一种具有硬质管接头的软管的收卷机构

摘要

本发明公开了一种具有硬质管接头的软管的收卷机构，包括框架、安装在框架前侧的驱动器，还包括下颌构件、上颌构件和传动构件，所述下颌构件水平安装在框架下部，上颌构件的右部安装在框架上部右端，上颌构件的左部压在下颌构件的左部上，上颌构件的外侧表面能与下颌构件的外侧表面啮合，上颌构件能绕其在框架上部右端的安装部位转动，驱动器驱动下颌构件运动，下颌构件通过传动构件带动上颌构件同步运动，通过上颌构件的左部外侧表面与下颌构件的左部外侧表面啮合形成的摩擦力收卷具有硬质管接头的软管。该收卷机构能简化结构、减轻重量，避免损坏软管和硬质管接头，同时提高软管收卷效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种软管收取装置，具体涉及一种具有硬质管接头的软管的收卷机构。

背景技术

目前软管（即软质管线）在消防、长距离输水及输油作业中得到了广泛应用，由于软管可以进行折叠卷绕，提高了携行效率，简化了管路的敷设和撤收，在消防供水、应急排涝、应急供油等方面发挥了重要作用。软管通常采用在编织带内层或内外两层敷胶的工艺进行生产，质地柔软便于折叠，为了便于敷设，通常按一定长度裁切并在两端连接硬质管接头，敷设时将多段软管通过硬质管接头首尾相连实现长距离输送。消防系统中所用软管一般口径较小，通常单根收卷成盘，便于储存。在远程供水、供油应用中，尤其是远程供水应用中常常采用大口径软管，很难靠人工单根收卷成盘，通常是利用软管收卷机构30将整个软管管路31（由多段软管通过硬质管接头首尾相连形成）收卷到软管收卷车的软管厢32中折叠存放（参见图1）。软管收卷机构作为软管撤收的关键部件，具备拖拽软管、挤压排除管内残余液体、避让硬质管接头等功能。

现有的软管收卷机构主要是通过压紧压辊所产生的摩擦力来拖拽软管，同时达到挤压排除管内残余液体的目的。而为了让硬质管接头顺利通过收卷机构，在收卷机构的前端设置了传感器，当传感器检测到硬质管接头到达收卷机构前时，就通过液压缸张开压辊，让硬质管接头通过；压辊张开后，压辊所产生的摩擦力不复存在，收卷无法完成。为了解决这个问题，部分收卷机构设置了前、后两套压辊，在硬质管接头未到达收卷机构时，前后压辊均压紧，当设置在前压辊前端的传感器检测到硬质管接头时（即当硬质管接头到达前压辊时），前压辊张开，后压辊仍处于压紧状态，当设置在前后压辊中间的传感器检测到硬质管接头时，前压辊恢复压紧状态，后压辊张开，当设置在后压辊之后的传感器检测到硬质管接头时，后压辊恢复压紧状态，硬质管接头顺利通过收卷机构。

上述收卷机构存在如下问题：

（1）收卷软管所需拖拽力是两个压紧的圆柱形金属压辊（即前、后压辊）产生的摩擦力，由于金属压辊表面不够粗糙，为了获得足够的摩擦力两个压辊必须压得很紧，软管在这样巨大的压力作用下容易受损，影响软管使用寿命。

（2）前、后压辊张开及合拢的时间将较大的影响软管的收卷速度，若张开所需时间较长且软管收卷速度较快，则硬质管接头冲击未完全张开的压辊的可能性很大，容易损坏硬质管接头，当后压辊张开时，为保证拖拽力不断档，前压辊必须快速恢复压紧状态，这样在压辊合拢时可能对软管产生较大的撞击力，容易造成软管损坏；因此，现有的软管收卷速度均较低，收卷效率不高。

