专利名称:夹锚链、钢索用快换式多功能头的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种夹锚链、钢索用快换式多功能头，回转减速箱通过快换装置连接多功能回转头，实现多功能回转头的快换更换，回转减速箱带动多功能回转头实现360°全回转；翻转机构通过翻转架连接轴转动连接回转减速箱，翻转机构通过多功能臂连接轴连接多功能臂，实现多功能回转头绕多功能臂连接轴旋转，使多功能头收放油缸在最大行程时，多功能回转头达到收起/存放状态，最小行程时，多功能回转头达到最大工作位置。本实用新型将锚链/钢索夹持和拖带作业的多自由度、双夹具高度集成为多功能头，与多功能机械手的双工作臂组合，不仅替代了船舶甲板面上起重作业，而且避免了过去靠人力拖带锚链/钢索的局面，尤其提高了高海况下甲板拖带作业的安全。
【专利说明】夹锚链、钢索用快换式多功能头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种船舶甲板作业中的多功能机械手，尤其是一种用于安装在多功能机械手多功能臂上夹锚链、钢索的快换式多功能头。
【背景技术】
[0002]取物装置是起重设备中的一个重要部件。起重设备传统的取物装置通常是吊钩、吊索、夹钳(摩擦型夹钳、偏心/楔形夹钳)、抓斗、吸盘(电磁型、真空型)等设备。这些取物装置在船舶甲板作业中都有作业单一的局限性，而船舶甲板作业面积有限，如何合理、有效利用船舶甲板空间、集成多种功能且能快速换装是船舶起重取物装置发展方向。
[0003]目前，德国、英国、美国和日本的多家工程机械公司都采用将起重机取物装置的模块化设计。将多种取物装置制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的尺度模块，通过不同模块的相互组合，形成新型的取物装置。这对于甲板机械而言是一个很好的借鉴。
[0004]多功能机械手多功能臂上安装的夹锚链/钢索用多功能头是根据船舶甲板作业中拖带作业较多，对象分别为锚链拖带和钢索拖带。以完成船舶甲板的预起抛锚中的锚链整理、钢索经船舶上钢索绞盘绞紧钢丝绳后释放钢丝绳、板壳类物品、管/棒状物品夹取等作业。海洋工程装备中三用途工作船的甲板作业尤甚。
[0005]在原夹锚链、钢索用多功能头(中国专利号:201220378926.0)基础上，结合行走式多功能机械手进行优化设计并增加快换功能。
【发明内容】
[0006]本实用新型是要提供一种夹锚链、钢索用快换式多功能头，该多功能头高度集成了锚链/钢索夹持和拖带作业为一体，区别于传统的取物装置，对船舶甲板作业起抛锚、船舶甲板拖带作业特别适用，在与多功能机械手的双工作臂组合，不仅完全替代了船舶甲板面上的起重机，而且也将避免了过去靠人力拖带的局面，尤其避免了高海况甲板拖带工作对人身安全造成威胁。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种夹锚链、钢索用快换式多功能头，包括本体，本体中部装设回转减速箱和快换装置，本体上部装设翻转机构，本体下部装设多功能回转头，其特点是:回转减速箱通过快换装置连接多功能回转头，实现多功能回转头的快换更换，回转减速箱带动多功能回转头实现360°全回转；所述翻转机构通过翻转架连接轴转动连接回转减速箱，使回转减速箱、快换装置及多功能回转头绕翻转架连接轴向两侧方向摆动，翻转机构通过多功能臂连接轴连接多功能臂，实现多功能回转头绕多功能臂连接轴旋转，使多功能头收放油缸在最大行程时，多功能回转头达到收起/存放状态，最小行程时，多功能回转头达到最大工作位置。
