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技术领域

本发明涉及捆绑器，特别是一种车用多点电动自动捆绑器。

背景技术

对载货汽车上运输的货物必须进行捆绑，以实现货物安全有效地运输。运输过程中，由 于货物捆绑效果不好的原因，在运输过程中可能发生货物撒落、汽车侧翻等事故，轻则货物 损毁，造成财产损失、道路堵塞；重则可能翻车、造成人员伤亡等严重的交通安全事故。

现有捆绑器技术存在以下缺陷：

采用纯机械手工操作的捆绑器。工作效率低，工作人员劳动强度大；无法实时监测和控 制货物的捆绑效果。在运输过程中捆绑松动时，易发生货物撒落、汽车侧翻等事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用电控捆紧器取代人工操作的捆紧器，并且捆 绑后在运输过程中当货物的抖动导致捆紧带有松动时能够自动收紧捆绑带、实时监控货物松 紧情况的自动捆绑器。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：主要由直流电机、电磁离合器、衔铁、制动 装置、棘轮机构和以同步齿形带连接的大、小带轮组成，其中小带轮与衔铁通过齿轮副连接， 且衔铁可以轴向移动，衔铁与电磁离合器相配合，大带轮通过螺纹副与螺纹轴相连，棘轮机 构由安装在螺纹轴上的棘轮和安装在箱体上的棘爪组成。

所述制动装置可以由制动挡圈、左摩擦片、棘轮组成，其中：制动挡圈装在螺纹轴上， 通过螺纹轴的轴肩实现制动挡圈的轴向定位，通过制动挡圈与螺纹轴相隔180°的一对平键实 现周向定位；左摩擦片通过制动挡圈实现轴向定位；棘轮通过左摩擦片实现轴向定位；左摩 擦片和棘轮均通过相隔180°的一对平键实现周向定位。

在所述输入轴上可以装有轴套，用于小带轮连接轴承的轴向定位。

在所述螺纹轴上可以装有右摩擦片，当卸货时，输入轴带动小带轮和螺纹轴反向转动， 大带轮与右边摩擦片压紧，使捆绑带松开。

所述电磁离合器可以通过衔铁控制小带轮的离与合，从而实现小带轮的转动与否。

所述棘轮机构的摩擦角可以为21.8°。

所述棘轮机构工作曲线的升角θ可以为4.8°。

所述棘轮机构棘轮给棘爪的摩擦力可以是8890N，正压力22000N，径向分力230000N。

本发明在与直流电机相连的输入轴的右端，通过连接联轴器和另一个输入轴的方式实现 多个捆绑器相连，从而实现多点捆绑。

本发明设有测力传感器，装在螺纹轴轴端轴承的箱体中，该测力传感器将测量结果反馈 至控制系统，控制系统根据测量得到的力与控制器的数据库中存储的捆绑力设定值进行比较 及反馈处理，通过电机控制螺纹轴的正转和反转实时调控捆绑带的松紧，实现货物的捆绑力 处于最佳状态。

本发明与现有技术相比具有以下主要的有益效果：

1.提高了捆绑效率、有自锁功能。

由电动捆绑取代人工操作，且可以实现多点同时捆绑，提高捆绑的效率。采用螺纹轴和 棘轮机构，当捆绑带有松动趋势时，可以实现捆紧货物后的自锁，实时监测捆绑效果。卸货 时，可以自动收起捆绑带。

2.实用性强，可以满足各种场合的需要。

该装置设计时是依据捆绑带上所需的最大张力为10000N为基准设计的，选择破断拉力 为2500Kg的捆绑带。实际的应用场合可能不需要10000N的捆绑力，也可能需要更大的力， 此时，可以按照该设计方法设计一系列的产品以满足各种场合的需要。

该装置的动力由电机提供，多个捆绑器之间可通过联轴器相连，可以满足不同长度车厢 的需要，也可以根据不同货物的性质适当调整。

附图说明

图1是本发明车用货物多点电控捆绑器的结构示意图。

图2是图1中制动部分的结构简图。

图3是图1中摩擦式棘轮机构简图。

图4是控制系统的框图。

图1中：1.轴套；2.小带轮；3.衔铁；4.电磁离合器；5.输入轴；6.螺纹轴；7.捆绑带；8. 制动挡圈；9.左摩擦片；10.棘爪；11.棘轮；12.大带轮；13.同步齿形带；14.右摩擦片；15.测 力传感器。

具体实施方式

本发明提供的车用货物多点电控捆绑器，主要由直流电机、电磁离合器、衔铁、制动装 置、棘轮机构和由同步齿形带连接的大、小带轮组成，其中：小带轮与衔铁通过齿轮副连接， 且衔铁可以轴向移动，衔铁与电磁离合器相配合，大带轮通过螺纹副与螺纹轴相连，棘轮机 构由安装在螺纹轴上的棘轮和安装在箱体上的棘爪组成；工作状态下，电磁离合器通电，其 与衔铁吸合在一起，带动小带轮转动；通过控制输入轴的正、反转实现螺纹轴的正、反转， 以此实现捆绑带的正、反转，最终实现货物的捆紧和放松；捆紧货物后，电磁离合器断电， 其与衔铁分离，小带轮停止转动；大带轮通过制动装置压紧，防止捆绑带松动，同时棘轮机 构对捆紧货物自锁。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但不仅仅局限于以下实施例。

