本实用新型属于智能化吊车系统技术领域，特别涉及一种装船钢卷夹具及其平衡系统。
背景技术：
随着社会的进步和发展，现代化的控制技术越来越融入到现代化的生产技术之中，无人智能吊车控制系统由于其高效、安全、经济等诸多优势，已经得到广泛应用。
目前，针对钢卷的智能化吊运技术已经广泛应用于钢卷生产车间和库房，效果显著，实现了降本增效的目的。但是对于钢卷装船码头，由于货运船只存在暗舱，目前采用的装船方法是：通过人工穿引钢丝绳或吊带吊运钢卷，并在船舱内人工设置斜锲，并人工控制钢卷放置到斜锲上，滚动到暗舱位置，全流程均需要人工操作，效率低、安全性差、人工成本高。而常规的智能化夹钳同样无法实现将钢卷自动运送到暗舱，从而导致货运船只的使用率低，严重制约了钢卷货运码头无人化的实现。为了实现将钢卷运送到暗舱，则需要通过平衡系统将钢卷重心转移，但是如果平衡系统的外型尺寸较大，则会影响吊卷效果和使用空间，同时也会加大整个设备的重量和占用空间。
因此，非常有必要探索一种装船智能化钢卷夹具平衡系统，可以满足码头钢卷装船智能化吊运的需要的同时，在空间上不对现有设备和钢卷吊运造成影响。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种装船钢卷夹具及其平衡系统，通过平衡系统的调节实现夹具两侧平衡，便于将钢卷调整到预定位置。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型技术方案如下：
一种装船钢卷夹具平衡系统，设置在夹具本体上，用于钢卷的平衡，包括连接座、伸缩调节机构和配重，所述连接座用于与夹具本体的摆动臂连接，所述伸缩调节机构的后端与连接座连接，前端与配重相连，通过伸缩调节机构的伸长和缩回调节配重与连接座之间的距离。
采用上述结构，通过伸缩调节机构，调节配重相对于夹具本体的距离，实现力矩的调节，从而适应不同重量的钢卷，以及将钢卷调整到预定位置。
进一步，所述伸缩调节机构包括固定臂、活动臂以及用于驱动活动臂伸缩的液压缸，所述固定臂安装在连接座上用于支撑活动臂，所述液压缸一端通过支座与连接座连接，另一端安装在活动臂上，所述配重安装在活动臂前端。
固定臂为活动臂提供支撑，液压缸一端通过支座安装在连接座上，一端安装在活动臂上，用于驱动活动臂移动，实现平衡系统的力臂调节。
进一步，所述活动臂为依次设置的多级，一级活动臂与所述液压缸连接，二级及二级以后各级活动臂通过钢丝绳和转向轮传动动力实现伸缩。活动臂具体数量根据需要伸缩的距离和设备空间布置确定，彼此之间通过钢丝绳实现力的传递，实现伸缩功能。
进一步，所述二级及二级以后的各级活动臂都配置有一组用于驱动伸出的转向轮和钢丝绳以及一组用于驱动缩回的转向轮和钢丝绳。
转向轮用于为钢丝绳转向，实现力的传递。钢丝绳两端分别安装在两个不同的臂(活动臂或固定臂)上，并通过转向轮进行转向，实现力的传递，驱动活动臂伸缩。
每级活动臂的转向轮设置在上一级活动臂上，每级活动臂的钢丝绳绕过对应的转向轮，一端连接本级活动臂，另一端与上一、二级活动臂或者固定臂连接。
进一步，所述液压缸前端安装有第一转向轮，第一钢丝绳绕过所述第一转向轮，一端与连接座连接，另一端与二级活动臂后端相连；第一活动臂后端安装有第二转向轮，第二钢丝绳绕过所述第二转向轮，第二钢丝绳一端与固定臂连接，另一端与二级活动臂后端连接；所述二级活动臂前端设置有第三转向轮，后端设置有第四转向轮，第三钢丝绳绕过所述第三转向轮，一端与第三活动臂前端连接，另一端与一级活动臂后端连接；第四钢丝绳绕过所述第四转向轮，一端与三级活动臂前端连接，另一端与二级活动臂连接。
三级活动臂之后的活动臂可参照三级活动臂与二级活动臂之间的布置方式。
进一步，所述支座固定在连接座上，所述液压缸与支座铰接。液压缸不固定，使其具有一定的偏移量，避免损坏。
进一步，所述固定臂和各级活动臂为筒状结构，由后向前逐级套接，并且尺寸逐渐变小。
进一步，所述固定臂和各级活动臂端部形成用于安装传动部件的翻折部。翻折部用于安装钢丝绳或转向轮等结构，也可以用于支撑。
进一步，所述配重呈C型或U型结构，其敞口端朝向所述连接座。当配重收拢时，减少占用空间，便于收纳。
