專利名稱：輕型高性能鋪管機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及施工車輛，且更具體地涉及鋪管機(jī)。
背景技術(shù)：
鋪管機(jī)是用于將大而重的多段管道安裝到地下或地上的專用車輛。此類管道可例如被用于將油和氣體從偏遠(yuǎn)井位經(jīng)很長的距離運(yùn)載到接收站或精煉廠。這樣，可避免船運(yùn)、 貨車運(yùn)輸或以其它方式傳輸油和氣體的運(yùn)輸成本。除石油管道外，鋪管機(jī)還可用于安裝用于其它材料的管道，或者用于排水瓦管、涵管或其它灌溉和排水結(jié)構(gòu)的安裝。然而，此類管道的安裝常常很麻煩。此類油氣井的位置普遍是全球ー些最偏遠(yuǎn)的地區(qū)，并且管道必須穿越的地形常常有一部分是非常崎嶇不平的。安裝氣候可具有很高或很低的溫度。陸地可具有顯著的海拔變化，并經(jīng)歷泥石流、惡劣天氣、深山老林等。為了安裝管道，鋪管機(jī)必須能夠在所有上述氣候條件下操作，在這種地形上行迸，并且仍能夠提升超過200，000磅的負(fù)載。鋪管機(jī)不僅必須能夠處理此類任務(wù)，而且在將管道安裝成焊接或以其它方式固定在一起的長段的情況下，它們必須以高精度安裝。焊接在一起的管道的端部必須在很緊密的公差內(nèi)彼此抵靠。另外，管道常常以連接的方式安裝。這可導(dǎo)致必須以協(xié)調(diào)的方式將很長的管道(有時(shí)超過一英里)鋪設(shè)在地下。因此，這種情況下，將需要一系列鋪管機(jī)協(xié)同エ 作以鋪設(shè)管道。當(dāng)安裝管道吋，如果不存在天然或預(yù)先形成的便利，則首先從所遇到的森林、隘ロ 或其它復(fù)雜地帯清出穿越該地形的路徑。然后將溝渠挖掘至所需尺寸，該尺寸通常深數(shù)英尺且寬數(shù)英尺。還在溝渠的ー側(cè)或兩側(cè)提供便道(right-of-way)，以允許用于將管道運(yùn)輸?shù)轿坏呢涇囃ㄟ^，并用于鋪管機(jī)通過以安裝管道。該便道理想地是平坦的并且足夠?qū)捯砸子谌菁{鋪管機(jī)，但由于所在地或所在國家的區(qū)域地勢(shì)和可用空間所施加的約束，情況并非總是如此。因此，鋪管機(jī)常常需要不僅運(yùn)載很重的負(fù)載，而且在沒有平整、穩(wěn)定的地面的情況下運(yùn)載。當(dāng)前的鋪管機(jī)通常在履帶式底架上工作并且使用側(cè)吊臂操作，該側(cè)吊臂可與鋪管機(jī)的底盤成可變角度伸出。纜索從絞盤或其它動(dòng)カ源經(jīng)過一系列滑輪張緊并終止于抓鉤或其它合適的終端。抓鉤或其它合適的終端然后能以當(dāng)絞盤退繞時(shí)管道被提升的方式被固定在管道上。吊臂然后伸出并且鋪管機(jī)本身行進(jìn)至用于管道的精確安裝所需的位置。雖然有效，但可看出，管道的重量以遠(yuǎn)離鋪管機(jī)的底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)和底架懸吊的方式定位。由于底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)和底架包括鋪管機(jī)的大部分重量，所以根據(jù)被提升的管道的重量和吊臂的長度，鋪管機(jī)可遭受潛在的傾翻和不穩(wěn)定。相反，如果要將鋪管機(jī)維持在穩(wěn)定位置， 則鋪管機(jī)到達(dá)所需的安裝位置的能力會(huì)顯著受限。為了消除這些擔(dān)憂，當(dāng)前鋪管機(jī)通常包括配重。該配重可包括固定在鉸接結(jié)構(gòu)上一系列厚板，使得通過使用液壓缸等，配重可在鋪管機(jī)與吊臂相對(duì)的一側(cè)上遠(yuǎn)離鋪管機(jī)的底盤擺動(dòng)，并因此平衡被提升的負(fù)載的重量。
