专利名称：一种漂浮物打捞装置的防摇结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及海上打捞领域，尤其涉及一种漂浮物打捞装置的防摇结构。
背景技术：
目前，对于打捞海上漂浮物，打捞船通常只能进行近距离打捞，或在海面气候条件良好的低海况条件下通过辅助工作船进行打捞。但在风力和海浪较大、同时可能伴随雷雨天气等情况的海面气候条件恶劣的高海况条件下，打捞人员或工作船如果离开母船下海作业，打捞工作就会变得相当危险，甚至无法进行打捞作业。这时对于一些需要及时打捞上船的物体，比如营救落水的人员，打捞影响海洋环境的物体或打捞物对物主有重要价值的物体，将延误最佳打捞时机或遗失打捞物而造成重大损失。并且，在高海况恶劣条件下，漂浮物打捞设备打捞落水人员或漂浮的重要物品时，一般要求在打捞过程中打捞设备严禁与打捞船船体发生硬性碰撞，以免破坏重要物品或影 响被救助人员生命安全。这就要求设计专门漂浮物打捞设备，并且系统安全性能好，设备运行可靠。漂浮物在打捞后的起吊过程中的摇摆可以分解为两个，一个是垂直于船体长度方向的横向摇摆，一个是平行于船体长度方向的纵向摇摆。现有的一种漂浮物打捞装置是在船侧打捞，打捞后漂浮到船尾、由安装在船尾的龙门摇摆起重机起吊，龙门摇摆起重机的门架横梁可绕其固定在船尾的底部基座由船外向船内呈水平状态的摆动，门架横梁上配置可以纵向摇摆的四爪定位结构，四个定位爪的中心正对着起重绳中心，被打捞的漂浮物吊到一定高度时即被定位爪抓住，限制其横向摆动，所以当门架从船外向船内摆动时就不会发生吊挂在门架上的漂浮物因船的横摇而造成横向摆动。由于四爪定位结构限制了漂浮物相对于船体的横向摇摆，因此漂浮物主要受纵向摇摆影响，该装置上配置了纵向摆动控制结构，以控制漂浮物的纵向自由摆动。其工作原理从底座上(门架垂直位置处)正对四爪定位结构下方用两根钢绳拉住四爪定位结构两侦U。钢绳经滑轮组引向一个三角平衡板。在两个角上固定，再从平衡板的第三个角引出钢绳结到用作控制纵摆的绞绳机绳轮上，通过人工手动操作绞绳机的收放钢绳来控制限制器的摆动幅度。当门架处在垂直位置时收紧钢绳，可以控制限制器的摆动幅度。当门架摆向船外时，同时慢慢放出钢绳，使四爪定位结构能处在垂直状态，限制其向后摆动。如果稍微拉紧钢绳，使四爪定位结构略向前摆，则纵向摆动可在一定程度被控制住。门架向船内摆动时操作正好相反，从而控制四爪定位结构向前摆动。该防摇结构具有如下缺陷I、由于采用人工通过控制绞机收放钢绳来控制四爪定位结构的摇摆，因此该防摇机构只能在摇摆不太激烈的条件下进行，在高海况情况下操作起来，会给操作人员和四爪定位结构中固定的漂浮物带来安全隐患；2、在门架向船内、船外摆动时，通过收放钢绳来防止四爪定位结构摆动，属于静态防摇，无法实时追踪四爪定位结构相对于船体的摆角变化情况，如果船体的摇摆比较激烈、摇摆频率较大，该结构的防摇效果并不理想；3、采用船侧打捞、船尾起吊的方式，利用四爪定位结构与门架的连接结构来限定漂浮物的横向摇摆，但是在实际操作中，打捞船在恶劣海况条件下横向摇摆是比较激烈的，因此该连接结构受力会比较恶劣，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种在高海况环境下，能够实时追踪被打捞的漂浮物与打捞船间相对摆角，实现动态防摇，并且无需人工手动控制的漂浮物打捞装置的防摇结构。