本实用新型还提供一种装船钢卷夹具，包括夹具本体和夹钳，还包括摆动臂和所述的平衡系统，所述摆动臂转动安装在夹具本体上，一端连接夹钳，另一端与所述平衡系统的连接座相连，所述夹具本体内部设置有用于接纳平衡系统的收纳空间，所述平衡系统可通过摆动臂在工作位置和收纳位置之间切换，当转动至收纳位置时，平衡系统位于所述收纳空间内，并通过夹具本体上设置的锁紧装置锁紧。
上述结构，可以在明舱装船时将平衡系统收纳至夹具本体内部，并锁紧，减少平衡系统占用空间。在暗舱装船时，打开锁紧装置，使平衡系统回到工作位置。
如上所述，本实用新型的有益效果是：该装置通过采用多级可伸缩活动臂，并在活动臂前端设置配重，通过液压缸驱动达到多级活动臂伸缩，实现夹具两侧平衡，将钢卷调整到预定位置；同时，可以在明舱装船时将平衡系统收缩至夹具本体内部，减少平衡系统占用空间。
附图说明
图1为本实用新型的装船钢卷夹具平衡系统示意图；
图2为本实用新型的平衡系统应用于装船钢卷夹具的示意图(工作状态)；
图3为图2的侧视图(平衡系统处于收纳状态)。
零件标号说明
图中：100-夹具本体；200-锁紧装置；300-平衡系统；400-摆动臂；500-夹钳；600-钢卷；
1-连接座；2-固定臂；3-第二转向轮；4-第二钢丝绳；5-一级活动臂；6-二级活动臂；7-三级活动臂；8-配重；9-键；10-第一转向轮；11-第三转向轮；12-第三钢丝绳；13-第四钢丝绳；14-第四转向轮；15-液压缸；16-第一钢丝绳；17-支座。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
本例中前后方向的定义是以伸缩调节机构伸出方向为前方，缩回方向为后方；即配重在前方，连接座在后方。
实施例
如图1所示，一种装船钢卷夹具平衡系统，设置在夹具本体上，用于钢卷的平衡，包括连接座1、伸缩调节机构和配重8，连接座1用于与夹具本体的摆动臂连接，伸缩调节机构连接在连接座1和配重8之间，其后端与连接座1连接，前端与配重8相连，通过伸缩调节机构的伸长和缩回调节配重8与连接座1之间的距离。即调节配重8相对于夹具本体的距离，实现力矩的调节，从而适应不同重量的钢卷，以及将钢卷调整到预定位置。
作为优选，伸缩调节机构包括固定臂2、活动臂以及用于驱动活动臂伸缩的液压缸15，固定臂2安装在连接座1上用于支撑活动臂，所述活动臂为从后至前依次设置的多级，液压缸15一端通过支座17与连接座1连接，另一端安装在一级活动臂5上，所述配重8安装在最后一级活动臂的前端。活动臂由后向前依次为一级、二级、三级、四级、五级、六级……最后一级。
固定臂2为活动臂提供支撑，液压缸15用于驱动活动臂移动，实现平衡系统的力臂调节。
其中，二级及二级以后各级活动臂通过钢丝绳和转向轮传动动力实现伸缩。活动臂具体数量根据需要伸缩的距离和设备空间布置确定，彼此之间通过钢丝绳实现力的传递，实现伸缩功能。
二级活动臂6及二级以后的各级活动臂都配置有一组用于驱动伸出的转向轮和钢丝绳以及一组用于驱动缩回的转向轮和钢丝绳。转向轮用于为钢丝绳转向，实现力的改向。钢丝绳两端分别安装在两个不同的臂(活动臂或固定臂2)上，两个不同的臂可以为相邻也可以间隔；并通过转向轮进行转向，实现力的传递，驱动活动臂伸缩。
每级活动臂的转向轮设置在上一级活动臂上，每级活动臂的钢丝绳绕过对应的转向轮，一端连接本级活动臂，另一端与相邻的上级活动臂连接，或者与间隔的上级活动臂连接，或者与固定臂2连接。
本例中，固定臂2和各级活动臂为筒状结构，由后向前逐级套接，并且宽度或直径尺寸逐级变小。各级活动臂和固定臂2端部形成用于安装传动部件的翻折部。翻折部可向内翻或外翻，用于安装钢丝绳或转向轮等结构，也用于支撑下一级活动臂。
具体地，液压缸15前端安装有第一转向轮10，第一钢丝绳16绕过第一转向轮10，后端与连接座1连接，前端与二级活动臂6的后端相连；第一活动臂后端安装有第二转向轮3，第二钢丝绳4绕过第二转向轮3，第二钢丝绳4一端与固定臂2前部连接，另一端与二级活动臂6后端连接；其中第一转向轮10和第一钢丝绳16构成驱动二级活动臂6伸出的传动结构；第二转向轮3和第二钢丝绳4构成驱动二级活动臂6缩回的传动结构。
