本實用新型屬于盾構機供電輔助裝置，尤其涉及一種全自動線纜收放裝置。

背景技術：

隨著社會的快速發展，隧道施工技術的應用越來越廣泛，特別是長距離大直徑的隧道越來越普遍，而在長距離隧道施工中，線纜需要隨著隧道的延伸而不斷的延伸，而線纜的纏繞、扯斷經常影響盾構機的正常掘進，因此能夠防止線纜纏繞、扯斷的自動線纜卷盤裝置勢必會成為以后長距離、大直徑隧道的首選方式。目前，常見的線纜卷盤采用的是線纜簡單的纏繞在卷盤上，這樣的結構簡單實惠，但也有許多不足之處，主要有以下幾點：（1）在隧道掘進中需要有人員隨時隨地的去觀察線纜的情況，這樣一來很耽誤其它工作的進展。（2）當掘進中如果沒有及時的放線纜，很可能會導致線纜的纏繞、扯斷，這樣會耽誤盾構機的掘進及其它的工作。（3）一般采用的線纜卷盤，在掘進時必須有專人去掛線纜。（4）在隧道竣工時，回收線纜費時、耗力，而且雜亂無章，無法二次利用等問題。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種全自動線纜收放裝置，能夠隨著盾構機的進退及速度的快慢自動進行收放線纜，避免線纜出現纏繞、扯斷而耽誤施工進程，大大提高了整機的機動性和靈活性。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：一種全自動線纜收放裝置，包括支架、放線架、卷盤和控制電箱，卷盤通過空心軸轉動支撐在支架上，空心軸的兩端穿過卷盤，其一端與變頻電機相連，其另一端上套有滑動滑環，滑動滑環與固定在該端的法蘭相連，滑動滑環的接線觸點接線到盾構機上并串聯到操作室內的控制系統 ；

在卷盤上設有速度傳感器，該速度傳感器與盾構機的操作室內的控制系統相連，并與控制電箱內的控制系統信號相連；

放線架固定在支架上，并與變頻電機處于一側，放線架包括豎支撐和橫支撐，在豎支撐和/或橫支撐上設有引線管；

空心軸上設有線纜穿過的線孔，線纜的接頭端從空心軸的空心穿過線孔連接到滑動滑環上，線纜的收放端穿過引線管沿豎支撐和橫支撐收放；

控制電箱內設有控制變頻電機正反轉的正轉交流接觸器KM1和反轉交流接觸器KM2，變頻電機M通過正轉交流接觸器KM1和反轉交流接觸器KM2與三相電源相連，三相電源上設有總開關Q1。

進一步的技術方案，在豎支撐和橫支撐之間設有斜支撐。

進一步的技術方案，放線架的豎支撐、橫支撐和斜支撐均為長度可調式結構。

進一步的技術方案，長度可調式結構為：豎支撐包括固定套管和伸縮桿，伸縮桿插入固定套管內并能相對于固定套管上下滑動，在固定套管上設有螺紋孔，調整螺栓穿過螺紋孔能夠鎖緊固定伸縮桿；橫支撐和斜支撐的結構與豎支撐的結構相同。

進一步的技術方案，在豎支撐和/或橫支撐上設有導向輪。

進一步的技術方案，所述的導向輪為滑輪。

進一步的技術方案，在橫支撐的自由端安裝有壓力傳感器，壓力傳感器與控制電箱的控制系統信號連接。

進一步的技術方案，在變頻電機上安裝蜂鳴器，蜂鳴器與控制電箱線路相連。

進一步的技術方案，控制電箱內設有第一按鈕KQ1、第二按鈕KQ2、反轉按鈕KQ3、熱繼電器KR、急停開關SB和鑰匙開關SA，第一按鈕KQ1與盾構機推進按鈕并聯，第二按鈕KQ2與盾構機的推進速度并聯；熱繼電器KR連接在變頻電機M與正轉交流接觸器KM1和反轉交流接觸器KM2之間，急停開關SB串聯在控制系統的主控電路上，鑰匙開關SA與反轉按鈕KQ3串聯；當按下第一按鈕KQ1時，第一按鈕KQ1常開閉合，當推進有速度時，第二按鈕KQ2閉合，正轉交流接觸器KM1吸合，變頻電機M開始工作，如果線纜拉力過大，壓力傳感器SP給變頻電機M電機一個信號，使變頻電機M加速放線；當變頻電機M出現故障時，熱繼電器KR斷開，蜂鳴器HZ報警；當需要收電纜時，打開鑰匙開關SA，按下控制電箱內的反轉按鈕KQ3，反轉交流接觸器KM2吸合得電，變頻電機M反轉，開始收電纜。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：

