Грузовой мостовой кран-манипулятор электрический с автоматизированной системой управления для перевозки и перемещения контейнера с радиоактивными отходами
Кран-манипулятор с автоматизированной системой управления содержит подвижный с дальномерами мост, установленную на нем с возможностью передвижения грузовую тележку, несущую ориентируемый с приводом грузоподъемный механизм, соединенный с помощью блоковой подвески с управляемым захватом и снабженную устройством фиксации ее пространственного положения, а также установленное путевое оборудование. Отличительной его особенностью является конструктивное исполнение грузоподъемного механизма, состоящего из четырех нарезных барабанов, кинематически связанных между собой, два из которых имеют привод. При этом управляемый захват представляет собой объемно-пространственный корпус, включающий опорную раму, рамной формы траверсу с вертикальными стойками, лапы захвата контейнера с зубьями зацепления и снабженный приводом их поворота относительно опорной рамы. Система управления краном-манипулятором и захватом выполнена как единая автоматизированная система программного управления передвижением крана и работой захвата по всему циклу их функционирования в соответствии с имеющимися алгоритмами программ. Управление краном и захватом осуществляется дублировано как с радиопульта, так и с пульта ручного управления. По данной полезной модели разработана конструкторская документация, которая предназначена для изготовления и использования в комплексе суперпрессования радиоактивных отходов на Смоленской АЭС.
Полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к мостовым кранам с захватом и может быть использована конкретно для перемещения контейнеров с радиоактивными отходами атомной станции.
Спецификой кранов для объектов использования атомной энергии является то, что они должны обеспечить безопасность и надежность их эксплуатации, управления дистанционно, например, с пульта радиоуправления и иметь дублирование важнейших систем их функционирования.
Так известен кран с системой его управления для объектов использования атомной энергии, содержащий пролетное строение, включающее в себя одну двутавровую балку, две концевые поперечные балки, первая из которых соединена с пролетным строением жестко, а вторая - с возможностью ограниченного продольного перемещения. Причем пролетное строение с двух сторон имеет консольные участки и механизм перемещения крана, включающий в себя смонтированные на каждой концевой поперечной балке с возможностью перемещения по подкрановым путям два катка, один из которых выполнен приводным, грузонесущую тележку, установленную с возможностью продольного перемещения вдоль пролетного строения посредством привода, механизм подъема груза с крюковой подвеской и систему управления этими приводами. Указанный кран характеризуется тем, что пролетное строение дополнительно содержит три двутавровые балки, которые расположены параллельно друг другу и на расстоянии друг относительно друга, а концевые поперечные балки прикреплены к верхним полкам всех двутавровых балок, при этом к верхним полкам двутавровых балок пролетного строения в зоне первой концевой балки жестко прикреплена площадка, на которой смонтирован механизм подъема. Грузонесущая же тележка установлена своими катками на обращенных друг к другу полках двух внутренних двутавровых балок, привод ее перемещения смонтирован в зоне первой поперечной концевой балки на консольном участке пролетного строения, на поперечных концевых балках и на вертикальных осях смонтированы направляющие ролики, а на торцах этих балок закреплены буферы. При этом на одном из консольных участков пролетного строения закреплен шкаф для электрооборудования, с которым соединен пульт управления.
Конструкция этого кран позволяет снизить нагрузки на подкрановые пути, что повышает их долговечность, но она не может обеспечить стабильно ориентированное положение в пространстве груза ввиду того, что в ней отсутствует механизм ориентирования захватного органа и поэтому не может быть использована на погрузочных работах, где требуется высокая точность совмещения габаритов груза и технологической тары (см. Патент РФ на полезную модель 
57264 В66С 17/00 «Мостовой кран подвесной электрический для объектов использования атомной энергии» заявлено 22.06.2006 г.).
Известен также и кран-манипулятор для обращения с отработавшим ядерным топливом в защитной камере, который содержит подкрановые пути, мост, грузовую тележку, механизм ее перемещения, захват, механизмы подъема груза и механизмы управления захватом.
