RU162779U1 - Кран - манипулятор электромеханический - Google Patents

Abstract

1. Кран-манипулятор электромеханический, характеризующийся тем, что содержит двухбалочный с приводом мост, на котором размещена с возможностью перемещения по рельсам грузовая с двумя дублирующими приводами тележка, несущая телескопическую раздвижную с помощью цепи грузоподъемную штангу, на последней секции которой смонтирована поворотная платформа с установленными на ней механической рукой с шестью степенями свободы, гнездом для подстыковки различного типа и назначения сменных захватов с приводом и управлением от поворотной платформы, блоками подвижных и неподвижных видеокамер, соответственно контролирующих работу, выполняемую с помощью механической руки (манипулятора), и обеспечение наведения крана на нужный объект и позволяющих ориентировать поворотную платформу на нужный угол при стыковке захватов, при этом рядом с рельсами на мосту расположена зубчатая рейка с зубчатым колесом и пружиной поджатия электромашинного датчика положения тележки на мосту, а также мишень лазерного дальномера, установленного с системой зеркал в проходке стены, а для компактной укладки цепи телескопическая штанга снабжена контейнером, на горловине которого установлен цепеукладчик с приводом от мотор-редуктора, размещенного на тензометрических датчиках силы, обеспечивающих выдачу сигнала на устройство контроля сил, возникающих в цепи при выполнении технологических операций, к тому же сам мотор-редуктор оснащен измерителем угла поворота, выдающим код вертикальной координаты Z поворотной платформы, причем имеющийся на тележке кабельный барабан с электрическим коллектором и мотор-редуктором, управляемым датчиком натяжения ка

Description

Полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к мостовым кранам, используемым на объектах использования атомной энергии (ОИАЭ) для выполнения различных технологических грузоподъемных операций, в частности, при приеме, разделке и упаковке отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) ядерного реактора.

Работа мостовых кранов в условиях ОИАЭ должна отвечать требованиям повышенной безопасности и высокой надежности их эксплуатации за счет использования в конструкции приборов, узлов и механизмов, не подверженных воздействию радиации, а также за счет дублирования важнейших систем их функционирования и наличия дистанционного управления.

Так известен мостовой кран, содержащий металлическую конструкцию в виде рамы с ходовыми колесами, грузовую тележку с механизмами передвижения и подъема груза, а также кабину управления. При этом механизм подъема груза выполнен в виде двустороннего гидроцилиндра, корпус которого крепится вертикально к кронштейнам, установленным на раме грузовой тележки, а к штоку гидроцилиндра крепится грузовой крюк. Двусторонний гидроцилиндр выполнен телескопическим. Рассматриваемый мостовой кран с телескопическим гидроцилиндром, к которому подвешен грузовой крюк используется для выполнения различных погрузочно-разгрузочных операций на складах, перевалочных пунктах, в цехах и других аналогичных местах (см. Патент РФ на полезную модель №137281 В66С 17/00, опубл. 10.02.2014 г.). Исходя из вышеперечисленных мест применения крана, его конструкция не предусматривает использования применительно к объектам ядерной энергетики, поскольку не отвечает высоким требованиям, предъявляемым по надежности к устройствам подобного назначения.

Известен также и мостовой кран, на котором размещена с возможностью продольного перемещения по направляющей грузовая с приводом тележка, несущая телескопическую раздвижную колонну с установленной на ее свободном конце грузопассажирской платформой. Основным отличием этого мостового крана с телескопической колонной является то, что с целью улучшения условий труда при ведении монтажно-покрасочных работ, его грузопассажирская платформа снабжена оборудованием типа фильтров и вентилятора, которые очищают воздух от вредных примесей непосредственно в зоне проведения таких работ. Какие-либо иные мер безопасности, кроме улучшения условий труда работников, выполняющих малярные работы, в описании полезной модели не рассматриваются (см. авторское свидетельство СССР №1414759 В66С 17/00, 13/54, опубл. 07.08.1988 г. Бюл. №29).

Основным недостатком этого крана, исходя из его применения, является то, что он не приспособлен для работы на объектах использования атомной энергии, а именно не имеет достаточной надежности и безопасности, поскольку не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к кранам подобного назначения.

