МЕХАНИЗМ НАВЕДЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ГРЕЙФЕРНОГО ЗАХВАТА ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ СИСТЕМ ТРЕЛЕВКИ Российский патент 2014 года по МПК A01G23/02 

Изобретение относится к заготовке леса, в частности для выполнения грузовых операций при воздушном способе трелевки без использования ручного труда чокеровщика.

Известен механизм наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки, содержащий корпус, крепление грузовых строп аэростата, лебедку с канатом и чокерным приспособлением для крепления груза (патент США №3807577, B66C 21/00, опубл. 30.04.1974).

Недостатком системы является наличие ручного труда при выполнении трелевочных и грузо-разгрузочных операций.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является механизм наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки, включающий корпус с прикрепленными к нему грузовыми стропами аэростата, лебедку с приводом, управляющую грузовым канатом с приспособлением для крепления и подъема груза, и радиодистанционное управление лебедкой (патент США №5080302, A01G 23/02, опубл. 1992 г.).

Однако известный механизм имеет пониженную оперативность лесозаготовительного цикла, тем самым низкопроизводителен, не исключает травматизм из-за использования ручного труда и не имеет точности наведения грузозахватного механизма и стабилизации грузовой подвески в процессе выполнения трелевки.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение оперативности работ, улучшение точности наведения грузозахватного механизма, а также стабилизация грузовой подвески с захватным приспособлением в процессе выполнения трелевочных и грузо-разгрузочных операций.

Поставленная задача достигается тем, что в механизме наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки, включающем корпус с прикрепленными к нему грузовыми стропами аэростата, лебедку с приводом, управляющую грузовым канатом с приспособлением для крепления и подъема груза, и радиодистанционное управление лебедкой, согласно изобретению во внутренней нижней части корпуса, на равноудаленном расстоянии на 180° друг от друга по окружности, расположены два независимых, но работающих синхронно, электродвигателя, которые с помощью зубчатой передачи передают крутящий момент на круглую поворотную платформу, имеющую в верхней части окружности вмонтированную внешнюю шестерню, при этом по краям поворотной платформы через 90° друг от друга расположены четыре амортизатора, верхняя часть которых снабжена поворотным колесиком, посаженным в паз, находящийся по окружности в средней внутренней части корпуса. Кроме того, он имеет электрическую лебедку, закрепленную в центре поворотной платформы, снабженную электродвигателем с двумя выходными валами и двумя барабанами с грузовыми электрическими кабелями, которые обеспечивают возможность подачи тока на два электромеханизма червячного типа, работающие на закрытие и открытие клешней грейфера, при этом на грейфере расположена видеокамера с радиодистанционной передачей сигнала, кроме того, на корпусе расположены солнечные энергетические преобразователи для снабжения системы электричеством. Кроме того, в конструкции предусмотрена вертикальная прижимная контактная сеть, снабженная механизмом подачи, состоящим из регулировочной гайки и пружины. Кроме того, внешние и внутренние части корпуса выполнены из облегченных металлопластиковых материалов, а поворотная платформа выполнена из гибкого морозоустойчивого пластика с вмонтированной в нее внутренней зубчатой передачей.

Применение двух независимых, но работающих синхронно, электродвигателей, которые с помощью зубчатой передачи передают крутящий момент на круглую поворотную платформу, имеющую в верхней части окружности вмонтированную внешнюю шестерню, при этом по краям поворотной платформы через 90° друг от друга расположены четыре амортизатора, верхняя часть которых снабжена поворотным колесиком, посаженным в паз, находящийся по окружности в средней внутренней части корпуса, позволяет обеспечить надежность работы в случае отказа одного из электродвигателей, а амортизаторов - плавность поворота и снижение динамических нагрузок.

Использование электрической лебедки, закрепленной в центре поворотной платформы, снабженной электродвигателем с двумя выходными валами и двумя барабанами с грузовыми электрическими кабелями, которые обеспечивают возможность подачи тока на два электромеханизма червячного типа, работающие на закрытие и открытие клешней грейфера, позволяет повысить точность стабилизации и устойчивость работы за счет центрального расположения на поворотной платформе, кроме того, снижается вес конструкции.

Применение на корпусе грейфера видеокамеры с радиодистанционной передачей сигнала обеспечивает повышение оперативности работы и точность наведения грейфера на груз.

Размещение на корпусе солнечных энергетических преобразователей для снабжения системы электричеством обеспечивает бесперебойное снабжение электроэнергией электродвигателей, а также независимость от традиционных источников топлива.

Наличие в конструкции прижимной контактной сети, снабженной механизмом подачи, состоящим из регулировочной гайки и пружины, позволяет надежно передавать ток на вращающиеся детали механизма.