本发明是通过以下技术方案实现的一种漂浮物打捞装置的防摇结构，其特征在于在打捞船的船身一侧，朝向船身外部横向伸出长形的起升臂，起升臂伸出端端部固定一块支板，支板前、后两侧通过两根成倒“八”字形对称排布的倾斜铰接杆铰接悬挂一个卡抓支架，支板和卡抓支架的中心位于同一垂直线上，在同一水平投影面上，铰接杆中心线的延长线穿过支板中心，并且与起升臂中心线垂直，在卡抓支架的左侧和/或右侧铰接配置倾斜的液压油缸，液压油缸的上端铰接在支板上，如果液压油缸的数量为两个，则两个液压油缸关于支板的中心线对称排布，液压油缸中心线和起升臂中心线位于同一垂直面内，打捞船安装角度传感器，角度传感器控制液压油缸中活塞杆的伸缩。本防摇装置的原理是通过两根对称布置的倾斜铰接杆形成的三角形定位结构限制卡抓支架的前后摆动，即平行于船体长度方向的纵向摆动，从而确保卡抓支架只能垂直于船体横向摆动，当卡抓支架随打捞船横向摆动不平衡时，调整液压油缸的活塞杆伸长或缩短进行补偿，以维持卡抓支架趋向于与船体平行，防止由于卡抓支架摆动幅度过大而与打捞船发生碰撞。卡抓支架底部固定有用于抓紧漂浮物、成对配置的卡抓，起重绳从起升臂的端部向下穿过支板、卡抓支架和卡抓的中心，起重绳将漂浮物吊到一定高度时即被卡抓抓住，限制其纵向摆动。在打捞物横向摆动时，主要通过角度传感器测量获得的打捞船的横摇规律和波浪情况，控制卡抓支架的横向摇摆角度，从而控制打捞物的横摇。所以当起升臂从船外向船内回转或起吊时，就不会产生吊挂在拦截起吊臂上的打捞物因船的横摇而造成横向激烈摆动，甚至发生与拦截起吊臂碰撞的情况。卡抓可采用四颚片摩擦型液压抓斗的结构，颚片形状为1/4圆弧形，其上端通过铰接在卡抓支架上，下端为抓紧端，四个颚片两两相对、围成一个开口向下的半球形抓紧腔，抓紧腔的中心与卡抓支架中心位于同一垂直线上，颚片的内圆弧面上固定橡胶支块，以避免抓紧漂浮物时损坏漂浮物，同时也增大了相互的摩擦力。每个颚片通过一个独立的颚片液压油缸驱动，通过颚片液压缸伸缩控制颚片的开合，以抓取或释放打捞物，颚片液压油缸的上端铰接在卡抓支架上，下端铰接在颚片上，四个颚片液压油缸两两相对，呈“八”字形排布，限制了颚片相对于卡抓支架的摆动，因此四颚片液压抓斗相对于卡抓支架来说是固定的。进一步的，卡抓支架为立式的中空圆筒形，其上、下两端呈“十”形分别向外侧凸起四个凸台，上端的四个凸台铰接颚片液压油缸，下端的四个凸台铰接颚片上端。再进一步，液压油缸数量可以为一个或者左、右对称排布的两个，数量为一个时，该液压油缸优选装配于铰接杆和打捞船之间，装置的结构更为紧凑。再进一步，液压油缸的倾斜方式，优选为上端位于下端的外侧，以保证液压油缸活塞杆良好的受力环境；当液压油缸数量为两个时，两个液压油缸关于支板的中心线呈倒“八”字形排布。
再进一步，角度传感器为重锤仪，包括万向铰、连杆、重锤和油箱，连杆上端通过万向铰铰接在打捞船上，下端固定一个重锤，重锤浸没入油箱的油面下。以防止重锤在调整过程的振动，起阻尼作用。液压油缸的驱动油路上配置换向阀，换向阀带有两个接触开关、对应控制液压油缸活塞两侧的驱动油路，接触开关位于连杆下端的两侧，并靠近连杆。当卡抓支架与打捞船甲板均保持水平时，液压油缸不工作；当打捞船因受高海况海浪影响而发生摆动，卡抓支架发生倾斜，此时重锤也会相应发生倾斜。一旦重锤仪发生倾斜，连杆接触到其一侧的接触开关，就驱动换向阀工作，使高压油进入液压油缸相应腔，驱动活塞杆伸出或缩回，使抓斗趋向和打捞船甲板维持平衡；一旦打捞船回到水平位置，重锤仪也相应回到水平位置，从接触开关上脱离，驱动换向阀回到中位，进油结束，完成整个调平过程，使抓斗摆动和打捞船的摆动保持一致，防止漂浮物与打捞船发生碰撞。