CN111389771A - 海洋钢桩清理机具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海洋钢桩清理机具，机架包括上半环支撑面、两层下半环支撑面、通过一个主伸缩液压缸和两个副伸缩液压缸连接，四个夹持装置分别设置于上下半环支撑面上，机架开合锁紧装置包括第一、第二开合支座、一个开合液压缸，开合液压缸通过第二开合支座铰接于两层下半环支撑面中间，旋转装置包括驱动电机和齿轮啮合装置和从动轮，两个驱动电机设置于上半环支撑面上，一组齿轮啮合装置和十六个从动轮位于上半环支撑面下，清理刀具装置包括刀具推进液压缸、刀具装置。本发明解决处于海洋飞溅区海洋钢桩表面污损生物的清理问题，便于拆卸安装及维护保养，为降低海洋钢桩清理的费用，提高海洋钢桩清理的效率提供了保障。

Description

海洋钢桩清理机具

技术领域

本发明涉及一种海洋钢桩清理机具，属于海洋清刷技术领域。

背景技术

近年来，为了开采海洋资源，海上基础设施大量兴建，其中海洋钢桩因所处的环境复杂而受到海中的污损生物的附着。导致每年投入巨大经济成本清除污损生物。清理海洋钢桩上附着的污损生物已经成为广泛关注且具有实际意义的问题。由于海洋钢桩所处浪花飞溅区的特殊位置，这一区域的钢结构受到多种因素影响，导致腐蚀最为严重，腐蚀速度约是其他腐蚀区域带的3-10倍，所以需要定期对钢桩进行人工清理维护，国内外现有的清理设备大都搭载高压水射流技术，但是清理效果并不明显，这就需要寻求更好的清理技术帮助我们完成特定的任务，然而，现有的清理机具中并没搭载正交刮削技术用于清理海洋钢桩污损生物的。

发明内容

为了解决以上寻求更好清理污损生物的技术问题，本发明提供一种海洋钢桩清理污损生物机具，搭载正交刮削技术，为所处在浪花飞溅区的海洋钢桩的清理作业任务提供了保障。

本发明的目的是这样实现的：包括可开合的环形的上支撑面和下支撑面、设置在上支撑面与下支撑面之间的一主伸缩液压缸和两个副伸缩液压缸，在上支撑面和下支撑面上端分别对称设置有一对用于夹持海洋钢桩的夹持装置，在下支撑面上设置有实现开合的机械开合装置，在上支撑面的下端面上对称设置有两组旋转装置，每组旋转装置包括大从动轮和小从动轮、设置在大从动轮与小从动轮之间的半环齿条、与半环齿条啮合的主动齿轮，两个主动齿轮由驱动电机驱动，每个半环齿条上设置有两个刀具支撑架，每个刀具支撑架的端部连接刀具滑道，每个刀具滑道中设置有清理刀具，在清理刀具与对应的半环齿条之间铰接有刀具推进液压缸。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.上支撑面是由两个上半环铰接而成，下支撑面是由四个下半环支撑面两两铰接成的双层结构，主伸缩液压缸的上端与两个上半环支撑面的回转中心连接、下端与上层的两个下半环支撑面的回转中心连接，两个副伸缩液压缸对称设置在主伸缩液压缸的两侧。

2.机械开合装置包括设置在双层结构铰接处的第一开合支座、设置在第一开合支座两侧的两个第二开合支座、铰接在第二开合支座和双层结构之间的开合液压缸。

3.在两个上半环支撑面的开口处设置有手动操作的防止开合的锁紧钩。

4.夹持装置包括设置在对应支撑面上的夹持支座、设置在夹持支座上的推进液压缸、设置在推进液压缸输出端上的夹持块，夹持块与海洋钢桩配合。

5.每组旋转装置的大从动轮有两个、小从动轮有八个，四个清理刀具成90度等间距布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供海洋钢桩污损生物清理机具，包括机架、夹持装置、机架开合锁紧装置、旋转装置、清理刀具装置，使用时清理机具首先由水面作业吊装船将其摆放到待清理的海洋钢桩附近，随后人为辅助将清理机具打开，环抱在海洋钢桩上，并通开合液压缸驱动使其闭合并将锁紧钩闭合，再通过夹持装置使其夹紧固定在钢桩上，通过伸缩液压缸、夹持装置、旋转装置和清理刀具装置配合，进而实现对海洋钢桩的清理作业任务。本发明的海洋钢桩污损生物清理机具，搭载正交刮削技术，相对于国内外搭载的高压水射流技术，清理粘附在海洋钢桩上质地较硬、粘附力更高的污损生物，清理效果更为干净和彻底，为下一阶段防腐蚀处理提供保障。夹紧装置和清理刀具装置是两个独立的清理机具模块，有利于清理作业设备的调试与控制，可以对不同的清理机具模块单独控制与检测，分别调整与更换清理机具模块，独立模块的设计有利于机具的后期维护，能节省大量维护成本，同时使得机具的安装和拆卸更加便利，极大地方便了机具的后期保养。