然而，當(dāng)前可用的鋪管機(jī)的配重系統(tǒng)完全依靠操作人員的判斷而被操作并因此被隨意施加。鋪管機(jī)的操作人員可按他或她認(rèn)為合適的那樣使配重伸出，以使鋪管機(jī)的提升能力或穩(wěn)定性最優(yōu)化。配重在鋪管機(jī)操作期間常常僅伸出并維持在該位置。因此，提升能力和可能的吊臂角度極大地受這種固定系統(tǒng)限制。此外，當(dāng)前強(qiáng)調(diào)鋪管機(jī)設(shè)計(jì)的需求要求更高的提升能力和吊臂長度/角度。鋪管機(jī)理論上可簡單地制造成更大和更重以滿足這些需求，但實(shí)際上鋪管機(jī)的總占地面積 (footprint)受成本、移動(dòng)性和運(yùn)輸考慮限制。如上所述，鋪管機(jī)需要在很偏遠(yuǎn)和艱苦的地點(diǎn)操作。一旦建成，它們便需通過火車和/或貨車運(yùn)走以便使用，因此這些火車和貨車的尺寸對(duì)總體鋪管機(jī)設(shè)計(jì)的規(guī)模設(shè)置了上限。即使它們可以船運(yùn)到位，它們也必須足夠靈巧以執(zhí)行作業(yè)。此外，加大鋪管機(jī)的底架和吊臂的尺寸也將增加材料方面的制造成本和燃料方面的操作成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，因此公開了一種鋪管機(jī)，該鋪管機(jī)包括底架、可相對(duì)于該底架移動(dòng)的吊臂和可在完全展開的位置與完全縮回的位置之間的范圍內(nèi)相對(duì)于底架移動(dòng)的配重，該配重僅能夠在吊臂已從底架伸出預(yù)定距離時(shí)移動(dòng)到完全展開的位置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了ー種操作鋪管機(jī)的方法，該方法包括使吊臂遠(yuǎn)離底架伸出，測(cè)量吊臂遠(yuǎn)離底架伸出的距離，并且僅在測(cè)得的距離大于預(yù)定長度時(shí)展開配重。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，公開了ー種用于鋪管機(jī)的起重組件，該起重組件包括適合測(cè)量指示吊臂遠(yuǎn)離鋪管機(jī)的底架伸出的距離的參數(shù)的位置傳感器、從位置傳感器接收指示吊臂伸出距離的測(cè)定參數(shù)信號(hào)的處理器、和連接到處理器并且設(shè)置有操作人員可通過其起用起重組件的輸入裝置的操作人員接ロ，其中輸入裝置僅能夠在吊臂已遠(yuǎn)離底架伸出預(yù)定距離時(shí)被致動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的再又一方面，公開了ー種起重附件，其在ー種具有重量為A的底架、 底盤和吊臂并且機(jī)器最大提升能力為B的鋪管機(jī)中，該起重附件適合在將機(jī)器重量維持為 A的同時(shí)在起重操作范圍內(nèi)將機(jī)器最大提升能力増加至大于B的值。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)成的鋪管機(jī)的立體圖；圖2是鋪管機(jī)相對(duì)于管道被鋪設(shè)在其中的溝渠的正視圖，并且其中鋪管機(jī)的吊臂伸出給鋪管機(jī)提供了最大提升能力的距離；圖3是類似于圖2的鋪管機(jī)的正視圖，但示出了伸出正常操作距離并使鋪管機(jī)開始傾斜的鋪管機(jī)吊臂；圖4是類似于圖3的鋪管機(jī)的正視圖，但示出了被展開以平衡被提升負(fù)載的鋪管機(jī)的起重附件；圖5是描述了可根據(jù)本發(fā)明的方法來實(shí)施的示例性系列步驟的流程圖；圖6是本發(fā)明的示意圖；圖7是描繪了常規(guī)鋪管機(jī)的提升曲線的曲線圖；和圖8是類似于圖7的曲線圖，但示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)成的鋪管機(jī)的改進(jìn)的提升曲線。