Известен мостовой кран электрический для объектов использования атомной энергии, содержащий пролетное строение, включающее в себя четыре двутавровые балки, расположенные параллельно друг другу и на расстоянии друг относительно друга. Стены балок соединены между собой двумя поперечными балками. Одна из них соединена с двутавровыми балками жестко, а вторая балка установлена с возможностью ограниченного продольного перемещения относительно четырех двутавровых балок. Указанные балки имеют консольные участки. На двух упомянутых балках смонтирован механизм перемещения мостового крана по подкрановым путям, включающим в себя неприводные и приводные катки. К внешним полкам четырех двутавровых балок прикреплена площадка, на которой смонтирован механизм подъема крюковой подвески. На нижних полках двух из четырех балок установлена катками грузонесущая тележка, перемещение которой осуществляется приводом с помощью тяглового каната. На концах двух упомянутых балок установлены буферы, а к концам одной из них прикреплен шкаф для электрооборудования, которое гибким кабелем соединено с пультом управления. Грузовые канаты образуют полиспастную систему между грузонесущей тележкой и крюковой подвеской. Пульт управления подвесной, как это следует из описания полезной модели.

Этот мостовой кран работает в особых условиях на объектах использования атомной энергии, в частности, в помещениях или под навесом, поэтому к нему предъявляются особые требования, направленные на повышение его безопасности и надежности в эксплуатации. Однако достигнутые надежность и безопасность известного технического решения полезной модели обеспечиваются путем увеличения горизонтальной жесткости конструкции моста за счет увеличения, в основном, числа силовых балок до четырех, а не за счет использования средств автоматизации и контроля характеристик и параметров в процессе работы крана, что можно считать как частичное решение существующей проблемы функционирования грузоподъемных механизмов в условиях повышенной радиации.

Для возможного полного обеспечения надежной и безопасной работы крана в условиях жесткой радиации требуется, кроме прочности его конструкции, еще и применение радиационно стойких приборов, узлов и механизмов, дублированных приводов перемещения самого крана, тележки и подъема груза, автоматизированного управления с пульта, на котором размещаются все средства индикации, отображения видеоинформации и органы управления. Именно такими свойствам обладает предлагаемый кран-манипулятор электромеханический.

Предлагаемый в качестве полезной модели кран-манипулятор электромеханический совпадает с аналогами лишь только функционально по применению, т.е. подъему и транспортированию грузов и полностью не совпадает конструктивно по элементам, их расположению и выполняемым действиям, и поэтому ни один из них не может служить в качестве прототипа. Задача по устранению недостатков аналогов в обеспечении наиболее возможной степени надежности и безопасности работы крана в условиях жесткой радиации решается путем применения средств автоматизации и контроля за параметрами и характеристиками функционирования его отдельных узлов и механизмов.

Технический результат - повышение надежности и безопасности работы крана в условиях повышенной радиации обеспечивается тем, что он конструктивно содержит двухбалочный с дублированным приводом мост, на котором размещена с возможностью перемещения по рельсам грузовая с двумя дублирующими приводами тележка, несущая телескопическую раздвижную с помощью цепи грузоподъемную штангу, на последней секции которой смонтирована поворотная платформа. На этой платформе размещена механическая рука (манипулятор) с шестью степенями свободы, гнездо для подстыковки различного типа и назначения сменных захватов с приводом и управлением от поворотной платформы, блоки подвижных и неподвижных видеокамер, соответственно контролирующих работу, выполняемую манипулятором и обеспечение наведения крана на требуемый объект и позволяющих ориентировать поворотную платформу на нужный угол при стыковке захватов. При этом совместно с рельсами на мосту расположена зубчатая рейка с зубчатым колесом и пружиной поджатия электромашинного датчика положения тележки на мосту, а также мишень лазерного дальномера, установленного с системой зеркал в проходке стены. Для компактной укладки цепи телескопическая штанга снабжена контейнером, на горловине которого установлен цепеукладчик с приводом от мотор-редуктора, размещенного на тензометрических датчиках силы, обеспечивающих выдачу сигнала на устройство контроля сил, возникающих в цепи при выполнении технологических операций, а упомянутый мотор-редуктор оснащен измерителем угла поворота, выдающим код вертикальной координаты Z. Причем имеющийся на тележке кабельный барабан с электрическим коллектором и мотор-редуктором, управляемым датчиком натяжения кабеля, шкив которого одновременно является поводком для укладки кабеля слоями и связан с приводом кабельного барабана, а пульт управления краном-манипулятором вынесен в отдельное операторское помещение, и на котором размещаются все средства индикации, отображения видеоинформации, в том числе и мнемосхемы управления механической рукой, а также остальные органы управления.

