CN117800211A - 一种水下清障用液压抓斗 - Google Patents

Abstract

本发明属于抓斗的技术领域，涉及一种水下清障用液压抓斗，包括有卷扬机一和起吊绳，所述卷扬机一安装在清障船上，所述起吊绳卷绕在卷扬机一上，还包括有连接座、导向柱、驱动电机、抓取机构和复抓机构，所述起吊绳末端连接有连接座，连接座上连接有导向柱，导向柱内下部安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设有用于对障碍物进行抓取的抓取机构，所述抓取机构上设有复抓机构。本发明在操作的过程中，能够通过抓臂相互靠近对障碍物进行抓取，还能够通过两个抓斗并拢进行障碍物的抓取工作，通过抓臂和抓斗两组不同的抓取设备进行抓取工作，抓取效率更高，且在抓斗下移受到阻碍时，也能够通过抓臂将阻碍物抓取，便于整体的抓取工作。

Description

一种水下清障用液压抓斗

技术领域

本发明属于抓斗的技术领域，涉及一种水下清障用液压抓斗。

背景技术

在水下有障碍物时，容易阻碍船只的运行，这时就需要对水下障碍物进行清障处理，在进行清障处理时，通常都是采用清障船配合抓斗来进行清障工作，将水下的障碍物去除。

现有的抓斗通常是由一个座体，一个液压驱动装置，多个与抓斗瓣数目相同的液压缸以及数个抓斗瓣构成，将抓斗伸入水下障碍物处，再通过液压驱动装置控制液压缸活塞杆伸缩，使得抓斗瓣靠拢，从而对水下的障碍物进行抓取操作，当在抓斗靠近障碍物的过程中，如有其他障碍物阻挡，则只能先抓取该阻挡的障碍物，随后再控制抓斗重复运作一次以抓取目标障碍物，在抓取时通过一组抓斗进行抓取工作，效率较低。

发明内容

为了克服现有方式在抓取时只能够通过一组抓取工件进行抓取工作，效率较低的缺点，本发明的目的是提供一种能够采用两组分别设置的抓取工件分开进行抓取工作，抓取效率更高的水下清障用液压抓斗。

技术方案：一种水下清障用液压抓斗，包括有卷扬机一和起吊绳，所述卷扬机一安装在清障船上，所述起吊绳卷绕在卷扬机一上，还包括有连接座、导向柱、驱动电机、抓取机构和复抓机构，所述起吊绳末端连接有连接座，连接座上连接有导向柱，导向柱内下部安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设有用于对障碍物进行抓取的抓取机构，所述抓取机构上设有复抓机构，所述抓取机构包括有固定臂、抓斗和3D声呐扫测系统，所述驱动电机的输出轴上连接有固定臂，所述固定臂与所述导向柱转动连接，所述固定臂两侧均转动式连接有抓斗，两侧抓斗相互靠拢能够将水下障碍物抓起，所述固定臂上安装有3D声呐扫测系统，所述3D声呐扫测系统与清障船上的控制系统通过电性连接，所述复抓机构包括有连接轴、导向架、抓臂和弹性件三，所述抓斗上转动式连接有连接轴，所述连接轴上均匀间隔连接有导向架，所述导向架上滑动连接有抓臂，所述抓臂能够穿过抓斗，所述抓臂与所述导向架之间连接有弹性件三，两个抓斗上的抓臂为交错设置。

此外，特别优选的是，所述抓取机构还包括有液压缸，所述固定臂两侧上部均铰接连接有液压缸，所述液压缸的活塞杆端部与所述抓斗铰接连接。

此外，特别优选的是，复抓机构还包括有弹性件二和驱动组件，所述连接轴与所述抓斗之间连接有弹性件二，所述清障船与连接轴之间设有驱动组件，所述驱动组件用于控制抓臂摆动以对障碍物进行抓取工作。