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參照附圖，且具體參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的鋪管機(jī)總體由附圖標(biāo)記100表示。雖然下文的詳細(xì)描述和附圖參考鋪管機(jī)而作出，但重要的是注意本發(fā)明的教導(dǎo)可用在其它掘土或施工機(jī)器上，包括但不限于裝載機(jī)、反鏟裝載機(jī)、自卸貨車、車載起重機(jī)、叉車、 挖掘機(jī)或其中從車輛的主體將負(fù)載提升一段距離的任何其它可移動(dòng)的車輛。鋪管機(jī)100可包括底架102，該底架102包括支承底盤108的第一驅(qū)動(dòng)履帶104和第二驅(qū)動(dòng)履帶106。通常為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)カ源110由底盤108支承。操作人員座椅112 和控制臺(tái)114也可由底盤108支承，操作人員可從所述控制臺(tái)114控制履帶104和106中的一個(gè)或兩個(gè)，以向前、向后和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)鋪管機(jī)100。履帶104、106中的每ー個(gè)均可由處于橢圓形履帶或高驅(qū)動(dòng)構(gòu)造下的一系列互相連接的履帶板116組成。如圖所示，履帶104、106 可被張緊在由履帶支重輪框架119支承的第一惰輪118和第二惰輪120、鏈輪121以及處于高驅(qū)動(dòng)構(gòu)造下的一系列其它支重輪122上。吊臂124相對(duì)于底架延伸。吊臂124可包括在基部130獨(dú)立地鉸接到底架102上并且終止于接合末端132的第一支腿1 和第二支腿128。吊臂IM可長達(dá)任何所需的長度，其中長達(dá)觀英尺或以上是合適的。提升纜索134在吊臂末端132處從絞盤136延伸經(jīng)過一系列滑輪138并終止于抓鉤140、吸式吊具(vacuum lift)(未示出)或其它適合用于卷繞在待提升的管道142(圖2-4)周圍或者以其它方式固定在所述管道142上的裝置。在操作中，圖2和3示出了鋪管機(jī)100通常通過履帶104、106行進(jìn)而靠近在地面 145中預(yù)先挖掘出的溝渠144。更精確而言，鋪管機(jī)100應(yīng)當(dāng)定位成根據(jù)合適的規(guī)則遠(yuǎn)離溝渠144。一旦處于這種位置，吊臂IM便可遠(yuǎn)離底架102伸出，以有利于提升管道142并將其鋪設(shè)到溝渠144中。出于本發(fā)明的目的，吊臂IM遠(yuǎn)離底架102伸出的距離，具體而言， 末端132遠(yuǎn)離支重輪122伸出的距離，將被稱為外伸距離146。然而，如圖2所示，當(dāng)?shù)醣?24以0至4英尺的外伸距離146遠(yuǎn)離底架102伸出吋， 鋪管機(jī)100具有其最大提升能力。該距離為鋪管機(jī)提供了它的最短傾翻點(diǎn)，且因此配重具有其最大機(jī)械優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前的鋪管機(jī)設(shè)置有許多不同的提升能力，例如40，000磅、90，000磅、 140，000磅和200，000磅提升能力。然而，在行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)為將更大、更重的管道鋪設(shè)在地下的情況下，希望具有更加大的提升能力的機(jī)器。不論給定的鋪管機(jī)的最大提升能力如何，都應(yīng)理解，整個(gè)鋪管機(jī)100，包括底架102、吊臂IM和發(fā)動(dòng)機(jī)110，根據(jù)當(dāng)前ISO (國際標(biāo)準(zhǔn)組織)規(guī)定，需要設(shè)計(jì)和建造成處理該負(fù)載。