大型液压水下抓斗装置的制作方法

本发明涉及一种应用于水下沉船、沉物打捞的抓斗装置，具体涉及一种大型液压水下抓斗装置。

背景技术：

目前国内外大多采用水下爆破来破碎被打捞物和利用浮筒整体打捞等方式，且国内对水下打捞抓斗的研究大多数为小吨位抓斗或破坏性打捞抓斗，这样极大损害了被打捞物的价值，且需要多次打捞，效率较低。研究水下打捞大吨位抓斗，将水下沉物整体打捞出水，打捞效果好，适用深水大吨位打捞，极大地提高打捞效率。目前亟需负荷能力强的大型打捞抓斗打捞大型水下目标。

技术实现要素：

根据上述提出的现有打捞抓斗效率低、且存在破坏沉物的问题，提供一种大型液压水下抓斗装置。

本发明采用的技术手段如下：

一种大型液压水下抓斗装置，所述装置包括：用于控制抓斗伸出方向的转向系统、用于控制抓斗沉降长度的升降系统、底座以及液压抓斗系统；其中，所述转向系统包括设置于甲板下方舱室内的旋转齿轮，所述旋转齿轮受动力装置驱动带动所述底座系统做回转运动；所述升降系统包括绞车、吊臂、第一液压油缸以及滑轮组，所述绞车设置于底座与吊臂铰接一端，其释放的钢缆沿吊臂延伸并绕过吊臂末端通过滑轮系组连接液压抓斗系统，所述第一液压油缸的一端连接底座中部且另一端连接吊臂中部使得所述吊臂随着第一液压油缸推杆伸长抬起相应高度；所述液压抓斗系统包括抓斗主体和第二液压油缸，所述第二液压油缸分别对称设置在抓斗主体的两个半斗上方使得所述抓斗主体随着第二液压油缸推杆的伸长而合拢。

进一步地，所述滑轮组包括设置于吊臂顶端的定滑轮和设置在抓斗主体上的动滑轮。

进一步地，所述底座上部设置有与所述绞车螺钉配合的螺纹圆孔，用以将绞车固定于底座上。

进一步地，所述底座上部设置有与所述吊臂铰接配合的光滑圆孔及与第一液压油缸缸盖铰接配合的光滑圆孔。

进一步地，所述吊臂底端设置有与所述底座系统铰接配合的光滑圆孔，所述吊臂中部设置有与所述第一液压油缸的活塞杆顶端铰接配合的光滑圆孔。

进一步地，抓斗主体中部设置有与所述第二液压油缸缸盖铰接配合的光滑圆孔，上部设置有与所述第二液压油缸的活塞杆铰接配合的光滑圆孔。

进一步地，所述第一液压油缸为大型液压油缸；所述第二液压油缸为中型液压油缸。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过底座的可控旋转设计，有效抵消抓斗收放和抓取水下沉物过程中船体的摇晃。

2、本发明通过设置大型液压系统控制吊臂升降，可以调整收放过程中抓斗与水面的高度，使抓斗出水后再收缆绳，能在更恶劣的海况下进行收放。

3、本发明装置作业效率高，利用大型液压系统控制吊臂，利用抓斗系统上方的动滑轮提升抓斗，在抓斗系统出水时不需要人工止荡，安全性和可靠性好。

4、本发明采用中型液压系统控制抓斗的开合，使抓斗张角可控且可锁定，易于保护被打捞水下沉物，减少被抓取沉物掉落的概率，从而减少被抓取沉物对设备和人员安全构成威胁，从而减少经济损失、保障海上打捞作业安全。

5、本发明结构简单，易于操作，易于对传统抓斗装置进行改装。

基于上述理由本发明适合在水下沉物打捞装置领域推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明大型液压水下抓斗装置的主视图。