[0008]翻转机构包括翻转架、连杆组、多功能头摆动油缸、撑杆组、多功能臂连接轴，翻转架通过连杆组与撑杆组转动连接，翻转架中间装有多功能头摆动油缸；多功能头摆动油缸铰接在翻转架上，其活塞杆端连接在回转减速箱的箱体上。
[0009]回转减速箱包括花键套、下盖、箱体、翻转架连接轴、液压滑环、蜗轮轴、蜗轮、蜗杆、马达，箱体内装有蜗杆、蜗轮及蜗轮轴，蜗杆传动输入端连接马达，蜗轮轴中装有液压滑环，蜗轮轴下端固定连接花键套和蜗轮轴连接板，箱体下端面上固定连接下盖，蜗轮轴分别通过蜗轮上端盖及蜗轮用轴承和蜗轮下端盖及蜗轮用轴承与箱体和下盖连接，花键套与蜗轮轴及蜗轮轴连接板配合连接，蜗杆两端分别通过蜗杆前端盖及蜗杆用轴承和蜗杆后端盖及蜗杆用轴承与箱体连接，液压滑环具有六路通道，从回转减速箱上部穿入，液压滑环的上部与回转减速箱箱体通过上阀块用螺钉固定连接，下部回转部分与蜗轮轴通过蜗轮轴连接板用螺钉固定连接，液压滑环下端与下阀块用螺钉固定连接。
[0010]快换装置包括下座、上座、调节板、调节丝杆、螺母块、卡口销、调节销，上座与回转减速箱通过螺栓连接，下座与多功能回转头通过螺栓连接，调节板与螺母块之间通过调节丝杆连接，通过调节丝杆在螺母块内旋进/旋出实现上座与下座之间机械合拢/分离，配合液压滑环下端连接的下阀块上六路液压快换接头借助外力插/拔实现多功能回转头的六路软管之间的管路接合/分离，实现多功能回转头的快换更换。
[0011]多功能回转头包括钢索夹具座、锚链夹具座、锚链夹紧油缸、导向滑杆组、锚链活动夹头、锚链夹头连接块、连杆、夹绳装置、滑动夹绳块、钢索夹具收放油缸、钢索夹具夹紧油缸，钢索夹具座与锚链夹具座通过快换装置下座用螺栓固定连接，钢索夹具座内装有夹绳装置和滑动夹绳块，滑动夹绳块与钢索夹具夹紧油缸连接，钢索夹具夹紧油缸推动滑动夹绳块沿钢索夹具座上的导向板方向滑动，从而使滑动夹绳块到达夹持位置实现多功能头夹持钢索动作；夹绳装置与钢索夹具收放油缸连接，钢索夹具收放油缸推动夹绳装置放出和收回，实现钢索的顺利抓取和释放；锚链夹具座内通过锚链夹头连接块铰接锚链活动夹头，且锚链活动夹头与锚链夹紧油缸连接，锚链夹紧油缸推动锚链活动夹头沿锚链夹具连接块铰接的方向摆动直至锚链夹紧油缸达到夹持位置实现夹持锚链动作。
[0012]多功能回转头绕多功能臂连接轴(旋转时，多功能回转头与多功能臂下端面之间的夹角为30?230°，多功能回转头绕翻转架连接轴向两侧方向摆动为±40°。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014]本实用新型与现有技术相比，具体如下优化:
[0015]1.翻转架结构优化:为了扩大多功能头的作业范围，多功能头作业范围角度由原有的与多功能臂下端面夹角30?180°扩大至30?230°，增大了翻转架、连杆组、撑杆组和多功能臂组成的曲柄摇杆机构的运动行程；因多功能头外接的管路集中在回转减速箱上端的上阀块处，为方便管路走向，回转减速箱与翻转架之间空间要求变大，翻转架转为流线型设计，在保证强度同时增加纵向空间。
[0016]2.多功能头摆动角度优化:为了扩大多功能头的作业范围，多功能头摆动角度由原有的±30°优化到±40°，相应的多功能头摆动油缸工作行程加大，更适于甲板作业。
[0017]3.增加多功能头快换功能:为实现多功能头快换，在回转减速箱与多功能回转头之间增加快换装置和专用管路连接模块，快换装置用于快速更换多功能回转头的机械连接，专用管路连接模块用于快速更换多功能回转头所需的管路连接；快换装置通过丝杆螺母块结构实现，专用管路连接模块通过专用阀块配合液压快换接头实现。