（3）由于收卷机构结构复杂，自身重量重、体积大，在非工作状态时需收缩到软管厢前部，工作时需举升、旋转到工作位置，举升旋转均靠液压系统完成，为保证举升、旋转及收缩的准确，需设置相应的传感器，并利用专门设计的控制系统完成收卷机构的举升、旋转、收缩和软管收卷过程控制，系统结构复杂，可靠性低且造价较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有硬质管接头的软管的收卷机构，以简化结构、减轻重量，避免损坏软管和硬质管接头，同时提高软管收卷效率。

本发明所述的具有硬质管接头的软管的收卷机构，包括框架、安装在框架前侧的驱动器，还包括下颌构件、上颌构件和传动构件，所述下颌构件水平安装在框架下部，上颌构件的右部安装在框架上部右端，上颌构件的左部压在下颌构件的左部上，上颌构件的外侧表面能与下颌构件的外侧表面啮合，上颌构件能绕其在框架上部右端的安装部位转动，驱动器驱动下颌构件运动，下颌构件通过传动构件带动上颌构件同步运动，通过上颌构件的左部外侧表面与下颌构件的左部外侧表面啮合形成的摩擦力收卷具有硬质管接头的软管。

优选的，所述传动构件为齿轮组；所述下颌构件包括第一同步轮、第二同步轮、下转轴、下支撑轴、第一齿轮和内外侧都布满齿条的下颌同步带，所述第一、第二同步轮与下颌同步带的内侧齿条啮合，且分别位于下颌同步带的内侧左端、右端，第一同步轮通过下支撑轴安装在框架的下部左端，并能以下支撑轴的轴心为中心转动，第二同步轮通过下转轴安装在框架的下部右端，使下颌同步带水平张紧（即处于水平绷直状态），下转轴的前端穿过框架的前侧板下部与驱动器的输出轴连接、后端穿过框架的后侧板下部与第一齿轮连接，第一齿轮与齿轮组啮合，驱动器的输出轴能带动下转轴转动，下转轴能带动第二同步轮、第一齿轮转动，第一齿轮能带动齿轮组转动，第二同步轮能带动下颌同步带运动、第一同步轮转动；所述上颌构件包括支架、第三同步轮、第四同步轮、上转轴、上支撑轴、第二齿轮和内外侧都布满齿条的上颌同步带，所述第三、第四同步轮与上颌同步带的内侧齿条啮合，且分别位于上颌同步带的内侧左端、右端，上颌同步带的外侧齿条能与下颌同步带的外侧齿条啮合，第三同步轮穿套在上支撑轴上，并能以上支撑轴的轴心为中心转动，第三同步轮压在第一同步轮上，使位于第三同步轮与第一同步轮之间的上颌同步带与下颌同步带啮合，第四同步轮通过上转轴安装在框架的上部右端，上转轴的后端穿过框架的后侧板上部与第二齿轮连接，第二齿轮与齿轮组啮合，所述支架位于框架内，且端部套在上支撑轴、上转轴上，使上颌同步带张紧（即处于绷直状态），上颌同步带、支架、第三同步轮和上支撑轴能同时绕上转轴转动，齿轮组能带动第二齿轮转动，第二齿轮能带动上转轴转动，上转轴能带动第四同步轮转动，第四同步轮能带动上颌同步带运动、第三同步轮转动。通过下颌同步带外侧的齿条与上颌同步带外侧的齿条啮合形成的摩擦力拖拽软管及硬质管接头、挤压排除管内残余液体，从而实现软管的收卷。

上颌同步带内侧的齿条保证了与第三、第四同步轮的同步性，下颌同步带内侧的齿条保证了与第一、第二同步轮的同步性，而上颌同步带外侧的齿条与下颌同步带外侧的齿条啮合，大大增加了上颌同步带、下颌同步带与软管、硬质管接头间的摩擦力，使得无需很大的压力即可在上颌同步带与下颌同步带间形成对软管及硬质管接头的巨大摩擦力，减少了因为大压力对软管挤压造成的损伤，延长了软管的使用寿命，同时也更方便了软管及硬质管接头的顺利收卷。