附图说明

图1为本发明提供的海洋钢桩表面污损生物清理机具的结构示意图；

图2为本发明中机架、夹持装置和机架开合锁紧装置结构示意图；

图3为本发明中旋转装置和清理刀具装置结构示意图；

图4为本发明中机架、夹持装置和机架开合锁紧装置细节示意图；

图5为本发明中旋转装置和清理刀具装置第一细节示意图；

图6为本发明中旋转装置第二细节示意图；

附图标记说明：10、机架；11、上半环支撑面；12、主伸缩液压缸；13、副伸缩液压缸；14、下半环支撑面；20、夹持装置；21、夹持支座；22、推进液压缸；23、夹持块；30、机架开合锁紧装置；31、第一开合支座；32、第二开合支座；33、开合液压缸；34、锁紧钩；40、旋转装置；41、电机支座；42驱动电机；43、主动齿轮；44、半环齿圈；45、大从动轮；46、小从动轮；50、清理刀具装置；51、刀具推进液压缸；52、刀具支撑架；53、刀具滑道；54、清理刀具；60、海洋钢桩。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种海洋钢桩表面污损生物清理机具，包括机架、夹持装置、机架开合锁紧装置、旋转装置、清理刀具装置。所述机架包括上下半环支撑平面、伸缩液压缸，所述上下半环支撑面对称设置，合成上下圆环支撑面，可开合，所述伸缩液压缸设置于所述上下半环支撑面中间；所述夹持装置包括夹持支座、推进液压缸和夹持块，设置于上下半环支撑面上；所述机架开合锁紧装置包括第一开合支座、第二开合支座、开合液压缸和锁紧钩，设置于所述下半环支撑面上；所述旋转装置包括电机支座、驱动电机、齿轮啮合装置和从动轮，设置于所述上半环支撑面上；所述清理刀具装置包括刀具推进液压缸、刀具支撑架、刀具滑道和清理刀具，所述刀具推进液压缸一端铰连于所述半环齿圈，一端铰连所述清理刀具上，所述刀具支架一端连接于所述半环齿圈，一端连接所述刀具滑道，所述刀具滑道另一端连接所述清理刀具，所述清理刀具可沿海洋钢桩轴向反复刮削清理，所述清理刀具与海洋钢桩表面可以形成任意可调夹角，以最优角度来刮削清理海洋钢桩污损生物。

所述机架的上半环支撑面对称设置，合成上圆环支撑面，可以开合，设置于框架的顶端，所述下半环支撑面对称设置，合成两层圆环支撑面，可以开合，设置于框架底端。

所述机架的主伸缩液压缸作为所述上下圆环支撑面开合的回转中心，所述两个所述副伸缩液压缸对称设置于所述主伸缩液压缸两侧，位于上下圆环支撑面中间。

所述夹持支座对称固定于所述上半环支撑面上，所述夹持支座内侧连接所述伸缩液压缸一端，所述夹持块固定于所述伸缩液压缸另一端，所述夹持装置对称设置于所述上下圆环支撑面上，位于所述副伸缩液压缸相邻位置。

所述第一、第二开合支座位于所述下半环支撑面的转动中心，所述开合液压缸一端铰接于所述第二开合支座，另一端铰接于所述下圆环支撑面，所述锁紧钩设置于所述上半环支撑面可开合的开口处，连接两个上环支撑面；

所述机架开合锁紧装置的第二开合支座位于所述第一开合支座的两侧，所述开合液压缸对称设置铰接于所述第二开合支座，另一端铰接于所述下圆环支撑面，位于两层圆环支撑面中间，

所述电机支座和电机设置于所述上半环支撑面上，所述齿轮啮合装置和所述从动轮设置于所述上半环支撑面下；

所述齿轮啮合装置包括主动齿轮、半环齿圈、大从动轮和小从动轮，所述主动齿轮设置于所述电机上，所述大从动轮和小从动轮设置于所述上半环支撑面下，所述半环齿圈设置于所述上半环支撑面下与所述大从动轮和小从动轮之间。

本发明的目的是提供一种海洋钢桩表面污损生物清理机具，便于拆卸安装及维护保养，为处于浪花飞溅区受污损生物附着的海洋钢桩的清理作业任务提供了保障。

如图1-6所示，本实施例提供一种海洋钢桩表面污损生物清理机具，包括机架10、夹持装置20、机架开合锁紧装置30、旋转装置40和清理刀具装置50，机架包括两个上半环支撑平面11、四个下半环支撑面14、主伸缩液压缸12和两个副伸缩液压缸13，两个上半环支撑面11与四个下半环支撑面14对称设置，方便开合，上半环支撑面为一层，下半环支撑面为两层，主伸缩液压缸12设置于上下半环支撑面的回转中心，两个副伸缩液压缸13对称设置于主伸缩液压缸12两侧。