此外，特别优选的是，所述驱动组件包括有卷扬机二、拉绳一、滑动盘、旋转块、弹性件一、拉绳二、导向轮一、导向轮二和绕线轮，所述清障船上安装有卷扬机二，所述卷扬机二上卷绕有拉绳一，拉绳一绕过摆臂连接有滑动盘，所述滑动盘与所述起吊绳滑动配合，所述滑动盘上转动连接有旋转块，所述滑动盘与所述连接座之间连接有弹性件一，所述固定臂下部两侧均连接有导向轮一，所述抓斗上连接有导向轮二，连接轴中间连接有绕线轮，绕线轮上卷绕有拉绳二，两根拉绳二分别绕过两侧的导向轮一与导向轮二与旋转块底部连接。

此外，特别优选的是，还包括有移动机构，所述移动机构包括有滑动架、电动滚轮和弹性件四，所述固定臂上滑动连接有滑动架，所述滑动架与所述固定臂之间连接有弹性件四，所述滑动架下部两侧均安装有电动滚轮。

此外，特别优选的是，还包括有驱动机构，所述驱动机构包括有弧形齿条、转杆、缺齿齿轮、传动轴和传动组件，其中一个抓斗上连接有弧形齿条，固定臂下部转动连接有横向设置的转杆和竖向设置的传动轴，转杆上连接有缺齿齿轮，所述缺齿齿轮位于所述弧形齿条的旋转轨迹处，所述传动轴与所述转杆之间连接有传动组件，以使所述转杆旋转能够带动传动轴旋转，所述传动轴与所述滑动架通过螺纹传动连接。

此外，特别优选的是，所述传动组件包括有两个锥齿轮构成，两个锥齿轮分别连接在转杆上和传动轴底端，两个锥齿轮相互啮合。

此外，特别优选的是，还包括有敲击机构，所述敲击机构包括有驱动齿轮、侧架、旋转轴、连接齿轮、拨动轮、敲击杆和弹性件五，所述电动滚轮上连接有驱动齿轮，两侧抓斗相互靠近的一侧均连接有两个侧架，所述侧架上转动连接有旋转轴，所述旋转轴两端分别连接有连接齿轮和拨动轮，两侧抓斗相互靠拢能够使得连接齿轮与驱动齿轮啮合，所述抓斗两侧均滑动连接有敲击杆，所述敲击杆与所述抓斗之间连接有弹性件五，所述敲击杆位于拨动轮的旋转轨迹处。

此外，特别优选的是，还包括有橡胶缓冲垫，两个抓斗相互靠近的一侧均连接有用于在抓斗碰撞时起缓冲作用的橡胶缓冲垫。

此外，特别优选的是，还包括有泥沙冲散机构，所述泥沙冲散机构包括有水泵、传输管和喷水管，所述固定臂四角处中部均安装有水泵，所述固定臂四角处下部均安装有喷水管，所述喷水管与所述水泵之间连通有传输管。

有益效果：

1、本发明在操作的过程中，能够通过抓臂相互靠近对障碍物进行抓取，还能够通过两个抓斗并拢进行障碍物的抓取工作，通过抓臂和抓斗两组不同的抓取设备进行抓取工作，抓取效率更高，且在抓斗下移受到阻碍时，也能够通过抓臂将阻碍物抓取，便于整体的抓取工作。

2、本发明在操作的过程中，如抓斗需要在水中移动，则能够通过抓斗的摆动使得滑动架下移，从而带动电动滚轮移动至水底，随后则能够通过电动滚轮旋转来带动抓斗调整位置，以便于水底位置的调整。