本发明提供的车用货物多点电控捆绑器，其结构如图1所示。由直流电机、输入轴5、 电磁离合器4、衔铁3、同步齿形带13、螺纹轴6、测力传感器15、带轮、捆绑带7、摩擦片 及制动装置和棘轮机构组成。其中：直流电机经减速器、联轴器与输入轴5连接，电磁离合 器4安装在输入轴5上，小带轮2与衔铁3通过齿轮副相连接，衔铁3与电磁离合器4相配 合。电磁离合器4通电时，衔铁3与电磁离合器4吸合，带动小带轮2转动；电磁离合器4 断电时，其与衔铁3分离，动力传递停止。小带轮2与大带轮12采用同步齿形带13传动， 大带轮12与螺纹轴6之间采用螺旋副实现大带轮12在螺纹轴6上的移动。棘轮10安装在螺 纹轴6上，棘爪9安装在箱体上。捆绑带7安装在螺纹轴6上。捆紧状态时，在螺纹轴6上 螺纹作用下，大带轮12向左移动，压紧棘轮11和左摩擦片9，使左摩擦片9、棘轮11和制 动挡圈8刚性传动，此时棘爪10在棘轮齿上滑过，制动器带动螺纹轴6旋转，从而收紧捆绑 带7。当捆绑带7有松开趋势时，一方面，反向力矩通过螺纹副使制动装置压向大带轮12， 即利用反向力矩在制动器中自动产生制动力矩，反向力矩越大，制动力矩也就越大，如此便 可以很好地保持货物的捆紧状态；另一方面，棘轮机构也起到了自锁的作用。测力传感器15 安装在螺纹轴6轴端轴承的箱体中，通过测力传感器15测量螺纹轴6轴端轴承的压力，并将 该压力值反馈至控制系统，控制系统判断捆绑带7是否捆紧。卸货时，电动机反向转动，大 带轮12与右摩擦片14压紧，使捆绑带松开，取下捆绑带7上的挂钩后，电动机正转，收起 捆绑带7。此外，在直流电机相连的输入轴5的右端，通过连接联轴器和另一个输入轴的方 式实现多个捆绑器相连，从而实现多点捆绑。

所述输入轴与螺纹轴6采用同步齿形带13传动的传动形式。以此，直流电机的运动经减 速器、联轴器、输入轴5、电磁离合器4和同步齿形带13，传动至大带轮12和螺纹轴6。

所述棘轮机构为摩擦式棘轮机构，由棘爪10和棘轮11组成。见图3，该棘轮机构的技 术参数为：摩擦角为21.8°。凸轮工作曲线的升角θ为4.8°。棘轮给棘爪的摩擦力是8890N， 正压力22000N，径向分力230000N。摩擦角与工作升角之差β为15°。这些技术参数也可以 视情况而定。

所述制动装置的结构如图2所示，由制动挡圈8、左摩擦片9、棘轮11组成，其中：制 动挡圈8装在螺纹轴6上，螺纹轴6的轴肩可实现制动挡圈8的轴向定位，通过制动挡圈8 与螺纹轴6相隔180°的一对平键实现周向定位。左摩擦片9通过制动挡圈实现轴向定位；棘 轮11通过左摩擦片9实现轴向定位；左摩擦片9和棘轮11均通过相隔180°的一对平键实现 周向定位。轴套1安装在输入轴5上，用于小带轮2连接轴承的轴向定位。小带轮2安装在 电磁离合器4上，电磁离合器4通过衔铁3控制小带轮2的离与合，从而实现小带轮2的转 动与否。捆绑带7安装在螺纹轴6上，通过螺纹轴6上的轴肩实现捆绑带7的轴向定位，通 过平键实现捆绑带7的周向定位。右摩擦片14安装在螺纹轴6上，当卸货时，电动机反向转 动。大带轮与右边摩擦片14压紧，使捆绑带松开。

所述控制系统，一方面能够处理输入的信息；另外一方面，控制系统接收从传感器反馈 回来的信号，即带上的张力，然后与初始设定的张力进行比较，判断货物的捆绑力是否达到 要求，从而对电动机和电磁离合器的状态进行自动的控制。

该控制系统为现有技术，其结构如图4所示，由以电信号相连的受单片机控制的时钟及 复位电路模块、键盘电路(操作面板)模块、片外扩展模块、数据采集及A/D转换模块、LED 显示模块、电机驱动控制模块、离合器状态控制模块和报警模块组成。

本发明提供的车用货物多点电控捆绑器，其工作过程如下：

当需要捆紧时，电机正转带动输入轴转动，电磁离合器通电，电磁离合器与衔铁啮合， 衔铁带动小带轮转动。此时，同步齿形带通过大带轮将动力传递至螺纹轴。大带轮与螺纹轴 是螺纹副连接，在螺纹轴上的螺纹作用下，大带轮向左移动，压紧棘轮和左摩擦片，使摩擦 片、棘轮和制动挡圈刚性传动，此时棘爪在棘轮齿上滑过，制动器带动螺纹轴旋转，从而收 紧捆绑带，将货物捆紧。捆紧货物后，电磁离合器断电，电磁离合器与衔铁分离，动力传递 停止。安装在螺纹轴上的棘轮机构实现对已捆紧货物的自锁。运输过程中，测力传感器测量 螺纹轴轴端轴承的压力，并将该压力值反馈至控制系统，控制系统判断捆绑带是否捆紧。

卸货时，电动机反向转动。大带轮与右摩擦片压紧，使捆绑带松开，取下捆绑带上的挂 钩后，电动机正转，收起捆绑带。可以通过在输入轴右端连接联轴器和第二个输入轴的方式 实现多个捆绑器相连。

自锁过程为：当捆绑带有松动趋势时，螺纹轴6有反向运动的趋势。此时，棘轮机构的 棘爪10与棘轮11接触，并阻止棘轮转动。从而，阻止螺纹轴6的转动，实现自锁。