装于导轨的滑块上。

为了便于支撑拖链并便于拖链在移动支架上移动，所述移动支架设有两条 轴向为所述运动方向的横梁，两条所述横梁之间安装有多个用于支撑所述拖链 的滚轮，所述滚轮的轴向方向与所述运动方向垂直。

为了实现对移动支架的准确导向，所述横梁的下面设有多个用于使所述横 梁限位于所述导轨上的滑块。

为了对拖链在移动过程中实现更好地限位，所述滚轮的两端外径大于中段 外径。

本发明的有益效果在于：

本发明所述超重力场拖链支撑装置通过两套由滑轮和牵引绳组成并反装的 传动单元实现了移动支架与拖链弯曲部位同步移动，可以保证移动支架在往复 运动过程中始终能够被拖动连接板带动作相应运动，任何时候均不会因离心力 或拖链的摩擦力等外力导致移动支架误移位；移动支架的长度只需拖链行程的 近一半即可实现拖链全行程的支撑保护，节省了移动支架的加工成本；传动单 元将移动支架的运动速度降为拖动连接板的近一半，而拉力却增加了近一倍， 更加便于实现移动支架的精确运动。本发明所述超重力场拖链支撑装置有效解 决了水平安装的拖链在超重力场下大行程运行过程中悬空破坏的问题，尤其适 用于土工离心机的机械手所用拖链的支撑。

附图说明

图1是本发明所述超重力场拖链支撑装置的立体图；

图2是本发明所述固定支架单元的立体图；

图3是本发明所述移动支架的立体图；

图4是本发明所述移动支架安装滚轮后的立体图；

图5是本发明所述移动支架安装滚轮后的俯视图；

图6是本发明所述移动支架中用于安装滚轮的支撑杆的立体图；

图7是本发明所述滚轮的立体图；

图8是本发明所述滑轮的立体图；

图9是本发明所述拖动连接板的立体图，图中示出了图1中对应的拖动连 接板的下表面结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明所述超重力场拖链支撑装置包括拖动连接板6、固定支 架1、移动支架2、滑轮3和牵引绳4，拖动连接板6用于与移动部件(拖链应 用时的连接对象，如离心机的机械手等，图中未示出)连接，定义拖动连接板6 的实际往复移动方向为运动方向，移动支架2在运动方向上的第一端靠近固定 支架1的第一端，移动支架2在运动方向上的第二端靠近固定支架1的第二端， 移动支架2安装于固定支架1上并能够在运动方向移动，移动支架2位于拖动 连接板6的下方，拖链5的第一端和固定支架1均固定安装于同一水平面的支 撑体(拖链5的应用对象包括的部件或地面均可)上，拖链5的第一端靠近固 定支架1的第二端，拖链5的第二端绕过移动支架2的第一端后固定于拖动连 接板6上，两个滑轮3分别安装于移动支架2的第一端和第二端的外侧，两根 牵引绳4的第一端分别连接于拖动连接板6上位于拖链5两侧的位置，其中一 根牵引绳4的第二端绕过一个安装于移动支架2的第一端的滑轮3后连接于固 定支架1的第二端的外侧，另一根牵引绳4的第二端绕过一个安装于移动支架2 的第二端的滑轮3后连接于固定支架1的第一端的外侧。

上述结构为本发明所述超重力场拖链支撑装置的整体结构，具体而言，各 部件优选以下结构：

如图1、图2和图9所示，固定支架1包括两个平行排列的固定支架单元(见 图2)，每个固定支架单元包括一个“匚”形本体11，“匚”形本体11的上面板 上设有用于安装导轨7的导轨安装孔14，“匚”形本体11的下面板上设有用于 安装固定支架单元的支架安装孔13，“匚”形本体11的中部竖直面板上设有减 重孔15，“匚”形本体11的两端设有用于固定牵引绳4的凸块12；拖链5置于 两个固定支架单元之间；两个固定支架单元的上面安装有导轨7，移动支架2位 于导轨7上；拖动连接板6的下面靠近拖链5两侧的位置分别设有用于连接牵 引绳4的凸环61，拖动连接板6的板体上设有用于安装拖链5的安装圆孔62和 条形减重孔63，拖动连接板6的尾部用于与移动部件连接。

如图1、图3-图8所示，移动支架2设有两条轴向为运动方向的横梁21， 两条横梁21之间设有轴向方向与运动方向垂直的连接杆24，两条横梁21上分 别设有多个用于安装滚轮27的圆孔25，两条横梁21之间位于相邻的连接杆24 之间的位置通过支撑杆26安装有多个用于支撑拖链5的滚轮27，滚轮27的轴 向方向与运动方向垂直；两条横梁21相反的两端外侧分别设有用于安装滑轮3 的安装轴23，安装轴23的外端设有螺纹，用于安装螺母(图中未标记)对滑轮 3限位，两条横梁21的下面设有用于使横梁21限位于导轨7上的滑块22，每 一条横梁21上安装有多个滑块22；滑轮3的两端外径大于中段外径；在滑轮3 与螺母之间、滑轮3与横梁21之间的安装轴23上安装有垫片(图中未标记)； 滚轮27可用聚四氟乙烯等材料加工。

如图1所示，工作时，拖动连接板6跟随移动部件在运动方向作往复运动， 无论向哪个方向运动，拖动连接板6都会带动两条牵引绳4的第一端同步运动， 通过滑轮3传动后，由于牵引绳4的第二端固定连接于固定支架1上，所以牵 引绳4会带动滑轮3和移动支架2运动，其运动方向与拖动连接板6一致。两 个滑轮3中，一个滑轮3的运动为带动移动支架2运动的主动式运动，另一个 滑轮3的运动为由移动支架2带动运动的被动式运动。这种两个滑轮3与移动 支架2同步运动的结构，确保移动支架2在任何时候均不会因离心力或拖链5 的摩擦力等外力导致误移位；在滑轮3的作用下，移动支架2的长度只需拖链5 行程的近一半即可实现拖链5全行程的支撑保护，移动支架2的运动速度为拖 动连接板6的近一半，而拉力却增加了近一倍，更加便于实现移动支架2的灵 活运动。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制， 只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视 为落入本发明专利的权利保护范围内。