一种抑止重物摆动和转动的大型通用吊装稳定装置及方法与流程

本发明涉及一种大型重物吊装装置，尤其涉及一种抑止重物摆动和转动的大型通用吊装稳定装置及方法。

背景技术：

随着全球经济的快速发展，各行各业对于各种大型设备的应用越来越广泛。工业领域中涉及到的各种大型设备通常是质量较重、体积较大，需要借助各种起重机械完成设备的吊装。

由于起重机械具有提升各种大型物品和在空间移运物品的特殊功能，因而起重机械已成为现代化工业生产、交通运输和基本建设等方面不可缺少的设备。例如海上和陆地大型风力发电设备的安装、港口集装箱吊装、大型桥梁的建设、地铁设备的安装、车站货运箱的吊装、高层建筑设备材料的吊运、大型船舶的建造等都离不开大型起重机械。

在风力较大的海上进行风电设备安装和港口集装箱吊装，强大的风力很难使所吊重物处于稳定状态；高层建筑设备材料的吊运常常是在狭小的空间中进行，重物的转动或者摆动可能会造成事故的发生；对于桥梁建设、船舶建造等常常需要精确控制所吊物体的位置进行准确安装。然而，现有的各种大型起吊机械设备在限制的环境中很难满足所需的吊装稳定要求。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种抑止重物摆动和转动的大型通用吊装稳定装置及方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种抑止重物摆动和转动的大型通用吊装稳定装置，包括底座单元、主臂单元、重物提升单元、重物夹持单元和重物稳定单元；所述主臂单元底部与底座单元铰链连接；所述重物提升单元和重物稳定单元分别设置在主臂单元上；所述重物夹持单元通过重物牵引绳与重物提升单元连接；所述重物稳定单元通过重物稳定绳与重物夹持单元连接。

进一步的：还包括副臂单元，副臂单元包括第一副臂、第二副臂、前拉板、后拉板、第一配重绳、第二配重绳、第一配重和第二配重；所述第一副臂和第二副臂的底部分别与底座单元铰链连接，其连接处前后并列设置；所述前拉板第一端与主臂单元顶端铰链连接，前拉板第二端与第一副臂顶部铰链连接；所述后拉板第一端与第一副臂顶部铰链连接，后拉板第二端与第二副臂顶部铰链连接；所述第一配重悬空设置，并通过第一配重绳与第一副臂顶部连接；所述第二配重平放在底座单元上表面，第二配重通过第二配重绳与第一副臂顶部连接。

进一步的，所述重物提升单元包括第一定滑轮、第二定滑轮、重物牵引绳和重物牵引绳卷扬机；所述第一定滑轮和第二定滑轮前后并列设置在主臂单元提升端；所述重物牵引绳与第一定滑轮和第二定滑轮构成定滑轮组；所述重物牵引绳第一端连接重物夹持单元，第二端连接重物牵引绳卷扬机；所述重物牵引绳卷扬机驱动重物牵引绳并带动重物夹持单元上下位移。

进一步的，所述重物夹持单元包括承重绳、夹持平台、夹持爪、第一电控卷扬机和第二电控卷扬机；若干所述承重绳上端共同与重物牵引绳的第一端连接，若干承重绳下端与位于夹持平台边缘的吊钩连接；所述第一电控卷扬机和第二电控卷扬机固定在夹持平台上表面，并左右对称设置；两所述夹持爪对称设置在夹持平台下部；夹持爪的驱动装置驱动夹持爪夹持重物。

进一步的，所述重物稳定单元包括轨道单元和行走单元；所述轨道单元设置在主臂单元侧壁；所述行走单元通过重物稳定绳与重物夹持单元连接；所述重物夹持单元带动行走单元，沿轨道单元上的轨道上下位移。