优选的，所述框架的前、后侧对称设置有两根处于拉伸状态的弹簧，两根所述弹簧的一端分别固定在框架的前侧板下部、后侧板下部，两根所述弹簧的另一端分别固定在上支撑轴的前端、后端。弹簧拉住上支撑轴两端，使第三同步轮在第一同步轮上压得更紧，位于第三同步轮与第一同步轮之间的上颌同步带与下颌同步带啮合更紧密。

优选的，所述齿轮组由第三齿轮和第四齿轮组成，第三齿轮和第四齿轮安装在框架的后侧板上，第三齿轮与所述第一齿轮啮合，第四齿轮与第三齿轮啮合，所述第二齿轮与第四齿轮啮合，利用一个驱动器，配合齿轮组进行动力传递，即可实现第二同步轮与第四同步轮的同步相反方向转动，使得上颌同步带和下颌同步带保持严格的同步运动关系，保证了上颌同步带与下颌同步带从分离状态到恢复接触后的啮合关系。

优选的，所述支架由结构相同且相互平行的前横梁、后横梁和与前、后横梁垂直焊接的纵梁构成，所述前横梁的左端套在上支撑轴的前端部、右端套在上转轴的前端部，所述后横梁的左端套在上支撑轴的后端部、右端套在上转轴的后端部，支架结构强度高，能使上颌同步带始终张紧。

优选的，所述驱动器可以是电机，也可以是液压马达。

优选的，所述上颌同步带与下颌同步带都采用橡胶制作而成，摩擦力大，上颌同步带、下颌同步带可以缓冲硬质管接头进入时的冲击力，进一步减少对硬质管接头的磨损。

本发明具有如下效果：

（1）利用上颌构件和下颌构件配合，实现了对软管和硬质管接头的自适应能力，只需简单的机械结构即可实现，无需传感器、控制器构成的复杂系统，结构简单，重量轻、体积小，可直接布置于软管收卷车的驾驶室顶部，无需额外的举升、旋转和收缩系统，可释放原来占用的软管厢前部空间用于装载软管管路，提高了整车载管量。

（2）不存在压辊快速张合撞击软管、硬质管接头而造成损伤的问题，延长了软管的使用寿命，并且软管收卷速度也得到了很大程度的提高。

附图说明

图1为软管收卷车的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明中的支架的结构示意图。

图4为本发明收卷软管时的工作示意图。

图5为图4的A向视图。

图6为硬质管接头进入收卷机构的状态图。

图7为硬质管接头通过收卷机构后的状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图1至图7所示的具有硬质管接头的软管的收卷机构，包括下颌构件、上颌构件、传动构件、框架18、安装在框架18前侧板下部的驱动器1和对称设置在框架18的前、后侧且处于拉伸状态的弹簧12，传动构件安装在框架18的后侧板右端，为由第三齿轮7和第四齿轮8组成的齿轮组，下颌构件包括第一同步轮15、第二同步轮4、下转轴6、下支撑轴14、第一齿轮5和内外侧都布满齿条的下颌同步带2，上颌构件包括支架13、第三同步轮17、第四同步轮9、上转轴11、上支撑轴16、第二齿轮10和内外侧都布满齿条的上颌同步带3，支架13由结构相同且相互平行的前横梁131、后横梁132和与前、后横梁垂直焊接的两根纵梁133构成，驱动器1采用电机（也可以采用液压马达），下颌同步带2和上颌同步带3采用橡胶材料制作而成。

第一同步轮15与下颌同步带2的内侧齿条啮合，且位于下颌同步带2的内侧左端，第二同步轮4与下颌同步带2的内侧齿条啮合，且位于下颌同步带2的内侧右端，第一同步轮15位于框架18的下部左端，第一同步轮15穿套并通过轴承支撑在下支撑轴14上，下支撑轴14的前、后端分别固定在框架18的前、后侧板的下部左端，第一同步轮15能相对于下支撑轴14转动。第二同步轮4位于框架18的下部右端，第二同步轮4穿套并键连接在下转轴6上，使下颌同步带2水平张紧（即处于水平绷直状态），下转轴6的前端穿过框架18的前侧板下部右端与驱动器1的输出轴通过联轴器连接，下转轴6的后端穿过框架18的后侧板下部右端与第一齿轮5键连接，第一齿轮5与第三齿轮7啮合，第三齿轮7与第四齿轮8啮合。