二级活动臂6前端设置有第三转向轮11，后端设置有第四转向轮14，第三钢丝绳12绕过第三转向轮11，一端与第三活动臂前端连接，另一端与一级活动臂5后端连接；第四钢丝绳13绕过所述第四转向轮14，一端与三级活动臂7前端连接，另一端与二级活动臂6连接。
其中第三转向轮11和第三钢丝绳12构成驱动三级活动臂7伸出的传动结构；第四转向轮14和第四钢丝绳13构成驱动三级活动臂7缩回的传动结构。
支座17固定安装在连接座1上，液压缸15与支座17铰接。液压缸15不固定，使其具有一定的偏移量，适应活动臂可能存在的偏移，避免损坏。
本例中以固定臂2和三个活动臂进行说明，三级活动臂7为最后的活动臂，三级活动臂7前端与配重8通过键9连接，也可以通过螺栓或其他方式连接。在另一实施方式中根据需求可增设多个活动臂，三级活动臂7之后的活动臂可参照三级活动臂7与二级活动臂6之间的布置方式。
作为优选，配重8呈C型或U型结构，其敞口端朝后，朝向连接座1。当配重8收拢时，减少占用空间，便于收纳。配重8用于与夹钳和在吊装过程中保持平衡，通过改变活动臂的伸缩量实现平衡，配重8采用C型结构或U型结构，可解决设备占用空间的问题，并为配重8收缩布置到夹具本体内部打下基础。C型或U型配重8的开口大于固定臂2外部尺寸，便于收纳。
如图2和图3所示，本实用新型还提供一种装船钢卷夹具，包括夹具本体100、夹钳500、摆动臂400和上述平衡系统300，其中，摆动臂400可转动安装在夹具本体100上，一端连接夹钳500，另一端与所述平衡系统300的连接座1相连，夹具本体100内部设置有用于接纳平衡系统300的收纳空间，平衡系统300具有处于竖直方向的收纳位置和处于水平方向的工作位置；可通过驱动机构和摆动臂400在工作位置和收纳位置之间切换，当转动至收纳位置时，平衡系统300位于所述收纳空间内，并通过夹具本体100上设置的锁紧装置200锁紧。本例中连接座1后方开设有键槽，与摆动臂400通过键和螺栓相连；其中锁紧装置200可采用锁销、螺栓结构或者液压机构从顶部压紧。
可以在明舱装船时将平衡系统300收纳至夹具本体100内部，并锁紧，减少平衡系统300占用空间。在暗舱装船时，打开锁紧装置200，使平衡系统300回到工作位置。
本实用新型工作原理如下：
明舱操作时：
平衡系统300摆动至夹具本体100内部，并通过锁紧装置200锁紧即可。如图3所示。
暗舱操作时：
在进行暗舱吊装钢卷的时候存在吊具与船体干涉的情况：首先，打开锁紧装置200，将配重8调整到与夹钳500保持平衡的位置，再通过电机驱动平衡系统300和摆动杆旋转，调整到水平位置，就可以进行暗舱装船工作。当钢卷夹钳500开始吊取钢卷600的时候，平衡系统300通过液压缸15驱动活动臂前后移动，调整配重8的力臂，使得两侧始终保持水平。如图2所示。
伸长：
液压缸15伸长，直接带动一级活动臂5向前移动；第一钢丝绳16一端固定在连接座11上，一端通过第一转向轮10固定在二级活动臂6上，当液压缸15伸长的时候，带动第一转向轮10向前移动，进而驱动二级活动臂6也向前移动；第三钢丝绳12一端固定在三级活动臂7上，一端通过第三转向轮11固定在一级活动臂5上，当二级活动臂6向前移动的时候，带动第三转向轮11向前移动，进而驱动三级活动臂7向前移动。
缩回：
液压缸15缩回，直接带动一级活动臂5向后移动；第二钢丝绳44一端固定在固定臂22上，一端通过第二转向轮3固定在二级活动臂6上，当一级活动臂5向后移动，带动第二转向轮3向后移动，进而驱动二级活动臂6向后移动；第四钢丝绳13一端固定在二级活动臂6上，一端通过第四转向轮14固定在三级活动臂7上，当二级活动臂6向后移动，带动第四转向轮14向后移动，进而驱动三级活动臂7向后移动。
综上，本实用新型通过采用多级可伸缩活动臂，并在活动臂顶端设置配重8，通过液压缸15驱动使多级活动臂伸缩，实现夹具两侧平衡，将钢卷600调整到预定位置；同时，可以在明舱装船时将平衡系统300收缩至夹具本体100内部，减少平衡系统300占用空间。
通过钢丝绳和转向轮实现力的改向和传动，便于紧凑布置，占用空间小，且传动稳定，便于控制。配重8设置为C型或U型，便于配置与伸缩调节机构轴向的收纳，可减小设备空间，并实现将配重8收缩布置到夹具本体100内部。
任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。