專利名稱：固定式多功能機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械手，尤其是一種用于船舶、海洋工程裝備的多功能機(jī)械手。
背景技術(shù)：
伴隨著世界海洋開發(fā)熱潮的到來，海洋工程裝備業(yè)日新月異。傳統(tǒng)的甲板機(jī)械已經(jīng)無法滿足作業(yè)的需要。單純的滿足一個作業(yè)需求的甲板機(jī)械逐漸被集成化、智能化的特種甲板機(jī)械所取代。歐洲典型的甲板機(jī)械公司如英國R0LL-R0YCE公司、德國HATLAPA公司、德國NMF公司、挪威TTS公司、挪威Aker Solutions公司的甲板機(jī)械產(chǎn)品能為海工船、滾裝船、漁船、鉆井平臺等所有船舶與海洋工程裝備配套。這些公司通過對傳統(tǒng)甲板機(jī)械的集成化、智能化創(chuàng)新，牢牢地掌控了其核心裝備的研發(fā)和生產(chǎn)。
與多功能機(jī)械手相關(guān)的國外幾家公司的產(chǎn)品是在傳統(tǒng)的船用液壓起重機(jī)基礎(chǔ)上通過集成特種作業(yè)裝置形成的甲板作業(yè)系統(tǒng)核心部件，下面對幾個主要公司的產(chǎn)品進(jìn)行介紹
(I)英國R0LL-R0YCE公司的自行式液壓操錨吊
R0LL-R0YCE公司開發(fā)的自行式液壓操錨吊主要用于海洋工程船舶上，用于收放錨、浮標(biāo)等作業(yè)。對于船員來講，傳統(tǒng)的錨鏈?zhǔn)辗抛鳂I(yè)及錨鏈整理是非常危險的，在惡劣海況時尤甚。該系統(tǒng)的核心是在船舷兩側(cè)布置了行走式液壓折臂吊，每套折臂吊上有兩個工作臂，其中一個工作臂帶有多功能機(jī)械手，具有配合錨作業(yè)、抓取浮標(biāo)和無張力纜繩等功能。該自行式液壓操錨吊有以下特點a具有自行功能；b機(jī)械手有兩個工作臂，具有操錨作業(yè)/操纜作業(yè)和起重功能；c無線遙控操縱功能船員可以利用無線遙控設(shè)備，在安全的區(qū)域進(jìn)行收錨鏈、纜索等作業(yè)，使得在惡劣海況下作業(yè)的安全性得到了很大的提高；d雙機(jī)聯(lián)動作業(yè)對于一些復(fù)雜的作業(yè)，如收浮標(biāo)等，可以利用雙機(jī)聯(lián)合作業(yè)完成。(2) ODIM公司的安全錨作業(yè)系統(tǒng)
ODIM公司推出的安全錨作業(yè)系統(tǒng)(safe anchor handling system 一 SAHS)。該系統(tǒng)中的核心設(shè)備也是帶有可快換式作業(yè)裝置的自行式液壓折臂吊，該折臂吊由公司下屬的ABAS公司開發(fā)，其功能與R0LL-R0YCE公司的產(chǎn)品類似，但是其功能簡化只有一個工作臂，且主要為起重功能。(3)麥基嘉集團(tuán)Hydramarine公司的甲板作業(yè)機(jī)械手
為了提高甲板作業(yè)安全，麥基嘉集團(tuán)開發(fā)的系統(tǒng)稱之為甲板作業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)(deckhandling manipulator system 一 DHMS),該系統(tǒng)中的核心設(shè)備也是自行式液壓折臂吊。作為世界船舶配套技術(shù)的發(fā)源地，歐洲形成了較為完備的船舶配套產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)體系，并通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，牢牢把握著世界配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。