即使并非常常需要最大提升能力也是這種情況，其重要性將在文中更詳細(xì)地說明。現(xiàn)參見圖3，將看到吊臂124已伸出至更大的外伸距離146。實(shí)際上，在這種位置， 管道142的重量、吊臂IM的長度和外伸距離146可產(chǎn)生足夠大的カ矩，以克服鋪管機(jī)底架 102、發(fā)動(dòng)機(jī)104和相關(guān)的機(jī)械裝置的重量，并從而使鋪管機(jī)100傾斜。作為這一點(diǎn)和其它因素的結(jié)果，在圖3的位置，鋪管機(jī)100的提升能力和穩(wěn)定性被顯著削弱。然而，在管道142 的直徑以及溝渠144和鋪管機(jī)100的相對(duì)尺寸一定的情況下，操作人員沒有其它選擇，只能將吊臂IM伸出至鋪管機(jī)100的提升能力和穩(wěn)定性未達(dá)到最大的外伸距離146。換言之，由于管道142本身可具有例如3或4英尺的直徑，并且要求鋪管機(jī)100與溝渠144的最小距離為溝渠144的深度，所以位于正常位置的吊臂124的外伸距離146很可能越過最大提升能力的點(diǎn)。為了抵消圖3中產(chǎn)生的力矩，配重148可如圖4中最佳所示沿與吊臂1 橫向相反的方向伸出。配重148可包括固定在配重框架152上的一系列厚板150(參看圖1)。配重框架152可鉸接地附接到底架102和/或底盤108上并且借助于液壓缸巧4等可在圖2 和3的縮回位置與圖4的展開位置或者二者之間的任何位置之間移動(dòng)。此時(shí)，鋪管機(jī)100 的重心遠(yuǎn)離溝渠144側(cè)向移動(dòng)，從而使鋪管機(jī)100平衡。然而，雖然該方法有效，但它具有顯著的實(shí)踐局限。理論上，如果要增加鋪管機(jī)100 的提升能力，則底架102的總體尺寸、吊臂IM的長度和強(qiáng)度、發(fā)動(dòng)機(jī)110的馬力、液壓系統(tǒng) IM和絞盤136的功率全部可増加以供應(yīng)所需的提升能力。然而，在實(shí)踐中，這可能易于引起鋪管機(jī)過大而不能成本劃算地制造，過大而不能在現(xiàn)有的鐵路系統(tǒng)和公路上運(yùn)輸，過于龐大而不能在上述的不利地形上移動(dòng)，或者操作起來在燃料消耗方面過于昂貴。因此，本發(fā)明陳述了ー種設(shè)備和方法，通過所述設(shè)備和方法增加鋪管機(jī)100的提升能力而不增加底架102、吊臂124、發(fā)動(dòng)機(jī)110等的尺寸和成本。本發(fā)明尤其通過設(shè)置附加配重148但僅允許配重148在吊臂124已伸出預(yù)定距離之后展開來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。更具體而言，鋪管機(jī)100監(jiān)控吊臂124的位置并以敏捷、閉環(huán)方式實(shí)現(xiàn)配重148的展開。起重附件 (HLA) 156可用于作為新建造的鋪管機(jī)100的一部分或者作為對(duì)現(xiàn)有鋪管機(jī)的改造來達(dá)到該效果。如文中所用，HLA被定義為構(gòu)件集合，可對(duì)鋪管機(jī)100增設(shè)所述構(gòu)件集合，以增加鋪管機(jī)在預(yù)定的外伸距離范圍上的提升能力而不増大底架102、底盤108、吊臂IM或發(fā)動(dòng)機(jī)110的尺寸。如圖6所示，HLA 156可包括測(cè)量指示外伸距離146的參數(shù)的位置傳感器158。傳感器158可以多種形式設(shè)置，包括但不限于設(shè)置在吊臂或絞盤的旋轉(zhuǎn)軸上的編碼器、旋轉(zhuǎn)傳感器、磁性傳感器、接近開關(guān)等。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，可使用各種傳感器來監(jiān)測(cè)吊臂1 的角位置或外伸距離146并生成指示其的信號(hào)。