[0018]4.多功能回转头结构优化:锚链夹具夹持范围是Φ 50mm?Φ 120mm，现在的锚链夹具设计提高了锚链夹持范围的裕度设计；考虑到已有的锚链夹具在夹紧最小直径锚链时会出现锚链活动夹头翘头现象，现有的锚链夹具增加了可调节螺栓；钢索夹具夹持范围是Φ 50mm?Φ84ι?πι,已有的钢索夹具夹绳装置在钢索夹具收放油缸推动下沿逆时针方向放出30°，现改为在钢索夹具收放油缸推动下沿顺时针方向收入30°，防止钢索脱出，使夹绳装置在夹持状态一直处于钢索夹具座内作业，防止误操作带来的不安全因素；滑动夹绳块由已有的分块结构改为一体化焊接结构，在保证安全性和可靠性下更适用于海况作业；为方便管路连接，在钢索夹具座和锚链夹具座上分别增加一专用阀块，供管路过渡连接。
[0019]本实用新型将锚链/钢索夹持和拖带作业的多自由度、双夹具高度集成多功能头，区别于传统的取物装置，对船舶甲板作业起抛锚、船舶甲板拖带作业特别适用。在与多功能机械手的双工作臂组合，不仅完全替代了船舶甲板面上的起重机，而且也将避免了过去靠人力拖带的局面，尤其避免了高海况甲板拖带工作对人身安全造成威胁。
[0020]配备带有多功能头的多功能机械手，船舶甲板作业也向多元化发展。突破了单一船型配套专用设备而造成的甲板作业局限性，为船舶用途多元化在甲板机械方面进行了有益的尝试。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的结构示意图；
[0022]图2是翻转机构示意图；
[0023]图3是回转减速箱结构剖视图；
[0024]图4是图3中沿A — A剖视图；
[0025]图5是快换装置结构剖视图；
[0026]图6是多功能回转头结构示意图；
[0027]图7是多功能头快换装置管路连接示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图与实例对本实用新型作进一步说明。
[0029]如图1至图7所示，本实用新型的夹锚链、钢索用快换式多功能头，由上部的翻转机构4、中部的回转减速箱3和快换装置2、下部的多功能回转头I组成。
[0030]翻转机构4与回转减速箱3通过翻转架连接轴6可转动连接，回转减速箱3与快换装置2通过花键套7与快换装置上座8连接，快换装置2与多功能回转头I通过快换装置下座9与钢索夹具座39和锚链夹具座40连接。
[0031]如图2所示，翻转机构4包括翻转架10、连杆组12、撑杆组15、撑杆上轴14、撑杆下轴16、多功能臂连接轴17、多功能头摆动油缸13、连杆轴11等。翻转架10通过连杆组12与撑杆组15转动连接，翻转架10中间装有多功能头摆动油缸13 ;多功能头摆动油缸13铰接在翻转架10上，其活塞杆端连接在回转减速箱的箱体19上，多功能头摆动油缸13动作使回转减速箱3、快换装置2及多功能回转头I绕翻转架连接轴6向两侧方向摆动。翻转架10和撑杆组15分别通过多功能臂连接轴17和撑杆下轴16与多功能臂5铰接，连杆组12与撑杆组15通过撑杆上轴14铰接，连杆组12与翻转架10通过连杆轴11铰接，多功能臂5与撑杆上轴14之间通过多功能头收放油缸连接，并与翻转架10、连杆组12、撑杆组15组成曲柄摇杆机构，通过多功能头收放油缸推动使翻转架带动整个多功能头绕多功能臂连接轴17旋转；多功能头收放油缸在最大行程时达到收起/存放状态，最小行程时，多功能头达到最大工作位置。
