CN107953975B - 船用机械臂止荡机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种船用机械臂止荡机构，其包括吊具架和锁紧头，其中吊具架用于起吊设备或物品，锁紧头用于锁紧吊具架，除此之外，止荡器还包括姿态可以调整的机械臂，锁紧头安装在机械臂的下方，机械臂与船载A形架相连接，A形架上安装有滑轮，牵引缆绳绕过滑轮、穿过锁紧头，与吊具架相连接。设备或重物通过吊具架起吊，锁紧头锁紧吊具架，进行初步止荡，起吊后，随着设备或重物的摆动，机械臂可进行相应的姿态调整，以减少摆动幅度。

Description

船用机械臂止荡机构

技术领域

本发明涉及海洋科考作业中海洋测量勘探设备仪器的布放回收技术领域，更具体地说，涉及一种应用于船载大A架系统的多用途止荡器。

背景技术

随着我国在探索深海、开发利用深海资源以及保障国家深海安全等方面需求不断增加，越来越多的新建科考船已经投入使用，他们布局近海、深海、大洋和极地，海洋科考船在海上进行勘察作业的工作方式包括定点和拖曳，这些作业均需船载后甲板支撑装备配合完成，后甲板支撑装备主要包括绞车、大小A架和折臂吊系统等，其中绞车对设备进行收放，A架将设备从船内摆出船外，它们与水下探测设备和室内控制系统构成了一套完整的收放体系。现在的科考作业过程中，设备出入水还是采用传统的止荡方法，设备出水后通过缆绳被A架滑轮起吊于悬空状态，受波浪影响船舶作业时摇晃不定，设备也会无规律晃动，并与船体发生严重碰撞，此时需要将绳子一端在船尾生根后绕过设备再通过人力止荡，但由于水下观测设备重量从几百公斤到几吨不等，恶劣海况下，设备瞬间拉力远超过人为控制范围，这样给设备和人员带来一定的危险性，据调查可知此情况下造成人员和设备损伤的事例很多，现急需一种新型止荡器代替传统的止荡方式，减轻队员的工作强度，提高科考作业队员和设备的安全性。

发明内容

本发明的目的是克服现有海洋科考作业中设备收放的缺陷和不足，提供一种基于船载大A架的机械液压式止荡器。

为了达到这个发明目的，本发明采用了如下的技术方案：一种船用机械臂止荡机构，包括吊具架和锁紧头，其中吊具架用于起吊设备或物品，锁紧头用于锁紧吊具架，除此之外，止荡器还包括姿态可以调整的机械臂，锁紧头安装在机械臂的下方，机械臂与船载A形架相连接，A形架上安装有滑轮，牵引缆绳绕过滑轮、穿过锁紧头，与吊具架相连接。设备或重物通过吊具架起吊，锁紧头锁紧吊具架，进行初步止荡，起吊后，随着设备或重物的摆动，机械臂可进行相应的姿态调整，以减少摆动幅度。

机械臂包括两级钢架和液压油缸，其中第一钢架的一端与A形架相连接，第一液压油缸的两端分别固定在A形架和第一钢架上，第一钢架的另一端与第二钢架的上端相铰接，第二液压油缸的两端分别固定在第一钢架和第二钢架上，第二钢架的下端与锁紧头相连接。机械臂的姿态调整通过两级液压缸的分别伸缩完成。

机械臂的液压油缸通过传动机构与操控手柄相连接。这是本发明的其中一个优化方案，通过手动控制机械臂的姿态。

机械臂的液压油缸通过传动机构与自动化电气控制系统相连接。这是本发明的另一个优化方案，通过自动控制系统实现自动控制机械臂的姿态。

也可以同时设置手动和自动两种控制和调整方式，再电气系统出现故障或者其他必要时候采用手动控制。

锁紧头为四爪型结构，包括一体成型的基板和锁紧爪，基板为正方形或矩形结构，基板的中间开有可供牵引缆绳穿过的通孔，锁紧爪为从基板的四角向下延伸的爪型结构，锁紧爪之间设有定位开口。这种结构可以稳定地锁紧吊具架，进行初步止荡。

锁紧头上设有用于将卡进锁紧头的物品锁紧的液压锁紧油缸。液压锁紧油缸可以进一步将吊具架牢固地锁紧在锁紧装置上。

锁紧头上还设有与船载控制系统电气连接的传感器，传感器包括陀螺仪和/或加速度计。传感器可以实时将测量到的震荡状态传送给控制系统，控制系统可以根据传感器发来的信号作出反应，调整机械臂的姿态。(加速度变化太快，不易于判断，可否在锁紧头更换压力负载传感器，根据负载传感器和液压杆的压力变化调节机械臂的缓冲姿态)

吊具架包括尺寸与所述定位开口相配合的十字型起吊架、承重头和挂钩，其中承重头设于起吊架的十字交叉处，承重头的上端与牵引缆绳固定连接，用于挂载被起吊物品的挂钩设于十字型起吊架的下方。

