ГРУЗОЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к погрузо-разгрузочному оборудованию, в частности к приспособлениям для выполнения морских научно-исследовательских и геологоразведочных работ, а именно к захватам для манипулятора, с помощью которого научное оборудование, например донные станции, выносят за борт судна и опускают в воду.
К захвату манипулятора на судне предъявляются следующие основные требования:
- возможность правильной ориентации относительно захватываемого груза;
- надежное удержание груза разной формы и габаритов с контролируемым усилием, исключающим повреждение груза,
- перенос груза с необходимой скоростью,
- торможение груза без избыточных динамических нагрузок;
- быстрое высвобождение груза в нужном месте.
Выполнение указанных требований для судовых манипуляторов осложняется качкой судна, что требует модификации известных конструкций.
Известно устройство для захвата и перемещения груза (RU 2022778, 1991) содержащее корпус с подвижной скобой, обоймы, в которых размещены рычаги шарнирно-паралелограммного механизма, ролики и фиксатор положения скобы.
Однако данное устройство непригодно для решения задач морской нефтеразведки, т.к. размыкание захвата груза происходит при упоре груза на твердую поверхность, в то время как требуется, чтобы опускание груза происходит в воду.
Известно грузозахватное устройство (RU 2034767, 1995), которое содержат корпус, на котором установлены рычаги шарнирных тяг, связанные с поворотными челюстями.
Недостатком этого устройства является то, что механизм подвеса захвата к стреле манипулятора выполнен в виде простого шарнира, допускающего только вращение захвата в одной плоскости в режиме маятника. Устройство предназначено для захвата деревьев. Поэтому, если груз имеет специальные места для зажима челюстями захвата, то при таком креплении трудно подогнать челюсти точно к предназначенным местам. Кроме этого, простой маятниковый подвес захвата к стреле для судового манипулятора имеет тот недостаток, что при качке судна происходит раскачивание захвата вместе с грузом.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является захват (RU №2025427, 1994) который содержит шарнирно закрепленный, например, на стреле манипулятора корпус, внутри которого помещен цилиндр подачи челюстного захвата, выполненный в виде подвижной опоры, цилиндр смыкания челюстного захвата, кронштейн, тяги, шарнирно закрепленные с челюстями и штоком цилиндра смыкания и механизм вращения челюстного захвата. В верхней части подвижной опоры выполнена полость, в которой размещен цилиндр смыкания, а между подвижной опорой и цилиндром смыкания образована буферная камера, сообщающаяся посредством дросселя со штоковой камерой. Телескопическая направляющая соединяет механизм вращения с кронштейном, жестко закрепленным с корпусом цилиндра смыкания, содержащий раму, челюсти, шарнирно соединенные с рамой, привод замыкания челюстей и механизм подвеса рамы к стреле манипулятора. Механизм подвеса оснащен собственным приводом поворота рамы относительно стрелы в вертикальной плоскости движения манипулятора.
Это техническое решение позволяет избежать раскачивания захвата вместе с грузом при качке судна, но сильно замедляет работу манипулятора, так как оператор вынужден управлять не только рукоятью и стрелой манипулятора, но и постоянно отслеживать положение груза. Кроме этого при его применении затруднена подгонка челюстей к местам зажима на грузе.
Задачей, решаемой авторами, являлось создание более простого в эксплуатации и падежного грузозахватного устройства.
Технический результат достигался тем, что у захвата манипулятора, содержащего раму, челюсти, шарнирно соединенные с рамой, привод замыкания челюстей и механизм подвеса рамы к стреле манипулятора, допускающий вращение рамы относительно стрелы в вертикальной плоскости движения манипулятора, механизм подвеса рамы снабжен амортизатором, установленным между рамой и стрелой манипулятора, и выполнен с возможностью вертикального перемещения оси вращения рамы относительно стрелы, а на нижних концах челюстей установлены ролики, поворотные в плоскости вращения рамы относительно стрелы. При этом, вертикальное перемещение оси вращения рамы относительно стрелы может, в частности, быть достигнуто путем помещения оси, закрепленной на стреле, в вертикальный паз на раме.
Конструктивная схема заявляемого захватного устройства приведен на Фиг.1., где введены следующие обозначения:
1. стрела;
2. рама захвата;
3. шарнир;
4. «челюсти»;
5. гидроцилиндр;
6. ролики;
7. перемещаемый груз;
8. палуба судна;
9. зацепы;
10.«губка»;
11. вертикальный паз;
12. ось;
13. амортизатор.
Устройство выполнено следующим образом. На стреле 1 манипулятора подвешена рама 2 захвата. На раме 2 на шарнирах 3 установлены «челюсти» 4 с гидроцилиндром 5 привода замыкания челюстей. На нижних концах челюстей установлены ролики 6, которые при захвате груза 7 опираются на палубу 8 судна. На грузе 7 имеются специальные места - зацепы 9 под губки 10 на челюстях 4.
На раме 2 выполнен вертикальный паз 11, в который помещена ось 12, закрепленная на стреле 1. Между стрелой 1 и рамой 2 установлен амортизатор 13 автомобильного типа.
Устройство работает следующим образом. При захвате груза стрелу 1 манипулятора устанавливают над грузом 7 и гидроцилиндром 5 разводят «челюсти» 4. Стрелу 1 опускают до опоры роликов 6 на палубу 8. Движение отслеживается визуально, выключая движение стрелы 1 вниз и включая гидроцилиндр 5. При этом особая точность управления стрелой не требуется, поскольку после опоры роликов на палубу ось 12 стрелы 1 может продолжать двигаться вниз в пазу 11.
При касании роликов 6 палубы 8 рама 2 приподнимается, двигаясь пазом 11 относительно оси 12. При смыкании «челюстей» 4 ролики 6 касаются палубы 8. Так как, расстояния от губок 10 до роликов 6 и размер роликов согласованы с расстоянием от зацепов 9 на грузе 7 до палубы 8, то при смыкании челюстей губки 10 попадают точно на зацепы 9.
При подъеме схваченного груза первоначально выбирается зазор между осью 12 и верхней образующей зазора 11, после чего начинается подъем груза. Раскачиванию захвата вместе с грузом препятствует амортизатор 13. Высвобождение груза происходит при размыкании «челюстей» 4 гидроцилиндром 5.
Проведенные испытания показали высокую надежность при переносе грузов в условиях открытого моря.