附图说明

图1为本发明清障船和抓斗的立体结构示意图；

图2为本发明抓斗部分的结构示意图；

图3为本发明驱动电机和抓取机构的结构示意图；

图4为本发明复抓机构和抓取机构的连接关系示意图；

图5为本发明连接轴、弹性件二和绕线轮的连接关系示意图；

图6为本发明复抓机构的结构示意图；

图7为本发明导向架的剖视图；

图8为本发明移动机构的结构示意图；

图9为本发明移动机构和驱动机构的结构示意图；

图10为本发明滑动架和传动轴的结构示意图；

图11为本发明敲击机构和橡胶缓冲垫的结构示意图；

图12为本发明泥沙冲散机构的结构示意图。

在图中：1、清障船，2、卷扬机一，21、起吊绳，3、摆臂，4、连接座，5、导向柱，51、驱动电机，61、固定臂，62、液压缸，63、抓斗，64、3D声呐扫测系统，71、卷扬机二，72、拉绳一，73、滑动盘，74、旋转块，75、弹性件一，76、拉绳二，77、导向轮一，771、导向轮二，78、连接轴，781、弹性件二，782、绕线轮，791、导向架，792、抓臂，793、弹性件三，81、滑动架，82、电动滚轮，83、弹性件四，841、弧形齿条，842、转杆，843、缺齿齿轮，844、传动轴，845、传动组件，91、驱动齿轮，92、侧架，93、旋转轴，94、连接齿轮，95、拨动轮，96、敲击杆，98、弹性件五，10、橡胶缓冲垫，111、水泵，112、传输管，113、喷水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种水下清障用液压抓斗，如图1-图7所示，包括有卷扬机一2、起吊绳21、连接座4、导向柱5、驱动电机51、抓取机构和复抓机构，清障船1上安装有卷扬机一2和摆臂3，卷扬机一2上卷绕有起吊绳21，起吊绳21绕过摆臂3，起吊绳21末端连接有连接座4，连接座4上连接有导向柱5，导向柱5内下部安装有驱动电机51，驱动电机51的输出轴上设有用于对障碍物进行抓取的抓取机构，抓取机构上设有复抓机构。

如图2和图3所示，抓取机构包括有固定臂61、液压缸62、抓斗63和3D声呐扫测系统64，驱动电机51的输出轴上连接有固定臂61，固定臂61与导向柱5转动连接，以使导向柱5能够对固定臂61进行支撑，固定臂61左右两侧上部均铰接连接有液压缸62，固定臂61下部左右两侧均转动式连接有抓斗63，两侧抓斗63相互靠拢能够将水下障碍物抓起，液压缸62的活塞杆端部与抓斗63铰接连接，以使液压缸62的活塞杆伸缩能够控制抓斗63摆动，固定臂61前侧上部安装有3D声呐扫测系统64，3D声呐扫测系统64与清障船1上的控制系统通过电性连接。

如图4-图7所示，复抓机构包括有连接轴78、弹性件二781、导向架791、抓臂792、弹性件三793和驱动组件，抓斗63内侧转动式连接有连接轴78，连接轴78与抓斗63之间连接有弹性件二781，连接轴78上均匀间隔连接有导向架791，导向架791上滑动连接有抓臂792，抓斗63上均匀间隔开设有通槽，导向架791和抓臂792均能够穿过通槽，抓臂792与导向架791之间连接有弹性件三793，两个抓斗63上的抓臂792为交错设置，清障船1与连接轴78之间设有驱动组件，驱动组件用于控制抓臂792摆动以对障碍物进行抓取工作。

如图4-图6所示，驱动组件包括有卷扬机二71、拉绳一72、滑动盘73、旋转块74、弹性件一75、拉绳二76、导向轮一77、导向轮二771和绕线轮782，清障船1上安装有卷扬机二71，卷扬机二71上卷绕有拉绳一72，拉绳一72绕过摆臂3连接有滑动盘73，滑动盘73能够在起吊绳21上上下滑动，滑动盘73上转动连接有旋转块74，滑动盘73与连接座4之间连接有弹性件一75，固定臂61下部左右两侧均连接有导向轮一77，抓斗63上连接有导向轮二771，连接轴78中间连接有绕线轮782，绕线轮782上卷绕有拉绳二76，两根拉绳二76分别绕过两侧的导向轮一77与导向轮二771与旋转块74底部连接。