本发明的有益效果在于( I)采用船侧打捞、船侧起吊的方式，打捞船在高海况条件下，横向摇摆比较激烈、受力比较恶劣时，横向防摇效果大大优于现有防摇结构；(2)采用伺服油缸对抓斗的摆动进行控制，实时追踪卡抓支架与打捞船间的摆角，实现动态防摇；(3)控制系统采用重锤-换向阀的机夜控制方案，结构简单，工作可靠，适应于较恶劣工况；(4)设计了新型的液压抓斗，四个液压缸控制四只颚齿的开闭，闭合时抓紧打捞物，既有定位作用，又完成了夹紧功能，在起吊过程中更加可靠。
图1、2为现有防摇结构的正视及侧视示意3、4为本发明防摇结构的正视及右视示意5 8为卡抓支架的正视图及A — A、B — B、C 一 C向的剖视1-8中1为支板,2为卡抓支架,3为起升臂,4为液压油缸,5为铰接杆,6为换向阀，7为颚片，8为角度传感器，801为万向铰，802为连杆，803为重锤，804为油箱，9为打捞船，10为起重绳，11为龙门摇摆起重机，110为门架，12为四爪定位结构，13为钢绳，14为颚片液压油缸，15为橡胶支块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。图I 2中，现有的一种漂浮物打捞装置安装在打捞船船尾，利用龙门摇摆起重机11起吊，龙门摇摆起重机11的门架110可绕其固定在船尾的底部基座由船外向船内呈水平状态的摆动，门架110上配置可以纵向摇摆的四爪定位结构12，四个定位爪的中心正对着起重绳中心，被打捞的漂浮物被起重绳吊到一定高度时即被定位爪抓住，限制其横向摆动。定位爪无夹紧力，只起定位作用，起吊过程中全部重力只有起吊绳承担。由于四爪定位结构12限制了漂浮物相对于船体的横向 摇摆，因此漂浮物主要受纵向摇摆影响，该装置上配置了纵向摆动控制结构，以控制漂浮物的纵向自由摆动。其工作原理从底座上(门架110垂直位置处)正对四爪定位结构12下方用两根钢绳13拉住四爪定位结构12两侧。钢绳13经滑轮组引向一个三角平衡板。在两个角上固定，再从平衡板的第三个角引出钢绳13到用作控制纵摆的绞绳机绳轮上，通过人工手动操作绞绳机的收放钢绳13来控制限制器的摆动幅度。当门架110处在垂直位置时收紧钢绳13，可以控制限制器的摆动幅度。当门架110摆向船外时，同时慢慢放出钢绳13，使四爪定位结构12能处在垂直状态，限制其向后摆动。如果稍微拉紧钢绳13，使四爪定位结构12略向前摆，则纵向摆动可在一定程度被控制住。门架110向船内摆动时操作正好相反，从而控制四爪定位结构12向前摆动。由于采用人工在甲板上收放钢绳来控制四爪定位结构的摇摆，因此该防摇机构只能在摇摆不太激烈的条件下工作。本发明中，在打捞船9的船身一侧，朝向船身外部横向伸出长形的起升臂3，起升臂3伸出端端部固定一块支板1，支板I前、后两侧通过两根成倒“八”字形对称排布的倾斜铰接杆5铰接悬挂一个卡抓支架2,支板I和卡抓支架2的中心位于同一垂直线上,在同一水平投影面上，铰接杆5中心线的延长线穿过支板I中心，并且与起升臂3中心线垂直，如图4所示。铰接杆5在卡抓支架2右侧、即铰接杆5和打捞船之间铰接配置倾斜的液压油缸4，液压油缸4的上端铰接在支板I上，液压油缸4上端位于下端的外侧，液压油缸4中心线和起升臂3中心线位于同一垂直面内。