[0032]如图3，4所示，回转减速箱3包括花键套7、下盖18、箱体19、翻转架连接轴6、上阀块20、液压滑环21、蜗轮轴22、蜗轮上端盖23、蜗轮24、蜗轮用轴承25、蜗轮轴连接板24、下阀块27、蜗轮下端盖28、蜗杆前端盖29、蜗杆后端盖30、蜗杆31、蜗杆用轴承32、马达33，箱体19内装有蜗杆31和蜗轮24及蜗轮轴22，蜗杆31传动输入端连接马达33，蜗轮轴22中装有液压滑环21，蜗轮轴22下端通过蜗轮轴连接板26固定连接花键套7，箱体19下端面上固定连接下盖18。回转减速箱中的蜗轮轴22分别通过蜗轮上端盖23及蜗轮用轴承25和蜗轮下端盖28及蜗轮用轴承25与箱体19和下盖18连接，蜗杆31两端分别通过蜗杆前端盖29及蜗杆用轴承32和蜗杆后端盖30及蜗杆用轴承32与箱体19连接。
[0033]液压滑环21具有六路通道，从回转减速箱3上部穿入，液压滑环21的上部与回转减速箱的箱体19通过上阀块20用螺钉固定连接，下部回转部分与蜗轮轴22通过蜗轮轴连接板26用螺钉固定连接，液压滑环21下端与下阀块27用螺钉固定连接。
[0034]如图5所示，快换装置2包括下座9、上座8、调节板34、调节丝杆35、螺母块36、卡口销37、调节销38，调节板34与调节销38用螺栓固定连接，调节销38与卡口销37直接连接，调节丝杆35在螺母块36内的旋进/旋出带动卡口销37的前后运动以控制上座33与下座32之间的合拢/分离。
[0035]如图6所示，多功能回转头I包括钢索夹具座39、锚链夹具座40、锚链夹紧油缸41、导向滑杆组42、锚链活动夹头43、锚链夹头连接块44、锚链夹具阀块46、连杆47、钢索夹具阀块48、夹绳装置49、滑动夹绳块50、钢索夹具收放油缸51、钢索夹具夹紧油缸52，钢索夹具座39与锚链夹具座40分别与快换接头下座9用螺栓固定连接，钢索夹具座39内装有夹绳装置49和滑动夹绳块50，滑动夹绳块50与钢索夹具夹紧油缸52连接，钢索夹紧油缸52推动滑动夹绳块50沿钢索夹具座上的导向板方向滑动，从而使滑动夹绳块50到达夹持位置实现多功能头夹持钢索动作；夹绳装置49与钢索夹具收放油缸51连接，钢索夹具收放油缸51推动夹绳装置49放出和收回，实现钢索的顺利抓取和释放；锚链夹具座40内通过锚链夹头连接块44铰接锚链活动夹头43，且锚链活动夹头43与锚链夹紧油缸41连接，锚链夹紧油缸41推动锚链活动夹头43沿锚链夹具连接块44铰接的方向摆动直至锚链夹紧油缸41达到夹持位置实现夹持锚链动作，导向滑杆组42用于辅助锚链活动夹头43能够平稳的夹持锚链及回收动作，螺栓45能保证最小直径锚链的夹紧。
[0036]如图7所示，液压滑环上端连接上阀块20，下端连接下阀块27，下阀块上连接6个液压快换接头53，多功能回转头锚链夹具座上连接锚链夹具阀块46，钢索夹具座上连接钢索夹具阀块48，液压快换接头53与锚链夹具阀块46、钢索夹具阀块48通过软管连接，锚链夹具阀块46与锚链夹紧油缸41通过软管连接，钢索夹具阀块48与钢索夹具收放油缸51、钢索夹具夹紧油缸52通过软管连接，液压快换接头53靠外力插/拔控制多功能回转头的管路接合/分离。
[0037]多功能头动作分别为:
[0038](I)多功能头围绕多功能臂铰接点的收放动作；
[0039](2)多功能头的左右摆动；
[0040](3)多功能头的旋转动作；
[0041](4)多功能头下部夹锚链的夹紧/放松；
[0042](5)多功能头下部夹钢索的夹紧/放松和收入/放出；
[0043](6)多功能头的快换。
[0044]为实现多功能头动作，采用了不同形式的油缸和马达进行结构组合:
[0045](I)多功能头围绕多功能臂铰接点的收放动作:多功能头收放油缸一端铰接在多功能臂上，一端铰接在多功能头上部翻转架的撑杆上轴上，翻转架、连杆组、撑杆组、多功能臂组成了曲柄摇杆机构，通过油缸推动使翻转架带动整个多功能头绕多功能臂连接轴旋转；油缸在最大行程时达到收起/存放状态，最小行程时，多功能头达到最大工作位置；
