RU2531322C1

RU2531322C1 - Grub bucket guidance and stabilisation mechanism

Info

Publication number: RU2531322C1
Application number: RU2013114951/13A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Абузов; Роман Владимирович Бернотас
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2014-10-20
Also published as: RU2013114951A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: this mechanism comprises the case with cargo slings, driven winch to handle said sling equipped with cargo fastener-slinger and cargo radio remote control device. Two independent synchronous motors are spaced apart in circle equally through 180 degrees. Sais motors transmit torque via gearing to round rotary platform with outer gear built in circle upper part. Four dampers are spaced apart in edges of said rotary platform through 90 degrees. Damper top part is equipped with rotary wheel fitted in the groove at the case inner part circle. This mechanism has electrically driven winch fitted at the centre of rotary platform equipped with motor with two output shafts and two drums with cargo electrical cables. Said electrical cables feed current to two worm-type drives of grab bucket jaws. Grab bucket body accommodates video camera with remote control signal transmission. Solar power converters are arranged at said body for electric power supply.

EFFECT: efficient and accurate guidance, stabilised suspension.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к заготовке леса, в частности для выполнения грузовых операций при воздушном способе трелевки без использования ручного труда чокеровщика.The invention relates to logging, in particular for performing cargo operations with the air skidding method without using manual labor of the choker.

Известен механизм наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки, содержащий корпус, крепление грузовых строп аэростата, лебедку с канатом и чокерным приспособлением для крепления груза (патент США №3807577, B66C 21/00, опубл. 30.04.1974).There is a known mechanism for guiding and stabilizing a grab grab for aerial skidding systems, comprising a body, a fastening of a cargo line of a balloon, a winch with a rope and a choker device for securing a load (US patent No. 3807577, B66C 21/00, publ. 30.04.1974).

Недостатком системы является наличие ручного труда при выполнении трелевочных и грузо-разгрузочных операций.The disadvantage of the system is the presence of manual labor when performing skidding and cargo handling operations.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является механизм наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки, включающий корпус с прикрепленными к нему грузовыми стропами аэростата, лебедку с приводом, управляющую грузовым канатом с приспособлением для крепления и подъема груза, и радиодистанционное управление лебедкой (патент США №5080302, A01G 23/02, опубл. 1992 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a mechanism for guiding and stabilizing the grab grab for aerial skidding systems, including a body with attached aerostat cargo lines, a winch with a drive that controls a cargo rope with a device for fastening and lifting loads, and radio remote control of the winch ( US patent No. 5080302, A01G 23/02, publ. 1992).

Однако известный механизм имеет пониженную оперативность лесозаготовительного цикла, тем самым низкопроизводителен, не исключает травматизм из-за использования ручного труда и не имеет точности наведения грузозахватного механизма и стабилизации грузовой подвески в процессе выполнения трелевки.However, the known mechanism has a reduced efficiency of the harvesting cycle, thereby low productivity, does not exclude injuries due to the use of manual labor and does not have the accuracy of guidance of the load gripping mechanism and stabilization of the load suspension in the process of skidding.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение оперативности работ, улучшение точности наведения грузозахватного механизма, а также стабилизация грузовой подвески с захватным приспособлением в процессе выполнения трелевочных и грузо-разгрузочных операций.The technical problem to which the claimed invention is directed is to ensure the efficiency of work, improve the accuracy of guidance of the load gripping mechanism, as well as stabilize the load suspension with a gripping device in the process of skidding and cargo handling.