Надежность и безопасность работы крана обеспечивается также и тем, что перемещение моста по подкрановому пути осуществляется с помощью двух дублированных приводов, оснащенных встроенными тормозами, а для обеспечения надежной работы в широком диапазоне температур приводные колеса моста и тележки выполнены двухребордными с одной стороны и безребордными с другой.

Конструкция крана и его работа не должна быть нарушена во время землетрясения за счет того, что подкрановые рельсы и рельсы, размещенные на верхней части моста, для перемещения тележки крана выполнены с галтелями, при этом на боковинах кареток колес приводов крана и тележки закреплены с зазором под галтели рельсов механические подхваты. На надежность крана работает и то, что его мост оснащен двумя концевыми выключателями с каждой стороны.

Для плавного перемещения моста по подкрановому пути и тележки по рельсам все электродвигатели приводов выбраны асинхронными, которые обеспечивают при частотном управлении требуемые значения основной и доводочной скорости, а также соответствующие уровни ускорений при трогании, переходе со скорости на скорость и торможении. Надежность и безопасность работы крана особенно должна быть обеспечена при подъеме и опускании радиоактивных грузов и ввиду этого мотор-редуктор подъема цепи, оснащенный дублированными электродвигателями переменного тока с короткозамкнутым ротором и встроенными тормозами, должен гарантировать движение цепи в заданном направлении с выбранной скоростью.

Особую важность в работе крана имеет узел стыковки поворотной платформы с захватами, который должен обеспечить абсолютную гарантию своего срабатывания при открытии и закрытии рабочих органов, что гарантируется его конструктивным исполнением.

Заявляемый кран-манипулятор электромеханический по своему конструктивному построению, включающему двухбалочный мост с приводом, грузовую тележку, телескопическую грузоподъемную штангу, поворотную платформу с механической рукой, гнездо для подстыковки сменных захватов, подвижные и неподвижные видеокамеры, рельсы, зубчатую рейку с зубчатым колесом, лазерный дальномер, редукторы и кабельный барабан представляет собой по совокупности перечисленных технических средств единое устройство, обеспечивающее достижение более высокого уровня надежности и безопасности работы крана в условиях повышенной радиации на участках ОИАЭ.

Полезная модель является новой, поскольку совокупность существенных признаков ее формулы не обнаружена в информационных и патентных источниках, доступных заявителю (см. Источники информации, принятые во внимание при оформлении данной заявки на полезную модель).

Промышленная применимость полезной модели не вызывает сомнения, так как все элементы крана известны в технике и могут быть применены и изготовлены методом обычного инженерного проектирования, а отдельные из них могут быть использованы даже как уже готовые покупные изделия.

Предлагаемая полезная модель находится на стадии разработки конструкторской документации.

Заявляемый кран-манипулятор электромеханический предназначен для использования на следующих участках ОИАЭ: стыковки контейнера с камерой и приема отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) и твэлов, их разделки, фрагментации, термообработки нерубленного топлива, обслуживания оборудования, находящегося на этих участках.