承重头上设有可以与液压锁紧油缸相配合的锁紧孔。

十字型起吊架上还设有环状加强肋。环状加强肋可以加强十字型起吊架的稳定性。

综上所述，本发明的有益之处在于：

1.节省了人力，也提高了人员的安全系数；

2.降低了科考人员的工作强度；

3.在船甲板安装方便，甚至适合在恶劣海况下作业。

附图说明

图1是本发明的多用途止荡器的立体结构示意图(安装在A架上)；

图2是本发明的多用途止荡器的正面立体结构示意图；

图3是本发明的多用途止荡器的后面立体结构示意图；

图4是锁紧头的结构示意图；

图5是锁紧头的结构示意图(倒置)；

图6是吊具架的结构示意图。

图例说明：1-吊具架2-锁紧头3-机械臂4-滑轮5-牵引缆绳11-十字起吊架12-承重头121-锁紧孔13-挂钩14-环状加强肋21-基板22-锁紧爪23-定位开口24-液压锁紧油缸25-负载传感器31-第一钢架32-第二钢架33-第一液压油缸34-第二液压油缸

具体实施方式

如图1至图6所示的船用机械臂止荡机构，包括带有环形加强肋的十字型吊具架1、与吊具架1相配合的爪型锁紧头2和姿态可以调整的机械臂3，机械臂包括两级钢架和液压油缸，其中第一钢架31的一端与A形架相连接，第一液压油缸33的两端分别固定在A形架和第一钢架31上，第一钢架31的另一端与第二钢架32的上端相铰接，第二液压油缸34的两端分别固定在第一钢架31和第二钢架32上，第二钢架32的下端与锁紧头2相连接。锁紧头2为四爪型结构，包括一体成型的基板21和锁紧爪22，基板21为正方形或矩形结构，基板的中间开有可供牵引缆绳穿过的通孔，锁紧爪22为从基板的四角向下延伸的爪型结构，锁紧爪之间设有定位开口23。锁紧头上设有用于将卡进锁紧头的物品锁紧的液压锁紧油缸24和与船载控制系统电气连接的传感器25，传感器包括陀螺仪、加速度计或者陀螺仪和加速度计的组合。A形架上安装有滑轮4，牵引缆绳5绕过滑轮4、穿过锁紧头2，与吊具架1相连接。吊具架1包括尺寸与定位开口23相配合的十字型起吊架11、承重头12和挂钩13，其中十字型起吊架11上设有环状加强肋14，承重头12设于起吊架的十字交叉处，承重头12的上端与牵引缆绳5固定连接，用于挂载被起吊物品的挂钩13设于十字型起吊架11的下方。承重头12上设有可以与液压锁紧油缸相配合的锁紧孔121。

机械臂上的液压油缸和锁紧头上的传感器都跟穿在控制系统电气连接，除此之外，液压油缸也通过传动机构跟机械手柄相连接。

当设备或者重物通过挂钩挂载在吊具架上后进行起吊，绞车带动牵引缆绳，将吊具架1连同设备一起吊起，运动到锁紧头2位置时通过锁紧头上的定位开口23对吊具架1进行定位，将十字型起吊架11卡进定位开口23中，卡合好后驱动液压锁紧油缸34动作，将液压杆伸入锁紧孔121中将吊具架锁紧在锁紧头上。然后通过A架的运动将设备运出船外，这个过程中，锁紧头上的传感器25将锁紧头(也就是吊具架)的位置和角度信息传送给控制系统，系统根据这些数据做出反应，驱动机械臂上的液压油缸做相应运动，调整机械臂的姿态，减少锁紧头和锁紧在锁紧头上的吊具架的振荡。

以上实施例是供理解本发明之用，并非是对本发明的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变型，这些变化或变型应当理解为仍属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种船用机械臂止荡机构，包括吊具架和锁紧头，其中吊具架用于起吊物品，锁紧头用于锁紧吊具架，其特征在于：所述止荡机构还包括姿态可以调整的机械臂，所述锁紧头安装在机械臂的下方，机械臂与船载A形架相连接，A形架上安装有滑轮，牵引缆绳绕过滑轮、穿过锁紧头，与吊具架相连接；

所述机械臂包括两级钢架和液压油缸，其中第一钢架的一端与A形架相连接，第一液压油缸的两端分别固定在A形架和第一钢架上，第一钢架的另一端与第二钢架的上端相铰接，第二液压油缸的两端分别固定在第一钢架和第二钢架上，第二钢架的下端与所述锁紧头相连接；

所述锁紧头为四爪型结构，包括一体成型的基板和锁紧爪，基板为正方形或矩形结构，基板的中间开有可供牵引缆绳穿过的通孔，锁紧爪为从基板的四角向下延伸的爪型结构，锁紧爪之间设有定位开口；

所述锁紧头上设有液压锁紧油缸，液压锁紧油缸用于将卡进锁紧头的物品锁紧；

所述吊具架包括尺寸与所述定位开口相配合的十字型起吊架、承重头和挂钩，其中承重头设于起吊架的十字交叉处，承重头的上端与所述牵引缆绳固定连接，用于挂载被起吊物品的挂钩设于十字型起吊架的下方。

2.根据权利要求1所述的船用机械臂止荡机构，其特征在于：所述机械臂的液压油缸通过传动机构与操控手柄相连接。

3.根据权利要求1所述的船用机械臂止荡机构，其特征在于：所述机械臂的液压油缸通过传动机构与自动化电气控制系统相连接。

4.根据权利要求1所述的船用机械臂止荡机构，其特征在于：所述锁紧头上还设有与船载控制系统电气连接的传感器，所述传感器包括陀螺仪和/或加速度计。

5.根据权利要求1所述的船用机械臂止荡机构，其特征在于：所述承重头上设有可以与所述液压锁紧油缸相配合的锁紧孔。

6.根据权利要求5所述的船用机械臂止荡机构，其特征在于：所述十字型起吊架上还设有环状加强肋。

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