Для перемещений грузового захвата используются два независимых каната, проходящих через два направляющих блока, установленных под углом один над другим на грузовой тележке с возможностью исключения смещения центра масс груза при обрыве одного из грузовых канатов. На грузовой тележке размещаются направляющие блоки каналов основного и аварийного механизмов перемещения и управления захватом и привод перемещения тележки, тросовые барабаны основного и аварийного приводов перемещения и управления захватом, установленные стационарно на противоположных сторонах внутри защитной камеры, приводятся в движение с помощью валов, проходящих сквозь закладные, установленные в потолочном перекрытии защитной камеры, и приводов, расположенных вне защитной камеры в помещениях без повышенного радиационного фона. Управляемый грузовой захват крана подвешен на боковом подвесе, выполненным в виде рамы, на осях которой установлены коромысла с блоками для двух основных силовых канатов, а привод управления захватом состоит из редуктора с установленной на нем тормозной муфтой и квадратом для ручного управления.
Кран имеет устройство фиксации грузовой тележки и аварийный привод ее перемещения.
Кран характеризуется и тем, что грузовая тележка выполнена в виде рамы сваркой конструкции, состоящей из двух продольных и двух поперечных балок с приваренными ребрами жесткости, на которых крепится корпус и настил, при этом на концах продольных балок рамы грузовой тележки установлены буферы с направляющими роликами (см. Патент РФ на изобретение 2352516 В66С 17/00 «Кран для обращения с отработавшим ядерным топливом в защитной камере», заявлен 03.08.2007 г.).
Данный кран-манипулятор очень сложен конструктивно как в целом, так и своими отдельными составляющими элементами, механически насыщенными деталями и узлами.
Так датчик положения захвата представляет собой многоступенчатый редуктор, у которого на входном валу выполнены шлицы для соединения с валом другого редуктора и два выходных вала, которые с помощью муфт соединены: один - с ротором бесконтактного датчика угла, определяющего положение захвата по высоте, а другой - с выходным валом с тахометром системы контроля превышения скорости. Кроме того, на выходном конце последнего вала редуктора выполнен диск с кулачком, который воздействует на микровыключатели, по сигналам которых происходит переход на малую скорость и отключение привода перемещения при достижении захватом крайнего нижнего положения.
Не менее сложны конструктивно механизмы подъема груза и привод управления захватом.
Указанный кран для обращения с отработавшим ядерным топливом в защитной камере функционально принят в качестве прототипа.
Задача по устранению недостатков аналога и прототипа решается путем создания оригинальной конструкции захвата и формирования единой автоматизированной системы управления работой крана-манипулятора и его рабочими органами.
Технический результат - упрощение конструкции крана с предотвращением перекоса захвата относительно горизонта и устранением вращения его вокруг вертикальной оси достигается за счет того, что ориентируемый грузоподъемный механизм выполнен состоящим из четырех нарезных синхронно вращающихся барабанов с закрепленными на них концами грузовых канатов, два же ведущих барабана соединены через редуктор, тормоза с приводом грузоподъемного механизма и кинематически связаны с остальными двумя ведомыми барабанами. При этом захват представляет собой жесткий объемно-пространственный корпус, включающий опорную раму, рамную траверсу с вертикальными стойками и центральную стойку, закрепленную на раме, а также лапы захвата с зубьями зацепления, установленные на опорной раме с возможностью поворота и соединенные посредством тяг с приводом этого поворота, размещенным в полости центральной стойки. В качестве дальномеров использованы размещенные на краях моста и тележки лазерные датчики измерения расстояний относительно осей координат Х и Y. Устройство же фиксации пространственного положения грузовой тележки выполнено в виде оптоэлектронной системы ее наведения, в частности, на транспортную платформу, перемещающую радиоактивные отходы, а система управления создана как единая автоматизированная система программного управления передвижением крана и работой захвата по всему циклу их функционирования в соответствии с имеющимися алгоритмами программ, причем управление краном и захватом осуществляется дублировано, как с радиопульта, так и с пульта ручного управления. Предотвращение перекоса захвата относительно горизонта и устранение вращения его вокруг вертикальной оси обеспечивается в основном грузоподъемным механизмом, особенность которого заключается в том, что его четыре барабана установлены попарно и параллельно друг другу, причем два из них ведущие барабаны находятся на одной оси и соединены вместе, а два ведомых - аналогично соединены, как и два первых барабана и связаны кинематически с ними зубчатой передачей. Два каната ведомых барабанов одним концом закрепляют на их поверхностях, а вторые, проходя через блок подвески, запасованы на раме тележки. Третий канат одним концом прикреплен к поверхности одного из ведущих барабанов, проходит через блок подвески, затем поступает на уравнительные блоки, откуда направляется на другой блок подвески, и после чего наматывается на второй ведущий барабан. Таким образом, предложенная схема запасовки канатов грузоподъемного механизма обеспечивает не только соблюдение горизонтального положения захвата, закрепленного на проушинах подвески, но и устраняет возможность его поворота вокруг вертикальной оси. Для проведения ремонтных работ на подвеске крана кроме установки захвата предусмотрено и размещение грузового крюка. На этой же подвеске находится и токоподвод захвата.