Заявляемая полезная модель проиллюстрирована чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид крана-манипулятора электромеханического, на фиг. 2 его вид сверху, мост крана показан на фиг. 3, на фиг. 4 отражена грузовая тележка с дублированным приводом ее перемещения с двухребордными колесами, телескопическая штанга в сборе показана на фиг. 5, на фиг. 6, 7 и 8 отражена в трех видах поворотная платформа на последней секции штанги, механическая рука изображена на фиг. 9, на фиг. 10 показана конструкция одного из захватов, блок-схема управления краном скомпонована на фиг. 11, а панель управления механическим манипулятором (мнемосхема) представлена на фиг. 12, на фиг. 13 изображен редуктор поворота платформы, на фиг. 14 - пульт управления краном, фиг. 15 - барабан.

Кран - манипулятор электромеханический содержит с двумя дублированными приводами 1 мост 2, на котором размещена с возможностью перемещения по рельсам 3 грузовая с двумя дублирующими приводами 4 тележка 5, несущая телескопическую грузоподъемную штангу 6 (подъемник), на последней секции 7 которой смонтирована поворотная платформа 8 с установленными на ней механической рукой (манипулятором) 9 с шестью степенями свободы, гнездом 10 для подстыковки различного типа и назначения сменных захватов 11 с приводом 12 и управлением от поворотной платформы 8, блоками подвижных и неподвижных видеокамер 14 и 15, соответственно контролирующих работу, выполняемую с помощью манипулятора 9 и наведение крана на нужный объект. Видеокамеры позволяют также ориентировать поворотную платформу на нужный угол при стыковке захватов 11. На мосту 2 совместно с рельсами 3 расположена зубчатая рейка 16 с зубчатым колесом 17 и пружиной поджатия электромашинного датчика 18 положения грузовой тележки на упомянутом мосту. На мосту 2 также установлена мишень 20 лазерного дальномера 21 с системой зеркал 19, размещенного в проходке стены 22. Телескопическая штанга 6 сдвигается и раздвигается с помощью цепи 23, при этом телескопическая штанга снабжена контейнером 24, на горловине 25 которого установлен цепеукладчик 26 с приводом от мотор-редуктора 27, размещенного на тензометрических датчиках 28 силы, обеспечивающих выдачу сигнала на устройство 29 контроля сил, возникающих в цепи при выполнении грузоподъемных технологических операций. Для учета и компенсации веса выбранной цепи и кабеля, а также для работы вблизи крайних положений телескопической штанги 6 мотор-редуктор 27 оснащен измерителем 30 угла поворота, выдающим код вертикальной координаты Z местонахождения поворотной платформы 8.

Причем имеющийся на тележке 5 кабельный барабан 31 с мотор-редуктором 32, управляемым датчиком 33 натяжения кабеля 34, шкив 35 которого одновременно является поводком 36 для укладки кабеля 34 слоями и связан с приводом 37 кабельного барабана 31. Так как кран предназначен для эксплуатации в зоне повышенной радиации, где оператору находиться опасно для жизни, то пульт 38 управления краном вынесен в отдельное помещение. На этом пульте 38 размещены все средства индикации, отображения видеоинформации, в том числе и мнемосхемы 39 управления механической рукой 9, а также остальные органы управления.

Мост 2 крана предназначен для его перемещения в горизонтальной плоскости с ходом 8300 мм. Мост 2 представляет собой сварную рамную конструкцию 40, состоящую из двух балок 41 и двух боковин 42 и перемещение его осуществляется по подкрановым путям, состоящим из двух рельсов с галтелями 43 в сечении. Для обеспечения сейсмической устойчивости крана на боковинах 42 закреплены с зазором механические подхваты под галтели 43 рельсов. Дублированные приводы моста оснащены встроенными тормозами (на фиг. не показаны) и с раздельным частотным управлением. Для обеспечения надежной работы в широком диапазоне температур приводные колеса 44 выполнены с одной стороны двухребордными 45, а с другой - безребордными.

