一种用于安装舵叶的夹持装置的制作方法

1.本发明涉及船舶建造工装的技术领域，具体地说是一种用于安装舵叶的夹持装置，尤其涉及一种用于船用大型舵叶安装的自适应夹持装置。


背景技术：

2.在船舶建造过程中，对于10万吨级以下船舶的较轻舵叶，多数船厂会采用卷扬机加滑轮组并配合葫芦，或者直接使用葫芦进行舵叶的安装。对于10万吨级以上船舶的较重舵叶，多数船厂会使用液压安装小车进行舵叶的安装。对于较重的舵叶，其高度一般也很高，因此为了安装稳定性需要在舵叶两边对其进行有效的夹持。现有的夹持一般都是点接触方式，并且夹持头无法随着舵叶表面的形状进行自适应调整，从而导致夹持不稳定，难以高效地将舵叶轴线与安装轴线进行对准。
3.因此，市场上急需要一种可以适用不同舵叶安装，同时能适合舵叶表面曲线结构，并能提供稳定夹持力的装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种改进的用于安装舵叶的夹持装置，通过结构的改进，采用多个侧边夹持头和机械夹持头的共同作用，对舵叶的表面曲面保持有效线接触，不仅夹持稳定，同时使用范围广。
5.为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于安装舵叶的夹持装置，包括底座，其特征在于：底座上设有两组并列设置的底座桁架，底座桁架上分布有8组侧边夹持头，侧边夹持头由一个侧边油缸、与侧边油缸相配合的侧边辊子，以及与侧边辊子相配合的一组转动机构构成；底座的一侧设置2组机械臂夹持头，机械臂夹持头包括底板、以及与底板相连的一组平面连杆机构和转盘机构，平面连杆机构的末端与机械臂辊子相连，平面连杆机构由第一、第二机械臂油缸驱动，转盘机构由油马达驱动。
6.优选的，侧边油缸5上设有可沿侧边油缸5滑动的导向滑块11；转动结构包括第一、第二连接块，油缸前端与第一连接块固定连接，第一连接块与第二连接块通过第一销柱形成转动连接，第二连接块与侧边辊子通过第二销柱形成转动连接，在侧边油缸的驱动下，使得侧边辊子能与舵叶的表面曲面形成有效的线接触。
7.优选的，底座桁架上布设有用以安装侧边油缸的底座油缸托架，侧边油缸设置于侧边油缸座上，侧边油缸座与底座油缸托架之间通过第一螺栓进行固定连接。
8.进一步，底板与底座相连，油马达设置于底板下方，转盘机构包括互相啮合的大、小齿轮，油马达的输出轴与小齿轮相连，大齿轮与底板形成可转动连接，大齿轮与平面连杆机构的底部固定连接，驱动油马达，通过转盘机构的转动，使得机械臂辊子左右运动。
9.更进一步，平面连杆机构包括底部连板和顶部连板，底部呈直角梯形状，分别设有左下、右上、右下三个连接端；顶部连板呈三角形状，分别设有左侧、右侧和中部三个连接端。
10.相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：1、本发明所述的改进方案，底座桁架上分布有8组侧边夹持头，侧边夹持头由一个侧边油缸、与侧边油缸相配合的侧边辊子，以及与侧边辊子相配合的一组转动机构构成，通过侧边油缸驱动侧边辊子进行运动，从而对舵叶表面的施加夹持力，同时通过一组转动机构来调节侧边辊子施力角度和方向，使得侧边辊子在不同的位置都能对舵叶表面产生有效的线接触；2、本发明的技术方案的中，机械臂夹持头包括底板、以及与底板相连的一组平面连杆机构和转盘机构，平面连杆机构的末端与机械臂辊子相连，平面连杆机构由第一、第二机械臂油缸驱动，转盘机构由油马达驱动，通过油马达和机械臂油缸来调节机械臂辊子的位置并且对舵叶表面施加加持力，确保机械臂辊子在不同的位置都能对舵叶表面产生有效的线接触；3、本发明的侧边辊子和机械臂辊子可以进行多角度调节，自动适应不同型号舵叶表面的曲面形状，不仅夹持状态稳定，同时高效安全，具有良好的通用性；4、本发明结构布局合理，使用时省时省力，提高了工作效率，同时适用范围广，具有良好的商业前景。
附图说明
11.图1为本发明的结构示意图。
12.图2为本发明侧边夹持头的结构示意图。
13.图3为本发明机械臂夹持头的结构示意图。