进一步的，所述轨道单元包括主臂卷扬机底座、第三电控卷扬机、第四电控卷扬机、第一动滑轮行走绳、第二动滑轮行走绳和行走绳支撑架；所述主臂卷扬机底座固定在主臂单元下部侧壁上；所述第三电控卷扬机和第四电控卷扬机左右并列设置在主臂卷扬机底座上；所述行走绳支撑架设置在主臂单元上部，行走绳支撑架上的第一支撑点与第三电控卷扬机的卷线端对应设置，行走绳支撑架上的第二支撑点与第四电控卷扬机的卷线端对应设置；所述第一动滑轮行走绳第一端与第三电控卷扬机的卷线端连接，第一动滑轮行走绳第二端与行走绳支撑架的第一支撑点连接；所述第二动滑轮行走绳第一端与第四电控卷扬机的卷线端连接，第二动滑轮行走绳第二端与行走绳支撑架的第二支撑点连接。

进一步的，所述行走单元包括第一动滑轮、第二动滑轮、第一重物稳定绳、第二重物稳定绳；所述第一动滑轮上的挂钩通过第一重物稳定绳，与第一电控卷扬机的卷线端连接；所述第二动滑轮上的挂钩通过第二重物稳定绳，与第二电控卷扬机的卷线端连接；所述第一动滑轮行走绳跨过第一动滑轮；所述第二动滑轮行走绳跨过第二动滑轮；所述第一动滑轮和第二动滑轮分别在第一动滑轮行走绳和第二动滑轮行走绳上行走。

进一步的，一种抑止重物摆动和转动的大型通用吊装稳定方法如下：

当所吊重物在起吊初始仅受重力作用时，通过操作安装在夹持单元的夹持平台上的第一电控卷扬机和第二电控卷扬机分别卷取第一重物稳定绳和第二重物稳定绳对第一动滑轮和第二动滑轮施加适量的牵引力，使第一动滑轮和第二动滑轮的滑轮槽分别与行走单元中的第一动滑轮行走绳和第二动滑轮行走绳紧密接触；

吊装重物稳定方法包括抑止重物前后摆动方法、抑止重物左右摆动方法和抑止重物转动方法；

抑止重物前后摆动方法：吊装重物在提升过程或安装过程中受风力或自身惯性力作用，重物会向前或者向后摆动，当重物向前摆动时，通过第一电控卷扬机和第二电控卷扬机分别卷取第一重物稳定绳和第二重物稳定绳，并对夹持单元施加适量的牵引拉力，抑止外界风力，实现重物保持重力作用下的垂直位置；当重物向后摆动时，通过第一电控卷扬机和第二电控卷扬机分别卷取第一重物稳定绳和第二重物稳定绳，迎风力方向对夹持单元施加适量牵引力防止第一动滑轮和第二动滑轮脱离第一动滑轮行走绳和第二动滑轮行走绳坠落，由于重物质量较大，在重物向后摆动到一定角度后，重物牵引绳对夹持单元的牵引力在水平方向上的分量能够自适应抑止风力，风力衰减的过程中通过第一电控卷扬机和第二电控卷扬机分别慢速释放第一重物稳定绳和第二重物稳定绳使摆动重物回归仅受重力作用下的垂直位置；在上述过程中第一动滑轮行走绳和第二动滑轮行走绳可能会出现松弛，第三电控卷扬机和第四电控卷扬机分别收缩第一动滑轮行走绳和第二动滑轮行走绳使其始终处于绷紧状态；

抑止重物左右摆动方法：吊装重物在提升过程或安装过程中受风力或自身惯性力作用出现向左或向右摆动，当吊装重物向左摆动时，第二电控卷扬机收缩第二重物稳定绳，防止第二动滑轮脱离第二动滑轮行走绳而坠落；第一电控卷扬机收缩第一重物稳定绳，同时慢速释放第二重物稳定绳，左摆动的重物被拉回重力作用下的垂直位置；随着重物被提升，第一电控卷扬机和第二电控卷扬机同步慢速收缩第一重物稳定绳和第二重物稳定绳，使其始终处于绷紧状态；当所吊重物在风力或者自身惯性力作用下出现向右摆动时，抑止重物向右摆动的操作过程与抑止重物向左摆动的操作过程相反；在上述过程中第一动滑轮行走绳和第二动滑轮行走绳可能会出现松弛，第三电控卷扬机和第四电控卷扬机分别收缩第一动滑轮行走绳和第二动滑轮行走绳使其始终处于绷紧状态；