如圖6所示，HLA 156還可包括與位置傳感器158電子通信的處理器160，以及也與處理器160通信的啟用/停用/自動(dòng)開關(guān)162。啟用/停用/自動(dòng)開關(guān)162可集成在例如帶有控制屏幕等的控制臺(tái)114上已有的操作人員接ロ 164中，或者可作為對(duì)控臺(tái)114增設(shè)的單獨(dú)的開關(guān)設(shè)置。HLA 156還可包括電子地存儲(chǔ)在也與處理器160電子通信的軟件166 中。操作人員還可具有使處理器160自動(dòng)控制HLA 156的機(jī)會(huì)。在操作中，鋪管機(jī)100可按圖5的流程圖工作。如圖所示，操作員將如步驟170所示在管道142被固定在纜索134上的情況下使鋪管機(jī)100行進(jìn)而靠近溝渠144。吊臂IM 然后將遠(yuǎn)離底架102伸出(步驟172)外伸距離146，在此管道142的徑向中心在溝渠144 的中心線正上方。絞盤136然后將操作，以將管道142下降到溝渠144內(nèi)(圖5中未示出的步驟)。當(dāng)?shù)醣?24正伸出吋，位置傳感器可連續(xù)監(jiān)測(cè)外伸距離146并且在外伸距離146 大于鋪管機(jī)100進(jìn)入起重操作范圍176(參看圖8)的預(yù)定距離的情況下如步驟174中作出決定。如上所述，該范圍通常為6至對(duì)英尺的外伸距離146，但可以是從4至觀英尺(或者在吊臂IM長度超過觀英尺的情況下更大)的任何部位。重要的是確保吊臂IM伸出足夠遠(yuǎn)使得鋪管機(jī)100處于起重操作范圍176內(nèi)，因?yàn)槿绻醣跧M更接近底架102，則配重148此時(shí)的伸出可能將鋪管機(jī)100的最大提升能力増加至超過它的總額定值，并從而要求増加底架102、底盤108、吊臂IM和所有相關(guān)的機(jī)械裝置的尺寸和強(qiáng)度，以應(yīng)對(duì)這種增加的負(fù)載。如上所述，由于將希望使用常規(guī)尺寸的底架和其它支承機(jī)構(gòu)，因此在吊臂1 未處于起重操作范圍176內(nèi)時(shí)停用HLA 156可滿足這兩種需求。再參見圖5，如果外伸距離146處于起重操作范圍176內(nèi)，則處理器160將向啟用 /停用/自動(dòng)開關(guān)162或其它操作人員接ロ 164發(fā)送信號(hào)，如步驟178中所示通知操作員可獲得起重能力。如果外伸距離146未處于起重操作范圍176內(nèi)，則如步驟180所示不啟動(dòng)啟用/停用/自動(dòng)開關(guān)162。或者，處理器160可自動(dòng)保持HLA 156接通或切斷。一旦可獲得起重能力，操作人員便可如步驟182所示選擇是否使用該起重能力。 如果是的話，則處理器160致動(dòng)液壓缸巧4使配重148伸出，如步驟184中所示。配重148 可完全展開或者定位在最有效地抵消伸出的吊臂1 所產(chǎn)生的力矩和由伸出的吊臂1 支承的負(fù)載的距離。除調(diào)節(jié)配重148的相對(duì)展開位置外或作為其替換，配重148可鉸接或單獨(dú)設(shè)置成僅展開抵消前述力矩所需的重量。例如，如果配重148設(shè)置在一系列板150或其它質(zhì)量塊(mass)中，則可以不展開全部配重148。一旦展開，鋪管機(jī)100便可連續(xù)監(jiān)測(cè)(如步驟186中所示)外伸距離146，以判斷吊臂1 是否已縮回至鋪管機(jī)100不再處于起重操作范圍176內(nèi)的點(diǎn)。如果是的話，則處理器160可如步驟188中所示使配重148自動(dòng)縮回。通過設(shè)置這種系統(tǒng)，本發(fā)明的鋪管機(jī)100能夠極大地增加它在大部分操作范圍上的最大提升能力。這在圖7和8的比較中最佳地示出。圖7描繪了現(xiàn)有鋪管機(jī)的負(fù)載曲線， 在豎直軸線上列出最大提升能力且在水平軸線上列出外伸距離。如可見的，該鋪管機(jī)在4 英尺的外伸距離具有其最大提升能力(在所描繪的實(shí)施例中為200，OOOlbs)。