14.附图标记：1. 底座；2. 底座桁架；3. 底座油缸托架；4. 电控框架；5. 侧边油缸；6. 护栏；7. 机械臂夹持头；8. 人工操作区；9. 侧边油缸座；10. 第一螺栓；11. 导向滑块；12. 油缸前端；13. 第一连接块；14. 第一销柱；15. 第二连接块；16. 第二销柱；17. 侧边辊子
18. 油马达；19. 底板；20. 第二螺栓；21. 小齿轮；22. 大齿轮；23. 底部连板；24. 第三销柱；25. 第一连杆；26. 第四销柱；27. 第二机械臂油缸；28. 顶部连板；29. 第五销柱；30. 第六销柱；31. 第一机械臂油缸；32. 第七销柱；33. 第二连杆；34. 第八销柱；35. 第三连杆；36. 第九销柱；37. 第十销柱；38. 万向轴承；39. 机械臂辊子；40. 定位块。
具体实施方式
15.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
16.本发明提供了一种用于安装舵叶的夹持装置，具体参见图1，包括底座1，其与现有技术的区别在于：底座2上设有两组并列设置的底座桁架2，底座桁架上分布有8组侧边夹持头，这里的8组侧边夹持头布局合理，可以采用两侧各布置4组，对称布置，能确保将舵叶稳定支撑住，可以共同作用于舵叶的大部分表面，这样的布局适用范围广，适合大多数舵叶的型号，侧边夹持头由一个侧边油缸5、与侧边油缸相配合的侧边辊子17，以及与侧边辊子相配合的一组转动机构构成；底座的一侧设置2组机械臂夹持头7，机械臂夹持头7包括底板19、以及与底板相连的一组平面连杆机构和转盘机构，平面连杆机构的末端与机械臂辊子39相连，平面连杆机构由第一、第二机械臂油缸31、27驱动，转盘机构由油马达18驱动。
17.使用时，通过一组转动机构来调节侧边辊子施力角度和方向，使得侧边辊子在不同的位置都能对舵叶表面产生有效的线接触；通过油马达和机械臂油缸来调节机械臂辊子的位置并且对舵叶表面施加加持力，确保机械臂辊子在不同的位置都能对舵叶表面产生有
效的线接触；总体来说，侧边辊子和机械臂辊子可以进行多角度调节，自动适应不同型号舵叶表面的曲面形状，不仅夹持状态稳定，同时高效安全，具有良好的通用性。
18.实施例1本实施例的底座桁架上分布有8组侧边夹持头，侧边夹持头由一个侧边油缸5、与侧边油缸相配合的侧边辊子17，以及与侧边辊子相配合的一组转动机构构成，这里的侧边夹持头上下、左右错落分布，同时彼此之间又互相配合，能有效与舵叶表面形成线接触，保持夹持力；底座的一侧设置2组机械臂夹持头，机械臂夹持头包括底19板、以及与底板相连的一组平面连杆机构和转盘机构，平面连杆机构的末端与机械臂辊子39相连，平面连杆机构由第一、第二机械臂油缸31、27驱动，转盘机构由油马达18驱动，在平面连杆机构的作用下，机械臂辊子可以进行上下、前后、左右的运动调节，以便可以更好地与舵叶表面进行有效接触配合，特别对于舵叶的曲状表面，无论何种角度，都能产生有效线接触，提供有效持久的夹持力。机械臂辊子和侧边辊子的运动范围不同，是针对舵叶的不同部位而进行设置的，侧边辊子主要针对舵叶的四周侧边部位，主要提供更大的夹持力和支撑力，而机械臂辊子运动范围更大，可以微调舵叶的夹持角度，主要对被夹持舵叶的角度方向进行调整，使得整个舵叶被更稳定、牢固地进行夹持和作业。
19.具体来说，侧边油缸5上设有可沿侧边油缸5滑动的导向滑块11；转动结构包括第一、第二连接块13、15，油缸前端12与第一连接块13固定连接，第一连接块13与第二连接块15通过第一销柱14形成转动连接，第二连接块可沿着第一连接块的表面进行转动，第二连接块15与侧边辊子17通过第二销柱16形成转动连接，使得侧边辊子可以沿着第二销柱进行转动，这里的第一连接块采用正八边形结构，侧边辊子17两两一组进行设置，在侧边油缸的驱动下，使得侧边辊子能与舵叶的表面曲面形成有效的线接触，由于第一销柱上套设有一定位块40，该定位块的内侧边与第一连接块相抵触，使得侧边辊子一旦到达线接触有效位置，就不易再发生转动和位移，可以形成有效稳定的夹持力。