（1）在掘進當中不需要工作人員隨時隨地的去觀察線纜的情況，節省時間，不耽誤其它的工作進展；

（2）在掘進中線纜不容易纏繞、卡住和被扯斷，從而不耽誤盾構機的掘進；（3）在掘進中線纜卷盤不容易受到損壞，很適用于長距離盾構掘進；

（4）在隧道竣工時，可以回收再利用，節約成本；

（5）回收線纜方便，用一個人便可以操作回收，減少勞力；

（6）不容易出現故障，出現故障時維修方便；

（7）空間占用面積小且施工現場不會雜亂無章；

本實用新型在滑動滑環、速度傳感器及控制電箱能夠使線纜隨著盾構機的進退及速度的快慢自動收放，避免線纜出現纏繞、扯斷而耽誤施工進程，大大提高了整機的機動性和靈活性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構圖；

圖2是本實用新型自動控制系統的電路圖；

圖中：1、卷盤；2、線孔；3、法蘭；4、滑動滑環；5、空心軸；6、接線觸點；7、支架；8、控制電箱；9、變頻電機；10、蜂鳴器；11、固定套管；12、調整螺栓；13、斜支撐；14、壓力傳感器；15、橫支撐；16、導向輪；17、伸縮桿；18、豎支撐；19、線纜；20、引線管；21、放線架。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

本實用新型提供一種如圖1所示的全自動線纜收放裝置，包括支架7、放線架21、卷盤1和控制電箱8，卷盤1通過空心軸5轉動支撐在支架7上，空心軸5的兩端穿過卷盤1，其一端與變頻電機9相連，其另一端上套有滑動滑環4，滑動滑環4與固定在該端的法蘭3相連，滑動滑環4的接線觸點6接線到盾構機的操作室內的控制系統。其中，卷盤1用角鋼作為支撐，用薄鐵皮卷繞成卷盤1，用鍍鋅鋼管制作空心軸5，卷盤1與空心軸5裝配在一起，使卷盤1隨空心軸5一起轉動，空心軸5與支架7通過軸承轉動相連，法蘭3可以作為軸承座或軸承蓋安裝在相應的軸承的外側。滑動滑環4是負責為旋轉體連通、輸送能源與信號的電氣部件，實現盾構機上的設備和地面控制系統之間的信號傳輸。卷盤1與電機9使收放線纜的動作與盾構機的速度保持同步，避免在掘進中發生線纜纏繞、折斷等問題，從而節省大量時間。根據需要收放的線纜的線數，也即線纜的芯數，滑動滑環4的數量相應的增減。

本實用新型在卷盤1上設有速度傳感器，該速度傳感器與盾構機的操作室內的控制系統相連，并與控制電箱8內的控制系統信號相連，速度傳感器接收到盾構機的速度信號，并把盾構機的速度信號傳遞到控制電箱8內的控制系統，控制系統根據盾構機的速度調節變頻電機9的轉速，使放線速度與盾構機的掘進速度相匹配，避免線纜纏繞、折斷等問題。

支架7為整個裝置提供支撐，而為了使線纜能夠順暢的收放，本實用新型還增加了放線架21，放線架21固定在支架7上，并與變頻電機9處于一側，也即放線架21與滑動滑環4處于卷盤1的兩側，使線纜的兩端分處在卷盤1的兩端，用于支撐收放的線纜，并使線纜沿放線架21收放，放線架21包括豎支撐18和橫支撐15，在豎支撐18和/或橫支撐15上設有引線管20。如圖1所示，本實施例中，引線管20在豎支撐18和橫支撐15上都有設置，線纜穿過引線管20，使線纜沿放線架21在引線管20內收放，避免線纜散亂、纏繞。

空心軸5上設有線纜穿過的線孔2，線纜的接頭從空心軸5的空心穿過線孔2連接到滑動滑環4上，線纜的收放端穿過引線管20沿豎支撐18和橫支撐15收放。線纜的接頭自空心軸5的空心內穿過，使纏繞的線纜的一個接頭在內側，另一收放端在卷繞的線纜的外端收放，該種方式線纜纏繞合理，收放順暢。

控制電箱8為本裝置提供電源，是進行收放線纜的控制部分，控制電箱8內設有控制變頻電機9正反轉的正轉交流接觸器KM1和反轉交流接觸器KM2，變頻電機M通過正轉交流接觸器KM1和反轉交流接觸器KM2與三相電源相連，三相電源上設有總開關Q1。

為了增加放線架21的強度，在豎支撐18和橫支撐15之間設置了斜支撐13。

為了適應不同的施工環境，找到最佳的收放線的合適位置，本實用新型放線架21的豎支撐18、橫支撐15和斜支撐13均為長度可調式結構。該長度可調節式結構可以是伸縮式、抽拉式等現有技術中常用的結構。

