ГРУЗОВАЯ ПЛАТФОРМА С ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ ОПОРАМИ

Полезная модель относится к погрузо-разгрузочной технике и может быть использована в качестве временной площадки для складирования крупногабаритных грузов как самостоятельной единицы, так и в составе логистического терминала.
Проблема временного хранения груза остро ощущается при современном жилищном строительстве, в процессе которого в зону строительства массово свозятся контейнеры со строительными материалами и оборудованием. Необходимость в погрузочных площадках вызвана требованиями безопасного и упорядоченного складирования указанной товарной продукции. Это соответственно требует дополнительных материальных и временных затрат на строительство и оборудование такого рода площадок.
Указанная проблема особенно актуальна при освоении территорий крайнего севера, где обустройство зон складирования грузов еще более проблематично и затратно из-за сложных климатических условий. В частности, для создания бетонированных погрузочных площадок потребуется приобретение дорогостоящих хладостойких материалов, а для строительства свайных конструкций дополнительно к этому - проведение буровых работ в мерзлых грунтах.
Известны комплексы для временного хранения грузов, входящие в состав логистических терминалов аэропортов (пат. RU №59552 С2, B65G 65/00, опубл.27.12.2006; пат. RU №2511734 С2, B65G 63/00, B65G 1/00, опубл.10.04.2014).
Известны также устройства аналогичного назначения в составе терминалов для погрузки, разгрузки и хранения контейнеров на железнодорожном транспорте (пат. RU №112898, B65G 63/00, опубл.27.01.12).
Приведенные аналоги по сути являются обособленными складами, отличающимися друг от друга габаритами, способами размещения крупногабаритных грузов, способами транспортирования при сдаче груза на хранение и при его получении, а также использованием различных видов энергии для приведения в движение механизмов складов (пат.DE 1684789 В2, МПК Е04Н 6/22, опубл. 15.06.1975; пат. ЕР 0339136 А1, МПК В65G 1/02, опубл. 02.11.1989; пат.RU 2003600 С1, МПК В65G 1/02, опубл. 30.11.1993; пат. RU 2120528 C1 МПК Е04Н 6/18, опубл. 20.10.1998).
Конструктивно устройства представляют собой установленные на угловых опорах многоярусные стеллажи, основным недостатком которых является ограниченная область применения из-за возможности их размещения только на ровных поверхностях. При установке объектов на площадках, имеющих уклон или неровный рельеф, возникает перекос конструкций, вследствие чего нарушается их равновесие, которое может привести к падению и деформации груза, а также к поломке самих стеллажей.
Среди известных аналогов наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемой полезной модели является платформа, опирающаяся на четыре и более гидравлические опоры по а.с. SU №133999, МПК B66F7/20, опубл. 1960. Платформа представляет собой металлическую раму с настилом, по углам которой расположены гидроопоры с питанием от общего гидропривода, включающего маслобак, насосную установку, манометр, предохранительный клапан, гидрораспределитель, управляемые обратные клапаны, штоковые полости которых сообщены с гидроопорами. Приведение и удержание грузовой платформы в рабочем (горизонтальном) положении осуществляется оператором с помощью гидропривода, обеспечивающего вертикальное перемещение штоков каждой гидроопоры до соответствующей высоты и фиксировании их в этом состоянии.
Недостатком прототипа является ручной способ регулировки положения платформы, что в ряде ситуаций в отсутствии на объекте обслуживающего персонала может привести к перекосу конструкции и нежелательным последствиям. Такая ситуация может возникнуть при загрузке платформы, установленной на площадке со слабыми грунтами, когда из-за продавливания грунта опорами настил платформы может отклониться от горизонтальной плоскости в поперечном или продольном направлении, что соответственно отразится на положении контейнеров, которое также будет иметь поперечный или продольный наклон. В этом случае возвращение платформы в горизонтальное положение потребует участия оператора.
По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность регулирования положения платформы автоматически. Это в свою очередь решит проблему сохранения горизонтального положения платформы при установке ее на любые поверхности без выравнивания и уплотнения последней и без участия обслуживающего персонала.
Для достижения указанного результата используется следующая совокупность существенных признаков: грузовая платформа с гидравлическими опорами, установленными так же, как и прототип, на металлической раме и подключенными к гидроприводу, включающему: маслобак, насосную установку, предохранительный клапан, гидрораспределители, управляемые обратные клапаны, штоковые полости которых сообщены с нагнетающей гидравлической линией, в отличие от прототипа, дополнительно оснащена датчиками расстояний, установленными на металлической раме вплотную к каждой гидроопоре и управляющим устройством с блоком обработки данных, входы которого соединены с выходами датчиков расстояния, а выход - с управляющими входами гидрораспределителей.