Поставленная задача достигается тем, что в механизме наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки, включающем корпус с прикрепленными к нему грузовыми стропами аэростата, лебедку с приводом, управляющую грузовым канатом с приспособлением для крепления и подъема груза, и радиодистанционное управление лебедкой, согласно изобретению во внутренней нижней части корпуса, на равноудаленном расстоянии на 180° друг от друга по окружности, расположены два независимых, но работающих синхронно, электродвигателя, которые с помощью зубчатой передачи передают крутящий момент на круглую поворотную платформу, имеющую в верхней части окружности вмонтированную внешнюю шестерню, при этом по краям поворотной платформы через 90° друг от друга расположены четыре амортизатора, верхняя часть которых снабжена поворотным колесиком, посаженным в паз, находящийся по окружности в средней внутренней части корпуса. Кроме того, он имеет электрическую лебедку, закрепленную в центре поворотной платформы, снабженную электродвигателем с двумя выходными валами и двумя барабанами с грузовыми электрическими кабелями, которые обеспечивают возможность подачи тока на два электромеханизма червячного типа, работающие на закрытие и открытие клешней грейфера, при этом на грейфере расположена видеокамера с радиодистанционной передачей сигнала, кроме того, на корпусе расположены солнечные энергетические преобразователи для снабжения системы электричеством. Кроме того, в конструкции предусмотрена вертикальная прижимная контактная сеть, снабженная механизмом подачи, состоящим из регулировочной гайки и пружины. Кроме того, внешние и внутренние части корпуса выполнены из облегченных металлопластиковых материалов, а поворотная платформа выполнена из гибкого морозоустойчивого пластика с вмонтированной в нее внутренней зубчатой передачей.The task is achieved by the fact that in the mechanism of guidance and stabilization of the grab for airborne skidding systems, including a body with attached aerostat cargo lines, a winch with a drive that controls a cargo cable with a device for fastening and lifting loads, and radio remote control of the winch, according to the invention in the inner lower part of the housing, at an equidistant distance of 180 ° from each other around the circumference, there are two independent, but working synchronously, electric motors, which Using gears, they transmit torque to a circular rotary platform with an external gear mounted in the upper part of the circumference, while four shock absorbers are located at the edges of the rotary platform 90 ° from each other, the upper part of which is equipped with a rotary wheel mounted in a groove located around the circumference in the middle inner part of the body. In addition, it has an electric winch mounted in the center of the turntable, equipped with an electric motor with two output shafts and two reels with cargo electric cables, which provide the possibility of supplying current to two worm-type electromechanisms that work to close and open the claw grab, while The grabber has a video camera with radio remote signal transmission, in addition, solar power converters are located on the body to supply the system with electricity. In addition, the design provides a vertical clamping contact network, equipped with a feed mechanism, consisting of an adjusting nut and spring. In addition, the external and internal parts of the housing are made of lightweight metal-plastic materials, and the rotary platform is made of flexible frost-resistant plastic with an internal gear mounted in it.

Применение двух независимых, но работающих синхронно, электродвигателей, которые с помощью зубчатой передачи передают крутящий момент на круглую поворотную платформу, имеющую в верхней части окружности вмонтированную внешнюю шестерню, при этом по краям поворотной платформы через 90° друг от друга расположены четыре амортизатора, верхняя часть которых снабжена поворотным колесиком, посаженным в паз, находящийся по окружности в средней внутренней части корпуса, позволяет обеспечить надежность работы в случае отказа одного из электродвигателей, а амортизаторов - плавность поворота и снижение динамических нагрузок.The use of two independent, but working synchronously, electric motors that transmit torque to a round rotary platform using a gear transmission, which has an external gear mounted in the upper part of the circle, while four shock absorbers are located at the edges of the rotary platform 90 ° from each other, the upper part which is equipped with a swivel wheel, seated in a groove located around the circumference in the middle inner part of the housing, allows to ensure reliable operation in case of failure of one of the electric motors gateli, and shock absorbers - smooth turning and reducing dynamic loads.

Использование электрической лебедки, закрепленной в центре поворотной платформы, снабженной электродвигателем с двумя выходными валами и двумя барабанами с грузовыми электрическими кабелями, которые обеспечивают возможность подачи тока на два электромеханизма червячного типа, работающие на закрытие и открытие клешней грейфера, позволяет повысить точность стабилизации и устойчивость работы за счет центрального расположения на поворотной платформе, кроме того, снижается вес конструкции.The use of an electric winch, fixed in the center of the turntable, equipped with an electric motor with two output shafts and two reels with freight electric cables, which provide the possibility of supplying current to two worm-type electromechanisms that work to close and open the claw grab, improves the stabilization accuracy and stability due to the central location on the turntable, in addition, the weight of the structure is reduced.

Применение на корпусе грейфера видеокамеры с радиодистанционной передачей сигнала обеспечивает повышение оперативности работы и точность наведения грейфера на груз.The use of a camcorder with a radio remote signal transmission on the body of the grab provides increased operational efficiency and accuracy of pointing the grab onto the load.

