用于与待提升的联接头连接和断开连接的联接装置的制作方法

本发明涉及一种用于与待提升的联接头连接和断开连接的联接装置，该联接装置包括：至少两个可枢转地安装的臂构件，该至少两个臂构件能够在打开位置与闭合位置之间相互枢转，其中，在打开位置，联接头可以被接纳在由该至少两个臂构件限定的内部空腔中以及从内部空腔被释放，其中，在闭合位置，联接头可以被固定在内部空腔中，从而使得联接头能够被提升。更一般地，本发明涉及一种与起重机一起使用的、用于提升负载的系统，具体地涉及一种被设计成用于高效地升降重型负载的快速连接式提升工具。

背景技术：

1、传统的重型负载升降系统、尤其是在海上环境中使用的系统通常涉及耗时且劳动密集型的过程。这些系统通常需要多个专用设备零件，以实现提升操作。现有技术参考文献wo8301059a1描述了一种提升工具，其中，该工具包括一对腿部，这对腿部打开和关闭，使得柄部插入内部空腔中。柄部连接至待提升的负载，其中，提升工具的腿部包括内部环，内部环与柄部相互作用，使得形成联接。提供了一种锁定系统，以允许在使用时安全且可靠地锁定负载。wo8301059a1中描述的提升工具具有以下缺点：如果锁定系统失效，则操作会受到影响，并且在提升工具周围工作的任何人员的安全性也会受到影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种创新工具，该工具简化并加快升降操作，同时确保操作者的最佳安全性。

2、本发明旨在提高搬运这种负载的速度、安全性和便利性，从而提高生产率，并降低与重型负载提升操作相关的潜在风险。

3、因此，本发明提供了一种用于与待提升的联接头连接和断开连接的联接装置，该联接装置包括：

4、至少两个可枢转地安装的臂构件，该至少两个臂构件能够在打开位置与闭合位置之间相互枢转，其中，在打开位置，联接头可以被接纳在由该至少两个臂构件限定的内部空腔中以及从内部空腔被释放，其中，在闭合位置，联接头可以被固定在内部空腔中，从而使得联接头能够被提升；

5、第一凸轮从动构件，该第一凸轮从动构件布置在至少一个臂构件的外部处，用于在将联接装置降低至联接头上时接合联接头并且将该至少一个臂构件枢转到打开位置；

6、第二凸轮从动构件，该第二凸轮从动构件布置在内部空腔内，用于在联接头处于内部空腔中时、联接装置相对于联接头降低时接合联接头并且将这两个臂构件从闭合位置枢转到打开位置。

7、通过使联接装置具有外部处的第一凸轮从动构件以及布置在内部空腔内的第二凸轮从动构件，使得能够快速附接至联接头以及从联接头快速释放。因此，根据本发明的联接装置有助于实现针对负载的高效提升操作及受控降低操作。通过简化负载搬运过程，本发明最小化了操作者的手动操作量，减少了操作时间，并确保参与升降任务的操作人员的安全。

8、换言之，本发明公开了一种用于升降负载的系统，该系统与起重机一起使用，该系统包括独特的部件配置，该部件配置使得能够将工具快速且可靠地附接至负载。

9、本发明提供了一种用于提升重型负载的快速连接式工具，该工具由两个半部（即两个臂构件）构成，并且相较于传统提升系统/工具提供了多项显著优势。该系统简化了提升、连接、降低和断开连接过程，缩短了操作时间并提高了整体生产率。可靠的附接和固位元件确保负载保持稳定，并防止由滑移或脱离导致的事故。这确保负载不会意外掉落或下降，从而提高提升操作期间的安全性，而无需额外特征，比如主动锁定机构。本发明使得能够以顺畅的方式提升重型和大型负载，其中，由合格的操作者容易地执行将联接头插入空腔中的操作。此外，本发明提供了一种简单的联接装置，该联接装置能够以广泛范围的尺寸被制造，以适应需要被提升和/或操作的负载的具体情况，使得系统能够以简单的方式被制造。

10、该设计具体且简洁，包括使系统用户友好且便于供具备不同专业水平的起重机操作者使用的特征。另外，所提出的发明的具体配置和可操作性提供了防止意外掉落或下降的简单方式，从而提高提升操作期间的安全性。该系统有效地防止负载意外滑移或释放。