Заявляемая полезная модель проиллюстрирована чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид крана-манипулятора с захватом, на фиг.2 его вид сверху, на фиг.3 изображена грузовая тележка с захватом, на фиг.4 - ее вид сверху, на фиг.5 показано путевое оборудование крана, на фиг.6 - путевое оборудование грузовой тележки, на фиг.7 показана конструкция захвата, а на фиг.8 отображен его вид сверху, на фиг.9 показана схема запасовки канатов грузоподъемного механизма, на фиг.10 - схема управления краном и захватом, на фиг.11 - алгоритм включения/запуска крана-манипулятора, на фиг.12 - алгоритм перемещения моста, на фиг.13 - алгоритм перемещения грузовой тележки, на фиг.14 - алгоритм работы захвата.
Кран-манипулятор с автоматизированной системой управления, преимущественно для перемещения контейнеров с радиоактивными отходами (РАО) содержит мост 1, установленную на нем грузовую тележку 2, несущую ориентированный грузоподъемный механизм 3, соединенный с помощью подвески 4 с управляемым захватом 5.
Кран-манипулятор передвигается по крановому пути 6 в виде двутавров, на концах которых установлено путевое оборудование 7 крана. Передвижение крана-манипулятора осуществляется механизмом 8 передвижения, установленным на главных балках 9 моста 1 крана, по этим же балкам 9 передвигается вдоль моста грузовая тележка 2. На мосту 1 крана расположен токоподвод 10 и путевое оборудование 11 тележки 2. Электропитание на кран подается через кабельный токоподвод 12. Мост 1 выполнен в виде сварной конструкции, состоящей из двух главных балок 9, соединенных между собой двумя поперечными балками 13. На концах торцевых балок установлены резиновые буферы 14. Механизм передвижения 8 крана состоит из двух приводных с помощью мотор-редукторов 15 кареток 16 и шести таких же холостых кареток 17.
Грузовая тележка 2 выполнена в виде рамы 18 с настилом 19, на котором размещены грузоподъемный механизм 3 захвата 5, привод 20 ее перемещения, оптоэлектронная система 21 наведения, состоящая из лазерного излучателя и приемника излучения, находящегося на транспортной платформе с контейнером для перемещения радиоактивных отходов (на фиг. не показаны), барабан подъема 22 ручного пульта управления 23, путевое оборудование. Грузоподъемный механизм 3 включает в себя четыре синхронно вращающихся нарезных барабана, установленных попарно и параллельно друг другу, причем два из них - ведущие барабаны 24 находятся на одной оси и соединены вместе, а два ведомых барабана 25 соединены аналогично, как и два первых и кинематически связаны с ними зубчатой передачей 26. Ведущие барабаны 24 установлены на концах выходного вала редуктора 27, связанного через тормоза 28 с приводным электродвигателем 29 асинхронным короткозамкнутым с частотным регулированием. На тележке 2 также размещены уравнительные блоки 30 с датчиком 31 ограничителя грузоподъемности. На валах ведомых барабанов 25 грузоподъемного механизма 3 установлены датчики - концевые выключатели 32 подъема и опускания захвата 5, задействованные на блокировку. Выключатели (датчики) 32 предельного подъема и опускания приводятся в действие барабанами 25 через редуктор 27, на вал которого устанавливается шифратор координат Z.
В грузоподъемном механизме 3 предусмотрена следующая схема запасовки тросов. Два каната 34 и 35 ведомых барабанов 25 одним концом 36 закреплены на их поверхности, а вторые концы 37, проходя через блоки 38 подвески 4, запасованы на раме 18 тележки 2. Третий канат 39 одним концом 40 прикреплен к поверхности ведущего барабана 24, проходит через блок 38 подвески 4, затем поступает на уравнительные блоки 30, откуда снова идет на блок 38 подвески 4 и после этого наматывается на другой ведущий барабан 24, обеспечивая таким образом строгую горизонтальность подвески 4, следовательно и захвата 5, и одновременно не позволяя ему вращаться вокруг вертикальной оси (фиг.9).
