CN102923562B - 摆杆控制式外张自动吊具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摆杆控制式外张自动吊具，包括吊装单元、控制单元与执行单元，控制单元包括与吊装单元相连接的空心轴（5），空心轴（5）的两侧设置摆轴（7），摆轴（7）的两端设置摆杆（9），摆杆（9）的下端通过凸轮销（10）与凸轮槽板（11）相连接，凸轮槽板（11）上设置凹槽，凸轮销（10）的自由端头位于凸轮槽板（11）的凹槽内，在凸轮槽板（11）的下方设置用于控制执行单元的抓钩拨动器（12）。本发明仅通过在竖直方向上提和下落的操作便可实现抓牢重物及脱开重物，既避免了在吊装过程中需要人员进入热室进行辅助操作的危险性，保障了人员的人身安全，又提高了工作效率，具有操作便捷、可靠性高及使用寿命长的特点。

Description

摆杆控制式外张自动吊具
技术领域
本发明涉及一种核工程领域中应用的针对具有相同接口形式重物的自动吊具，主要用于在人员无法辅助吊装操作的情况下，以上提及下落的方式自动完成起吊、搬运及安放相应重物的操作。
背景技术
在核工程领域中，具有较高放射性的物质的生产及处理过程是在热室中进行的。由于热室中具有较高的放射性，人员无法进入热室利用吊车、钢丝绳等吊装工具对重物进行起吊、搬运及安放等操作。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明目的是提供一种在热室中对带有竖直向上内法兰接口的重物进行自动起吊、搬运及安放等操作的自动吊具。该自动吊具仅通过在竖直方向上提和下落的操作便可实现抓牢重物及脱开重物，既避免了在吊装过程中需要人员进入热室进行辅助操作的危险性，保障了人员的人身安全，又提高了工作效率。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下所描述：
一种摆杆控制式外张自动吊具，包括吊装单元、控制单元与执行单元，其特征在于：所述控制单元包括与吊装单元相连接的空心轴，空心轴的两侧设置摆轴，摆轴的两端设置摆杆，摆杆的下端通过凸轮销与凸轮槽板相连接，凸轮槽板上设置凹槽，凸轮销的自由端头位于凸轮槽板的凹槽内，在凸轮槽板的下方设置用于控制执行单元的抓钩拨动器。
进一步，在所述空心轴的中轴线上固定连接销轴，在空心轴的内部设置提杆，提杆上设置竖直方向的滑槽，销轴位于滑槽内。
进一步，所述执行单元包括设置在所述抓钩拨动器下方的抓钩支撑架，抓钩支撑架上活动连接与抓钩拨动器相适配的抓钩，提杆穿过抓钩拨动器固定在抓钩支撑架上。
进一步，所述抓钩拨动器与抓钩支撑架之间设置导向销。
进一步，所述抓钩的上部设置异形槽，抓钩拨动器的两端设有抓钩拨动销，抓钩拨动销置于异形槽内。
进一步，所述抓钩通过转轴与抓钩支撑架相连接。
进一步，所述吊装单元包括吊把，吊把的两端设置垂直向下的吊臂，在吊臂的下端内侧设置轴承座，控制单元通过空心轴固定在吊装单元的轴承座上。
再进一步，所述吊装单元在吊把与吊臂的夹角间设置导向板。
本发明的有益效果如下：本发明采用外张式的抓钩抓牢重物，并采用固定在摆杆上的凸轮销在凸轮槽板的凹槽内周期性地滑动来控制抓钩的张开与闭合，从而实现在热室内无需人为干预的情况下，对相应重物进行自动起吊、搬运及安放等操作，因此具有以下有益效果：
1、操作便捷
只需利用吊车吊起本自动吊具进行简单的升降操作即可实现抓牢及脱开重物的操作，无需人员辅助操作；
2、可靠性高
本发明采用纯机械结构，无电动驱动装置等易损部件，抓钩对抓钩拨动器的反作用力沿水平方向，不会因抓钩拨动器上下跳动而引起凸轮销脱离a、c位置，因此可以锁定张开及收回状态；
3、使用寿命长
在起吊后，重物的重量完全由承重零件承担，控制单元的零部件不受力，大大降低了凸轮销与凸轮槽间的磨损。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为控制单元正面示意图；
图3为一个操作周期内控制单元与执行单元的状态对照流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行描述。