Размещение на корпусе солнечных энергетических преобразователей для снабжения системы электричеством обеспечивает бесперебойное снабжение электроэнергией электродвигателей, а также независимость от традиционных источников топлива.Placing solar energy converters on the case to supply the system with electricity ensures uninterrupted power supply of electric motors, as well as independence from traditional fuel sources.

Наличие в конструкции прижимной контактной сети, снабженной механизмом подачи, состоящим из регулировочной гайки и пружины, позволяет надежно передавать ток на вращающиеся детали механизма.The presence in the design of the clamping contact network equipped with a feed mechanism consisting of an adjusting nut and a spring allows reliable transmission of current to the rotating parts of the mechanism.

Выполнение внешних и внутренних частей корпуса из облегченных металлопластиковых материалов, а поворотной платформы из гибкого морозоустойчивого пластика с вмонтированной в нее внутренней зубчатой передачей обеспечивает снижение общего веса конструкции и надежную передачу крутящего момента.The execution of the external and internal parts of the housing from lightweight metal-plastic materials, and the turntable from flexible frost-resistant plastic with an internal gear transmission mounted in it, ensures a reduction in the total weight of the structure and reliable transmission of torque.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид механизма; на фиг.2 - общий вид грейфера; на фиг.3 - вид сверху поворотной платформы; на фиг.4 - вид сбоку поворотной платформы; на фиг.5 - общий вид амортизатора; на фиг.6 - вид прижимной контактной сети.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the mechanism; figure 2 is a General view of the grab; figure 3 is a top view of the turntable; figure 4 is a side view of the turntable; figure 5 is a General view of the shock absorber; figure 6 is a view of the clamping contact network.

Устройство и работа механизма наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки состоят в следующем.The device and the operation of the guidance and stabilization mechanism of the grab for airborne skidding systems are as follows.

Общий контур корпуса 1 механизма представлен в виде усеченного конуса, одна сторона которого с помощью металлических скоб 2, расположенных по краю верхнего диаметра, крепиться грузовыми стропами 3 к нижней точке аэростата. Во внутренней нижней части корпуса 1, на равноудаленном расстоянии на 180° друг от друга по окружности, расположены два независимых, но работающих синхронно, электродвигателя 4, которые с помощью зубчатой передачи ведущей шестерни 5 передают крутящий момент на круглую поворотную платформу 6, имеющую в верхней части окружности вмонтированную внешнюю шестерню 7.The general contour of the mechanism housing 1 is presented in the form of a truncated cone, one side of which, using metal brackets 2 located along the edge of the upper diameter, is fastened with cargo slings 3 to the lower point of the aerostat. In the inner lower part of the housing 1, at an equidistant distance of 180 ° from each other around the circumference, there are two independent but synchronously operating electric motors 4, which transmit the torque to the circular rotary platform 6, which has a parts of the circumference mounted external gear 7.