這些新型的甲板機(jī)械與傳統(tǒng)的甲板機(jī)械有機(jī)組合構(gòu)成了新型的甲板作業(yè)系統(tǒng)。上述甲板作業(yè)設(shè)備造價高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還無法在高海況下完成操錨、拖纜、起吊等多功能海上作業(yè)。隨著中國海洋工程的高速發(fā)展，對海洋工程裝備配套設(shè)備的要求也越來越高。相對于船舶工程裝備配套設(shè)備，其科技含量高、附加值高、模塊化程度高等特點更加明顯。根據(jù)中國船舶工業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2006-2015年)，要大力發(fā)展海洋工程裝備，屆時海洋工程船舶的需求將大大增加，其中份額占最大的是多用途工作船(操錨、運輸、拖帶、支持等功能)，其關(guān)鍵設(shè)備是需要一種布置在艉部作業(yè)區(qū)兩舷的多功能機(jī)械手，可以安全便捷地完成操錨、拖纜、起吊等功能，大大降低了海上作業(yè)的危險性。另外，近幾年隨著海上救助打撈需求的不斷提高，對海上救撈裝備的要求也日新月異。中國交通部救撈系統(tǒng)提出了“人員精干、裝備精良、技術(shù)精湛，在關(guān)鍵時刻能起關(guān)鍵作用”總體發(fā)展目標(biāo)，到2020年，救撈系統(tǒng)要基本建成“全方位覆蓋、全天候運行、快速反應(yīng)、救助有效”的國家現(xiàn)代化海上救助打撈力量，要深入開展救撈科技研發(fā)工作，機(jī)械手適時應(yīng)用創(chuàng)造了有利契機(jī)。中國的海上漁業(yè)近幾年不斷發(fā)展，正逐步從近海向遠(yuǎn)洋邁進(jìn)，漁業(yè)作業(yè)設(shè)備的需求越來越多，迫切需要一種新型的、多功能的設(shè)備來促進(jìn)漁業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。伴隨著我國的海洋開發(fā)計劃的深入實施，海洋工程、海上救助打撈和漁業(yè)等行業(yè) 的專用設(shè)備需求不斷增加，多功能機(jī)械手的開發(fā)和使用具有非常廣闊的前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決多用途工作船集成起重、拖纜、操錨、絞索釋放、夾持專用屬具、甲板面上繩纜/錨鏈拖帶等作業(yè)的技術(shù)問題，而提供一種固定式多功能機(jī)械手。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種固定式多功能機(jī)械手，由機(jī)械設(shè)備、存放架、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)組成，機(jī)械設(shè)備包括底座總成、回轉(zhuǎn)塔身、主臂、主臂變幅油缸、多功能頭、多功能頭收放油缸、多功能臂、工作臂變幅油缸、起重臂，底座總成與回轉(zhuǎn)塔身采用底座總成上的回轉(zhuǎn)支承軸承連接，回轉(zhuǎn)塔身上部活動鉸接主臂，主臂前端分別活動鉸接起重臂和多功能臂，多功能臂前端裝有多功能頭，主臂與回轉(zhuǎn)塔身之間活動連接主臂變幅油缸，主臂與多功能臂及起重臂之間活動連接工作臂變幅油缸，多功能臂與多功能頭之間活動連接多功能頭收放油缸，起重臂上安裝用于起吊的起升絞車和用于鉤取無張力纜繩的拖纜鉤及拖纜鉤油缸。