Подвеска 4 состоит из рамы 41 и кронштейнов 42 с проушинами 43 для крепления захвата 5. Грузовая тележка 2 размещена между балок 9 моста 1, не выходя за габаритные их размеры по высоте.
Привод перемещения тележки 2 вдоль моста 1 аналогичен механизму его передвижения, т.е. состоит из приводных кареток 16 и холостых кареток 17.
Токоподвод к захвату 5 установлен на раме 41 подвески 4 и состоит из корзины 44, через шлюз которой проходит кабель, обеспечивающий его укладку в корзину 44 кольцами.
Путевое оборудование крана-манипулятора предназначено для отключения двигателей механизма передвижения моста 1 при его подходе к крайним положениям и ограничения пути его перемещения, и включает в себя упоры 45, приваренные на концах крановых путей, линейки 46 и концевые выключатели 47. Отключение двигателей механизма передвижения крана происходит при его наезде концевыми выключателями 47 на линейки 46.
Путевое оборудование тележки 2 предназначено для отключения двигателей привода перемещения тележки 2 при ее подходе к крайним положениям и ограничения пути ее перемещения, и включает в свой состав концевые выключатели 48, буферы 49, закрепленные на раме 18 тележки 2 и линейки 50, расположенные на крановом мосту 1. Отключение двигателей перемещения тележки 2 происходит при наезде на линейки 50 концевых выключатели 48.
Одним из важнейших конструктивных элементов, обеспечивающим функциональное назначение крана-манипулятора, является управляемый захват, который представляет собой жесткий объемно-пространственный корпус, включающий опорную раму 51 Х-образной формы, траверсу 52 с вертикальными стойками 53, полой центральной стойкой 54 и четырьмя лапами 55 захвата 5 с зубьями зацепления 56, установленными на опорной раме 51 с возможностью поворота вокруг оси 0 и соединенными посредством тяг 57 с приводом 58 этого поворота, размещенным в полости 59 центральной стойки 54. Все четыре вертикальные стойки 53 рамной формы траверсы имеют ограниченный ход в вертикальном направлении относительно опорной рамы 51 по ее пазам 60 и навешиваются своими грузозахватными петлями 61 на проушины 43 кронштейнов 42 подвески 4 и фиксируются при помощи механических заштыривателей с элементами, выполняющими блокировку от их выпадения (на фиг.7 не показаны).
Для совмещения рамы 51 с контейнером при стыковке с ним, по двум противоположным углам размещены направляющие 62 из листовой стали и подкрепленные ребрами жесткости 63. На раме 51 установлен электрошкаф 64 с размещенным в нем оборудованием системы управления захватом 5.
Питание захвата осуществляется с помощью кабеля 65, который укладывается в корзину 44, размещенную на траверсе крана 4. По этому кабелю 65 обеспечивается питание захвата 5, передаются сигналы управления и блокировок, обеспечивается информационный обмен. Управление захватом 5 осуществляется с проводного ручного пульта 23 и используется вместе с проводным пультом управления краном. В случае применения пульта 66 радиоуправления краном, функции управления захватом реализуются в нем.
Для обеспечения необходимого уровня безопасности при работе с контейнерами с РАО в конструкцию захвата 5 заложены механические и электрические блокировки. Механическая блокировка открытия захвата 5 при поднятой траверсе 52 реализована за счет особой формы верхнего зуба 67 лапы 55 и специального выступа 68 на стойке 53 траверсы 52. Положение траверсы 52 относительно рамы 51 захвата 5 определяется при помощи бесконтактных индуктивных датчиков 69, установленных на двух противоположных сторонах рамы 51. Верхние датчики определяют положение поднятой траверсы 52, а их сигналы электрически блокируют открытие захвата 5. При подъеме открытого захвата 5 траверса 52 не устанавливается на раме в крайнее верхнее положение, а верхние зубья 67 лап 55 упираются снизу в выступы 68, при этом система управления не получает сигнала ни от нижних, ни от верхних датчиков 69 контроля положения траверсы 52.
Положение привода 58, выполненного в виде мотор-редуктора, определяется при помощи датчиков 70.