Электродвигатели 4 обеспечивают вращение поворотной платформы 6 на 360°. Плавное и безнагрузочное вращение платформы 6 обеспечивается также за счет специальных шаров 8, играющих роль подшипников скольжения, находящихся в пазах 9 нижних частей корпуса 1 и поворотной платформы 6. По краям платформы 6 через 90° друг от друга расположены четыре амортизатора 10, необходимые для предотвращения перекосов и динамических рывков поворотной платформы 6 в процессе вращения, а также в процессе подъема и опускания груза. Верхняя часть амортизаторов 10 снабжена поворотным колесиком 11, которое обеспечивает беспрепятственное и плавное движение амортизаторов 10 в процессе вращения поворотной платформы 6. Все четыре колесика 11 посажены в паз 12, находящийся по окружности в средней внутренней части корпуса 1. Наличие паза 12 обеспечивает устойчивость и не раскачивание амортизаторов 10 в процессе вращения поворотной платформы 6. Ввиду подвижности платформы 6 в вертикальной плоскости в процессе работы и возможного из-за этого возникновения перекоса шестерней 5 по отношению к шестерне 7 длина их зубьев разная. В частности, длина зубьев ведущих шестерней 5 несколько больше, чем длина зубьев ведомой шестерни 7. При этом ввиду независимой работы электродвигателей 4 друг от друга улучшается надежность работы механизма в целом в случае отказа одного из электродвигателей 4. Подъем и опускание грейфера 13 обеспечивается электрической лебедкой, закрепленной в центре поворотной платформы 6, снабженной электродвигателем 14 с двумя выходными валами и двумя барабанами 15 с грузовыми электрическими кабелями 16, которые, помимо силовой и грузовой функции, обеспечивают подачу тока на два электромеханизма червячного типа 17, которые работают на закрытие и открытие клешней грейфера 13. На корпусе грейфера расположена видеокамера 18 с радиодистанционной передачей сигнала, необходимая для более точного наведения захватного механизма на груз. Электричеством камера обеспечивается также посредством кабелей 16. Общее снабжение системы электричеством осуществляется солнечными энергетическими преобразователями (СЭП) 19, расположенными по верхнему диаметру корпуса 1. Панели СЭПов имеют закругленную форму для уменьшения лобового сопротивления от ветрового потока в процессе перемещения аэростата, а также электромеханизм 20 для изменения их угла наклона в зависимости от направления солнечных лучей. Ток от СЭПов поступает в аккумулятор 21, а после чего через блок преобразования тока 22 распределяется по механизмам потребления: блоку управления 23, электродвигателям 4 и 14, электромеханизмам 17 и 20, видеокамере 18. Передача тока электродвигателю 14, находящемуся на вращающейся платформе 6, исключает возможность использования обычной проводной подачи тока по кабелю ввиду перекручивания кабеля во время вращения платформы. Исходя из этого, в конструкции используется прижимная контактная сеть 24, снабженная механизмом подачи 25, состоящим из регулировочной гайки и пружины. Для подачи тока на электродвигатель 14 и электромеханизмы 17 грейферный захвата 13 контактную сеть 24 изначально перед эксплуатационным процессом с помощью механизма подачи 25 надвигают на контактные кольца 26, которые расположены в центре средней окружности корпуса 1 и через отводные не пересекающиеся каналы соединены с блоком преобразования тока 22. Для обеспечения надежности работы и защиты от возможного замыкания ток через коробку распределения 27 распределяется на грузовые электрические кабеля барабанов 15 разными потенциалами. На один барабан приходит минусовой потенциал, а на другой плюсовой, которые, приходя по отдельным кабелям 16 на грейфер 13, питают током видеокамеру 18 и червячные электромеханизмы 17. Чтобы исключить перетирание электрогрузовых кабелей 16 об корпус поворотной платформы 6, барабаны 15 снабжены роликовыми направляющими 28. Для уменьшения веса конструкции внешние и внутренние части корпуса 1 выполнены из облегченных металлопластиковых материалов, а поворотная платформа 6 выполнена из гибкого морозоустойчивого пластика с вмонтированной в нее внешней зубчатой передачей. Это не только облегчает вес конструкции, но и также обеспечивает защиту от возможного замыкания контактной сети 24 и контактных колец 26. Процесс наведения, а также процесс опускания, подъема и захвата ведется наземным оператором за счет использования радио- и видеодистанционных сигналов, поступающих с наземного пульта управления на антенну 29, после чего они обрабатываются и с помощью кабелей 16 и 30 распределяются блоком управления 23 по системе.Electric motors 4 provide rotation of the turntable 6 by 360 °. Smooth and load-free rotation of the platform 6 is also ensured by special balls 8, which play the role of sliding bearings located in the grooves 9 of the lower parts of the housing 1 and the rotary platform 6. Four shock absorbers 10 are located along the edges of the platform 6 through 90 ° from each other, necessary to prevent distortions and dynamic jerks of the turntable 6 during rotation, as well as in the process of lifting and lowering the load. The upper part of the shock absorbers 10 is equipped with a swivel wheel 11, which ensures the smooth and smooth movement of the shock absorbers 10 during the rotation of the turntable 6. All four wheels 11 are seated in a groove 12 located in a circle in the middle inner part of the housing 1. The presence of a groove 12 ensures stability and does not the swinging of the shock absorbers 10 during the rotation of the turntable 6. Due to the mobility of the platform 6 in the vertical plane during operation and the possible distortion of the gears 5 from Ocean to the gear teeth 7 of different length. In particular, the length of the teeth of the driving gears 5 is slightly greater than the length of the teeth of the driven gear 7. In this case, due to the independent operation of the electric motors 4 from each other, the reliability of the mechanism as a whole is improved in case of failure of one of the electric motors 4. The raising and lowering of the grab 13 is provided by an electric winch fixed in the center of the turntable 6, equipped with an electric motor 14 with two output shafts and two reels 15 with cargo electric cables 16, which, in addition to the power and cargo functions, provide They feed current to two worm-type electromechanisms 17, which work to close and open the claws of the clamshell 13. On the clamshell body there is a video camera 18 with radio remote signal transmission, which is necessary for more accurate guidance of the gripping mechanism to the load. The chamber is also provided with electricity through cables 16. The system is supplied with general electricity by solar energy converters (BEPs) 19 located along the upper diameter of the housing 1. The BEPs have a rounded shape to reduce drag from the wind flow during the movement of the aerostat, as well as an electromechanism 20 for changes in their angle of inclination depending on the direction of sunlight. The current from the SEPs enters the battery 21, and then through the current conversion unit 22 it is distributed according to the consumption mechanisms: control unit 23, electric motors 4 and 14, electromechanisms 17 and 20, video camera 18. The current transfer to the electric motor 14 located on the rotating platform 6 excludes the possibility of using conventional wire-fed current supply through the cable due to cable twisting during platform rotation. Based on this, the design uses a clamping contact network 24, equipped with a feed mechanism 25, consisting of an adjusting nut and spring. To supply current to the electric motor 14 and the electromechanism 17, the gripper 13, the contact network 24 is initially pushed by the feed mechanism 25 onto the contact rings 26, which are located in the center of the middle circle of the housing 1 and are connected to the current conversion unit 22 via non-intersecting channels To ensure reliable operation and protection against possible short circuits, the current through the distribution box 27 is distributed on the cargo electric cable of the drums 15 with different potentials. The minus potential comes to one drum, and the plus one to the other, which, coming through separate cables 16 to the grapple 13, supply current to the video camera 18 and worm gears 17. To prevent fraying of the electric cargo cables 16 against the housing of the turntable 6, the drums 15 are equipped with roller guides 28 To reduce the weight of the structure, the external and internal parts of the housing 1 are made of lightweight metal-plastic materials, and the rotary platform 6 is made of flexible frost-resistant plastic with a built-in outside her gear. This not only lightens the weight of the structure, but also provides protection against possible closure of the contact network 24 and slip rings 26. The pointing process, as well as the lowering, lifting and gripping process, is carried out by the ground operator through the use of radio and video remote signals from the ground panel control to the antenna 29, after which they are processed and using cables 16 and 30 are distributed by the control unit 23 through the system.