多功能頭包括多功能回轉(zhuǎn)頭、回轉(zhuǎn)減速箱、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，多功能回轉(zhuǎn)頭通過回轉(zhuǎn)減速箱與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，多功能回轉(zhuǎn)頭兩側(cè)分別裝有一個多功能頭擺動油缸，用于實現(xiàn)圍繞減速箱與上部的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接軸的擺動動作；回轉(zhuǎn)減速箱的蝸桿端安裝有多功能頭回轉(zhuǎn)馬達(dá)，用于驅(qū)動蝸桿轉(zhuǎn)動，并通過蝸輪傳遞旋轉(zhuǎn)動作到多功能頭下部的多功能回轉(zhuǎn)頭上；多功能回轉(zhuǎn)頭下部還裝有錨鏈活動夾頭及錨鏈夾緊油缸，夾繩裝置及二個鋼索夾緊油缸，鋼索夾具收放油缸，其中夾繩裝置及二個鋼索夾緊油缸用于推動夾繩裝置內(nèi)的滑動夾繩塊沿繩索夾具座上導(dǎo)向板本體方向滑動，實現(xiàn)多功能頭夾持鋼索動作；鋼索夾具收放油缸用于推動導(dǎo)向板本體擺出和收回，實現(xiàn)鋼索的順利抓取；錨鏈夾緊油缸用于推動錨鏈活動夾頭沿錨鏈夾具連接塊鉸接的方向擺動直至油缸達(dá)到夾持位置實現(xiàn)夾持錨鏈動作。液壓系統(tǒng)由液壓泵組、操縱閥組、蓄能器閥組成，液壓泵組通過操縱閥組分別連接多功能頭擺動油缸，多功能頭回轉(zhuǎn)馬達(dá)，錨鏈夾緊油缸，鋼索夾緊油缸，鋼索夾具收放油缸，主臂變幅油缸，工作臂變幅油缸，多功能頭收放油缸，拖纜鉤油缸，起升絞車中的回轉(zhuǎn)馬達(dá)，回轉(zhuǎn)塔身中的回轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)。
電控系統(tǒng)由啟動箱、中間箱、操縱臺、聲光報警器、遙控器組成，啟動箱中的控制繼電器和24V開關(guān)電源連接操縱臺的主控制器，主控制器經(jīng)回轉(zhuǎn)塔身上的電滑環(huán)連接中間箱的力限器主機(jī)，力限器主機(jī)分別接收回轉(zhuǎn)塔身及起升絞車編碼器信號、主臂及基座、起重臂、多功能臂傾角信號以及主變幅油缸壓力信號，擴(kuò)展模塊一接收多功能頭回轉(zhuǎn)及擺動到位信號并傳輸給主控制器，主控制器分別通過擴(kuò)展模塊一和擴(kuò)展模塊二輸出控制信號給多路比例閥，比例減壓閥，電磁換向閥；多路比例閥分別連接主臂變幅油缸，工作臂變幅油缸，多功能頭收放油缸，起升絞車中的回轉(zhuǎn)馬達(dá)，回轉(zhuǎn)塔身中的回轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)；比例減壓閥分別連接錨鏈夾緊油缸，鋼索夾緊油缸，電磁換向閥分別連接多功能頭擺動油缸、多功能頭回轉(zhuǎn)馬達(dá)、鋼索夾具收放油缸、拖纜鉤油缸、錨鏈夾緊油缸、鋼索夾緊油缸，用于實現(xiàn)多功能頭的左/右轉(zhuǎn)、左/右擺動、鋼索夾具收/放、拖纜鉤開/合、錨鏈夾具夾/放、鋼索夾具夾/放。本發(fā)明的有益效果
作為高集成度的固定式多功能機(jī)械手，不僅集成了拖帶、夾持錨鏈/鋼索、甲板起重等傳統(tǒng)單一作業(yè)，還增加了鉤取無張力纜繩、雙機(jī)協(xié)調(diào)作業(yè)等新型功能。在船舶、海工裝備配 套上為甲板作業(yè)提供了新型的設(shè)備組合方式。該多功能機(jī)械手能替代過去甲板上人工操作錨鏈/繩纜拖帶工作，人工釋放鋼索絞盤絞緊的鋼索等極高危險性作業(yè)，并且通過電控的遙控技術(shù)可以更加方便操作。固定式多功能機(jī)械手，不僅具備了集成多種甲板作業(yè)，而且采用遙控技術(shù)擴(kuò)展了作業(yè)視野、作業(yè)更加安全可靠。固定式多功能機(jī)械手是人類在進(jìn)行海洋平臺、工程船舶、海面救援等作業(yè)時，為了保證人員的安全和方便快捷的完成各種作業(yè)而發(fā)展出來的一種特殊的甲板機(jī)械。能夠完成操錨、拖纜、起吊、打撈等多種復(fù)雜的工作，對工作環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)的集成度非常高。