11、该系统用于可靠地固位负载和/或部件的具体配置能够适应广泛范围的负载尺寸，从而适用于各种陆上和海上应用。

12、通过使在进行插入操作时对额外劳动力的需要以及对系统上的专门需求或特征的需要最小化，本发明降低了与升降重型负载相关的操作成本。

13、内部空腔由该至少两个臂构件限定。空腔可以在这两个臂构件之间对称地分割。然而，也可设想到空腔在这两个臂构件之间非对称地分割。

14、“第一凸轮从动构件布置在外部”意味着：凸轮从动构件布置在从空腔看的外表面处，并且可以与联接头接触。相反，空腔位于联接装置的内部。

15、将联接装置降低至联接头上包括：第一凸轮从动构件接触联接头，以将相关联的臂构件驱动到打开位置。第一凸轮从动构件和/或第二凸轮从动构件可以具有任何合适的形状，并且可以围绕联接装置的一部分或其完整周向延伸。

16、联接装置是起吊系统的一部分，并且通常悬挂在起吊缆索的下端处。

17、在实施例中，联接装置包括锁定系统，锁定系统与该至少两个臂构件联接，从而在联接头从内部空腔释放期间将该至少两个臂构件锁定在打开位置。锁定系统进一步使得能够将联接头从联接装置可靠、可预测且快速地释放。因此，锁定系统将该至少两个臂构件锁定在打开位置，换言之，“保持”在打开位置。有利地，增加锁定系统允许在打开臂构件时将联接装置从联接头移除，使得该装置易于从联接装置移除或与其断开连接，而操作者的技能无需达到这样的水平，因为该操作可以迅速且容易地执行。

18、在联接装置的实施例中，锁定系统包括控制单元，控制单元可远程操作、优选地可无线操作，用于控制锁定系统的操作模式，操作模式包括锁定在位以及允许进行自由移动。通过使锁定系统包括可远程操作的控制单元的锁定系统，使在将联接装置联接至联接头或将联接头从联接装置释放期间对操作者直接参与的需要最小化。

19、在联接装置的实施例中，锁定系统包括机械和/或液压构件，以将该至少两个臂构件锁定在位。

20、在联接装置的实施例中，至少第二凸轮从动构件包括倾斜区段，倾斜区段与竖直方向形成角度α，其中，α<60°。通过使第二凸轮从动构件包括与竖直方向形成角度α的倾斜区段，有助于通过联接装置的自重驱动该至少两个可枢转地安装的臂构件枢转到打开位置。因此，为了将联接头从联接装置释放，需要例如通过放出连接至联接装置的起吊缆索来降低联接装置。联接头和第二凸轮从动构件构成凸轮传动装置，该凸轮传动装置将联接装置的降低转换为臂构件的旋转。动力来源是联接装置的自重。

21、当联接装置悬挂于起吊绳且臂构件处于闭合位置时，相对于竖直方向形成角度α<60°。换言之，臂构件的纵向轴线与竖直方向对准。

22、在联接装置的实施例中，该至少两个臂构件各自包括内部固位元件，并且其中，在使用中，联接头与内部固位元件相互作用，以将该至少两个臂构件锁定到闭合位置，从而允许提升和/或降低与联接头相关联的负载。通过使该至少两个臂构件各自包括内部固位元件，使得联接装置能够安全且可靠地联接至联接头，因为固位元件确保该至少两个臂构件在闭合位置时在闭合状态。

23、在联接装置的实施例中，这两个内部固位元件布置在该至少两个臂构件的本体下部处。通过使这两个内部固位元件布置在该至少两个臂构件的本体下部处，有助于使固位元件通过待提升的负载的重量来发挥作用。换言之，固位元件在空腔下方延伸。

24、在联接装置的实施例中，该至少两个臂构件中的至少一个臂构件包括限定内部空腔的支撑面，其中，内部固位元件包括支撑面的至少一部分，其中，支撑面的该部分朝向联接装置的中心线向上倾斜，并且其中，向上倾斜区段与水平方向形成角度β，其中，β<45°、优选地1°<β<25°、最优选地1°<β<15°。通过使内部固位元件包括支撑面的至少一部分，其中，支撑面的该部分朝向联接装置的中心平面向上倾斜，并且其中，该向上倾斜区段与水平方向形成角度β，进一步有助于使固位元件通过待提升的负载的重量来发挥作用。支撑面是指空腔的、在使用中接触联接头并承受由联接头提升的负载的重量的面。当联接装置悬挂于起吊绳且臂构件处于闭合位置时，相对于水平方向形成角度β。臂构件的具体配置（包括朝向联接装置内部的倾斜表面，即向上倾斜部分）以及联接头的对应部分确实提供了一种简单且可靠的系统，该系统无需依赖主动锁定机构即可将提升操作维持在高安全标准下。