本发明针对具有相同接口形式的重物提出了一种自动吊具。这种自动吊具可自动完成抓住重物及脱开重物等操作，采用外张式的抓钩抓牢重物，并采用固定在摆杆上的凸轮销在凸轮槽板的凹槽内周期性地滑动来控制抓钩的张开与闭合，从而实现在热室内无需人为干预的情况下，对相应重物进行自动起吊、搬运及安放等操作。
如图1所示，本发明的摆杆控制式外张自动吊具，包括吊装单元、控制单元与执行单元，控制单元包括与吊装单元相连接的空心轴5，空心轴5的两侧设置摆轴7，摆轴7的两端设置摆杆9，摆杆9的下端通过凸轮销10与凸轮槽板11相连接，凸轮槽板11上设置凹槽，凸轮销10的自由端头位于凸轮槽板11的凹槽内，在凸轮槽板11的下方设置用于控制执行单元的抓钩拨动器12。在空心轴5的中轴线上固定连接销轴8，在空心轴5的内部设置提杆6，提杆6上设置竖直方向的滑槽，销轴8位于滑槽内。
执行单元包括设置在所述抓钩拨动器12下方的抓钩支撑架15，抓钩支撑架15上活动连接与抓钩拨动器12相适配的抓钩16，提杆6穿过抓钩拨动器12固定在抓钩支撑架15上。抓钩16的上部设置异形槽，抓钩拨动器12的两端设有抓钩拨动销13，抓钩拨动销13置于异形槽内。抓钩拨动器12与抓钩支撑架15之间设置导向销18，抓钩16通过转轴14与抓钩支撑架15相连接。
吊装单元包括吊把1，吊把1的两端设置垂直向下的吊臂3，在吊把1与吊臂3的夹角间设置导向板2，在吊臂3的下端内侧设置轴承座4，控制单元通过空心轴5固定在吊装单元的轴承座4上。
在一个实施例中，本发明由吊装单元、控制单元和执行单元三部分组成，吊装单元主要由吊把1、导向板2、吊臂3及轴承座4组成。其作用是将本发明的自动吊具悬挂在热室吊车的吊钩上，进行升降及搬运操作。其中，导向板2的作用是在远距离操作热室吊车的情况下，方便吊车的吊钩顺利勾住吊把1，并防止在起吊过程中吊钩因在吊把上窜动而导致自动吊具倾斜。
控制单元主要由空心轴5、摆轴7、摆杆9、销轴8、凸轮销10、凸轮槽板11、提杆6及抓钩拨动器12等部分组成。其作用是控制自动吊具的抓钩6张开和收回，以及控制抓钩6处于保持张开和收回的状态。当热室吊车吊着自动吊具周期性地做上提和下落操作时，由于凸轮槽板11固定在抓钩拨动器12上，空心轴5通过摆杆9带动凸轮销10在凸轮槽板的凹槽中做周期性的滑动，使凸轮销10处于凸轮槽板11的凹槽内的不同高度位置，因此能使抓钩拨动器12与抓钩支撑架15产生沿竖直方向的相对运动。抓钩拨动器12向上运动可拨动抓钩16收回，向下运动可拨动抓钩16张开。
执行单元主要由抓钩16、抓钩支撑架15及转轴14等部分组成。其作用是利用抓钩16的张开与收回动作来完成对重物的抓牢与脱开操作。转轴14固定在抓钩支撑架15上，抓钩16开有异形槽，在抓钩拨动器12上下运动的拨动作用下可绕转轴14旋转，从而使抓钩16抓牢或是脱开。
本发明所能起吊的重物接口形式如图1中所示，即带有垂直向上的内法兰端面。该接口上方应无遮挡，并位于重物的最高处，且该类重物的重心最好位于该接口的轴线上，以免重物在起吊后产生倾斜。
本实施例中，吊装单元带动空心轴5，执行单元带动提杆6，如图1、2所示，空心轴5固定在吊装单元上，摆轴7固定在空心轴5侧面，摆杆9绕摆轴7摆动，凸轮销10安装在摆杆9末端，凸轮销10在凸轮槽板的凹槽内滑动，凸轮槽板11固定在抓钩拨动器12上，提杆6穿过抓钩拨动器12固定在执行单元的抓钩支撑架15上，提杆6上开有竖直方向的滑槽，固定在空心轴5的中心轴上的销轴8可在该滑槽中上下滑动，限制提杆6的移动范围，当销轴8位于滑槽最上方时，销轴8提起提杆6并承受提杆6、抓钩16、抓钩支撑架15及重物的重量之和。
根据以上各部分的连接固定关系，当热室吊车吊着自动吊具周期性地做上提和下落操作时，空心轴5最终带动凸轮销10在凸轮槽板的凹槽中周期性的滑动，使凸轮销10处于凸轮槽的不同高度位置。图3表达了一个操作周期内凸轮销10在凸轮槽板的凹槽内的滑动轨迹，一个操作周期包括两次下落和两次上提过程；图3的组图表达了一个操作周期内拨动销13与抓钩16各个阶段的状态：