圖I是本發(fā)明的機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意 圖2是多功能頭結(jié)構(gòu)意 圖3是本發(fā)明的液壓原理 圖4是本發(fā)明的電控原理框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖I至圖4所示，本發(fā)明的固定式多功能機(jī)械手，由機(jī)械設(shè)備、存放架、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。固定式多功能機(jī)械手為雙折臂、雙工作臂、電液驅(qū)動的船舶甲板機(jī)械。固定式多功能機(jī)械手分別布置在船舷兩側(cè)，左、右兩臺設(shè)備工作范圍重疊區(qū)域越大，為多功能機(jī)械手雙機(jī)聯(lián)動操作帶來的便利越大。為此，固定式多功能機(jī)械手工作范圍空間的覆蓋程度對多功能機(jī)械手的使用廣泛性具有決定性作用。采用最大變幅長度為12m的固定式多功能機(jī)械手雙機(jī)重疊的工作范圍最大寬度在Ilm左右，適合在甲板作業(yè)區(qū)中進(jìn)行雙機(jī)聯(lián)動協(xié)調(diào)作業(yè)。多功能機(jī)械手的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是臂架和底座，根據(jù)船舶起重機(jī)設(shè)計規(guī)范分別對臂架、回轉(zhuǎn)塔身、固定底座進(jìn)行強(qiáng)度、剛度計算，并對主臂和固定底座進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，不僅減輕設(shè)備總體重量，而且也總結(jié)出底座與臂架的形變對系統(tǒng)的影響、提高設(shè)備的適應(yīng)性和可靠性。傳統(tǒng)的測量均為在臂架上直接取力，對于雙工作臂的多功能機(jī)械手而言，直接取力模型過于復(fù)雜?，F(xiàn)在采用測量主臂變幅油缸的油壓和各臂架組合的技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)力及力矩測量，不僅簡化了雙臂測量系統(tǒng)，而且可以根據(jù)產(chǎn)品系列要求進(jìn)行力學(xué)模型參數(shù)調(diào)整與修正，達(dá)到一體化設(shè)計要求。測量系統(tǒng)可以顯示系統(tǒng)的變幅狀態(tài)以及重物重量和多功能機(jī)械手的傾覆力矩，并在系統(tǒng)額定載荷的95%發(fā)出報警信號，在系統(tǒng)額定載荷的100% 110%之間自動切斷向加重載荷方向動作。多功能機(jī)械手的驅(qū)動采用的是液壓驅(qū)動方式，動力部分采用電動機(jī)帶動負(fù)載敏感泵，可以對負(fù)載壓力進(jìn)行自適應(yīng)?？刂品绞讲捎秒娨罕壤刂?，由電信號控制各個比例閥的動作，當(dāng)流量超過額定值時，各輸出流量按控制的比例同步下降，保證每個動作可靠。執(zhí)行 機(jī)構(gòu)主要是實現(xiàn)各個部分運動的油缸或馬達(dá)。
操作采用機(jī)旁控制臺操作和遙控兩種方式，實現(xiàn)功能控制和緊急停止。遙控器在正常工作情況下每秒可連續(xù)發(fā)送15條以上的指令，在左右舷同時工作時采用“接管-釋放”模式允許多點操作和協(xié)調(diào)作業(yè)。如圖I所示，機(jī)械手包括底座總成I、回轉(zhuǎn)塔身2、主臂3、主臂變幅油缸4、多功能頭5、多功能頭收放油缸6、多功能臂7、工作臂變幅油缸8、起重臂9等。