25、在联接装置的实施例中，该至少两个臂构件中的至少一个臂构件包括与联接装置的中心线水平间隔开的重心cog。通过使该至少两个臂构件中的至少一个臂构件包括与联接装置的中心线水平间隔开的cog，有助于使该至少两个臂构件朝向闭合位置枢转，其中，联接头被固定在内部空腔中。

26、在实施例中，联接装置包括枢转机构，该枢转机构与该至少两个臂构件联接，并且限定该至少两个可枢转地安装的臂构件的枢转轴线。通过使联接装置包括与该至少两个臂构件联接的枢转机构，有助于使该至少两个臂构件在打开位置与闭合位置之间进行限定且可预测的移动。优选地，该至少两个臂构件能够围绕同一枢转轴线枢转。然而，也可设想到该至少两个臂构件可围绕不同的枢转轴线枢转。重要的是，该至少两个臂构件中的至少一个臂构件包括相对于该至少两个臂构件中的该至少一个臂构件的枢转轴线偏置的重心。

27、在联接装置的实施例中，该至少两个可枢转地安装的臂构件各自具有与对应的本体下部相反的本体上部，其中，枢转机构在该至少两个臂构件的本体上部处与该至少两个臂构件联接，并且其中，内部空腔由该至少两个臂构件的本体下部限定。通过使枢转机构在该至少两个臂构件的本体上部处与该至少两个臂构件联接，进一步有助于使该至少两个臂构件在打开位置与闭合位置之间进行限定且可预测的移动。

28、在联接装置的实施例中，空腔的中心被布置成与枢转轴线间隔开一定距离，以便在该至少两个臂构件朝向打开位置枢转的同时，联接头能够朝向枢转轴线移动。通过使空腔的中心被布置成与枢转轴线间隔开一定距离，一方面有助于使该至少两个臂构件朝向打开位置枢转，因为在一定程度上，联接头能够在空腔中朝向枢转轴线自由移动。另一方面，由于使得联接头能够朝向枢转轴线移动还能够防止联接头的意外释放，因此有助于实现可靠锁定。

29、在联接装置的实施例中，空腔的中心与枢转轴线之间的距离约对应于空腔的最大直径尺寸。通过使空腔的中心与枢转轴线之间的距离约对应于空腔的最大直径尺寸，进一步为联接头提供自由移动并防止联接头的意外释放。作为示例，联接装置的外径优选地介于2至3米之间，尤其用于海上起吊目的，但是也可设想到任何合适的外径。因此，空腔具有1至2米的直径。

30、在实施例中，当联接头定位在空腔中时，联接装置包括相对于联接头的限定游隙，以向联接头提供朝向枢转轴线移动的自由度。通过使联接装置包括限定游隙，进一步限定了联接头能够进行的自由移动并防止联接头的意外释放。

31、在联接装置的实施例中，该至少两个臂构件中的至少一个臂构件包括围绕枢转轴线的质量分布，使得在降低联接装置并接触联接头时，第二凸轮从动构件迫使该至少两个臂构件中的至少一个臂构件围绕枢转轴线朝向打开位置枢转。

32、在实施例中，联接装置的cog在臂构件处于闭合位置时位于空腔上方。通过使联接装置的cog在臂构件处于闭合位置时位于空腔上方，使得能够通过联接装置的自重驱动该至少两个臂构件朝向打开位置移动。

33、在联接装置的实施例中，枢转机构包括延伸穿过该至少两个臂构件两者的销，并且其中，该销限定枢转轴线。这提供了一种构造耐久、制造成本低、维护省心、易于组装且使用简单有效的装置，同时当枢转未按预定方式发挥作用时，可以容易地移除或更换销。此外，技术人员将理解，通过在枢转机构中设置销，可以使枢转轴线与空腔之间的距离较短，使得装置能够根据需要变得紧凑。