图2为本发明大型液压水下抓斗装置的右视图。

图3为本发明大型液压水下抓斗装置的俯视图。

图4为本发明大型液压油缸液压系统工作原理图。

图5a为本发明的抓斗系统和动滑轮的主视图。

图5b为本发明的抓斗系统和动滑轮的右视图。

图5c为本发明的抓斗系统和动滑轮的俯视图。

其中：1、底座；2、旋转齿轮；3、控制室；4、绞车；5、吊臂；6、第一液压油缸；7、定滑轮；8、动滑轮；9、钢缆；10、第二液压油缸；11、抓斗主体；601、放油阀；602、吸油滤油器；603、蓄能器；604、电动机；605、液压泵；606、单向阀；607、压力传感器；608、电磁换向阀；609、液控单向阀；610、溢流阀；611、油液舱；612、补油阀；613、节流阀；614、缸筒。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1至图5所示，本发明提供一种大型液压水下抓斗装置，包括底座系统、升降系统、转向系统和液压抓斗系统。其中转向系统设置在底座系统内部。此外，底座系统还包括底座1和控制室3，控制室内装备的控制系统主要用于通过继电器和滑动变阻器控制驱动交流电机，从而控制装置底座1的旋转、通过第一液压油缸6控制吊臂5的起落、通过控制第二液压油缸10控制抓斗主体11的开合以及控制钢缆9的收放。转向系统包括设置于甲板下方舱室内的旋转齿轮2，所旋转齿轮2受动力装置驱动带动所述底座系统做回转运动。升降系统包括绞车4、吊臂5、第一液压油缸6以及滑轮组，所述绞车4设置于底座1与吊臂5铰接一端，其释放的钢缆9沿吊臂5延伸并绕过吊臂5末端通过滑轮系组连接液压抓斗系统。第一液压油缸6的一端连接底座1中部且另一端连接吊臂5中部使得所述吊臂5随着第一液压油缸6推杆伸长抬起相应高度。液压抓斗系统包括抓斗主体和第二液压油缸10，所述第二液压油缸10分别对称设置在抓斗主体的两个半斗上方使得所述抓斗主体随着第二液压油缸10推杆的伸长而打开。所述滑轮组包括设置于吊臂末端的用以转向的定滑轮7和设置在抓斗主体上的动滑轮8。

所述第一液压油缸6为大型液压油缸；所述第二液压油缸10为中型液压油缸。上述大型液压油缸和中型液压油缸均遵循液压系统工作原理，以大型液压油缸为例，其液压系统具体如图4所示，其包括放油阀601、吸油滤油器602、蓄能器603、电动机604、液压泵605、单向阀606、压力传感器607、电磁换向阀608、液控单向阀609、溢流阀610、油液舱611、补油阀612、节流阀613以及缸筒614。其中，放油阀601用以放出油液舱多余的液压油。吸油滤油器602用以过滤从油液舱611进入液压管路的液压油。当低速运动时载荷需要的流量小于液压泵流量，液压泵多余的流量储入蓄能器603，当载荷要求流量大于液压泵流量时，液体从蓄能器603放出来，以补液压泵流量之不足。当停机但仍需维持一定压力时，可以停止液压泵而由蓄能器603补偿系统的泄漏，以保持系统的压力。电动机604为液压油从油液舱611进入液压管路过程提供动力。液压泵605将液压油从油液舱611泵入液压管路；单向阀606用以防止液压油回流进入油液舱611；压力传感器607用以探测缸筒614的压强；电磁换向阀608控制液压油在液压管路内的流动方向。

液控单向阀609主要用于保持压力、作为液压缸支撑以及实现液压缸锁紧。具体来说：(1)保持压力。滑阀式换向阀都有间隙泄漏现象，只能短时间保压。当有保压要求时，可在油路上加一个液控单向阀，利用锥阀关闭的严密性，使油路长时间保压。(2)液压缸的“支承”。在立式液压缸中，由于滑阀和管的泄漏，在活塞和活塞杆的重力下，可能引起活塞和活塞杆下滑。将液控单向阀接于液压缸下腔的油路，则可防止液压缸活塞和滑块等活动部分下滑。(3)实现液压缸锁紧。当换向阀处于中位时，两个液控单向阀关闭，可严密封闭液压缸两腔的油液，这时活塞就不能因外力作用而产生移动。