Электродвигатели 46 приводов 1 - асинхронные с короткозамкнутым ротором, обеспечивающие при частотном управлении требуемые значения основной скорости, равной 6 м/мин и доводочной, составляющей 0,6 м/мин, а также соответствующие уровни ускорений (0,1-0,2 м/с²) при трогании, при переходе со скорости на скорость и торможении. Токоподвод моста выполнен в виде гибкого трака, укладываемого в лоток, размещаемый вдоль стены помещения. На боковине 42 размещается вводный шкаф для электрического соединения шлейфа моста, шлейфа тележки и других электроприводов моста (на фиг. не показаны). Для перемещения телескопической штанги 6 (подъемника) в горизонтальной плоскости на мосту 2 крана-манипулятора предназначена грузовая тележка 5. Несущая телескопический подъемник 6 тележка 5 представляет собой сварную рамную конструкцию 47, состоящую из двух балок 48 и двух боковин 49. Перемещение грузовой тележки 5 по рельсам 3 моста крана осуществляется с помощью двух дублированных приводов 4 с электродвигателями 50 переменного тока с короткозамкнутым ротором, встроенными тормозами и раздельным частотным управлением.

На тележке 5, как и на мосту 2, установлены с одной стороны ходовые колеса 51 с двумя ребордами 52, а с другой - без реборд. Со стороны установки двухребордных колес 51 смонтировано зубчатое колесо 17 с пружинным поджатием электромашинного датчика 18 - измерителя координаты тележки на мосту 2. С обеих сторон тележки 5 с зазором по линиям движения колес с ребордами и без них устанавливаются противосейсмические подхваты 53. Для выполнения грузоподъемных работ и технологических операций механической руки 9 служит раздвижная телескопическая штанга 6, представляющая собой сборку из девяти секций, установленных друг в друга. Центральная секция 54 с одной стороны имеет заделку 55 приводной цепи 23, а с другой нижней - имеет привод 56 электрический для обеспечения вращения полого вала 57 с кабельной проходкой 58, который заканчивается фланцем 59 для крепления поворотной платформы 8, содержащей корпус 60, в котором размещены приводы 61 исполнительных органов, узел 62 стыковки с захватом 11, полый вал 63 с фланцем механической руки 9. На поворотной площадке 8 установлены подвижные и неподвижные камеры 14 и 15. Для обеспечения вращения полого вала 57 в нижней части центральной секции 54 штанги 6 установлен механизм поворота, представляющий собой цилиндрическую зубчатую передачу 64 с электрическим приводом в виде серводвигателя 65, обеспечивающего вместе с концевыми выключателями 66 поворот платформы 8 на угол ±180°.

Важнейшим рабочим органом в выполнении краном грузоподъемных и технологических операций является механическая рука 9 с шестью степенями свободы (см. мнемосхему на фиг. 12). Рука механическая (манипулятор 9) подсоединяется к поворотной платформе 8 при помощи фланца, соединенного с полым валом 63. внутри которого выполняется кабельная проводка. Рука механическая (манипулятор крана) состоит из корпуса 67, плеча 68. шарнира 69, плеча 70, шарнира 71 и схвата ему принадлежащего 72.

В корпусе 67 располагается пять сервоприводов 73, которые обеспечивают движение и вращение механической руки 9. Один сервопривод 74 размещен непосредственно на корпусе 67 для обеспечения поворота всей руки в горизонтальной плоскости. Плечи 68 и 70 представляют собой обечайки, в которых располагаются полые валы. Оба плеча имеют возможность вращения вокруг своей оси. Шарниры 69 и 71 состоят из конических передач и двух корпусов, вращающихся относительно друг друга. Схват 72 представляет собой два шарнирных рычага, на которых размещены губки схвата 72 (на фиг. не показаны). Указанная механическая рука предназначена для выполнения работ по обслуживанию оборудования, находящегося в зоне повышенной радиации, в том числе, например, замене лампочек освещения, и поэтому имеет смысл только при точном наведении крана с помощью видеокамер 15 на требуемый объект с пульта 38 управления, то есть использовании крана без механической руки 9 не имеет смысла, а функции этой механической руки могут быть реализованы только при установке ее на телескопической штанге 6 крана, и в силу этого положения манипулятор 9 следует рассматривать как составную часть крана, а не как отдельное устройство, как таковое. Нагрузка на механическую руку 9 не должна превышать 100 кг.