在水下清障的过程中需要使用液压抓斗63时，则能够使用本抓斗63，初始时，抓臂792受到抓斗63的挤压缩入导向架791内，弹性件三793为压缩状态，在使用时，可以先将清障船1移动至所需清障的水域处，随后控制卷扬机一2控制起吊绳21松开，从而使得连接座4和抓斗63下降，直至抓斗63下降至障碍物处，如抓斗63直接下降至障碍物处，则可直接控制液压缸62的伸缩杆伸长带动两侧抓斗63相互靠拢，两侧抓斗63相互靠拢则能够将障碍物抓取，如抓斗63下降的过程中有其余障碍物阻挡抓斗63的下降，则能够控制卷扬机二71运作将拉绳一72收起，拉绳一72在收起时则能够拉动滑动盘73向上移动，滑动盘73向上移动时能够带动旋转块74向上移动，旋转块74向上移动通过拉绳二76拉动绕线轮782旋转，绕线轮782在旋转时带动连接轴78旋转，连接轴78在旋转时则能够带动导向架791和抓臂792摆动，抓臂792在摆动时则能够在弹性件三793的作用下展开，同时能够将阻碍的障碍物抓取，以使抓斗63能够成功下降至障碍物处进行抓取操作，如此，则能够使用本抓斗63进行清障工作，并且在清障工作时，通过抓斗63和抓臂792进行双重清障工作，能够提高清障效率，在进行清障工作的过程中，3D声呐扫测系统64则能够实施监测抓斗63水下运动轨迹以及水底情况并传输至清障船1的控制系统处，以便于操作人员观测，进而保障抓斗63与海底管道保持一定安全距离。

如图8所示，还包括有移动机构，移动机构包括有滑动架81、电动滚轮82和弹性件四83，固定臂61上滑动连接有滑动架81，滑动架81与固定臂61之间连接有弹性件四83，滑动架81下部前后两侧均安装有电动滚轮82。

如图8-图10所示，还包括有驱动机构，驱动机构包括有弧形齿条841、转杆842、缺齿齿轮843、传动轴844和传动组件845，右侧抓斗63的铰接处连接有弧形齿条841，固定臂61下部转动连接有转杆842和传动轴844，转杆842为横向设置，传动轴844为竖向设置并位于转杆842上方，转杆842上连接有缺齿齿轮843，弧形齿条841旋转能够与缺齿齿轮843啮合并搓动缺齿齿轮843旋转，传动轴844与转杆842之间连接有传动组件845，以使转杆842旋转能够带动传动轴844旋转，传动组件845由两个锥齿轮构成，两个锥齿轮分别连接在转杆842上和传动轴844底端，两个锥齿轮相互啮合，传动轴844上开设有螺旋形的导向槽，滑动架81中部开设有通孔，传动轴844穿过通孔，通孔处设置凸球，凸球位于导向槽处。

在本抓斗63需要在水下移动时调整清障位置时，则能够控制两侧液压缸62活塞杆缩回，使得两侧抓斗63向上摆动分离，抓斗63在摆动时能够带动弧形齿条841移动，弧形齿条841在移动时能够搓动缺齿齿轮843旋转，缺齿齿轮843旋转带动转杆842旋转，转杆842旋转通过传动组件845带动传动轴844旋转，传动轴844旋转通过其上螺纹槽挤压凸球，以使滑动架81下移，弹性件四83被拉伸，滑动架81下移则能够使得电动滚轮82下移，电动滚轮82下移后与水底地面接触，则能够控制电动滚轮82旋转带动抓斗63移动，从而调整抓斗63的位置，如此，就能够更加方便进行抓斗63位置的调整，无需重新吊起抓斗63进行调整。

如图11所示，还包括有敲击机构，敲击机构包括有驱动齿轮91、侧架92、旋转轴93、连接齿轮94、拨动轮95、敲击杆96和弹性件五98，电动滚轮82上连接有驱动齿轮91，两侧抓斗63相互靠近的一侧均连接有前后两个侧架92，侧架92上转动连接有旋转轴93，旋转轴93两端分别连接有连接齿轮94和拨动轮95，连接齿轮94连接在旋转轴93靠近固定臂61的一端，拨动轮95连接在旋转轴93远离固定臂61的一端，两侧抓斗63相互靠拢能够使得连接齿轮94与驱动齿轮91啮合，抓斗63前后两侧均滑动连接有敲击杆96，敲击杆96与抓斗63之间连接有弹性件五98，敲击杆96位于拨动轮95的旋转轨迹处，以使拨动轮95旋转能够挤压敲击杆96移动。