Выполнение внешних и внутренних частей корпуса из облегченных металлопластиковых материалов, а поворотной платформы из гибкого морозоустойчивого пластика с вмонтированной в нее внутренней зубчатой передачей обеспечивает снижение общего веса конструкции и надежную передачу крутящего момента.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид механизма; на фиг.2 - общий вид грейфера; на фиг.3 - вид сверху поворотной платформы; на фиг.4 - вид сбоку поворотной платформы; на фиг.5 - общий вид амортизатора; на фиг.6 - вид прижимной контактной сети.

Устройство и работа механизма наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки состоят в следующем.

Общий контур корпуса 1 механизма представлен в виде усеченного конуса, одна сторона которого с помощью металлических скоб 2, расположенных по краю верхнего диаметра, крепиться грузовыми стропами 3 к нижней точке аэростата. Во внутренней нижней части корпуса 1, на равноудаленном расстоянии на 180° друг от друга по окружности, расположены два независимых, но работающих синхронно, электродвигателя 4, которые с помощью зубчатой передачи ведущей шестерни 5 передают крутящий момент на круглую поворотную платформу 6, имеющую в верхней части окружности вмонтированную внешнюю шестерню 7.

Электродвигатели 4 обеспечивают вращение поворотной платформы 6 на 360°. Плавное и безнагрузочное вращение платформы 6 обеспечивается также за счет специальных шаров 8, играющих роль подшипников скольжения, находящихся в пазах 9 нижних частей корпуса 1 и поворотной платформы 6. По краям платформы 6 через 90° друг от друга расположены четыре амортизатора 10, необходимые для предотвращения перекосов и динамических рывков поворотной платформы 6 в процессе вращения, а также в процессе подъема и опускания груза. Верхняя часть амортизаторов 10 снабжена поворотным колесиком 11, которое обеспечивает беспрепятственное и плавное движение амортизаторов 10 в процессе вращения поворотной платформы 6. Все четыре колесика 11 посажены в паз 12, находящийся по окружности в средней внутренней части корпуса 1. Наличие паза 12 обеспечивает устойчивость и не раскачивание амортизаторов 10 в процессе вращения поворотной платформы 6. Ввиду подвижности платформы 6 в вертикальной плоскости в процессе работы и возможного из-за этого возникновения перекоса шестерней 5 по отношению к шестерне 7 длина их зубьев разная. В частности, длина зубьев ведущих шестерней 5 несколько больше, чем длина зубьев ведомой шестерни 7. При этом ввиду независимой работы электродвигателей 4 друг от друга улучшается надежность работы механизма в целом в случае отказа одного из электродвигателей 4. Подъем и опускание грейфера 13 обеспечивается электрической лебедкой, закрепленной в центре поворотной платформы 6, снабженной электродвигателем 14 с двумя выходными валами и двумя барабанами 15 с грузовыми электрическими кабелями 16, которые, помимо силовой и грузовой функции, обеспечивают подачу тока на два электромеханизма червячного типа 17, которые работают на закрытие и открытие клешней грейфера 13. На корпусе грейфера расположена видеокамера 18 с радиодистанционной передачей сигнала, необходимая для более точного наведения захватного механизма на груз. Электричеством камера обеспечивается также посредством кабелей 16. Общее снабжение системы электричеством осуществляется солнечными энергетическими преобразователями (СЭП) 19, расположенными по верхнему диаметру корпуса 1. Панели СЭПов имеют закругленную форму для уменьшения лобового сопротивления от ветрового потока в процессе перемещения аэростата, а также электромеханизм 20 для изменения их угла наклона в зависимости от направления солнечных лучей. Ток от СЭПов поступает в аккумулятор 21, а после чего через блок преобразования тока 22 распределяется по механизмам потребления: блоку управления 23, электродвигателям 4 и 14, электромеханизмам 17 и 20, видеокамере 18. Передача тока электродвигателю 14, находящемуся на вращающейся платформе 6, исключает возможность использования обычной проводной подачи тока по кабелю ввиду перекручивания кабеля во время вращения платформы. Исходя из этого, в конструкции используется прижимная контактная сеть 24, снабженная механизмом подачи 25, состоящим из регулировочной гайки и пружины. Для подачи тока на электродвигатель 14 и электромеханизмы 17 грейферный захвата 13 контактную сеть 24 изначально перед эксплуатационным процессом с помощью механизма подачи 25 надвигают на контактные кольца 26, которые расположены в центре средней окружности корпуса 1 и через отводные не пересекающиеся каналы соединены с блоком преобразования тока 22. Для обеспечения надежности работы и защиты от возможного замыкания ток через коробку распределения 27 распределяется на грузовые электрические кабеля барабанов 15 разными потенциалами. На один барабан приходит минусовой потенциал, а на другой плюсовой, которые, приходя по отдельным кабелям 16 на грейфер 13, питают током видеокамеру 18 и червячные электромеханизмы 17. Чтобы исключить перетирание электрогрузовых кабелей 16 об корпус поворотной платформы 6, барабаны 15 снабжены роликовыми направляющими 28. Для уменьшения веса конструкции внешние и внутренние части корпуса 1 выполнены из облегченных металлопластиковых материалов, а поворотная платформа 6 выполнена из гибкого морозоустойчивого пластика с вмонтированной в нее внешней зубчатой передачей. Это не только облегчает вес конструкции, но и также обеспечивает защиту от возможного замыкания контактной сети 24 и контактных колец 26. Процесс наведения, а также процесс опускания, подъема и захвата ведется наземным оператором за счет использования радио- и видеодистанционных сигналов, поступающих с наземного пульта управления на антенну 29, после чего они обрабатываются и с помощью кабелей 16 и 30 распределяются блоком управления 23 по системе.