抑止重物转动方法：吊装重物在提升过程或安装过程中受风力或自身惯性力作用可出现顺时针或者逆时针转动，当吊装重物顺时针转动时，通过操作第一电控卷扬机收缩第一重物稳定绳，防止第一动滑轮脱离第一动滑轮行走绳而坠落；第二电控卷扬机收缩第二重物稳定绳，同时慢速释放第一稳定绳，顺时针转动的重物被拉回重力作用下的垂直位置；随着重物被提升，第一电控卷扬机和第二电控卷扬机同步慢速收缩第一稳定绳和第二稳定绳使其始终处于绷紧状态；当所吊重物在风力或者自身惯性力作用下出现逆时针转动时，抑止重物逆时针转动的操作过程与抑止重物顺时针转动的操作过程相反；在上述过程中第一动滑轮行走绳和第二动滑轮行走绳可能会出现松弛，第三电控卷扬机和第四电控卷扬机分别收缩第一动滑轮行走绳和第二动滑轮行走绳使其始终处于绷紧状态；

回收阶段：所吊重物达到所需高度完成目标要求后，在夹持单元下降的过程中第一电控卷扬机和第二电控卷扬机分别慢速释放第一稳定绳和第二稳定绳，同时始终保持第一稳定绳和第二稳定绳对夹持装置施加适量的牵引力，使夹持单元发生一定角度偏转，防止第一动滑轮和第二动滑轮在自身重力作用下脱离第一动滑轮行走绳和第二动滑轮行走绳而坠落。

有益效果：本发明的优点如下：

1、相对于传统起重机械吊装重物不能在重物起升过程中对重物稳定性控制的不足，本发明能够很好的控制重物在起升过程以及安装中的稳定性，达到吊装要求，减少安全事故发生，提高吊装效率；

2、本发明所阐述的重物吊装稳定性控制装置不依赖于某种特定的起重设备，对于大多数高空起重吊装设备均可以安装本发明所述吊装稳定装置对吊装重物进行稳定性控制，通用性较强；

3、本发明所述吊装稳定装置结构简单、制造成本低、操作方便、实用性较强，对操作人员专业要求较低，可在各种复杂环境中进行重物吊装稳定性控制。

附图说明

图1为本发明专利的总结构二维主视图；

图2为本发明专利的三维总结构图；

图3为本发明专利夹持单元和稳定单元三维局部放大结构图；

图4为本发明专利夹持单元三维结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1或2所示，一种抑止重物摆动和转动的大型通用吊装稳定装置，包括底座单元、主臂单元1、重物提升单元、重物夹持单元7和重物稳定单元；所述主臂单元1底部与底座单元铰链连接；所述重物提升单元和重物稳定单元分别设置在主臂单元上；所述重物夹持单元通过重物牵引绳9与重物提升单元连接；所述重物稳定单元通过重物稳定绳6与重物夹持单元7连接。

如附图1或2所示，还包括副臂单元；所述副臂单元包括第一副臂17、第二副臂18、前拉板13、后拉板16、第一配重绳15、第二配重绳20、第一配重19和第二配重21；所述第一副臂17和第二副臂18的底部分别与底座单元铰链连接，其连接处前后并列设置；所述前拉板13第一端与主臂单元1顶端铰链连接，前拉板13第二端与第一副臂17顶部铰链连接；所述后拉板16第一端与第一副臂17顶部铰链连接，后拉板16第二端与第二副臂18顶部铰链连接；所述第一配重19悬空设置，并通过第一配重绳15与第一副臂17顶部连接；所述第二配重21平放在底座单元上表面，第二配重21通过第二配重绳20与第一副臂17顶部连接。