底座總成I與回轉(zhuǎn)塔身2采用底座總成上的回轉(zhuǎn)支承軸承連接，回轉(zhuǎn)塔身2上部活動鉸接主臂3，主臂前端分別活動鉸接起重臂9和多功能臂7，多功能臂7前端裝有多功能頭5，主臂3與回轉(zhuǎn)塔身2之間活動連接主臂變幅油缸4，主臂3與多功能臂7及起重臂9之間活動連接工作臂變幅油缸8，多功能臂7與多功能頭5之間活動連接多功能頭收放油缸6，起重臂9上安裝用于起吊的起升絞車21和用于鉤取無張力纜繩的拖纜鉤及拖纜鉤油缸20。如圖2所示，多功能頭5包括多功能回轉(zhuǎn)頭10、回轉(zhuǎn)減速箱11、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)12，多功能回轉(zhuǎn)頭10通過回轉(zhuǎn)減速箱11與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)12連接，多功能回轉(zhuǎn)頭10的兩側(cè)分別裝有一個多功能頭擺動油缸15，用于實現(xiàn)圍繞減速箱與上部的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接軸的擺動動作；回轉(zhuǎn)減速箱11的蝸桿端安裝有多功能頭回轉(zhuǎn)馬達(dá)14，用于驅(qū)動蝸桿轉(zhuǎn)動，并通過蝸輪傳遞旋轉(zhuǎn)動作到多功能頭下部的多功能回轉(zhuǎn)頭10上；多功能回轉(zhuǎn)頭下部還裝有錨鏈活動夾頭及錨鏈夾緊油缸16，二個鋼素夾緊油缸17，用于推動滑動夾繩塊沿導(dǎo)向板本體方向滑動，實現(xiàn)多功能頭夾持鋼索動作和鋼索夾具收放油缸18，用于推動導(dǎo)向板本體擺出和收回，實現(xiàn)鋼索的順利抓取。多功能頭動作分別為a多功能頭收放動作；b多功能頭擺動動作；c多功能頭旋轉(zhuǎn)動作；d多功能頭下部夾錨鏈的夾緊/放松；e夾鋼索的夾緊/放松和收緊/放出。為實現(xiàn)多功能頭動作，采用了不同形式的油缸和馬達(dá)進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合
a多功能頭收放動作多功能頭收放油缸6 —端鉸接在多功能臂7上，一端鉸接在多功能頭5上部翻轉(zhuǎn)支架的撐桿上軸上，翻轉(zhuǎn)架、連桿組、撐桿組、多功能臂組成了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，通過多功能頭收放油缸6推動使翻轉(zhuǎn)架帶動整個多功能頭5繞連接軸旋轉(zhuǎn)；多功能頭收放油缸6在最大行程時達(dá)到收起/存放狀態(tài)，最小行程時，多功能頭達(dá)到最大工作位置；b多功能頭擺動動作采用一對并聯(lián)的多功能頭擺動油缸15分別布置在多功能頭的兩側(cè)，中部鉸接在翻轉(zhuǎn)架上，活塞桿端連接在回轉(zhuǎn)減速箱的上蓋上，油缸動作從而使減速箱及多功能回轉(zhuǎn)頭繞減速箱連接軸向兩側(cè)方向擺動；
c多功能頭旋轉(zhuǎn)動作采用安裝在回轉(zhuǎn)減速箱蝸桿端的擺線馬達(dá)14驅(qū)動蝸桿轉(zhuǎn)動，并通過蝸輪傳遞旋轉(zhuǎn)動作到多功能頭下部的多功能回轉(zhuǎn)頭上；回轉(zhuǎn)減速箱的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)將馬達(dá)的轉(zhuǎn)速降低到工作轉(zhuǎn)速，保證動作運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；下部的液壓油缸采用安裝在減速箱下端的液壓滑環(huán)進(jìn)行輸送液壓介質(zhì)；
d多功能頭下部錨鏈夾具的夾緊/放松是采用錨 鏈夾緊油缸16推動錨鏈活動夾頭沿錨鏈夾具連接塊鉸接的方向擺動直至油缸達(dá)到夾持位置實現(xiàn)夾持錨鏈動作；