Кран-манипулятор электромеханический исходно оснащен грузозахватными приспособлениями: крюк поворотный, захват 11 для крышек стыковочных узлов и пеналов, аналогичный захват для выемной емкости. Все они имеют единое посадочное место на ответный стыковочный узел 62 поворотной платформы 8. Контроль за работой крана осуществляется с пульта 38 управления, в состав которого входят механические элементы (индикаторы, кнопки, джойстики, звуковой сигнализатор аварии) и панель оператора с сенсорным дисплеем и клавиатурой. Основой программно-управленческих действий пульта является контроллер, который выполняет согласно структурно-блочной схеме (фиг. 11) следующие функции: прием сигналов от концевых выключателей крана-манипулятора, прием управляющих сигналов с пульта управления и передачи их на частотные преобразователи, прием управляющих сигналов с пульта 38 управления шаговых двигателей 73 телескопической штанги 6 и кабельного барабана 31, а также выдача информационных сигналов на пульт управления краном-манипулятором и реализация блокировок его движения по заданным алгоритмам.

Видеосигналы с телекамер 14 и 15 сохраняются в видеосервере и одновременно выводятся на отдельный монитор, расположенный в верхней части пульта 38 управления. Также внутри пульта 38 управления установлено устройство 29 контроля сил, сигнал с которого также передается на операторскую панель 80.

Пульт 38 управления краном состоит из трех стандартных блоков и включает в свой состав следующие органы управления: панель 74 управления видеокамерами 14 и 15 с монитором 75, панельный компьютер с сенсорным экраном 82, панель 80 управления и индикации устройства 29 контроля сил (УКС), джойстик 76 управления перемещением моста 2 и тележки 5 крана, панель 77 управления захватом 11, джойстик 78 управления подъемом телескопической штанги 6 и вращения платформы 8. Мнемосхема 39 управления приводами 73 манипулятора 9 и индикаторы крайнего положения схвата 72 - «открыт» и «закрыт» изображены на панели 81. Кнопки общего включения и выключения крана отражены на панели 79.

Частотные преобразователи участвуют в управлении электродвигателями на мосту и тележке крана и обмениваются управляющими сигналами с контроллером. На кране-манипуляторе расположены 12 концевых выключателей (шесть основных, шесть дублирующих) для сигнализации крайних положений тележки 5, моста 2 и телескопической штанги 6. По сигналам концевых выключателей (на фиг. не показаны) происходит блокировка движения крана в сторону препятствия в следующих положениях: крайние положения при подъеме и опускании телескопической штанги 6, крайние положения тележки 5 и моста 2. На панели пульта 38 управления установлена мнемосхема манипулятора 9 с индикаторами выполняемого движения и три джойстика для управления приводами. Алгоритм работы крана обуславливается его программным обеспечением. Захваты 11 не являются принадлежностью крана и оснащаются ими и другими грузозахватными приспособлениями для использования при выполнении технологических грузоподъемных операций. Корпус 83 захвата 11 имеет внутреннюю проточку 84, обеспечивающую вход и зацепление ножек 85 узла стыковки гнезда 10 платформы 8. Для исключения проворота захвата и повреждения ножек 85 гнезда 10 он имеет внутренний корончатый фланец 86, соответствующий фланцу гнезда 10, а для точной стыковки крана с захватом, последний имеет целики 87. При стыковке захвата 11 с крышкой пенала измерительный шток 88 передает движение на концевой выключатель механизма ключа, что позволяет судить о выходе на нужное положение захвата 11 по вертикали, после чего приводом кольцевого штока 88 осуществляется перемещение верхних рычагов 89 ножек 85, которые поворачиваются и входят в зацепление в проточку узла стыковки извлекаемого изделия. Одновременно происходит уборка индикаторных сегментов 90. При расстыковке захватов 11 с крышкой пенала привод кольцевого толкателя перемещается вверх до срабатывания верхнего концевого выключателя. Под действием пружины 91 рычаги 89 ножек 85 перемещаются вверх и захват 11 открывается.

Кран-манипулятор работает следующим образом.