Сущность полезной модели заключается в том, что в процессе установки и загрузки грузовой платформы приведение ее в горизонтальное положение производится автоматически. Задача решается за счет определения расстояний между поверхностью установочной площадки и платформой в точках расположения гидроопор при загрузке платформы с помощью датчиков расстояний, результаты измерения которых поступают в блок обработки, где сравниваются с исходными данными, зафиксированными в горизонтальном положении платформы. Если при загрузке платформы сравниваемые величины окажутся равными, управляющий сигнал на блок управления гидрораспределителя не поступит. В случае, если значения будут различаться, на блок управления каждого гидрораспределителя поступит управляющий сигнал (1 или 0), в результате чего будет осуществлен подъем или опускание соответствующей опоры до тех пор, пока на блок управления будет поступать сигнал. Это обеспечит приведение грузовой платформы в горизонтальное положение и удержание ее в этом положении во время всего периода эксплуатации.
Сопоставление предлагаемой полезной модели и прототипа показало, что поставленная задача – возможность регулирования положения платформы автоматически – решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого технического решения критерию патентоспособности «новизна».
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где
на фиг.1 – приведено схематическое изображение грузовой платформы с шестью гидроопорами (вид снизу);
на фиг.2 – схематическое изображение платформы (вид сбоку).
Предлагаемая грузовая платформа выполнена в виде металлической рамы 1, сваренной из продольных и поперечных балок. В углах рамы 1 и посередине продольных балок установлены гидроопоры 2. Гидроопоры 2 питаются от гидропривода, включающего: маслобак 3, насосную установку 4, предохранительный клапан 5, гидрораспределители 6, управляемые обратные клапаны 7, штоковые полости которых 8 сообщены с нагнетающей гидравлической линией. На нижней поверхности рамы 1 вплотную к гидроопорам 2 установлены датчики расстояния 9. В центре настила рамы установлен датчик наклона 10 и управляющее устройство 11 с блоком обработки данных. Датчики расстояния 9 могут быть выполнены в виде механической реечной передачи или в виде времяпролетных лазерных датчиков; датчик наклона 10 – в виде 3-осевого МЭМС акселерометра; управляющее устройство 11 с блоком обработки данных - в виде 32-битного микроконтроллера STM32F407VGT6 (ST Microelectronics) на базе ядра Cortex-M4 (максимальная частота тактирования 168МГц).
Ниже приводится работа устройства на примере использования в качестве датчика расстояния 9 реечной передачи.
При установке платформы на погрузочную площадку калибруют высоту опор, включив насосную установку 4. Изменение высоты гидроопор 2 происходит за счет увеличения давления жидкости в штоковой полости 8, проходящей через гидрораспределители 6. С помощью устройств гидропривода 2-8 и блоков 9-11 платформа перемещается в горизонтальное положение.
После того, как платформа займет горизонтальное положение, на неё грузятся контейнеры. При необходимости можно использовать сразу несколько платформ, соединив их с помощью креплений, выполнение и расположение которых соответствует требованиям стандартов складирования контейнеров (СП 350.1326000.2018).
В случае загрузки платформы, установленной на слабые грунты, могут возникнуть ситуации, при которых платформа отклонится от горизонтальной плоскости в поперечном или продольном направлении в результате проседания грунта под опорой платформы или ее отрыва от грунта. Последнее может произойти в случае появления неуравновешенной силы на противоположном конце. При проседании грунта конец датчика расстояния 9, выполненного в виде рейки (фиг.2), будет находиться выше нижней части опоры, так как рейка не создает давления на грунт, в случае отрыва - ниже нижней части опоры. Данное положение также будет фиксироваться, так как рейка не является закрепленной, и под силой собственной тяжести будет опускаться до земли. Изменение расстояния между рамой платформы и поверхностью установочной площадки, измеряемое датчиком 9, вызывает возникновение избыточной силы, которая механическим путем передается в блок управления соответствующего гидрораспределителя. Сама же опора 2 отреагирует на управляющий сигнал изменением высоты штока. Изменение высоты опор 2 и соответственно положения рамы 1 платформы происходит до момента, пока датчик расстояния 9 не придет в исходное положение (пока не пропадет избыточная сила). В каждой из приведенных ситуаций произойдет либо увеличение давления в штоковой полости 8, либо его уменьшение.
Использование грузовой платформы решает проблему автоматического регулирования положения платформы.
Описанное устройство разработано сотрудниками кафедры «Технологии, эксплуатации и автоматизации работы портов» ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» в процессе научных исследований. Проведенные лабораторные испытания устройства дали положительный результат, подтвердивший возможность регулирования положения платформы автоматически. Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».