隨著外伸距離增加，其最大提升能力急劇下降，直到在觀英尺的外伸距離達(dá)到其最低提升能力(在所描繪的實(shí)施例中為25，OOOlbs)。然而，如圖8中清楚所示，使用與現(xiàn)有技術(shù)示例相同尺寸的底架102和發(fā)動(dòng)機(jī)110 的鋪管機(jī)100的最大提升能力可在由HLA系統(tǒng)支承的所有外伸距離146増加多達(dá)15%或以上。實(shí)際上，在4英尺的外伸距離146的最大提升能力已增加至大約230，000磅。此外，由于希望采用常規(guī)尺寸的底架102和其它支承結(jié)構(gòu)，所以本發(fā)明的鋪管機(jī)100停用HLA 154 直到外伸距離146已進(jìn)入起重操作范圍176。起重操作范圍176根據(jù)鋪管機(jī)100的尺寸而不同，但通常在鋪管機(jī)100的提升能力即使在HLA展開的情況下也仍處于或低于鋪管機(jī)100 的最大提升能力的距離，從而能夠在不加大鋪管機(jī)100的底架102和其它支承結(jié)構(gòu)的尺寸或重新建造它們的情況下提升所述負(fù)載。圖8示出了從8英尺延伸到觀英尺的起重操作范圍176，但如上所述，根據(jù)給定鋪管機(jī)的設(shè)計(jì)特征，起重操作范圍176可為6至20英尺，或者從4英尺到吊臂的全長(在所描繪的實(shí)施例中為觀英尺)的任何部位。從機(jī)器產(chǎn)品角度表達(dá)(couch)圖7和8的兩條曲線，本受讓人所制造的鋪管機(jī)的兩個(gè)示例性模型分別具有大約200，000磅和230，000磅的最大提升能力。這些鋪管機(jī)分別具有大于117，000磅、151，000磅的總機(jī)器重量。通過利用本發(fā)明的教導(dǎo)，現(xiàn)在可生產(chǎn)具有機(jī)器尺寸和重量顯著更小的鋪管機(jī)，該鋪管機(jī)具有在工作范圍內(nèi)執(zhí)行與較大型的機(jī)器相同的作業(yè)的能力。前面的數(shù)據(jù)當(dāng)然僅為ー個(gè)示例，并且其它尺寸的機(jī)器和節(jié)省可在本發(fā)明的范圍內(nèi)。不過，從該示例可以看出，與具有底架、底盤以及吊臂重量為A并且最大提升能力為B的常規(guī)鋪管機(jī)相比，本發(fā)明允許制造在仍將重量維持為A的同時(shí)在起重操作范圍上具有大于B并且至少高達(dá)1. 15B的最大提升能力的鋪管機(jī)。此外，不僅可采用這種方式建造新的鋪管機(jī)，而且通過利用HLA，也可將已有的鋪管機(jī)改造為具有增強(qiáng)能力的鋪管機(jī)。雖然通過本發(fā)明的教導(dǎo)增加了鋪管機(jī)100的最大提升能力B，但重要的是理解本發(fā)明在如圖8所示的截止線190處停用了 HLA 154。換言之，即使HLA理論上可用于擴(kuò)展鋪管機(jī)100在所描繪的曲線中0- 英尺的整個(gè)外伸距離范圍上的最大提升能力，但HLA僅可在起重操作范圍176上啟用。如圖所示，這導(dǎo)致了向新曲線的過渡，新曲線始于截止線 190并延伸到圖8的最大外伸距離點(diǎn)192。圖8中所描繪的曲線的用于4至8英尺的外伸距離的部分僅為了在HLA在截止線190未被停用的情況下顯示潛在的提升能力而提供。如果HLA在外伸距離146下降到截止線190以下時(shí)未被停用，則操作人員可能嘗試提升超過對(duì)底架102設(shè)計(jì)的最大提升能力的負(fù)載并導(dǎo)致鋪管機(jī)的結(jié)構(gòu)損壞。通過將HLA IM的使用限制在起重操作范圍176，并且一旦外伸距離146小于截止線190便停用HLA，操作人員能夠在由起重操作范圍176限定的相對(duì)寬的外伸距離范圍上提升更大的負(fù)載，而不損壞鋪管機(jī)100或者需要制造成具有更大型的底架102以處理該負(fù)載的鋪管機(jī)100。