夹持装置20包括四个夹持支座21、四个推进液压缸22和四组夹持块23，两个夹持装置20分别对称设置于上半环支撑平面11和下半环支撑面14，夹持支座21对称设置固定于上半环支撑面11上，夹持支座21内侧固定连接推进液压缸22一端，夹持块23固定连接于伸缩液压缸22的另一端；

机架开合锁紧装置包括一个第一开合支座31、两个第二开合支座32、两个开合液压缸33和一个锁紧钩34，第一开合支座31设置于下半环支撑面14的转动中心，两个第二开合支座32对称设置于第一开合支座31的两侧，两个开合液压缸33对称设置于第一开合支座31的两侧，一端分别铰接于第二开合支座32，另一端铰接于两层下圆环支撑面14的中间，锁紧钩34设置于上半环支撑面11可开合的开口处，连接两个上环支撑面11，防止开合；

使用时，在开合液压缸33的驱动下，清理机具呈现打开的状态，在靠近及环抱住海洋钢桩之后，在开合液压缸33的驱动下，清理机具逐渐闭合，并用锁紧钩34锁紧(手动锁紧或者机械手锁紧)，锁紧同时，夹持装置20同时工作，在推进液压缸22的驱动下，四个夹持装置20可夹紧海洋钢桩，将清理机具固定在海洋钢桩上。

旋转装置40包括两个电机支座41、两个驱动电机42、两个主动齿轮43、两个半环齿圈44、四个大从动轮45和十六个小从动轮46，两个电机支座41和驱动电机42对称设置于上半环支撑面11上，两个主动齿轮43设置于驱动电机42，四个大从动轮45和十六个小从动轮46设置于上半环支撑面11下，两个半环齿圈44置于上半环支撑面11下与四个大从动轮45和十六个小从动轮46之间，形成一个闭合齿圈。

清理刀具装置50包括四个刀具推进液压缸51、四个刀具支撑架52、四个刀具滑道53和四个清理刀具54，四组刀具清理装置以90°阵列，刀具推进液压缸51一端铰连于半环齿圈44，另一端铰连清理刀具54，刀具支撑架52一端固定连接半环齿圈44，另一端连接刀具滑道53，刀具滑道53另一端连接清理刀具54，清理刀具另一端为正交刮削清理海洋钢桩污损生物。

使用时，当在清理机具固定在钢桩上稳定后，清理刀具装置50开始工作，清理刀具54与海洋钢桩表面形成可调夹角，调节最优角度来刮削清理海洋钢桩污损生物，在刀具推进液压缸51的驱动下，使清理刀具54沿着海洋钢桩轴线方向做往复正交清理刮削运动，当轴向清理完成时，同时启动旋转装置40，启动驱动电机42，带动主动齿轮43啮合半环齿圈44周向旋转一定角度，同时带动清理刀具装置50周向旋转一定角度，继续沿着海洋钢桩轴向清理，当海洋钢桩一周清理完成时，此时松开下半环支撑面14上的夹持装置20，主伸缩液压缸12和两个副伸缩液压缸13开始启动，进伸长状态，随后下半环支撑面14上的夹持装置20夹紧固定，松开上半环支撑面11上的夹持装置20，主伸缩液压缸12和两个副伸缩液压缸13再次启动，进收缩状态，完成后，上半环支撑面11上的夹持装置20夹紧，爬行完成，清理机具固定在新的待清理区域，继续进行上述清理过程，往复运动，直达海洋钢桩清理完毕。

根据清理机具的动作的分解，可以将系统进行模块化编程，系统包括以下以下三个模块，即伸缩模块、夹紧模块、清理模块，伸缩模块控制清理机具机架10的伸缩，通过控制主伸缩液压缸和两个副伸缩液压缸以一定速度伸缩，带动清理机具的爬行。通过控制夹紧装置的推进液压缸以一定速度伸出，使夹持装置向钢桩圆心运动。通过控制清理装置的刀具推进液压缸伸缩速度，可以带动清理刀具对附着在海洋钢桩表面的污损生物进行清理，更好的完成海洋钢桩表面的清理的作业任务。

具体使用过程为：清理机具首先由水面作业吊装船将其装到被海洋污损生物附着的海洋钢桩上，在人工协助下将其锁紧，随后在夹持装置的推进液压缸、主副伸缩液压缸和刀具推进液压缸的驱动配合下，对海洋钢桩进行清理，进而实现被污损生物附着海洋钢桩的表面清理作业任务，上述作业动力通过液压系统来提供动力。