系统正常工作时，阀门关闭。只有当负载超过规定极限(系统压力超过设定压力)时，溢流阀610才会打开，并进行过载保护，使系统压力不再升高。

油液舱611用于储存主要的液压油。补油阀612用以在油液舱的液压油不足时向油液舱补充液压油。节流阀613用以调整两个缸筒的液压油的体积从而调整根液压杆的压力。缸筒614用以储存少量液压油以推动液压杆。

当活塞杆前进时，液压油的流动方向为油液舱611→吸油滤油器602→液压泵605→单向阀606→电磁换向阀608→液控单向阀609→缸筒614。

当活塞杆后退时，液压油的流动方向为缸筒614→液控单向阀609→电磁换向阀→608→油液舱611。

进一步地，吊臂5和大型液压油缸6设置于底座1上部，底座1、吊臂5和大型液压油缸6相互铰接，所述绞车4固定于底座1上。进一步地，底座1上部设置有与所述绞车4螺钉配合的螺纹圆孔，用以将绞车4固定于底座1上。底座1上部设置有与所述吊臂5及第一液压油缸6铰接配合的光滑圆孔。吊臂5上部设置有与所述第一液压油缸6铰接配合的光滑圆孔，所述吊臂5中部设置有与所述第一液压油缸6的活塞杆铰接配合的光滑圆孔。

更进一步地，转向系统的动力装置为交流电机。利用交流电机驱动转向系统的大型旋转齿轮转动，从而带动底座1和吊臂5由舷内摆向舷外或由舷外收回舷内，并控制其摆动速度，由控制室的方向盘微调吊臂5与母船的轴系中线的角度，使吊臂5可停留在不同的位置。利用吊臂5支持抓斗系统且能够抵消收放与打捞过程中船体的摇晃，使释放、打捞与回收过程更加稳定，且留有足够的空间使其正常释放与回收。通过设置绞车4收放抓斗系统；通过控制室3的多路阀控制第二液压油缸10从而控制抓斗主体11开合以抓握物品，第二液压油缸10使抓握效果更加可靠，使收放过程更加稳定，装置作业效率高、安全性和可靠性好。

再进一步地，升降系统包括绞车4、吊臂5、大型液压油缸6、固定于吊臂上的定滑轮7和钢缆9。通过大型液压油缸6的活塞杆推动吊臂5的中部，使吊臂5抬高,然后调整吊臂5与母船甲板平面的角度，并通过控制室内转向系统控制吊臂5的旋转方向和旋转角度，可以在中间任意位置停止，并具有足够的保持能力。所述钢缆9从绞车引出，绕过吊臂顶端的定滑轮7和抓斗系统上方的动滑轮8固定缠绕于吊臂5的顶端，控制抓斗系统的升降。升降系统的主要功能是在收放过程中，将抓斗系统由母船舷内摆至舷外(或由舷外摆至舷内)、释放和回收抓斗系统，也作为收放载荷的主要承载构件。

此外，抓斗系统由中型液压油缸10和抓斗主体11组成。所述的中型液压油缸10通过抓斗主体11侧面的光滑圆孔与抓斗主体11铰连接，控制抓斗主体11的开合，从而抓取与释放物品；所述的动滑轮8通过抓斗系统上方的光滑圆孔与抓斗铰连接，通过穿过动滑轮8下方的钢缆9控制抓斗系统的升降。

本发明所述的大型液压水下抓斗装置，结构简单，操作方便，节约成本，可以稳定高效地完成海底物品的打捞工作并显著提高海底物质打捞效率，尤其适合在船舶打捞和回收水下装备所用装置领域推广应用，解决了现有船舶配置的打捞装置不能满足强度及稳定性需求等问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。