20.优选的，底座桁架2上布设有用以安装侧边油缸的底座油缸托架3，侧边油缸5设置于侧边油缸座9上，侧边油缸座9与底座油缸托架3之间通过第一螺栓10进行固定连接。
21.进一步，底板19与底座1相连，油马达18设置于底板19下方，转盘机构包括互相啮合的大、小齿轮22、21，油马达的输出轴与小齿轮相连，大齿轮22与底板19形成可转动连接，大齿轮22与平面连杆机构的底部固定连接。平面连杆机构和转盘机构与底板共同连接，驱动油马达18，通过转盘机构的转动，使得机械臂辊子39左右运动。
22.进一步，平面连杆机构包括底部连板23和顶部连板28，底部连板23呈直角梯形状，分别设有左下、右上、右下三个连接端；顶部连板呈三角形状，分别设有左侧、右侧和中部三个连接端。这里底部连板23和顶部连板28都是双层连板结构，它们的形状和结构，决定了它们在运动过程中稳定性好，为机械臂辊子的运动提供了稳定、安全的支持。
23.更进一步，顶部连板的中部连接端与底部连板的右上连接端之间通过第一连杆25进行连接，底部连板左下连接端与第一连杆25之间通过第一机械臂油缸31形成可转动连接，底部连板的右下连接端与第二连杆33的一端相连，顶部连板的中部连接端与第三连杆35的一端相连，第二、第三连杆的另一端通过第八销柱34形成可转动连接，驱动第一机械臂油缸31，通过第一连杆25和顶部连接板28转动，使得机械臂辊子39进行上下运动。
24.第一连杆25与底部连接板的连接处设有一呈三角形的外延部，所述外延部与顶部
连板的右侧连接端之间通过第二机械臂油缸27形成可转动连接，顶部连接板的左侧通过万向轴承38与机械臂辊子39形成万向转动连接，驱动第二机械臂油缸27，通过顶部连接板28，使得机械臂辊子39进行前后运动。
25.通过上述结构，使得侧边辊子和机械臂辊子能够自适应舵叶复杂的表面曲面形状，保持稳定的线接触状态。
26.实施例2在本实施例中，各部件的连接关系如下：底座1与底座桁架2固连；底座桁架2与底座油缸托架3固连；侧边油缸5与侧边油缸座9固连；侧边油缸座9与底座油缸托架3通过第一螺栓10固连；侧边油缸5与油缸前端12通过导向滑块11连接形成滑移副；油缸前端12与第一连接块13固连；第一连接块13与第二连接块15通过第一销柱14连接形成转动副；第二连接块15与侧边辊子17通过第二销柱16连接形成转动副。
27.机械臂夹持头7中的底板19与底座1通过第二螺栓20固连；油马达18与底板19固连；油马达18与小齿轮21固连；小齿轮21与大齿轮22啮合；大齿轮22与底板19形成转动副；底部连板23与大齿轮22固连。
28.底部连板23承载了整套机械臂模块的运动机构，该机构涉及的连接关系为：底部连板23与第一连杆25通过第三销柱24连接形成转动副；第一连杆25与第二机械臂油缸27通过第四销柱26连接形成转动副；第二机械臂油缸27与顶部连杆28通过第五销柱29连接形成转动副；底部连板23与第一机械臂油缸31通过第六销柱30连接形成转动副；底部连板与第二连杆33通过第七销柱32连接形成转动副；第二连杆33与第三连杆35通过第八销柱34连接形成转动副；第一机械臂油缸31与第一连杆25通过第九销柱36连接形成转动副；第三连杆35与第一连杆25通过第十销柱37连接形成转动副；第三连杆35与顶部连板28通过第十销柱37连接形成转动副；机械臂辊子39与顶部连板28通过万向轴承38连接形成万向副。
29.具体步骤为：首先，将舵叶放置在图1所示的位置；然后，通过驱动8个侧边油缸5调整8组侧边辊子17的位置；由于第一销柱14的存在，侧边辊子17可以自适应舵叶的曲面形状，保证线接触；接着，通过细调8个侧边油缸5的位移量，将整个舵叶的中心线调整为与安装轴线重合，并将舵叶牢固支撑；最后，通过驱动第二机械臂油缸27调整机械臂辊子39前后的位置，通过第一驱动机械臂油缸31调整机械臂辊子39上下的位置，通过驱动油马达18调整机械臂辊子39左右的姿态；再加上万向轴承38的自适应能力，使得两对机械臂辊子39保持与舵叶的线接触状态（且为法向），为舵叶提供牢固的支撑。