[0046](2)多功能头的左右摆动动作:采用一对并联的多功能头摆动油缸分别布置在多功能头的两侧，中部铰接在翻转架上，活塞杆端连接在回转减速箱的箱体上，油缸动作从而使回转减速箱、快换装置和多功能回转头绕翻转架连接轴向两侧方向摆动；
[0047](3)多功能头的旋转动作:采用安装在回转减速箱蜗杆端的摆线马达驱动蜗杆转动，并通过蜗轮传递旋转动作到多功能头下部的快换装置和多功能回转头上；回转减速箱的蜗轮蜗杆机构将马达的转速降低到工作转速，保证动作运转平稳；下部的液压油缸采用安装在回转减速箱内的液压滑环进行输送液压介质；
[0048](4)锚链夹具的夹紧/放松动作:采用锚链夹紧油缸推动锚链活动夹头沿锚链夹具连接块铰接的方向摆动直至油缸达到夹持位置实现夹持锚链动作；
[0049](5)钢索夹具的夹紧/放松和收入/放出动作:采用两个钢索夹紧油缸推动滑动夹绳块沿钢索夹具座上的导向板方向滑动，从而使滑动夹绳块到达夹持位置实现多功能头夹持钢索动作；安装在多功能回转头上的钢索夹具收放油缸可推动夹绳装置放出和收回，实现钢索的顺利抓取和释放；
[0050](6)多功能头快换动作:采用快换装置内调节丝杆在螺母块内的旋进/旋出动作带动卡口销的前进/后退，实现快换装置上座与下座之间的机械合拢/分离；液压滑环下端连接的下阀块上的液压快换接头在外力作用下的插/拔，实现多功能回转头上管路接合/分离，从而换下多功能回转头，更换其它取物装置。
[0051]回转减速箱可以带动多功能回转头实现360°全回转，而多功能回转头上分别装有实现锚链夹紧、钢索夹紧、钢索夹具收放功能的三组油缸，为实现三组油缸动作需提供可控制其压力和流量的六路液压介质。
[0052]具有六路通道的液压滑环从回转减速箱上部穿入，液压滑环上部与回转减速箱箱体通过上阀块用螺钉连接，下部回转部分与蜗轮轴通过蜗轮轴连接板用螺钉连接，通过轴向密封实现上下部之间的液压介质传输；液压滑环上端连接上阀块、下端连接下阀块，通过阀块转换，进、出油口可根据要求进行设计，便于管路连接及分布，为多功能回转头快换提供便捷性。
[0053]液压滑环的安装方式不仅使回转减速箱结构更为紧凑，而且也解决了回转时管路缠绕的问题，为实现锚链及钢索扭结释放而需要多圈旋转动作提供了保障。
【权利要求】
1.一种夹锚链、钢索用快换式多功能头，包括本体，本体中部装设回转减速箱(3)和快换装置(2)，本体上部装设翻转机构(4)，本体下部装设多功能回转头(I )，其特征在于:所述回转减速箱(3)通过快换装置(2)连接多功能回转头(1)，实现多功能回转头(I)的快换更换，回转减速箱(3)带动多功能回转头(I)实现360°全回转；所述翻转机构(4)通过翻转架连接轴(6)转动连接回转减速箱(3)，使回转减速箱、快换装置及多功能回转头绕翻转架连接轴(6)向两侧方向摆动；所述翻转机构(4)通过多功能臂连接轴(17)连接多功能臂(5)，实现多功能回转头(I)绕多功能臂连接轴(17)旋转，使多功能头收放油缸在最大行程时，多功能回转头(I)达到收起/存放状态，最小行程时，多功能回转头(I)达到最大工作位置。2.根据权利要求1所述的夹锚链、钢索用快换式多功能头，其特征在于:所述翻转机构(4)包括翻转架(10)、连杆组(12)、多功能头摆动油缸(13)、撑杆组(15)、多功能臂连接轴(17)，翻转架(10)通过连杆组(12)与撑杆组(15)转动连接，翻转架(10)中间装有多功能头摆动油缸(13);多功能头摆动油缸(13)绞接在翻转架(10)上，其活塞杆％5连接在回转减速箱的箱体(19)上。3.