Положение лап 55 захвата 5 определяется при помощи датчиков 71, установленных на стойках рамы 51 и контролирующих закрытое состояние захвата 5. Контроль нахождения контейнера в захвате 5 осуществляется при помощи четырех блоков датчиков 72 штокового типа, установленных на противоположных балках рамы.
Усилия для закрывания захвата 5 передается на лапы от привода 58 через тяги 57, в которые встроены тензометрические датчики 73 силы.
Основными признаками закрытия захвата 5 на контейнере является срабатывание соответствующих вышеперечисленных датчиков 69, 70, 71, 72 и 73 и достижения порогового значения хотя бы для двух датчиков 73 в противоположных тягах. Отсутствие контейнера в раме 51 захвата 5 приводит к блокировке закрытия захвата. Неполное открытие или закрытие захвата 5 приводит к формированию сигнала для блокировки подъема.
В целом система автоматизированного управления краном-манипулятором осуществляется с использованием протокола Profibus 85. Для обеспечения надежности сеть связи Profibus 85 разделена на две подсети. Первая подсеть является основной, и в нее входят следующие элементы: блок 74 радиоприема на тележке 2 крана, проводной ручной пульт 23 управления краном и захватом 5, контроллер 75 на тележке 2 крана. Вторая подсеть является вспомогательной и включает в свой состав следующие элементы: блок 76 радиоприема на мосту 1 крана, контроллер 77 на мосту 1 крана и интерфейсный модуль 78, размещенный там же. Все перечисленные элементы подсетей помещены в электрошкафы 79, 80, и 81.
Главным устройством, осуществляющим управление краном, является контроллер 75 тележки 2. Он принимает дискретные команды от проводного пульта 23 управления либо дискретные команды по протоколу Profibus от блока радиоприема. Если принятая команда требует управления оборудования на тележке 2, то контроллер 75 сам посылает команду на исполнительные устройства. Если принятая команда требует подать сигналы управления на мосту 1 крана, то по второй подсети Profibus 85 контроллер 75 передает принятые команды через шлейф между тележкой 2 и мостом 1 в контроллер 77, расположенный в шкафу 80, либо на интерфейсный модуль 78 в шкафу 81. Если принятая команда требует подать сигналы управления устройствами захвата 5, то контроллер 75 аналогично по второй подсети передает команды на контроллер 82 захвата 5. Для повышения надежности сигналы управления с радиопульта 66 управления поступают сразу на два блока радиоприема 74 и 76. Первый блок 74, расположенный на тележке 2 крана подключен в первую подсеть Profibus 85, а второй, расположенный на мосту 1 крана - во вторую подсеть. Использование двух блоков 74 и 76 радиоприема гарантирует прием контроллером 75 команды управления даже в том случае, если один из блоков радиоприема находится в зоне плохого качества радиосвязи. При этом системам управления выполнена как единая автоматизированная система программного управления передвижением крана-манипулятора и. работой захвата по всему циклу их функционирования в соответствии с имеющимися алгоритмами программ: алгоритмами включения/запуска крана, перемещения крана, перемещения моста 2 крана и работы захвата 5, соответственно изображенных на фиг.11-14, содержания которых раскрыты описанием принципа действия крана и захвата.
В качестве дальномеров использованы на мосте крана лазерные датчики 83 и 84 измерения расстояния до положения упора по осям Х и Y и датчики 33 угловых перемещений, измеряющие расстояние при движении крана, работа которых корректируется лазерными датчиками 83 и 84.
Кран-манипулятор с автоматизированной системой управления для перемещения контейнеров с радиоактивными отходами работает следующим образом.
В исходном положении кран находится на стояночном месте, проводной пульт 23 управления опущен в рабочее положение. Перед подачей питающего напряжения на кран оператор выбирает с какого пульта будет осуществляться управление и вставляет ключ-марку (на фиг. не показан) в тот пульт, с которого будет происходить управление. При выборе радиоуправления после подачи питающего напряжения на кран кабельная лебедка барабана 22 автоматически поднимает проводной пульт 23 в крайнее верхнее положение и будет его удерживать в нем до отключения питания.