e兩個鋼索夾緊油缸17推動滑動夾繩塊沿繩索夾具座上的導(dǎo)向板方向滑動，從而使滑動夾繩塊到達(dá)夾持位置實現(xiàn)多功能頭夾持鋼索動作；安裝在多功能回轉(zhuǎn)頭上的鋼索夾具收放油缸18可推動夾繩裝置擺出和收回，實現(xiàn)鋼索的順利抓取和釋放。如圖3所示，液壓系統(tǒng)由液壓泵組、操縱閥組、蓄能器閥組成，液壓泵組通過操縱閥組分別連接多功能頭擺動油缸15，多功能頭回轉(zhuǎn)馬達(dá)14，錨鏈夾緊油缸16，鋼素夾緊油缸17，鋼索夾具收放油缸18，主臂變幅油缸4，多功能臂變幅油缸8，多功能頭收放油缸6，拖纜鉤油缸20，起升絞車21中的回轉(zhuǎn)馬達(dá)。如圖4所示，電控系統(tǒng)由啟動箱30、中間箱31、操縱臺32、聲光報警器、遙控器33組成。啟動箱30中的控制繼電器和24V開關(guān)電源連接操縱臺32的主控制器，主控制器經(jīng)回轉(zhuǎn)塔身上的電滑環(huán)連接中間箱31的力限器主機(jī)，力限器主機(jī)分別接收回轉(zhuǎn)塔身及起升絞車編碼器信號、主臂及基座、起重臂、多功能臂傾角信號以及主變幅油缸壓力信號，擴(kuò)展模塊一接收多功能頭回轉(zhuǎn)及擺動到位信號后并傳輸給主控制器，主控制器分別通過擴(kuò)展模塊一和擴(kuò)展模塊二輸出控制信號給多路比例閥，比例減壓閥，電磁換向閥；多路比例閥分別連接主臂變幅油缸4，工作臂變幅油缸8，多功能頭收放油缸6，起升絞車21中的回轉(zhuǎn)馬達(dá)，回轉(zhuǎn)塔身中的回轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)。比例減壓閥分別連接錨鏈夾緊油缸16，鋼索夾緊油缸17，電磁換向閥分別連接多功能頭擺動油缸15、多功能頭回轉(zhuǎn)馬達(dá)14、鋼索夾具收放油缸18、拖纜鉤油缸20、錨鏈夾緊油缸16、鋼索夾緊油缸17，用于實現(xiàn)多功能頭5的左/右轉(zhuǎn)、左/右擺動、鋼索夾具收/放、拖纜鉤開/合、錨鏈夾具夾/放、鋼索夾具夾/放。固定式多功能機(jī)械手采用的負(fù)載敏感泵與負(fù)載敏感多路閥與電子操作系統(tǒng)協(xié)同控制的精確的、可調(diào)的負(fù)載敏感控制系統(tǒng)。這種負(fù)載感應(yīng)式柱塞泵與負(fù)載敏感控制閥的組合使用，將負(fù)載傳感油路引入到泵的變量機(jī)構(gòu)，使泵的輸出壓力隨負(fù)載壓力的升高而升高(始終為較小的固定壓差)，使泵的輸出流量與系統(tǒng)的實際需要流量相等，使整個液壓系統(tǒng)具有根據(jù)載荷情況提供作需壓力-流量的特性，此即負(fù)載敏感系統(tǒng)的基本功能。各種類型的傳感器可為微處理器提供反饋信息，微處理器進(jìn)行偏差比較及處理后輸出控制電流給比例電磁控制閥，其控制作用使得負(fù)載敏感變量泵根據(jù)作動器的需求按比例提供準(zhǔn)確的壓力和流量。負(fù)載敏感控制系統(tǒng)的功率損耗較低，效率遠(yuǎn)高于常規(guī)液壓系統(tǒng)。高效率、功率損失小意味著燃料的節(jié)省以及液壓系統(tǒng)較低的發(fā)熱量。流量比例分配功能的目的是當(dāng)負(fù)載使用流量超出主泵系統(tǒng)提供流量時，程序自動按比例的減少各負(fù)載流量消耗量，使總流量維持在泵額定流量范圍內(nèi)。避免人為操縱對主泵系統(tǒng)的影響，起到超載保護(hù)的作用。同時使負(fù)載執(zhí)行機(jī)構(gòu)都有動作能力，流量不會都流向較輕負(fù)載，造成重載端停滯。因為這種有操作而無動作的現(xiàn)象存在一定危險性，應(yīng)避免出現(xiàn)。多功能機(jī)械手各動作均采用液壓驅(qū)動方式且每個作業(yè)均為多動作組合，當(dāng)動作的實現(xiàn)需要超出油泵最大排量時采用獨立流量分配技術(shù)，并利用負(fù)載敏感泵以滿足不同動作的不同壓力需求。型號為HMF-3012-M的固定式多功能機(jī)械手技術(shù)參數(shù)