在清障工作中，如水下障碍物为较大的泥块等结块物，抓斗63难以抓取，则能够控制液压缸62的活塞杆伸长带动两侧抓斗63并拢，此时连接齿轮94与驱动齿轮91啮合，随后再控制电动滚轮82运作通过驱动齿轮91与连接齿轮94之间的啮合带动旋转轴93转动，旋转轴93在转动时带动拨动轮95转动，拨动轮95转动则能够反复拨动敲击杆96，使得敲击杆96反复下移对障碍物进行敲击，以使障碍物破裂，便于后续抓取工作，弹性件五98则能够在敲击杆96向下移动后辅助复位。

如图11所示，还包括有橡胶缓冲垫10，两个抓斗63相互靠近的一侧均连接有橡胶缓冲垫10，能够在两个抓斗63相互并拢时起到缓冲作用，以免两个抓斗63碰撞。

如图12所示，还包括有泥沙冲散机构，泥沙冲散机构包括有水泵111、传输管112和喷水管113，固定臂61四角处中部均安装有水泵111，固定臂61四角处下部均安装有喷水管113，喷水管113与水泵111之间连通有传输管112，在进行抓取工作时，可以控制水泵111抽水并通过传输管112运作再通过喷水管113喷出，通过喷水管113喷出的水压力更强，能够冲洗至障碍物处，以将障碍物上附着的泥沙去除。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种水下清障用液压抓斗，包括有卷扬机一（2）和起吊绳（21），所述卷扬机一（2）安装在清障船（1）上，所述起吊绳（21）卷绕在卷扬机一上，其特征是，还包括有连接座（4）、导向柱（5）、驱动电机（51）、抓取机构和复抓机构，所述起吊绳（21）末端连接有连接座（4），连接座（4）上连接有导向柱（5），导向柱（5）内下部安装有驱动电机（51），所述驱动电机（51）的输出轴上设有用于对障碍物进行抓取的抓取机构，所述抓取机构上设有复抓机构，所述抓取机构包括有固定臂（61）、抓斗（63）和3D声呐扫测系统（64），所述驱动电机（51）的输出轴上连接有固定臂（61），所述固定臂（61）与所述导向柱（5）转动连接，所述固定臂（61）两侧均转动式连接有抓斗（63），两侧抓斗（63）相互靠拢能够将水下障碍物抓起，所述固定臂（61）上安装有3D声呐扫测系统（64），所述3D声呐扫测系统（64）与清障船（1）上的控制系统通过电性连接，所述复抓机构包括有连接轴（78）、导向架（791）、抓臂（792）和弹性件三（793），所述抓斗（63）上转动式连接有连接轴（78），所述连接轴（78）上均匀间隔连接有导向架（791），所述导向架（791）上滑动连接有抓臂（792），所述抓臂（792）能够穿过抓斗（63），所述抓臂（792）与所述导向架（791）之间连接有弹性件三（793），两个抓斗（63）上的抓臂（792）为交错设置。

2.如权利要求1所述的一种水下清障用液压抓斗，其特征是，所述抓取机构还包括有液压缸（62），所述固定臂（61）两侧上部均铰接连接有液压缸（62），所述液压缸（62）的活塞杆端部与所述抓斗（63）铰接连接。

3.如权利要求1所述的一种水下清障用液压抓斗，其特征是，复抓机构还包括有弹性件二（781）和驱动组件，所述连接轴（78）与所述抓斗（63）之间连接有弹性件二（781），所述清障船（1）与连接轴（78）之间设有驱动组件，所述驱动组件用于控制抓臂（792）摆动以对障碍物进行抓取工作。