根据权利要求1所述的夹锚链、钢索用快换式多功能头，其特征在于:所述回转减速箱(3)包括花键套(7)、下盖(18)、箱体(19)、翻转架连接轴(6)、液压滑环(21)、蜗轮轴(22)、蜗轮(24)、蜗杆(31)、马达(33)，箱体(19)内装有蜗杆(31 )、蜗轮(24)及蜗轮轴(22)，蜗杆(31)传动输入端连接马达(33)，蜗轮轴(22)中装有液压滑环(21)，蜗轮轴(22)下端固定连接花键套(7 )和蜗轮轴连接板(26 )，箱体(19 )下端面上固定连接下盖(18 )，蜗轮轴(22)分别通过蜗轮上端盖(23)及蜗轮用轴承(25)和蜗轮下端盖(28)及蜗轮用轴承(25 )与箱体(19 )和下盖(18 )连接，花键套(7 )与蜗轮轴(22 )及蜗轮轴连接板(26 )配合连接，蜗杆(31)两端分别通过蜗杆前端盖(29)及蜗杆用轴承(32)和蜗杆后端盖(30)及蜗杆用轴承(32)与箱体(19)连接，液压滑环(21)具有六路通道，从回转减速箱(3)上部穿入，液压滑环(21)的上部与回转减速箱箱体(19)通过上阀块(20)用螺钉固定连接，下部回转部分与蜗轮轴(22)通过蜗轮轴连接板(26)用螺钉固定连接，液压滑环(21)下端与下阀块(27)用螺钉固定连接。4.根据权利要求1所述的夹锚链、钢索用快换式多功能头，其特征在于:所述快换装置(2)包括下座(9)、上座(8)、调节板(34)、调节丝杆(35)、螺母块(36)、卡口销(37)、调节销(38 )，上座(8 )与回转减速箱(3 )通过螺栓连接，下座(9)与多功能回转头(I)通过螺栓连接，调节板(34)与螺母块(36)之间通过调节丝杆(35)连接，通过调节丝杆(35)在螺母块(36)内旋进/旋出实现上座(8)与下座(9)之间机械合拢/分离，配合液压滑环下端连接的下阀块(27)上六路液压快换接头(53)借助外力插/拔实现多功能回转头(I)的六路软管之间的管路接合/分离，实现多功能回转头(I)的快换更换。5.根据权利要求1所述的夹锚链、钢索用快换式多功能头，其特征在于:所述多功能回转头(I)包括钢索夹具座(39)、锚链夹具座(40)、锚链夹紧油缸(41)、导向滑杆组(42)、锚链活动夹头(43 )、锚链夹头连接块(44)、连杆(47 )、夹绳装置(49 )、滑动夹绳块(50 )、钢索夹具收放油缸(51)、钢索夹具夹紧油缸(52)，钢索夹具座(39)与锚链夹具座(40)通过快换装置下座(9)用螺栓固定连接，钢索夹具座(39)内装有夹绳装置(49)和滑动夹绳块(50)，滑动夹绳块(50)与钢索夹具夹紧油缸(52)连接，钢索夹具夹紧油缸(52)推动滑动夹绳块(50)沿钢索夹具座上的导向板方向滑动，从而使滑动夹绳块(50)到达夹持位置实现多功能头夹持钢索动作；夹绳装置(49)与钢索夹具收放油缸(51)连接，钢索夹具收放油缸(51)推动夹绳装置(49)放出和收回，实现钢索的顺利抓取和释放；锚链夹具座(40)内通过锚链夹头连接块(44 )铰接锚链活动夹头(43 )，且锚链活动夹头(43 )与锚链夹紧油缸(41)连接，锚链夹紧油缸(41)推动锚链活动夹头(43 )沿锚链夹具连接块(44)铰接的方向摆动直至锚链夹紧油缸(41)达到夹持位置实现夹持锚链动作。6.根据权利要求1所述的夹锚链、钢索用快换式多功能头，其特征在于:所述 多功能回转头(I)绕多功能臂连接轴(17)旋转时，多功能回转头(I)与多功能臂下端面之间的夹角为30?230°，多功能回转头(I)绕翻转架连接轴(6)向两侧方向摆动为±40°。
【文档编号】B25J15-08GK204278029SQ201420482696
【发明者】王炜, 何秋生, 谢松莲, 姜剑勇, 徐浩刚 [申请人]中国船舶重工集团公司第七0四研究所