В исходном положении кран находится на стояночном месте с убранной телескопической штангой 6, с собранной в контейнере 24 цепью 23 и смотанным на барабане 31 кабелем 34. После подачи питающего напряжения по гибкому траку проверяют по сигналам на пульте 38 управления и видеокамерам 14 и 15 положение и состояние моста 2, тележки 5 крана, телескопической штанги 6 и механической руки 9. Если отсутствуют сигналы неисправности, то джойстиком 76 управления, либо кнопками перемещения с пульта 38 с помощью приводов 1, вращая ребордные колеса 45, перемещают кран с использованием частотного управления по подкрановому пути к требуемому месту выполнения технологических и грузоподъемных операций, ориентируясь по изображению видеокамер 14 и 15 и информации на сенсорном экране 82. Затем джойстиком 78 включается мотор-редуктор 27 и цепь 23 из контейнера 24 цепеукладчиком 26 раздвигает телескопическую штангу 6 до требуемого рабочего положения. Одновременно мотор-редуктором 32 барабана 31 разматывается и питающий кабель 34. Доводочно джойстиком 76 управления или кнопками перемещают по рельсам 3 грузовую тележку 5 с телескопической штангой 6 в строго заданное стыковочное положение, ориентируясь по изображению камер 14 и 15 и информацией на сенсорном экране 82. При необходимости устанавливается требуемый в работе захват 11, состыковывая его с ответным гнездом 10 поворотной платформы 8, руководствуясь изображением камер 14 и 15 и информацией на сенсорном экране 82, после чего проводят необходимые работы с использованием этого захвата или иного грузоподъемного устройства.

Пример конкретной реализации работы крана с отработавшими тепловыделяющими сборками свидетельствует о точности и сложности выполнения этого процесса. Во-первых, с помощью видеокамер 14 и 15, предварительно устанавливается специально предназначенный для этой цели захват 11. Во-вторых, точность наведения упомянутого захвата 11 на координату стыковочного узла обеспечивается электромашинным датчиком 18, расположенным на тележке 5 и измеряющим ее местоположение относительно крана (ось Y), и лазерным дальномером 21 с системой зеркал, точно фиксирующим координату X крана и передающих эти данные на пульт 38. Это позволяет навести захват 11 крана на стыковочный узел, состыковаться и извлечь пенал с ОТВС; перенести пенал с ОТВС и завести его в кантователь; расстыковаться с кантователем; навестись на стеллаж для хранения захватов 11 и установить его в стеллаж; выполнить с помощью поворотной платформы 8 и видеокамер 14 и 15 расстыковки с захватом 11; выполнить заданные технологические операции при помощи механической руки 9, используя джойстики 81 управления в соответствии с мнемосхемой, имеющейся на панели управления пульта 38, ориентируясь по изображениям с камер 14 и 15. По окончании работ механическая рука 9 возвращается в исходное положение. В случае перегрузки при выполнении грузоподъемных работ на цепи 23, тензорезисторный датчик 28 силы выдает сигнал на нормирующее преобразовательное устройство, соединенное с исполнительным устройством 29 контроля сил, откуда поступает на контроллер пульта 38 управления, блокируя подъем груза. Датчик 33 натяжения кабеля работает аналогичным образом, т.е. при перегрузке происходит блокирование работы соответствующих приводов.

Предлагаемая полезная модель значительно повышает надежность и безопасность работы крана-манипулятора в условиях повышенной радиации из-за дублирования всех приводов механизма перемещения, очень точного наведения телескопической штанги с захватами и грузоподъемными устройствами на требуемые координаты технологических объектов с помощью средств автоматизации и управления.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки на полезную модель

1. Патент на полезную модель (ПМ) №137281 В66С 17/00, опубл. 10.02.2014 г.

2. Патент на ПМ №66320 В66С 17/06, опубл. 10.09.2007 г.

3. Патент на ПМ №62100 В66С 17/06, опубл. 27.03.2007 г.

4. Патент на ПМ №83241 В66С 17/06, опубл. 27.05.2009 г.

5. Патент РФ на ПМ №111532 В66С 17/00, опубл. 20.12.2011 г.

6. Патент РФ на ПМ №104166 В66С 17/00, опубл. 10.05.2011 г.

7. Патент РФ на изобретение №2025452 В66С 15/00, опубл. 28.06.1991 г.