如附图1或2所示，重物提升单元包括第一定滑轮11、第二定滑轮12、重物牵引绳9、和重物牵引绳卷扬机；所述第一定滑轮11和第二定滑轮12前后并列设置在主臂单元1提升端；所述重物牵引绳9与第一定滑轮11和第二定滑轮12构成定滑轮组；所述重物牵引绳9第一端连接重物夹持单元7，第二端连接重物牵引绳卷扬机；所述重物牵引绳卷扬机驱动重物牵引绳9并带动重物夹持单元7上下位移。

如图3或图4所示，重物夹持单元7包括承重绳701、夹持平台702、夹持爪703、第一电控卷扬机801和第二电控卷扬机802；若干所述承重绳701上端共同与重物牵引绳9的第一端连接，若干承重绳701下端与位于夹持平台702边缘的吊钩连接；所述第一电控卷扬机801和第二电控卷扬机802固定在夹持平台702上表面，并左右对称设置；两所述夹持爪703对称设置在夹持平台702下部；夹持爪703的驱动装置驱动夹持爪703夹持重物。

如图3所示，重物稳定单元包括轨道单元和行走单元；所述轨道单元设置在主臂单元1侧壁；所述行走单元通过重物稳定绳6与重物夹持单元7连接；所述重物夹持单元7带动行走单元，沿轨道单元上的轨道上下位移。

如图3所示，轨道单元包括主臂卷扬机底座2、第三电控卷扬机301、第四电控卷扬机302、第一动滑轮行走绳401、第二动滑轮行走绳402和行走绳支撑架10；所述主臂卷扬机底座2通过螺栓螺母201安装固定在主臂单元1下部侧壁上；所述第三电控卷扬机301和第四电控卷扬机302左右并列设置在主臂卷扬机底座2上；所述行走绳支撑架10设置在主臂单元1上部，行走绳支撑架10上的第一支撑点与三电控卷扬机301的卷线端对应设置，行走绳支撑架10上的第二支撑点与第四电控卷扬机302的卷线端对应设置；所述第一动滑轮行走绳401第一端与第三电控卷扬机301的卷线端连接，第一动滑轮行走绳401第二端与行走绳支撑架10的第一支撑点连接；所述第二动滑轮行走绳402第一端与第四电控卷扬机302的卷线端连接，第二动滑轮行走绳402第二端与行走绳支撑架10的第二支撑点连接。

如图3所示，行走单元包括第一动滑轮501、第二动滑轮502、第一重物稳定绳601、第二重物稳定绳602；所述第一动滑轮501上的挂钩通过第一重物稳定绳601，与第一电控卷扬机801的卷线端连接；所述第二动滑轮502上的挂钩通过第二重物稳定绳602，与第二电控卷扬机802的卷线端连接；所述第一动滑轮行走绳401跨过第一动滑轮501；所述第二动滑轮行走绳402跨过第二动滑轮502；所述第一动滑轮501和第二动滑轮502分别在第一动滑轮行走绳401和第二动滑轮行走绳402上行走。

如图1、2、3和4一种抑止重物摆动和转动的大型通用吊装稳定方法如下：

当所吊重物在起吊初始仅受重力作用时，通过操作安装在夹持单元7的夹持平台702上的第一电控卷扬机801和第二电控卷扬机802分别卷取第一重物稳定绳601和第二重物稳定绳602对第一动滑轮502和第二动滑轮502施加适量的牵引力，使第一动滑轮501和第二动滑轮502的滑轮槽分别与行走单元中的第一动滑轮行走绳401和第二动滑轮行走绳402紧密接触；