エ業(yè)適用性從前文可看出，本文公開的技術(shù)在各種環(huán)境下具有ェ業(yè)適用性，例如但不限于在不加大或增大鋪管機(jī)的底架、發(fā)動(dòng)機(jī)、吊臂或其它結(jié)構(gòu)的尺寸的情況下增加鋪管機(jī)的提升能力。該鋪管機(jī)通過設(shè)置附加配重、監(jiān)測(cè)吊臂外伸位置、將該位置與儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的最大負(fù)載曲線進(jìn)行比較、并且鋪管機(jī)僅在外伸距離增加到所得到的鋪管機(jī)的提升能力處于或低于總體最大提升能力的點(diǎn)時(shí)允許起重附件展開配重來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。配重的展開抵消了伸出的吊臂和附接的管道負(fù)載所產(chǎn)生的力矩，從而使鋪管機(jī)平衡，同時(shí)增加了鋪管機(jī)在其大部分操作范圍上的提升能力。雖然前文主要參考鋪管機(jī)而作出，但應(yīng)理解，其教導(dǎo)可用于增加任何類似車輛的操作范圍，包括但不限于裝載機(jī)、挖掘機(jī)、自卸貨車、車載起重機(jī)、反鏟裝載機(jī)、叉車或其中在與車輛主體相距一定距離提升負(fù)載并從而產(chǎn)生趨于使車輛傾翻的力矩的任何其它可移動(dòng)的車輛。
權(quán)利要求
1.一種鋪管機(jī)(100)，包括底架(102)；可相對(duì)于所述底架(102)移動(dòng)的吊臂(124)；和可在完全展開的位置與完全縮回的位置之間的范圍內(nèi)相對(duì)于所述底架(102)移動(dòng)的配重(142)，所述配重(148)僅能夠在所述吊臂(124)已從所述底架(148)伸出預(yù)定距離時(shí)展開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪管機(jī)(100)，還包括操作人員接ロ(164)和位置傳感器 (158)，當(dāng)所述位置傳感器(158)測(cè)量出吊臂外伸距離(146)大于距所述底架(102)的所述預(yù)定距離時(shí)，所述操作人員接ロ(164)向所述鋪管機(jī)(100)的操作人員指示能夠展開所述配重(148)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋪管機(jī)(100)，其中，所述預(yù)定距離為距所述底架(102)6英尺到10英尺之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋪管機(jī)(100)，其中，所述預(yù)定距離為距所述底架(102)4英尺到觀英尺之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪管機(jī)(100)，其中，所述配重(148)安裝在鉸接的配重框架上，所述配重框架具有在完全展開與完全縮回之間的多個(gè)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪管機(jī)(100)，其中，所述配重(148)的重量是可調(diào)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪管機(jī)(100)，其中，所述底架(10 和吊臂(124)設(shè)計(jì)成在距所述底架(102)4英尺的吊臂外伸距離(146)具有最大提升能力并且所述鋪管機(jī)(100) 的提升能力在超過4英尺的吊臂外伸距離(146)后減小，并且其中當(dāng)所述吊臂外伸距離 (146)超過4英尺時(shí)所述鋪管機(jī)(100)的提升能力増加，但不增加所述底架(10 