本实施例中的海洋钢桩清理机具可将处在浪花飞溅区被污损生物附着的海洋钢桩表面清理干净，为海洋钢桩后期的防腐蚀维修作业任务提供了保障。实施例中的夹紧装置20、开合装置30和清理装置40是三个独立的清理机具模块，有利于海洋钢桩清理作业设备的调试与控制，可对不同的清理机具模块单独控制与检测，分别调整与更换清理机具模块，独立模块的设计有利于机具的后期维护，能节省大量的维护成本，同时使得清理机具的安装和拆卸更加便利，极大地方便了机具的后期保养。

综上，本发明提供一种处于海洋飞溅区海洋钢桩表面污损生物清理机具，涉及海洋清刷技术领域，清理机具包括机架、夹持装置、机架开合锁紧装置、旋转装置、清理刀具装置。机架包括上半环支撑面、两层下半环支撑面、通过一个主伸缩液压缸和两个副伸缩液压缸连接，四个夹持装置分别设置于上下半环支撑面上，机架开合锁紧装置包括第一、第二开合支座、一个开合液压缸和一个锁紧钩，开合液压缸通过第二开合支座铰接于两层下半环支撑面中间，锁紧钩销接于上半环支撑面开合处，旋转装置包括电机支座、驱动电机和齿轮啮合装置和从动轮，两个电机支座和驱动电机设置于上半环支撑面上，一组齿轮啮合装置和十六个从动轮位于上半环支撑面下，清理刀具装置包括刀具推进液压缸、刀具装置，刀具推进液压缸一端铰连旋转装置，一端铰连接刀具装置。该装置能解决处于海洋飞溅区海洋钢桩表面污损生物的清理问题，便于拆卸安装及维护保养，为降低海洋钢桩清理的费用，提高海洋钢桩清理的效率提供了保障。

Claims (10)

1.海洋钢桩清理机具，其特征在于：包括可开合的环形的上支撑面和下支撑面、设置在上支撑面与下支撑面之间的一主伸缩液压缸和两个副伸缩液压缸，在上支撑面和下支撑面上端分别对称设置有一对用于夹持海洋钢桩的夹持装置，在下支撑面上设置有实现开合的机械开合装置，在上支撑面的下端面上对称设置有两组旋转装置，每组旋转装置包括大从动轮和小从动轮、设置在大从动轮与小从动轮之间的半环齿条、与半环齿条啮合的主动齿轮，两个主动齿轮由驱动电机驱动，每个半环齿条上设置有两个刀具支撑架，每个刀具支撑架的端部连接刀具滑道，每个刀具滑道中设置有清理刀具，在清理刀具与对应的半环齿条之间铰接有刀具推进液压缸。

2.根据权利要求1所述的海洋钢桩清理机具，其特征在于：上支撑面是由两个上半环铰接而成，下支撑面是由四个下半环支撑面两两铰接成的双层结构，主伸缩液压缸的上端与两个上半环支撑面的回转中心连接、下端与上层的两个下半环支撑面的回转中心连接，两个副伸缩液压缸对称设置在主伸缩液压缸的两侧。

3.根据权利要求2所述的海洋钢桩清理机具，其特征在于：机械开合装置包括设置在双层结构铰接处的第一开合支座、设置在第一开合支座两侧的两个第二开合支座、铰接在第二开合支座和双层结构之间的开合液压缸。

4.根据权利要求2或3所述的海洋钢桩清理机具，其特征在于：在两个上半环支撑面的开口处设置有手动操作的防止开合的锁紧钩。

5.根据权利要求1或2或3所述的海洋钢桩清理机具，其特征在于：夹持装置包括设置在对应支撑面上的夹持支座、设置在夹持支座上的推进液压缸、设置在推进液压缸输出端上的夹持块，夹持块与海洋钢桩配合。

6.根据权利要求4所述的海洋钢桩清理机具，其特征在于：夹持装置包括设置在对应支撑面上的夹持支座、设置在夹持支座上的推进液压缸、设置在推进液压缸输出端上的夹持块，夹持块与海洋钢桩配合。

7.根据权利要求1或2或3所述的海洋钢桩清理机具，其特征在于：每组旋转装置的大从动轮有两个、小从动轮有八个，四个清理刀具成90度等间距布置。

8.根据权利要求4所述的海洋钢桩清理机具，其特征在于：每组旋转装置的大从动轮有两个、小从动轮有八个，四个清理刀具成90度等间距布置。

9.根据权利要求5所述的海洋钢桩清理机具，其特征在于：每组旋转装置的大从动轮有两个、小从动轮有八个，四个清理刀具成90度等间距布置。

10.根据权利要求6所述的海洋钢桩清理机具，其特征在于：每组旋转装置的大从动轮有两个、小从动轮有八个，四个清理刀具成90度等间距布置。

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