吊装重物稳定方法包括抑止重物前后摆动方法、抑止重物左右摆动方法和抑止重物转动方法；

抑止重物前后摆动方法：吊装重物在提升过程或安装过程中受风力或自身惯性力作用，重物会向前或者向后摆动，当重物向前摆动时，通过第一电控卷扬机801和第二电控卷扬机802分别卷取第一重物稳定绳601和第二重物稳定绳602，并对夹持单元7施加适量的牵引拉力，抑止外界风力，实现重物保持重力作用下的垂直位置；当重物向后摆动时，通过第一电控卷扬机801和第二电控卷扬机802分别卷取第一重物稳定绳601和第二重物稳定绳602，迎风力方向对夹持单元7施加适量牵引力防止第一动滑轮501和第二动滑轮502脱离第一动滑轮行走绳401和第二动滑轮行走绳402坠落，由于重物质量较大，在重物向后摆动到一定角度后，重物牵引绳9对夹持单元7的牵引力在水平方向上的分量能够自适应抑止风力，风力衰减的过程中通过第一电控卷扬机801和第二电控卷扬机802分别慢速释放第一重物稳定绳601和第二重物稳定绳602使摆动重物回归仅受重力作用下的垂直位置；在上述过程中第一动滑轮行走绳401和第二动滑轮行走绳402可能会出现松弛，第三电控卷扬机301和第四电控卷扬机302分别收缩第一动滑轮行走绳401和第二动滑轮行走绳402使其始终处于绷紧状态；

抑止重物左右摆动方法：吊装重物在提升过程或安装过程中受风力或自身惯性力作用出现向左或向右摆动，当吊装重物向左摆动时，第二电控卷扬机802收缩第二重物稳定绳602，防止第二动滑轮502脱离第二动滑轮行走绳402而坠落；第一电控卷扬机801收缩第一重物稳定绳601，同时慢速释放第二重物稳定绳602，左摆动的重物被拉回重力作用下的垂直位置；随着重物被提升，第一电控卷扬机801和第二电控卷扬机802同步慢速收缩第一重物稳定绳601和第二重物稳定绳602，使其始终处于绷紧状态；当所吊重物在风力或者自身惯性力作用下出现向右摆动时，抑止重物向右摆动的操作过程与抑止重物向左摆动的操作过程相反；在上述过程中第一动滑轮行走绳401和第二动滑轮行走绳402可能会出现松弛，第三电控卷扬机301和第四电控卷扬机302分别收缩第一动滑轮行走绳401和第二动滑轮行走绳402使其始终处于绷紧状态；

抑止重物转动方法：吊装重物在提升过程或安装过程中受风力或自身惯性力作用可出现顺时针或者逆时针转动，当吊装重物顺时针转动时，通过操作第一电控卷扬机801收缩第一重物稳定绳601，防止第一动滑轮501脱离第一动滑轮行走绳401而坠落；第二电控卷扬机802收缩第二重物稳定绳602，同时慢速释放第一稳定绳601，顺时针转动的重物被拉回重力作用下的垂直位置；随着重物被提升，第一电控卷扬机801和第二电控卷扬机802同步慢速收缩第一稳定绳601和第二稳定绳602使其始终处于绷紧状态；当所吊重物在风力或者自身惯性力作用下出现逆时针转动时，抑止重物逆时针转动的操作过程与抑止重物顺时针转动的操作过程相反；在上述过程中第一动滑轮行走绳401和第二动滑轮行走绳402可能会出现松弛，第三电控卷扬机301和第四电控卷扬机302分别收缩第一动滑轮行走绳401和第二动滑轮行走绳402使其始终处于绷紧状态；

回收阶段：所吊重物达到所需高度完成目标要求后，在夹持单元7下降的过程中第一电控卷扬机801和第二电控卷扬机802分别慢速释放第一稳定绳401和第二稳定绳402，同时始终保持第一稳定绳401和第二稳定绳402对夹持装置7施加适量的牵引力，使夹持单元7发生一定角度偏转，防止第一动滑轮501和第二动滑轮502在自身重力作用下脱离第一动滑轮行走绳401和第二动滑轮行走绳402而坠落。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。