和所述吊臂(124)的尺寸或重量且不限制所述鋪管機(jī)(100)的最大提升能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪管機(jī)(100)，還包括適于監(jiān)測(cè)所述吊臂(124)已從所述底架(102)伸出的外伸距離(146)的位置傳感器(158)和與所述位置傳感器(158)電子通信的處理器(160)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋪管機(jī)(100)，還包括與所述處理器(160)電子通信并且當(dāng)所述位置傳感器(158)檢測(cè)到所述外伸距離(146)已超出所述預(yù)定距離時(shí)能夠展開所述配重(148)的操作人員接ロ(162)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋪管機(jī)(100)，還包括可操作地聯(lián)接到所述配重(148)的液壓缸(IM)，當(dāng)所述位置傳感器檢測(cè)到所述吊臂外伸距離(146)已變成小于所述預(yù)定距離時(shí)所述處理器(160)自動(dòng)使所述液壓缸(154)將所述配重(1幼)縮回。
11.ー種起重附件(156)，在具有重量為A的底架(102)、底盤(108)和吊臂(124)并且機(jī)器最大提升能力為B的鋪管機(jī)(100)中，所述起重附件(156)適合在起重操作范圍內(nèi)將所述機(jī)器最大提升能力増加至大于B的值，同時(shí)將所述底架(102)、底盤(108)和吊臂 (124)的重量維持為A。
12.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鋪管機(jī)(100)，其中，所述最大提升能力増加至至少1.15B。
13.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鋪管機(jī)(100)，其中，所述起重附件(156)能夠在已有的鋪管機(jī)上改造。
14.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鋪管機(jī)(100)，其中，A為大約15，000磅且B為大約、200，000 磅。
15.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鋪管機(jī)(100)，其中，所述起重附件(156)包括位置傳感器 (158)、處理器(160)、操作人員接ロ (162)和配重(148)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋪管機(jī)，該鋪管機(jī)提供更高的提升能力而不增加鋪管機(jī)的底架或吊臂的重量或尺寸。該鋪管機(jī)設(shè)計(jì)并確定尺寸為當(dāng)?shù)醣蹚牡准苌斐鲱A(yù)定的、相對(duì)短的距離時(shí)具有最大提升能力。然而，在使用中，吊臂常常需要進(jìn)一步遠(yuǎn)離底架伸出，并且此時(shí)鋪管機(jī)的提升能力減小。本發(fā)明通過一旦吊臂伸出超出所述預(yù)定距離便選擇性地將配重遠(yuǎn)離底架展開而在該伸出的范圍上提供附加提升能力。這樣，不僅增加了鋪管機(jī)的提升能力，而且沒有增加底架和吊臂的尺寸和重量。這使得能夠使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的底架和其它支承結(jié)構(gòu)，從而有助于鋪管機(jī)的移動(dòng)性和運(yùn)輸，同時(shí)減少了制造和使用成本。
文檔編號(hào)B66C23/72GK102596790SQ201080044910
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月8日
發(fā)明者J·R·懷特海德, K·D·史密斯, K·D·格爾比克, K·J·克萊恩, T·E·卡馬喬 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司