30.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于安装舵叶的夹持装置，包括底座，其特征在于：底座（1）上设有两组并列设置的底座桁架（2），底座桁架（2）上分布有8组侧边夹持头，侧边夹持头由一个侧边油缸（5）、与侧边油缸相配合的侧边辊子（17），以及与侧边辊子（17）相配合的一组转动机构构成；底座的一侧设置2组机械臂夹持头（7），机械臂夹持头（7）包括底板（19）、以及与底板相连的一组平面连杆机构和转盘机构，平面连杆机构的末端与机械臂辊子（39）相连，平面连杆机构由第一、第二机械臂油缸驱动，转盘机构由油马达（18）驱动。2.根据权利要求1所述的一种用于安装舵叶的夹持装置，其特征在于：侧边油缸(5)上设有可沿侧边油缸（5）滑动的导向滑块(11)；转动结构包括第一、第二连接块（13、15），油缸前端(12)与第一连接块(13)固定连接，第一连接块(13)与第二连接块(15)通过第一销柱(14)形成转动连接，第二连接块(15)与侧边辊子(17)通过第二销柱(16)形成转动连接，在侧边油缸的驱动下，使得侧边辊子能与舵叶的表面曲面形成有效的线接触。3.根据权利要求1所述的一种用于安装舵叶的夹持装置，其特征在于：底座桁架（2）上布设有用以安装侧边油缸（5）的底座油缸托架（3），侧边油缸（5）设置于侧边油缸座（9）上，侧边油缸座（9）与底座油缸托架（3）之间通过第一螺栓（10）进行固定连接。4.根据权利要求1所述的一种用于安装舵叶的夹持装置，其特征在于：底板（19）与底座（1）相连，油马达（18）设置于底板（1）下方，转盘机构包括互相啮合的大、小齿轮（22、21），油马达的输出轴与小齿轮（21）相连，大齿轮（22）与底板（19）形成可转动连接，大齿轮（22）与平面连杆机构的底部固定连接，驱动油马达（18），通过转盘机构的转动，使得机械臂辊子（39）左右运动。5.根据权利要求1所述的一种用于安装舵叶的夹持装置，其特征在于：平面连杆机构包括底部连板（23）和顶部连板（28），底部连板（23）呈直角梯形状，分别设有左下、右上、右下三个连接端；顶部连板（28）呈三角形状，分别设有左侧、右侧和中部三个连接端。6.根据权利要求5所述的一种用于安装舵叶的夹持装置，其特征在于：顶部连板的中部连接端与底部连板的右上连接端之间通过第一连杆（25）进行连接，底部连板左下连接端与第一连杆（25）之间通过第一机械臂油缸（31）形成可转动连接，底部连板的右下连接端与第二连杆（33）的一端相连，顶部连板的中部连接端与第三连杆（35）的一端相连，第二、第三连杆的另一端通过第八销柱（34）形成可转动连接，驱动第一机械臂油缸（31），通过第一连杆（25）和顶部连接板（28）转动，使得机械臂辊子（39）进行上下运动。7.根据权利要求5所述的一种用于安装舵叶的夹持装置，其特征在于：第一连杆（25）与底部连接板的连接处设有一呈三角形的外延部，所述外延部与顶部连板的右侧连接端之间通过第二机械臂油缸（27）形成可转动连接，顶部连接板的左侧通过万向轴承（38）与机械臂辊子（39）形成万向转动连接，驱动第二机械臂油缸（27），通过顶部连接板（28），使得机械臂辊子（39）进行前后运动。

技术总结
一种用于安装舵叶的夹持装置，底座上设有两组并列设置的底座桁架，底座桁架上分布有8组侧边夹持头，侧边夹持头由一个侧边油缸、与侧边油缸相配合的侧边辊子，以及与侧边辊子相配合的一组转动机构构成；底座的一侧设置2组机械臂夹持头，机械臂夹持头包括底板、以及与底板相连的一组平面连杆机构和转盘机构，平面连杆机构的末端与机械臂辊子相连，平面连杆机构由第一、第二机械臂油缸驱动，转盘机构由油马达驱动。通过一组转动机构来调节侧边辊子施力角度和方向，通过油马达和机械臂油缸来调节机械臂辊子的位置并且对舵叶表面施加加持力，侧边辊子和机械臂辊子可以进行多角度调节，自动适应不同型号舵叶表面的曲面形状，具有良好的通用性。的通用性。的通用性。


技术研发人员：王旭 刘鹏 于津伟 丛焕武 顾胜 雷雨雨 岑标 沈鹏
受保护的技术使用者：上海船舶工艺研究所（中国船舶集团有限公司第十一研究所）
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/3/14