4.如权利要求3所述的一种水下清障用液压抓斗，其特征是，所述驱动组件包括有卷扬机二（71）、拉绳一（72）、滑动盘（73）、旋转块（74）、弹性件一（75）、拉绳二（76）、导向轮一（77）、导向轮二（771）和绕线轮（782），所述清障船（1）上安装有卷扬机二（71），所述卷扬机二（71）上卷绕有拉绳一（72），拉绳一（72）绕过摆臂（3）连接有滑动盘（73），所述滑动盘（73）与所述起吊绳（21）滑动配合，所述滑动盘（73）上转动连接有旋转块（74），所述滑动盘（73）与所述连接座（4）之间连接有弹性件一（75），所述固定臂（61）下部两侧均连接有导向轮一（77），所述抓斗（63）上连接有导向轮二（771），连接轴（78）中间连接有绕线轮（782），绕线轮（782）上卷绕有拉绳二（76），两根拉绳二（76）分别绕过两侧的导向轮一（77）与导向轮二（771）与旋转块（74）底部连接。

5.如权利要求1所述的一种水下清障用液压抓斗，其特征是，还包括有移动机构，所述移动机构包括有滑动架（81）、电动滚轮（82）和弹性件四（83），所述固定臂（61）上滑动连接有滑动架（81），所述滑动架（81）与所述固定臂（61）之间连接有弹性件四（83），所述滑动架（81）下部两侧均安装有电动滚轮（82）。

6.如权利要求5所述的一种水下清障用液压抓斗，其特征是，还包括有驱动机构，所述驱动机构包括有弧形齿条（841）、转杆（842）、缺齿齿轮（843）、传动轴（844）和传动组件（845），其中一个抓斗（63）上连接有弧形齿条（841），固定臂（61）下部转动连接有横向设置的转杆（842）和竖向设置的传动轴（844），转杆（842）上连接有缺齿齿轮（843），所述缺齿齿轮（843）位于所述弧形齿条（841）的旋转轨迹处，所述传动轴（844）与所述转杆（842）之间连接有传动组件（845），以使所述转杆（842）旋转能够带动传动轴（844）旋转，所述传动轴（844）与所述滑动架（81）通过螺纹传动连接。

7.如权利要求6所述的一种水下清障用液压抓斗，其特征是，所述传动组件（845）包括有两个锥齿轮构成，两个锥齿轮分别连接在转杆（842）上和传动轴（844）底端，两个锥齿轮相互啮合。

8.如权利要求5所述的一种水下清障用液压抓斗，其特征是，还包括有敲击机构，所述敲击机构包括有驱动齿轮（91）、侧架（92）、旋转轴（93）、连接齿轮（94）、拨动轮（95）、敲击杆（96）和弹性件五（98），所述电动滚轮（82）上连接有驱动齿轮（91），两侧抓斗（63）相互靠近的一侧均连接有两个侧架（92），所述侧架（92）上转动连接有旋转轴（93），所述旋转轴（93）两端分别连接有连接齿轮（94）和拨动轮（95），两侧抓斗（63）相互靠拢能够使得连接齿轮（94）与驱动齿轮（91）啮合，所述抓斗（63）两侧均滑动连接有敲击杆（96），所述敲击杆（96）与所述抓斗（63）之间连接有弹性件五（98），所述敲击杆（96）位于拨动轮（95）的旋转轨迹处。

9.如权利要求1所述的一种水下清障用液压抓斗，其特征是，还包括有橡胶缓冲垫（10），两个抓斗（63）相互靠近的一侧均连接有用于在抓斗（63）碰撞时起缓冲作用的橡胶缓冲垫（10）。

10.如权利要求1所述的一种水下清障用液压抓斗，其特征是，还包括有泥沙冲散机构，所述泥沙冲散机构包括有水泵（111）、传输管（112）和喷水管（113），所述固定臂（61）四角处中部均安装有水泵（111），所述固定臂（61）四角处下部均安装有喷水管（113），所述喷水管（113）与所述水泵（111）之间连通有传输管（112）。