При выборе проводного пульта он остается в крайнем нижнем положении на высоте 1-1,5 м от пола зала. Управление краном и захватом осуществляется с единого пульта (радио или проводного). Пульт управления с радиоканалом позволяет подавать команды на электрооборудование крана. Команда на перемещение крана с пульта 66 радиоуправления поступает в блок 76 приема сигнала на мосту 1 крана, а с него на дискретные входы контроллера 77. Контроллер 77 через модуль последовательного интерфейса опрашивает лазерные дальномеры 83 и 84 для определения текущих координат крана. Далее текущие координаты крана передаются по интерфейсу Profibus в контроллер 75 на тележке крана. Контроллер 75 на грузовой тележке 2 крана в свою очередь опрашивает датчики 32 подъема и опускания захвата 5. Полученные координаты сравниваются с таблицей запрещенных зон, в которых движение крана при данной высоте подъема захвата в выбранном направлении недопустимо и в зависимости от результата сравнения контроллер 75 выдает, например, с помощью звукового сигнала или запрет, или возможность движения крана. Далее, если запрет на движение от контроллера 75 не поступает, то контроллер 77 опрашивает лазерные дальномеры 84 через модуль последовательного интерфейса. При срабатывании лазерных дальномеров в штатном режиме, т.е не запрещении движения, контроллер 77 дает команду на начало движения мотор-редукторам 15 кареткам 16, осуществляющим перемещение моста 1 крана. Датчики 33 угловых перемещений контролируют местоположение крана в процессе его движения, а их работа корректируется лазерными датчиками-дальномерами 83 и 84.
В процессе технологического передвижения кран-манипулятор совершает остановки на заданных позициях, на которых подается команда на перемещение грузовой тележки 2. Сигнал с пульта 66 радиоуправления поступает в блок 74 радиоприема на грузовую тележку 2 крана, а с него на дискретные входы контроллера 75. Контроллер 75 опрашивает шифратор координаты Z для определения высоты подъема захвата 5. Затем текущие координаты самого крана-манипулятора запрашиваются по интерфейсу Profibus с контроллера 77, который через модуль последовательного интерфейса 86 опрашивает лазерные дальномеры 83 и 84 для определения текущих координат крана-манипулятора и передает их на контроллер 75 на тележке 2. Полученные координаты сравниваются с таблицей запрещенных зон, в которых движение крана при данной высоте подъема захвата 5 в выбранном направлении недопустимо. Если при начале движения захват 5 не попадает в запрещенную зону, то контроллер 77 опрашивает концевые лазерные дальномеры 83, 84 которые контролируют противоположные крайние положения тележки 2 на мосту 1 крана. Если лазерные дальномеры 83, 84 не запрещают движение, то контроллер 77 подает команду на начало движения мотор-редукторам 15 кареткам 16 грузовой тележки 2. При технологических остановках производят с применением оптоэлектронной системы 21 наведение грузовой тележки 2 с транспортной платформой с контейнером.
Подъем и опускание захвата 5 осуществляется аналогичным образом по командам от контроллера 75 на электродвигатель 29. Перед началом подъема и опускания по интерфейсу Profibus опрашивается контроллер 82 на захвате 5 и операция происходит только в том случае, если от контроллера захвата поступило разрешение на перемещение. Непосредственно перед началом перемещения через модуль дискретных выходов подается управляющее напряжение отпускания на два барабанных тормоза 28. При останове барабанные тормоза снова блокируют опускание захвата 5.
После останова крана-манипулятора на технологической позиции и совмещения грузовой тележки 2 с транспортной платформой (на фиг.3, 4, 7 не показаны) посредством оптоэлектронной системы 21 контроллеры 82 и 75 определяют с использованием бесконтактных индуктивных датчиков 69 положение траверсы 52 относительно рамы 51, положение привода 58 захвата 5 датчиками 70, лап 55 захвата - датчиками 71, и нахождение контейнера в захвате 5 осуществляется при помощи четырех блоков датчиков 72 штокового типа. При положительном результате такой проверки контроллером 82 дается команда на мотор-редуктор 58, который тягами 57 совершает поворот лап 55 вокруг оси 0, при этом зуб зацепления 56 входит в паз контейнера, обеспечивая его надежное закрепление в четырех точках. Лапы 55 имеют Е-образную форму, причем на средней полке выполнена ось поворота и этой же полкой они тягами 57 связаны с приводом 58, поэтому при выполнении поворота верхний зуб 67 выводится из зацепления с выступом 68, снимая механическую блокировку закрытия захвата 5.