8. Авторское свидетельство СССР №1537131 В66С 17/00, опубл. 15.01.1990 г.

9. Заявка ФРГ №2406387 E04G 1/22, опубл. 1975 г.

10. Патент США №3605358 B66F /11/0482, опубл. 20.09.1971 г.

11. Патент США №6550624 В66С 23/70, опубл. 22.04.2003 г.

Claims (9)

1. Кран-манипулятор электромеханический, характеризующийся тем, что содержит двухбалочный с приводом мост, на котором размещена с возможностью перемещения по рельсам грузовая с двумя дублирующими приводами тележка, несущая телескопическую раздвижную с помощью цепи грузоподъемную штангу, на последней секции которой смонтирована поворотная платформа с установленными на ней механической рукой с шестью степенями свободы, гнездом для подстыковки различного типа и назначения сменных захватов с приводом и управлением от поворотной платформы, блоками подвижных и неподвижных видеокамер, соответственно контролирующих работу, выполняемую с помощью механической руки (манипулятора), и обеспечение наведения крана на нужный объект и позволяющих ориентировать поворотную платформу на нужный угол при стыковке захватов, при этом рядом с рельсами на мосту расположена зубчатая рейка с зубчатым колесом и пружиной поджатия электромашинного датчика положения тележки на мосту, а также мишень лазерного дальномера, установленного с системой зеркал в проходке стены, а для компактной укладки цепи телескопическая штанга снабжена контейнером, на горловине которого установлен цепеукладчик с приводом от мотор-редуктора, размещенного на тензометрических датчиках силы, обеспечивающих выдачу сигнала на устройство контроля сил, возникающих в цепи при выполнении технологических операций, к тому же сам мотор-редуктор оснащен измерителем угла поворота, выдающим код вертикальной координаты Z поворотной платформы, причем имеющийся на тележке кабельный барабан с электрическим коллектором и мотор-редуктором, управляемым датчиком натяжения кабеля, шкив которого одновременно является поводком для укладки кабеля слоями и связан с приводом кабельного барабана, а пульт управления краном-манипулятором вынесен в отдельное операторское помещение, и на котором размещаются все средства индикации, отображения видеоинформации, в том числе и мнемосхемы управления механической рукой, а также остальные органы управления.

2. Кран-манипулятор по п.1, характеризующийся тем, что перемещение моста по подкрановому пути происходит с помощью двух дублированных приводов, оснащенных встроенными тормозами.

3. Кран-манипулятор по п.1, характеризующийся тем, что все приводные колеса моста и тележки, для обеспечения надежной работы в широком диапазоне температур, двухребордные - с одной стороны и безребордные - с другой.

4. Кран-манипулятор по п.1, характеризующийся тем, что электродвигатели приводов - асинхронные с короткозамкнутым ротором, обеспечивающие при частотном управлении требуемые значения основной и доводочной скорости, а также соответствующие уровни ускорений при трогании, переходе со скорости на скорость и торможении.

5. Кран-манипулятор по п.1, характеризующийся тем, что подкрановые рельсы и размещенные на верхней части моста рельсы для перемещения тележки крана выполнены с галтелями.

6. Кран-манипулятор по п.1 или 5, характеризующийся тем, что для обеспечения повышенной сейсмической устойчивости на боковинах кареток колес приводов крана и тележки закреплены с зазором под галтели рельсов механические подхваты.

7. Кран-манипулятор по п.1, характеризующийся тем, что мост оснащен двумя концевыми выключателями с каждой стороны.

8. Кран-манипулятор по п.1, характеризующийся тем, что мотор-редуктор подъема цепи, оснащенный дублированными электродвигателями переменного тока с короткозамкнутым ротором и встроенными тормозами, обеспечивает движение цепи в заданном направлении с выбранной скоростью.

9. Кран-манипулятор по п.1, характеризующийся тем, что узел стыковки поворотной платформы имеет выпускные ножки фиксации захвата, корончатый край для предотвращения поворота захвата, кольцевой толкатель для фиксации захвата и вал ключа захвата.

Images