本實施例中的長度可調式結構具體如下：豎支撐18包括固定套管11和伸縮桿17，伸縮桿17插入固定套管11內并能相對于固定套管11上下滑動，在固定套管11上設有螺紋孔，調整螺栓12穿過螺紋孔能夠鎖緊固定伸縮桿17；其中，橫支撐15和斜支撐13的結構與豎支撐18的結構相同。

在豎支撐18和/或橫支撐15上設有導向輪16，本實施例是在橫支撐15上安裝，導向輪16能夠減少線纜收到的摩擦阻力。

作為一種最佳的結構，本實用新型所述的導向輪16為滑輪，線纜在滑輪的滑槽內移動，能夠避免線纜滑出，保證線纜沿收放線路收放。

考慮到隧道內地面存在高低不平的情況，線纜在收放時會遇到來自地面的阻力，在橫支撐15的自由端安裝壓力傳感器14，用于監測線纜的拉力，當拉力大時，壓力傳感器14把信號傳遞給控制電箱8內的控制系統，控制系統控制變頻電機加提升功率，傳遞更大的力進行收放工作。

參照圖1，在變頻電機上安裝有蜂鳴器10，蜂鳴器10與控制電箱8內控制系統線路相連；當變頻電機出現故障時，連接在控制系統主控電路上的熱繼電器KR斷開，蜂鳴器10報警提醒工作人員檢查并維修直至故障消除。

參照圖2所示，控制電箱8內設有第一按鈕KQ1、第二按鈕KQ2、反轉按鈕KQ3、熱繼電器KR、急停開關SB和鑰匙開關SA，第一按鈕KQ1與盾構機推進按鈕并聯，第二按鈕KQ2與盾構機的推進速度并聯；熱繼電器KR連接在變頻電機M與正轉交流接觸器KM1和反轉交流接觸器KM2之間，急停開關SB串聯在控制系統的主控電路上，鑰匙開關SA與反轉按鈕KQ3串聯；當按下第一按鈕KQ1時，第一按鈕KQ1常開閉合，當推進有速度時，第二按鈕KQ2閉合，正轉交流接觸器KM1吸合，如果線纜拉力過大，通過壓力傳感器SP給變頻電機M一個信號，變頻電機M提升功率放線，避免線纜拉斷；當變頻電機出現故障時，熱繼電器KR斷開，蜂鳴器HZ報警；當需要收電纜時，打開鑰匙開關SA，按下控制電箱8上的反轉按鈕KQ3，反轉交流接觸器KM2吸合得電，變頻電機反轉，開始收電纜。

本實用新型的工作原理如下：參照圖2，電機工作如下圖所示，正常情況下總開關Q1閉合，第一按鈕KQ1與盾構機推進按鈕并聯，第二按鈕KQ2與推進速度并聯，當按下第一按鈕KQ1時，第一按鈕KQ1常開閉合，當推進有速度時，第二按鈕KQ2閉合，正轉交流接觸器KM1吸合，變頻電機M工作并放線。當盾構機掘進時，如果線纜拉力過大，通過壓力傳感器SP給電機一個信號，電機工作并放線。當變頻電機M出現故障時，熱繼電器KR斷開，蜂鳴器HZ報警提醒工作人員檢查并維修直至故障消除。當隧道竣工時需要收電纜，打開鑰匙開關SA，按下控制電箱上的反轉按鈕KQ3，反轉交流接觸器KM2吸合得電，變頻電機反轉，開始工作收電纜。

通過使用本實用新型可以避免線纜纏繞卡住和被扯斷的情況，也很少發生線纜卷盤損壞的情況，從而減少對盾構機掘進的影響。

本實用新型的優點如下：（1）在掘進當中不需要工作人員隨時隨地的去觀察線纜的情況，節省時間，不耽誤其它的工作進展；（2）在掘進中線纜不容易纏繞、卡住和被扯斷，從而不耽誤盾構機的掘進；（3）在掘進中線纜卷盤不容易受到損壞，很適用于長距離盾構掘進；（4）在隧道竣工時，可以回收再利用，節約成本；（5）回收線纜方便，用一個人便可以操作回收，減少勞力；（6）不容易出現故障，出現故障時維修方便；（7）空間占用面積小且施工現場不會雜亂無章。

本實用新型制作成本低，不需要用昂貴的價錢去購買專門的卷盤器，如果放大制作卷盤，也實用于強電電纜的使用。本實用新型很實用于長距離的盾構掘進，方便、省時、空間占用面積小、成本低、便于維修等，具有很強的實用性。

本實用新型能節省很大成本，并能減少人力，適宜在行業內推廣。

以上對本實用新型提供的技術方案進行了詳細介紹，本實用新型中應用具體個例對本實用新型的實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型，應當指出，對于本技術領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可對本實用新型進行若干改進，這些改進也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。