В отличие от аналогов предлагаемый механизм наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки позволяет обеспечить оперативность работ, улучшить точности наведения грузозахватного механизма, а также стабилизировать работу грузовой подвески с захватным приспособлением в процессе выполнения трелевочных и грузо-разгрузочных операций.Unlike analogs, the proposed mechanism for guiding and stabilizing the grab gripper for aerial skidding systems allows ensuring operational efficiency, improving the accuracy of guidance of the gripping mechanism, as well as stabilizing the operation of the cargo suspension with a gripping device in the process of skidding and cargo handling.

Claims

1. The mechanism of guidance and stabilization of the grab for airborne skidding systems, including a housing with attached aerostat cargo lines, a winch with a drive that controls the cargo cable with a device for securing and lifting loads, and a radio remote control winch, characterized in that in the lower inner two independent, but working synchronously, electric motors are located at an equidistant distance of 180 ° from each other around the circumference, which transmit to a gear torque on a circular turntable having an external gear mounted in the upper part of the circumference, with four shock absorbers located at the edges of the turntable 90 ° apart, the upper part of which is equipped with a rotary wheel mounted in a groove located around the circumference in the middle inner part case, while the mechanism has an electric winch, mounted in the center of the turntable, equipped with an electric motor with two output shafts and two drums with cargo electric cables fuses that provide the ability to supply current to two worm-type electromechanisms that work to close and open the claw of a grab, while on the body of the grab there is a video camera with radio remote signal transmission, in addition, solar power converters are located on the body to supply the system with electricity.

2. The mechanism of guidance and stabilization of the grab claw according to claim 1, characterized in that the design provides for a contact contact network equipped with a feed mechanism consisting of an adjusting nut and a spring.

3. The mechanism of guidance and stabilization of the grab claw according to claim 1, characterized in that the external and internal parts of the body are made of lightweight metal-plastic materials, and the rotary platform is made of flexible frost-resistant plastic with an internal gear mounted therein.