34、在联接装置的实施例中，系统还包括设置在枢转机构的顶端处的起吊构件，使得起吊绳可以连接至系统以用于提升负载，起吊绳尤其能够连接在起吊构件周围。

35、在联接装置的实施例中，该至少两个臂构件两者包括共同形成内部空腔的空腔区段。通过使该至少两个臂构件两者包括空腔区段，使得能够使将联接头从联接装置释放时所需的相对于中心平面的枢转移动最小化。优选地，空腔区段的形状相似、甚至相同。然而，也可设想到空腔区段具有不同的形状。

36、在联接装置的实施例中，该至少两个臂构件两者包括相同的部分。优选地，这两个臂构件是相同的。通过使该至少两个臂构件包括一致的相同部分，简化了联接装置的制造。

37、在实施例中，联接装置由两个相同的臂构件以及销组成。通过使联接装置由两个相同的臂构件以及销组成，减少了联接装置的零件数量。

38、在实施例中，联接装置包括用于监测该至少两个臂构件与联接头之间的接合的监测系统，该监测系统包括以下各项中的一项或多项：成像装置，该成像装置被配置成用于确定该至少两个臂构件和联接头的定位和/或位置和/或位移；传感器系统，该传感器系统用于测量机械参数，比如应变和压力，尤其是联接头与固位元件中的至少一个固位元件之间的接触压力。

39、通过使联接装置包括用于监测该至少两个臂构件与联接头之间的接合的监测系统，进一步使得能够简化负载搬运过程，最小化操作者的手动操作量，减少操作时间，并确保参与升降任务的操作者的安全。

40、在实施例中，联接装置包括阻尼构件，该阻尼构件布置在内部空腔中，用于在联接头插入空腔中时阻尼联接头的任何移动。通过使联接装置包括布置在内部空腔中的阻尼构件，进一步避免了联接装置意外打开以及随后联接头从联接装置释放。

41、因此，本发明提供了一种系统，该系统包括如上限定的联接装置以及可安装或连接至负载或负载承载平台的联接头。

42、在该系统的实施例中，联接头包括凸轮构件，该凸轮构件至少与第二凸轮从动构件形成凸轮从动装置。这进一步使得能够通过联接装置与联接头之间的相互移动使该至少两个臂构件枢转。优选地，联接头的凸轮构件分别与第一凸轮从动构件和第二凸轮从动构件构成相应的第一凸轮从动装置和第二凸轮从动装置。

43、在该系统的实施例中，凸轮从动装置将线性运动转换为该至少两个臂构件中的至少一个臂构件的旋转运动。通过使凸轮从动装置将联接装置的线性运动转换为旋转运动，使得仅通过降低联接装置即可操作联接装置。线性运动是指将联接装置降低至联接头上。联接头本身在甲板高度或陆地上是“静止的”。

44、因此，本发明提供了一种升降组件，该升降组件包括如上限定的系统，其中，联接头连接至负载元件，使得负载元件能够被提升和降低。负载元件可以是单桩、机舱或任何其他可设想到的负载元件。

45、因此，本发明提供了一种使用带起吊缆索的起重机来升降负载的方法，该起吊缆索附接至如上限定的系统的联接装置，其中，该方法包括：

46、- 将联接装置降低至联接头上；以及

47、- 在联接装置与联接头之间建立连接，其方式为：将联接头插入联接装置的内部空腔中，使得该至少两个可枢转地安装的臂构件枢转到打开位置，以允许联接头被接纳到内部空腔中；并且在联接头插入内部空腔中时，使该至少两个可枢转地安装的臂构件枢转到闭合位置，以将联接头锁定至联接装置。

48、在根据本发明的方法的实施例中，该方法包括提升联接装置，使得该至少两个内部固位元件与联接头摩擦地相互作用，以将该至少两个可枢转地安装的臂构件锁定到闭合位置。

49、在根据本发明的方法的实施例中，在联接装置与联接头之间建立连接的步骤是在地面高度或甲板高度上方执行的，优选地是在地面高度或甲板高度上方至少1米处执行的。

50、在根据本发明的方法的实施例中，该方法包括以下步骤：

51、- 将系统连接至部件，该部件为以下各项中的一项或多项：单桩、过渡段、机舱、风力涡轮机、螺旋桨叶片等；

52、- 为部件提供联接头；

53、- 将联接装置连接至联接头；

54、- 吊起部件，以将部件定位在设施中或设施上；

55、- 将联接装置与部件断开连接；以及随后

56、- 在地面上或船舶甲板上搬运类似或相同的部件。