При открытии захвата все действия исполнительных механизмов и системы управления совершаются в обратном порядке.
Тензометрические датчики 73 силы, встроенные в тяги 57 определяют вес поднимаемого груза, в случае превышения нагрузки срабатывает звуковой сигнализатор и привод подъема останавливается.
Использование полезной модели не вызывает сомнения, поскольку конструкция электрооборудования крана-манипулятора строится по модульному типу на основе современных технических решений, таких как асинхронные трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором и встроенными тормозами в приводах передвижения моста крана и тележки, применение программируемых логических контроллеров, линий связи на основе современного скоростного последовательного интерфейса и интегрированность одной подсистемы в другую.
Предлагаемый кран-манипулятор с автоматизированной системой управления для перемещения контейнеров с радиоактивными отходами предназначен для использования в комплексе суперпрессования РАО на Смоленской АЭС. По данному конструкторскому решению разработана конструкторская документация.
Новым в полезной модели является система автоматизированного управления краном-манипулятором и схема запасовки канатов грузоподъемного механизма, а также возможность дублированного управления работой крана ручным или радиопультом.
1. Кран-манипулятор с автоматизированной системой управления, преимущественно для перемещения контейнеров с радиоактивными отходами, содержащий подвижный с дальномерами мост, установленную на нем с возможностью передвижения грузовую тележку, несущую ориентируемый с приводом грузоподъемный механизм, соединенный с помощью блоковой подвески с управляемым захватом и снабженную устройством фиксации ее пространственного положения, а также установленное путевое оборудование, отличающийся тем, что ориентируемый грузоподъемный механизм выполнен состоящим из четырех с синхронным вращением нарезных барабанов с закрепленными на их поверхности концами грузовых канатов, два из которых ведущие соединены через редуктор и тормоз с приводом грузоподъемного механизма и кинематически связаны с другими двумя ведомыми барабанами, причем на одной канатной ветви установлены между ведущими барабанами уравнительные блоки, а свободные концы канатных ветвей каждого ведомого барабана запасованы на грузовой тележке, при этом управляемый захват представляет собой объемно-пространственный корпус, включающий опорную раму, рамной формы траверсу с вертикальными стойками и закрепленную на опорной раме центральную полую стойку, а также лапы захвата с зубьями зацепления, установленные с возможностью поворота на опорной раме и соединенные тягами с приводом этого поворота, размещенного в полой центральной стойке, при этом система управления выполнена как единая автоматизированная система программного управления передвижением крана и работой захвата по всему циклу их функционирования в соответствии с имеющимися алгоритмами программ, причем управление краном и захватом осуществляется дублировано как с радиопульта, так и с пульта ручного управления.
2. Кран-манипулятор по п.1, отличающийся тем, что ведущие барабаны грузоподъемного механизма установлены на концах выходного вала редуктора, связанного через тормоза с приводным электродвигателем.
3. Кран-манипулятор по п.1, отличающийся тем, что четыре синхронно вращающихся нарезных барабана грузоподъемного механизма установлены попарно на одной оси и параллельно друг другу, причем ведущие и ведомые барабаны кинематически связаны между собой зубчатой передачей.
4. Кран-манипулятор по п.1, отличающийся тем, что в качестве дальномеров использованы размещенные на краях моста и грузовой тележки лазерные датчики измерения расстояний и датчики угловых перемещений, измеряющие расстояния при движении крана, работа которых корректируется лазерными датчиками.
5. Кран-манипулятор по п.1, отличающийся тем, что устройство фиксации пространственного положения грузовой тележки выполнено в виде оптоэлектронной системы ее наведения, в частности, на транспортную платформу, перемещающую радиоактивные отходы.
6. Кран-манипулятор по п.1, отличающийся тем, что вертикальные стойки рамной формы траверсы выполнены с возможностью ограниченного перемещения относительно опорной рамы корпуса управляемого захвата и проушинами соединены с кронштейнами подвески крана.
7. Кран-манипулятор по п.1, отличающийся тем, что грузовая тележка размещена между балок моста, не выходя за габаритные их размеры по высоте.
8. Кран-манипулятор по п.1, отличающийся тем, что при выборе управления краном с радиопульта проводной пульт автоматически перемещается в предельное верхнее положение, а при обесточивании крана также автоматически опускается в исходное положение, предусмотренное для ручного управления.