a)型式雙折臂、雙工作臂、箱式結(jié)構(gòu)
b)驅(qū)動型式電動機(jī)-液壓驅(qū)動
c)主電機(jī)功率55kW/380V ； d)額定起重量3t ；
e)起重臂最大工作半徑 12m ；
f)起重臂最小工作半徑 4m
g)起重臂最大起升高度30m ；
h)起重臂最大起升速度30m/min ；
i)多功能臂安全工作負(fù)荷20kN ； j) 回轉(zhuǎn)角度360° ;
k) 回轉(zhuǎn)速度lr/min ;
I) 工作傾角縱傾5° /橫傾2°。固定式多功能機(jī)械手作為特殊甲板機(jī)械，解決了以下技術(shù)問題
a)集成起重、拖纜、操錨、絞索釋放、夾持專用屬具、甲板面上繩纜拖帶等作業(yè)；
b)在各回轉(zhuǎn)及變幅的環(huán)節(jié)應(yīng)保證液壓介質(zhì)的輸送；
c)控制信號傳輸準(zhǔn)確、有效、操控與動作實現(xiàn)要準(zhǔn)確無誤；
通過電控的遙控技術(shù)可以更加方便操作，保證雙機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)動。
權(quán)利要求
1.一種固定式多功能機(jī)械手，由機(jī)械設(shè)備、存放架、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)組成，其特征在于所述機(jī)械設(shè)備包括底座總成(I)、回轉(zhuǎn)塔身(2)、主臂(3)、主臂變幅油缸(4)、多功能頭(5)、多功能頭收放油缸(6)、多功能臂(7)、工作臂變幅油缸(8)、起重臂(9)，底座總成(I)與回轉(zhuǎn)塔身(2)采用底座總成上的回轉(zhuǎn)支承軸承連接，回轉(zhuǎn)塔身(2)上部活動鉸接主臂(3)，主臂(3)前端分別活動鉸接起重臂(9)和多功能臂(7)，多功能臂(7)前端裝有多功能頭(5)，主臂(3)與回轉(zhuǎn)塔身(2)之間活動連接主臂變幅油缸(4)，主臂(3)與多功能臂(7)及起重臂(9)之間活動連接工作臂變幅油缸(8)，多功能臂(7)與多功能頭(5)之間活動連接多功能頭收放油缸(6)，起重臂(9)上安裝用于起吊的起升絞車(21)和用于鉤取無張力纜繩的拖纜鉤及拖纜鉤油缸(20 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定式多功能機(jī)械手，其特征在于所述多功能頭(5)包括多功能回轉(zhuǎn)頭(10)、回轉(zhuǎn)減速箱(11 )、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(12)，多功能回轉(zhuǎn)頭(10)通過回轉(zhuǎn)減速箱(II)與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(12)連接，多功能回轉(zhuǎn)頭(10)兩側(cè)分別裝有一個多功能頭擺動油缸(15)，用于實現(xiàn)圍繞減速箱與上部的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接軸的擺動動作；回轉(zhuǎn)減速箱(11)的蝸桿端安裝有多功能頭回轉(zhuǎn)馬達(dá)(14)，用于驅(qū)動蝸桿轉(zhuǎn)動，并通過蝸輪傳遞旋轉(zhuǎn)動作到多功能頭下部的多功能回轉(zhuǎn)頭(10)上；多功能回轉(zhuǎn)頭(10)下部還裝有錨鏈活動夾頭及錨鏈夾緊油缸(16)，夾繩裝置及二個鋼索夾緊油缸(17)，鋼索夾具收放油缸(18)，其中夾繩裝置及二個鋼索夾緊油缸(17)用于推動夾繩裝置內(nèi)的滑動夾繩塊沿繩索夾具座上導(dǎo)向板本體方向滑動，實現(xiàn)多功能頭夾持鋼索動作；鋼索夾具收放油缸(18)用于推動導(dǎo)向板本體擺出和收回，實現