第三同步轮17与上颌同步带3的内侧齿条啮合，且位于上颌同步带3的内侧左端，第四同步轮9与上颌同步带3的内侧齿条啮合，且位于上颌同步带3的内侧右端，上颌同步带3的外侧齿条能与下颌同步带2的外侧齿条啮合，第三同步轮17穿套并通过轴承支撑在上支撑轴16上，第三同步轮17能相对于上支撑轴16转动，第三同步轮17压在第一同步轮15上，使位于第三同步轮17与第一同步轮15之间的上颌同步带3与下颌同步带2啮合。第四同步轮9位于框架18的上部右端，第四同步轮9穿套并键连接在上转轴11上，上转轴11的后端穿过框架18的后侧板上部右端与第二齿轮10键连接，第二齿轮10与第四齿轮8啮合，支架13位于框架18内，前横梁131的左端套在上支撑轴16的前端部，前横梁131的右端套在上转轴11的前端部，后横梁132的左端套在上支撑轴16的后端部，后横梁132的右端套在上转轴11的后端部，使上颌同步带3张紧（即始终处于绷直状态），上颌同步带3、支架13、第三同步轮17和上支撑轴16能同时绕上转轴11转动。其中一根弹簧12的一端固定在框架18的前侧板下部靠近下转轴6处、另一端固定在上支撑轴16的前端，另一根弹簧12的一端固定在框架18的后侧板下部靠近下转轴6处、另一端固定在上支撑轴16的后端。

工作时，驱动器1的输出轴带动下转轴6逆时针转动，下转轴6带动第二同步轮4、第一齿轮5逆时针转动，第二同步轮4带动下颌同步带2逆时针旋转运动、第一同步轮15逆时针转动，第一齿轮5带动第三齿轮7顺时针转动，第三齿轮7带动第四齿轮8逆时针转动，第四齿轮8带动第二齿轮10顺时针转动，第二齿轮10带动上转轴11顺时针转动，上转轴11带动第四同步轮9顺时针转动，第四同步轮9带动上颌同步带3顺时针旋转运动、第三同步轮17顺时针转动，通过下颌同步带2外侧的齿条与上颌同步带3外侧的齿条啮合形成的摩擦力拖拽软管20及硬质管接头21、挤压排除管内残余液体，从而实现软管的收卷。

如图4、图5所示，当只有软管20通过收卷机构时，由于受到第三同步轮17的压力和弹簧12作用于上支撑轴16的拉力而产生的压力作用，第三同步轮17与第一同步轮15之间的上颌同步带3与下颌同步带2紧密啮合，软管在此处被迫发生曲折并在上颌同步带3与下颌同步带2的相向旋转带动下被向左拖拽，其情形如图5所示，这种工作状态下，上颌同步带3与下颌同步带2间不需要很大的压力就可以形成强大的摩擦力，实现软管的收卷和残留液体的挤压排除，对软管的损伤较低。

如图6、图7所示，当硬质管接头21进入收卷机构时，由于上颌同步带3、支架13、第三同步轮17和上支撑轴16能同时绕上转轴11转动，硬质管接头21将上颌同步带3撑开，上颌同步带3与下颌同步带2失去啮合，但上颌同步带3外侧的齿条和下颌同步带2外侧的齿条能够剐蹭硬质管接头21产生强大的收卷力，实现硬质管接头21的顺利收卷，其情形如图6所示。由于上颌同步带3与下颌同步带2处于同步相向旋转状态，因此在硬质管接头21通过收卷机构后，位于第三同步轮17与第一同步轮15之间的上颌同步带3与下颌同步带2将恢复啮合状态，恢复对软管20的收卷力，其情形如图7所示。