打捞船9安装角度传感器8，角度传感器8为重锤仪，包括万向铰801、连杆802、重锤803和油箱804，连杆802上端通过万向铰801铰接在打捞船9上，下端固定一个重锤803，重锤803浸没入油箱804的油面下，液压油缸4的驱动油路上配置换向阀6，换向阀6带有两个接触开关、对应控制液压油缸4活塞两侧的驱动油路，接触开关位于连杆802下端的两侧，并靠近连杆802，如图3所示。卡抓支架2下部安装卡抓，卡抓为四颚片摩擦型液压抓斗，颚片形状为1/4圆弧形，其上端铰接在卡抓支架上，下端为抓紧端，四个颚片两两相对、围成一个开口向下的半球形抓紧腔，抓紧腔的中心与卡抓支架2中心位于同一垂直线上，颚片的内圆弧面上固定橡胶支块，每个颚片通过一个独立的颚片液压油缸驱动，颚片液压油缸的上端铰接在卡抓支架上，下端铰接在颚片外圆弧面上，四个颚片液压油缸两两相对，呈“八”字形排布。卡抓支架2为立式的中空圆筒形，其上、下两端呈“十”形分别向外侧凸起四个凸台，上端的四个凸台铰接颚片液压油缸14、液压油缸4和铰接杆5，下端的四个凸台铰接颚片7上端，如图5 8所示。本防摇装置通过两根对称布置的倾斜铰接杆5的三角形限位结构限制卡抓支架2的前后摆动，即平行于船体长度方向的纵向摆动，从而确保卡抓支架2只能垂直于船体横向摆动，当卡抓支架2随打捞船横向摆动不平衡时，调整液压油缸4的活塞杆伸长或缩短进行补偿，以维持卡抓支架2趋向于与船体平行，防止由于卡抓支架2摆动幅度过大而与打捞船发生碰撞。卡抓支架2底部固定有用于抓紧漂浮物、成对配置的卡抓，起重绳10从起升臂的端部向下穿过支板、卡抓支架2和卡抓的中心，起重绳10将漂浮物吊到一定高度时即被卡抓抓住，限制其纵向摆动。在打 捞物横向摆动时，主要通过角度传感器实时监测打捞船的横摇规律和波浪情况，从而控制卡抓支架2的横向摇摆角度，控制打捞物的横摇。所以当起升臂3从船外向船内回转或起吊时，就不会产生吊挂在拦截起升臂3上的打捞物因船的横摇而造成横向激烈摆动，甚至发生与拦截起升臂10碰撞的情况。当卡抓支架2与打捞船甲板均保持水平时，液压油缸4不工作；当打捞船因受高海况海浪影响而发生摆动，卡抓支架2发生倾斜，此时重锤803也会相应发生倾斜。一旦重锤803发生倾斜，就驱动换向阀6工作，使高压油进入液压油缸4相应腔，驱动活塞杆伸出或缩回，使卡抓支架2趋向和打捞船甲板维持平衡；一旦打捞船回到水平位置，重锤803也相应回到水平位置，驱动换向阀回到中位，进油结束，完成整个调平过程，使抓斗摆动和打捞船的摆动保持一致，防止抓斗与打捞船发生碰撞。卡抓可采用四颚片摩擦型液压抓斗的结构，颚片7形状为1/4圆弧形，其上端通过铰接在卡抓支架2上，下端为抓紧端，四个颚片7两两相对、围成一个开口向下的半球形抓紧腔，抓紧腔的中心与卡抓支架2中心位于同一垂直线上，颚片7的内圆弧面上固定橡胶支块，以避免抓紧漂浮物时损坏漂浮物，同时也增大了相互的摩擦力。每个颚片7通过一个独立的颚片液压油缸14驱动，通过颚片液压缸14伸缩控制颚片7的开合，以抓取或释放打捞物，颚片液压油缸14的上端铰接在卡抓支架2上，下端铰接在颚片7上，四个颚片液压油缸两两相对，朝向卡抓支架2内侧倾斜，限制了颚片7相对于卡抓支架2的摆动，因此四颚片液压抓斗相对于卡抓支架2来说是固定的。此外，四个颚片液压油缸14控制四只颚片7的开闭，闭合时抓紧打捞物，既有定位作用，又完成了夹紧功能，在起吊过程中更加可靠。
权利要求