В отличие от аналогов предлагаемый механизм наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки позволяет обеспечить оперативность работ, улучшить точности наведения грузозахватного механизма, а также стабилизировать работу грузовой подвески с захватным приспособлением в процессе выполнения трелевочных и грузо-разгрузочных операций.

Механизм включает корпус с прикрепленными к нему грузовыми стропами аэростата, лебедку с приводом, управляющую грузовым канатом с приспособлением для крепления и подъема груза, и радиодистанционное управление лебедкой. Во внутренней нижней части корпуса на равноудаленном расстоянии на 180° друг от друга по окружности расположены два независимых, но работающих синхронно, электродвигателя. Электродвигатели с помощью зубчатой передачи передают крутящий момент на круглую поворотную платформу, имеющую в верхней части окружности вмонтированную внешнюю шестерню. По краям поворотной платформы через 90° друг от друга расположены четыре амортизатора. Верхняя часть амортизатора снабжена поворотным колесиком, посаженным в паз, находящийся по окружности в средней внутренней части корпуса. Механизм имеет электрическую лебедку, закрепленную в центре поворотной платформы, снабженную электродвигателем с двумя выходными валами и двумя барабанами с грузовыми электрическими кабелями. Электрические кабели обеспечивают возможность подачи тока на два электромеханизма червячного типа, работающие на закрытие и открытие клешней грейфера. На корпусе грейфера расположена видеокамера с радиодистанционной передачей сигнала. На корпусе расположены солнечные энергетические преобразователи для снабжения системы электричеством. Такое конструктивное выполнение позволит обеспечить оперативность работ, улучшить точность наведения грузозахватного механизма, а также стабилизировать грузовую подвеску с захватным приспособлением в процессе выполнения трелевочных и грузо-разгрузочных операций. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Механизм наведения и стабилизации грейферного захвата для воздушных систем трелевки, включающий корпус с прикрепленными к нему грузовыми стропами аэростата, лебедку с приводом, управляющую грузовым канатом с приспособлением для крепления и подъема груза, и радиодистанционное управление лебедкой, отличающийся тем, что во внутренней нижней части корпуса, на равноудаленном расстоянии на 180° друг от друга по окружности, расположены два независимых, но работающих синхронно, электродвигателя, которые с помощью зубчатой передачи передают крутящий момент на круглую поворотную платформу, имеющую в верхней части окружности вмонтированную внешнюю шестерню, при этом по краям поворотной платформы через 90° друг от друга расположены четыре амортизатора, верхняя часть которых снабжена поворотным колесиком, посаженным в паз, находящийся по окружности в средней внутренней части корпуса, при этом механизм имеет электрическую лебедку, закрепленную в центре поворотной платформы, снабженную электродвигателем с двумя выходными валами и двумя барабанами с грузовыми электрическими кабелями, которые обеспечивают возможность подачи тока на два электромеханизма червячного типа, работающие на закрытие и открытие клешней грейфера, при этом на корпусе грейфера расположена видеокамера с радиодистанционной передачей сигнала, кроме того, на корпусе расположены солнечные энергетические преобразователи для снабжения системы электричеством.

2. Механизм наведения и стабилизации грейферного захвата по п.1, отличающийся тем, что в конструкции предусмотрена прижимная контактная сеть, снабженная механизмом подачи, состоящим из регулировочной гайки и пружины.

3. Механизм наведения и стабилизации грейферного захвата по п.1, отличающийся тем, что внешние и внутренние части корпуса выполнены из облегченных металлопластиковых материалов, а поворотная платформа выполнена из гибкого морозоустойчивого пластика с вмонтированной в нее внутренней зубчатой передачей.