（1）当凸轮销10处于a位置时，凸轮销10勾住抓钩拨动器12，抓钩16处于保持收回状态，此时自动吊具处于空载状态；
（2）自动吊具接触重物17后，抓钩支撑架15落在重物法兰上，抓钩拨动器12继续下落（H-h）并拨动抓钩16，当抓钩拨动器12接触抓钩支撑架15时，抓钩16被拨动至张开状态；
（3）自动吊具继续下落h，凸轮销10开始从a位置落至b位置，同时销轴8落至提杆6滑槽的最低位置，至此完成第一次下落过程；
（4）自动吊具开始上提，凸轮销10从b位置提升至c位置，此时抓钩拨动器12及抓钩支撑架15仍落在重物法兰上，销轴8已提升至提杆6滑槽的最高位置，即提升H；
（5）自动吊具继续上提，销轴8提起抓钩支撑架15连同落在抓钩支撑架15上的抓钩拨动器12一起上升，抓钩16处于保持张开状态，此时重物17即被吊起，并完成第一次上提过程；
（6）重物17被吊至目标位置后降下，待重物17接触地面后，凸轮销10开始从c位置降至d位置，此时销轴8落至提杆6滑槽的最低位置，即下降H，完成第二次下落过程；
自动吊具上提，凸轮销10开始从d位置升至a位置，吊具上提（H-h），继续上提，凸轮销10提起抓钩拨动器12上升h，同时拨动销13拨动抓钩16至收回状态，继续上提，自动吊具脱离重物法兰，并完成第二次上提过程。至此，完成一个周期内的所有操作。
本发明采用外张式的抓钩抓牢重物，并采用固定在摆杆上的凸轮销在凸轮槽板的凹槽内周期性地滑动来控制抓钩的张开与闭合，从而实现在热室内无需人为干预的情况下，对相应重物进行自动起吊、搬运及安放等操作，因此具有以下有益效果：
1、操作便捷
只需利用吊车吊起本自动吊具进行简单的升降操作即可实现抓牢及脱开重物的操作，无需人员辅助操作；
2、可靠性高
本发明采用纯机械结构，无电动驱动装置等易损部件，抓钩对抓钩拨动器的反作用力沿水平方向，不会因抓钩拨动器上下跳动而引起凸轮销脱离a、c位置，因此可以锁定张开及收回状态；
3、使用寿命长
在起吊后，重物的重量完全由承重零件承担，控制单元的零部件不受力，大大降低了凸轮销与凸轮槽间的磨损。
需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种摆杆控制式外张自动吊具，包括吊装单元、控制单元与执行单元,其特征在于：所述控制单元包括与吊装单元相连接的空心轴(5)，空心轴(5)的两侧设置摆轴(7)，摆轴(7)的两端设置摆杆(9)，摆杆(9)的下端通过凸轮销(10)与凸轮槽板(11)相连接，凸轮槽板(11)上设置凹槽，凸轮销(10)的自由端头位于凸轮槽板(11)的凹槽内，在凸轮槽板(11)的下方设置用于控制执行单元的抓钩拨动器(12)；在所述空心轴(5)的中轴线上固定连接销轴(8)，在空心轴(5)的内部设置提杆(6)，提杆(6)上设置竖直方向的滑槽，销轴(8)位于滑槽内。
2.如权利要求1所述的一种摆杆控制式外张自动吊具，其特征在于：所述执行单元包括设置在所述抓钩拨动器(12)下方的抓钩支撑架(15)，抓钩支撑架(15)上活动连接与抓钩拨动器(12)相适配的抓钩(16)，提杆(6)穿过抓钩拨动器(12)固定在抓钩支撑架(15)上。
3.如权利要求2所述的一种摆杆控制式外张自动吊具，其特征在于：所述抓钩拨动器(12)与抓钩支撑架(15)之间设置导向销(18)。
4.如权利要求3所述的一种摆杆控制式外张自动吊具，其特征在于：所述抓钩(16)的上部设置异形槽，抓钩拨动器(12)的两端设有抓钩拨动销(13)，抓钩拨动销(13)置于异形槽内。
5.如权利要求4所述的一种摆杆控制式外张自动吊具，其特征在于：所述抓钩(16)通过转轴(14)与抓钩支撑架(15)相连接。
6.如权利要求5所述的一种摆杆控制式外张自动吊具，其特征在于：所述吊装单元包括吊把(1)，吊把(1)的两端设置垂直向下的吊臂(3)，在吊臂(3)的下端内侧设置轴承座(4)，控制单元通过空心轴(5)固定在吊装单元的轴承座(4)上。
7.如权利要求6所述的一种摆杆控制式外张自动吊具，其特征在于：所述吊装单元在吊把(1)与吊臂(3)的夹角间设置导向板(2)。
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