(xiàn)鋼索的順利抓取；錨鏈夾緊油缸(16)用于推動錨鏈活動夾頭沿錨鏈夾具連接塊鉸接的方向擺動直至油缸達(dá)到夾持位置實現(xiàn)夾持錨鏈動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定式多功能機(jī)械手，其特征在于所述液壓系統(tǒng)由液壓泵組、操縱閥組、蓄能器閥組成，液壓泵組通過操縱閥組分別連接多功能頭擺動油缸(15)，多功能頭回轉(zhuǎn)馬達(dá)(14)，錨鏈夾緊油缸(16)，鋼索夾緊油缸(17)，鋼索夾具收放油缸(18)，主臂變幅油缸(4)，工作臂變幅油缸(8)，多功能頭收放油缸(6)，拖纜鉤油缸(20)，起升絞車(21)中的回轉(zhuǎn)馬達(dá)，回轉(zhuǎn)塔身(2)中的回轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定式多功能機(jī)械手，其特征在于所述電控系統(tǒng)由啟動箱(30)、中間箱(31)、操縱臺(32)、聲光報警器、遙控器(33)組成，啟動箱(30)中的控制繼電器和24V開關(guān)電源連接操縱臺(32)的主控制器，主控制器經(jīng)回轉(zhuǎn)塔身(2)上的電滑環(huán)連接中間箱(31)的力限器主機(jī)，力限器主機(jī)分別接收回轉(zhuǎn)塔身及起升絞車編碼器信號、主臂及基座、起重臂、多功能臂傾角信號以及主變幅油缸壓力信號，擴(kuò)展模塊一接收多功能頭回轉(zhuǎn)及擺動到位信號并傳輸給主控制器，主控制器分別通過擴(kuò)展模塊一和擴(kuò)展模塊二輸出控制信號給多路比例閥，比例減壓閥，電磁換向閥；多路比例閥分別連接主臂變幅油缸(4)，工作臂變幅油缸(8)，多功能頭收放油缸(6)，起升絞車(21)中的回轉(zhuǎn)馬達(dá)，回轉(zhuǎn)塔身中的回轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)；比例減壓閥分別連接錨鏈夾緊油缸(16)，鋼索夾緊油缸(17)，電磁換向閥分別連接多功能頭擺動油缸(15)、多功能頭回轉(zhuǎn)馬達(dá)(14)、鋼索夾具收放油缸(18)、拖纜鉤油缸(20)、錨鏈夾緊油缸(16)、鋼索夾緊油缸(17)，用于實現(xiàn)多功能頭(5)的左/右轉(zhuǎn)、左/右擺動、鋼索夾具收/放、拖纜鉤開/合、錨鏈夾具夾/放、鋼索夾具夾/放。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固定式多功能機(jī)械手，由機(jī)械設(shè)備、存放架、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)組成，機(jī)械設(shè)備中的底座總成與回轉(zhuǎn)塔身采用底座總成上的回轉(zhuǎn)支承軸承連接，回轉(zhuǎn)塔身上部活動鉸接主臂，主臂前端分別活動鉸接起重臂和多功能臂，多功能臂前端裝有多功能頭，主臂與回轉(zhuǎn)塔身之間活動連接主臂變幅油缸，主臂與多功能臂及起重臂之間活動連接工作臂變幅油缸，多功能臂與多功能頭之間活動連接多功能頭收放油缸，起重臂上安裝用于起吊的起升絞車和用于鉤取無張力纜繩的拖纜鉤及拖纜鉤油缸。本發(fā)明能夠完成操錨、拖纜、起吊、打撈等多種復(fù)雜的工作，對工作環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，集成化和智能化程度非常高。
文檔編號B66C23/82GK102807165SQ20121027155
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者何秋生, 王煒, 姜劍勇, 徐浩剛, 劉聰 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七0四研究所