1.一种漂浮物打捞装置的防摇结构，其特征在于 在打捞船(9 )的船身一侧，朝向船身外部横向伸出长形的起升臂(3 )，起升臂(3 )伸出端上固定一块支板(I )， 支板(I)前、后两侧通过两根成倒“八”字形对称排布的倾斜铰接杆(5)铰接悬挂一个卡抓支架(2),支板(I)和卡抓支架(2)的中心位于同一垂直线上， 在同一水平投影面上，铰接杆(5)中心线的延长线穿过支板(I)中心，并且与起升臂(3)中心线垂直， 在卡抓支架(2)的左侧和/或右侧铰接配置倾斜的液压油缸(4)，液压油缸(4)的上端铰接在支板(I)上，如果液压油缸(4)的数量为两个，则两个液压油缸(4)关于支板(I)的中心线对称排布， 液压油缸(4)中心线和起升臂(3)中心线位于同一垂直面内， 打捞船(9 )安装角度传感器(8 )，角度传感器(8 )控制液压油缸(4)中活塞杆的伸缩。
2.根据权利要求I所述的漂浮物打捞装置的防摇结构，其特征在于所述液压油缸(4)的数量为一个，位于铰接杆(5)和打捞船之间。
3.根据权利要求I所述的漂浮物打捞装置的防摇结构，其特征在于所述角度传感器(8)为重锤仪，包括万向铰(801)、连杆(802)、重锤(803)和油箱(804)，连杆(802)上端通过万向铰(801)铰接在打捞船(9 )上，下端固定一个重锤(803 )，重锤(803 )浸没入油箱(804 )的油面下， 液压油缸(4)的驱动油路上配置换向阀(6)，换向阀(6)带有两个接触开关、对应控制液压油缸(4)活塞两侧的驱动油路，接触开关位于连杆(802)下端的两侧，并靠近连杆(802)。
4.根据权利要求I所述的漂浮物打捞装置的防摇结构，其特征在于所述卡抓支架(2)下部安装卡抓，卡抓为四颚片摩擦型液压抓斗， 颚片(7)形状为1/4圆弧形，其上端铰接在卡抓支架上，下端为抓紧端，四个颚片(7)两两相对、围成一个开口向下的半球形抓紧腔，抓紧腔的中心与卡抓支架(2)中心位于同一垂直线上，颚片(7)的内圆弧面上固定橡胶支块(15)， 每个颚片(7)通过一个独立的颚片液压油缸(14)驱动，颚片液压油缸(14)的上端铰接在卡抓支架(2)上，下端铰接在颚片(7)外圆弧面上，四个颚片液压油缸(14)两两相对，呈“八”字形排布。
5.根据权利要求I所述的漂浮物打捞装置的防摇结构，其特征在于所述卡抓支架(2)为立式的中空圆筒形，其上、下两端呈“十”形分别向外侧凸起四个凸台，上端的四个凸台铰接颚片液压油缸(14)，下端的四个凸台铰接颚片(7)上端。
6.根据权利要求I所述的漂浮物打捞装置的防摇结构，其特征在于所述液压油缸(4)上端位于下端的外侧；当液压油缸(4)数量为两个时，两个液压油缸(4)呈倒“八”字形排布。
全文摘要
一种漂浮物打捞装置的防摇结构，在打捞船的船身一侧，朝向船身外部横向伸出长形的起升臂，起升臂伸出端端部固定一块支板，支板前、后两侧通过两根倾斜的铰接杆铰接悬挂一个卡抓支架，在卡抓支架的左侧和/或右侧铰接配置倾斜的液压油缸，液压油缸的上端铰接在支板上，打捞船安装角度传感器，角度传感器通过控制线路控制液压油缸中活塞杆的伸缩。本防摇装置采用采用船侧打捞船侧起吊的方式，适合高海况条件下的打捞工作；采用油缸对抓斗的摆动进行控制，实时追踪卡抓支架与打捞船间的摆角，实现动态防摇。
文档编号B63B39/02GK102717877SQ201210208949
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者宋丽静, 徐宝富, 徐志强, 王云杰, 羊衍贵, 谌志新 申请人:中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所