運樁船上的快速捆樁裝置及基于其的捆樁方法與流程

文檔序號:18178883發布日期:2019-07-13 10:38
運樁船上的快速捆樁裝置及基于其的捆樁方法與流程

本發明涉及一種運樁船上的快速捆樁裝置及基于其的捆樁方法。



背景技術:

樁基作為海洋設施的必要支柱,對海上資源開發具有重要意義,一種能夠迅速、簡便且安全捆樁的設備對樁基的建設有著顯著的作用。

在吊運基樁時,需要將起吊裝置上的卸扣與基樁上的吊耳連接起來,又稱“捆樁”。目前的方法是通過人工拖曳卸扣至基樁吊耳處,并擰緊卸扣的固定螺母,費時費力、捆樁難度極大,且在惡劣的海況時工作人員的安全難以到保證。

一種捆樁機器人(ZL106284354B)使用伸縮鉤桿裝置和絞車的配合工作,將打樁船樁架上起重卡環抓取定位,用氣動夾爪將卡環與鋼管樁上的吊耳配合連接。但該裝置結構過于復雜、操作難度大、捆樁時間長,同時該類裝置需要在鋼管上進行作業,安全因素難以保證,因此具有一定的局限性。



技術實現要素:

本發明所要解決的技術問題是:提供一種操作方便可靠的運樁船上的快速捆樁裝置。

為解決上述技術問題,本發明所采用的技術方案為:一種運樁船上的快速捆樁裝置,包括若干沿樁體長度方向設置在船體上的直線導軌,相鄰直線導軌間設有連接導軌,直線導軌上設有驅動小車,船體上在樁體下方設有至少一對托承樁體的樁座,驅動小車上設有立座,立座上設有豎直布置的Z軸線性模組, Z軸線性模組上設有水平安裝座,水平安裝座上設有沿垂直于滑軌方向運動的Y 軸線性模組,Y軸線性模組的活動座上設有校正滑臺,校正滑臺上設有用于檢測樁體上吊鉤的激光傳感器,校正滑臺上設有用于推抵吊鉤以使其跟隨校正滑臺的運動穿入吊耳的校正推板,校正滑臺上設有氣動夾爪,氣動夾爪上設有對心塊,吊繩下端設有吊鉤,吊鉤包括與吊繩連接的本體,本體下部設有勾取吊耳的鉤體,本體上在位于鉤體的兩側分別設有垂直于鉤體平面的定位桿,定位桿的端部設有定位盤,對心塊上設有與定位盤相配合的定位槽,導軌上在捆樁位置設有通孔,船體上在該位置設有驅動小車相配合的行程開關,所述船體上設有由行程開關觸發且彈出時穿出通孔以定位驅動小車的電磁銷。

作為一種優選的方案,所述立座下部設有安裝基座,所述驅動小車包括安裝基座下方兩個活動卡設在導軌上的車體單元,車體單元包括安裝板,安裝板下表面上設有至少一對分別與導軌兩側面相配合的驅動輪,安裝板上表面設有固定板,固定板通過平面軸承設有連接板,兩個連接板分別與安裝基座兩側相連接,其中一個安裝板上設有與齒條相配合的齒輪,驅動小車上設有驅動齒輪轉動的驅動電機。

作為一種優選的方案,所述固定板的四角設有與連接板四角相配合的扭簧。

作為一種優選的方案,所述船體上在最外側的直線導軌的自由端設有擋板。

本裝置的有益效果是:本裝置采用了氣動夾爪夾取吊鉤,捆樁機構直接搬運吊鉤及吊繩至吊耳位置處,能夠實現半自動化,避免因惡劣的海況和纜繩重力造成對操作人員的傷害,同時這種半自動化大大減輕了工作人員的負荷,降低勞動強度;采用激光監測并反饋吊鉤、吊耳位置信息,小車、線性模組、氣動夾爪等裝置收到位置信息后進行實時定位,確保整個捆樁過程快速簡便精確;此外該裝置在焊接在甲板上的導軌上運行,工作狀態穩定,捆樁結束后,吊鉤定位機構回到原始位置,避免由于下次放樁等行為造成對吊鉤定位機構的傷害,極大提高了捆樁的安全性。

由于驅動小車包括安裝基座下方兩個活動卡設在導軌上的車體單元,車體單元包括安裝板,安裝板下表面上設有至少一對分別與導軌兩側面相配合的驅動輪,安裝板上表面設有固定板,固定板通過平面軸承設有連接板,兩個連接板分別與安裝基座兩側相連接,其中一個安裝板上設有與齒條相配合的齒輪,驅動小車上設有驅動齒輪轉動的驅動電機,可以更好地在呈圓弧形的連接導軌上運動,保證運動的可靠性。

由于固定板的四角設有與連接板四角相配合的扭簧,使得小車從連接導軌運動至直線導軌上時固定板、安裝板能快速復位。

由于船體上在最外側的直線導軌的自由端設有擋板,避免驅動小車滑出導軌。

本發明另一個所要解決的技術問題是:提供一種基于上述快速捆樁裝置的捆樁方法。

為解決上述技術問題,本發明所采用的技術方案為:一種基于上述任一項快速捆樁裝置的捆樁方法,其步驟為:

步驟一:驅動小車移動到指定位置;打樁船絞車連接的吊繩及在吊繩上連接的吊鉤在到達規定位置及對應于導軌上原點的位置后,確定驅動小車位于原點位置;如不在原點位置,則驅動電機驅動的齒輪與齒條相嚙合從而帶動吊鉤定位機構在導軌上運動到原點位置,小車接觸到原點位置的行程開關,電機接受到停止信號后停止轉動,導軌該位置處的電磁銷彈出,輔助小車進行制動;

步驟二:檢測夾抓;在小車停止后,Y軸線性模組帶動激光傳感器在Z軸線性模組的驅動下進行Z方向移動,直至激光檢測到吊鉤,Y軸線性模組根據激光檢測到的高度反饋進行Z方向微調,Y軸線性模組向樁體方向移動,當吊鉤處于氣動夾爪夾爪范圍內時停止運動,氣動夾爪從最大范圍處向中間進行夾抓,直至吊鉤的兩處圓盤被氣動夾爪夾??;

步驟三:對心;在兩個氣動夾爪的對心塊的作用下,兩側定位盤會嵌入對心塊上的定位槽中,使得吊鉤的定位盤與對心塊完全貼合;

步驟四:校正;小車停止后,校正滑臺驅動校正推板推動吊鉤,直至推板與吊鉤的楔形面完全重合,使吊鉤處于標準設定的入耳姿勢;

步驟五:搬運;在完全夾取之后,電機驅動的齒輪與齒條相嚙合從而帶動吊鉤定位機構在導軌上運動設定距離,使得驅動小車運動到第一個捆樁位置并接觸到該處的行程開關,驅動電機接收到行程開關發出的停止信號停止轉動,導軌該處的電磁銷彈出,輔助小車進行制動;

步驟六:檢測、推進、落鎖;Y軸線性模組帶動激光傳感器在Z軸線性模組的驅動下進行Z方向移動,直至激光傳感器檢測到樁體吊耳的形位輪廓后,調整吊鉤使其處于規定的入耳范圍,Y軸線性模組向樁體吊耳方向移動,當吊鉤完全進入吊耳時停止運動,此時撤掉吊耳校正滑臺對吊鉤的推力,由于吊鉤的重力作用會自動回正,氣動夾爪帶動對心塊回到最大范圍。接著,吊鉤定位機構回到原始位置進入下一個工作循環;

步驟七:重復步驟一至六,吊鉤定位機構分別沿導軌運動不同距離以對各個樁體的吊耳進行捆樁操作,直至所有樁體捆樁結束;

步驟八:所有樁體捆樁結束后,驅動電機驅動的齒輪與齒條相嚙合從而帶動吊鉤定位機構在導軌上運動回到原點位置。

附圖說明

圖1是整體結構示意圖

圖2是吊鉤定位機構結構示意圖

圖3是驅動小車結構示意圖

圖4是夾抓部分結構示意圖

圖1至圖4中:1.船體,2.吊鉤定位機構,201.氣動夾爪,202.校正推板, 203.對心塊,204.安裝基座,205.Y軸線性模組,206.激光傳感器,207.水平安裝座,208.Z軸線性模組,209.立座,210.校正滑臺,3.驅動小車,301.驅動輪,302.驅動電機,303.安裝板,304.固定板,305.平面軸承,306.扭簧,307. 連接板,308.齒輪,4.導軌,5.樁座,6.樁體,7.吊繩,8.吊鉤,801.定位桿, 802.定位盤,9.擋板,10.齒條,11.電磁銷。

具體實施方式

下面結合附圖,詳細描述本發明的具體實施方案。

如圖1-4所示,一種運樁船上的快速捆樁裝置,包括若干沿樁體6長度方向設置在船體1上的直線導軌4,船體1上相鄰直線導軌間設有連接導軌。船體1 上在最外側的直線導軌4的自由端設有擋板9。導軌4上設有驅動小車3,船體 1上在樁體6下方設有至少一對托承樁體6的樁座5。

驅動小車3上設有吊鉤定位機構2,吊鉤定位機構2包括設置在驅動小車3 上的安裝基座204,安裝基座204上設有立座209,立座209上設有豎直布置的 Z軸線性模組208,Z軸線性模組208上設有水平安裝座207,水平安裝座207 上設有沿垂直于滑軌方向運動的Y軸線性模組205,Y軸線性模組205的活動座上設有校正滑臺210,校正滑臺上設有用于檢測樁體6上吊鉤8的激光傳感器 206,校正滑臺210上設有用于推抵吊鉤8以使其跟隨校正滑臺的運動穿入吊耳的校正推板,校正滑臺上設有氣動夾爪201,氣動夾爪201上設有對心塊203,吊繩7下端設有吊鉤8,吊鉤8包括與吊繩7連接的本體,本體下部設有勾取吊耳的鉤體,本體上在位于鉤體的兩側分別設有垂直于鉤體平面的定位桿801,定位桿801的端部設有定位盤802,對心塊203上設有與定位盤802相配合的定位槽,導軌4上在捆樁位置設有通孔,船體1上在該位置設有驅動小車3相配合的行程開關,所述船體1上設有由行程開關觸發且彈出時穿出通孔以定位驅動小車3的電磁銷11,

驅動小車3包括安裝基座204下方兩個活動卡設在導軌4上的車體單元,車體單元包括安裝板303,安裝板303下表面上設有至少一對分別與導軌4兩側面相配合的驅動輪301,安裝板303上表面設有固定板304,固定板304通過平面軸承305設有連接板307,固定板304的四角設有與連接板307四角相配合的扭簧306。兩個連接板307分別與安裝基座204兩側相連接,其中一個安裝板 303上設有與齒條10相配合的齒輪308,驅動小車3上設有驅動齒輪308轉動的驅動電機302。

本裝置與鋼管樁運輸船、打樁船配合使用,輔助鋼管樁的捆綁吊運,在本裝置工作之前,需要將裝有鋼管樁的運輸船和打樁船開到指定地點,然后將吊鉤放到運輸船的鋼管樁上,在上述基礎上,快速捆樁裝置的捆樁方法,其步驟為:

步驟一:小車移動到指定位置。打樁船絞車連接的吊繩7及在吊繩7上連接的吊鉤8在到達規定位置(圖1的標注的坐標原點正上方)后,驅動電機302 驅動的齒輪308與齒條10相嚙合從而帶動吊鉤定位機構2在導軌4上運動到原點位置,小車3接觸到原點位置的行程開關,電機302接受到停止信號后停止轉動,導軌處的電磁銷11會彈出輔助小車進行制動。

步驟二:檢測夾抓。在小車停止后,Y軸線性模組205帶動激光傳感器206 在Z軸線性模組208的驅動下進行Z方向移動,直至激光206檢測到吊鉤8,Y 軸線性模組205根據激光檢測到的高度反饋進行Z方向微調,Y軸線性模組205 向樁體6方向移動,當吊鉤8處于氣動夾爪201夾爪范圍內時停止運動,氣動夾爪201從最大范圍處(考慮因風浪作用造成的吊鉤搖擺選取的最大值)向中間進行夾抓,直至吊鉤8的兩處圓盤被氣動夾爪201夾取。

步驟三:對心。下放的吊繩7因為風浪的作用會帶著吊鉤8來回搖擺晃蕩,導致在氣動夾爪201夾取時不能使吊鉤8基準面與Y基準面平行,而使吊鉤8 的定位盤與氣動夾爪不能完全貼合,但在兩個氣動夾爪201的對心塊203的作用下,兩側定位盤會嵌入對心塊203上的定位槽中,使得吊鉤8的定位盤與對心塊完全貼合。

步驟四:校正。小車3停止后,吊耳校正滑臺210驅動吊耳校正推板202推動吊鉤8,直至推板202與吊鉤8的楔形面完全重合,使吊鉤8處于標準設定的入耳姿勢。

步驟五:搬運。由于打樁船絞車連接的吊繩7及在吊繩7上連接的吊鉤8 的規定位置設置為原點位置,距離對應的吊耳有一定距離需要將吊鉤8及吊繩7 搬運至指定位置,在完全夾取之后,電機302驅動的齒輪308與齒條10相嚙合從而帶動吊鉤定位機構2在導軌4上運動設定距離,使得驅動小車3運動到第一個捆樁位置并接觸到該處的行程開關,驅動電機302接受到停止信號停止轉動,導軌處的電磁銷11會彈出,輔助小車進行制動。

步驟六:檢測、推進、落鎖。Y軸線性模組205帶動激光傳感器206在Z軸線性模組208的驅動下進行Z方向移動,直至激光傳感器206檢測到樁體6吊耳的形位輪廓后,調整吊鉤8使其處于規定的入耳范圍,Y軸線性模組205向樁體6吊耳方向移動,當吊鉤8完全進入吊耳時停止運動,此時撤掉吊耳校正滑臺210對吊鉤8的推力,由于吊鉤8的重力作用會自動回正,氣動夾爪201帶動對心塊203回到最大范圍。其他吊鉤定位機構回到原始位置進入下一個工作循環。

步驟七:重復步驟一至六,吊鉤定位機構2分別沿導軌4運動不同距離以對各個樁體的吊耳進行捆樁操作,直至所有樁體捆樁結束;

步驟八:所有樁體6捆樁結束后,驅動電機302驅動的齒輪308與齒條10 相嚙合從而帶動吊鉤定位機構2在導軌4上運動回到原始位置,避免由于下次放樁等行為造成對吊鉤定位機構的傷害。

上述的實施例僅例示性說明本發明創造的原理及其功效,以及部分運用的實施例,而非用于限制本發明;應當指出,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明創造構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發明的保護范圍。

再多了解一些
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