CN103132554B - 无线遥控步履式水下整平机操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无线遥控步履式水下整平机操作方法，包括：步骤1）水下整平机就位，步骤2）检测抛石面标高，步骤3）刮铲刮平抛石，步骤4）压辊复平抛石，步骤5）检验并记录基床面标高。替代人工在水下完成抛石基床整平作业，不仅免除了工人在水下长期作业的劳苦，而且作业质量好、效率高。

Description

无线遥控步履式水下整平机操作方法

技术领域

本发明涉及水下整平装置，具体涉及无线遥控步履式水下整平机操作方法。

背景技术

水下抛石基床整平是重力式码头工程、海上防波堤工程、航道整治工程等水工工程的重要施工工序之一。近年来，国家对港口和航道建设的投资规模越来越大，工程项目由近岸向开阔海域发展，水深、水流和风浪等自然条件对工程施工的影响程度也越来越大，以前所沿用的水下人工整平的方法已难以适应，尤其在深水或无遮掩水域，受自然条件(风、浪、流)的制约，进行大面积的整平作业更难适应。人工整平作业工效低，整平质量不稳定、劳动强度高。

据了解，目前国内外用于水下抛石基床整平的设备主要分二大类：

一是座底式抛石整平船，其主要优点是集抛石、整平、检测功能于一体，抗风能力强，可作业时间长等优点。但是受船体主尺度和座底方式的限制，抛石整平船对施工区域的基床水深、抛石厚度、宽度、基底坡度以及承载力均有相应的限制要求，制造、维修成本较高等。

二是步履式水下整平机(以后简称水下整平机)，水下整平机的优点是适应水深较深，机动性强，不受抛石基床厚度、宽度的大小限制。但作业时需有工作母船配合。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供无线遥控步履式水下整平机操作方法，不论是海水、淡水或是混水、清水，它都能替代人工在水下完成抛石基床整平作业，不仅免除了工人在水下长期作业的劳苦，而且作业质量好、效率高，工程进度更有保证，自然也就提高了经济效益。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

无线遥控步履式水下整平机操作方法，包括：

步骤1)水下整平机就位

当水下整平机第一次放入水中，第一个动作是站稳过程，其后再根据两个水下水平传感器发出的信号来分别调节撑脚油缸，此为调平过程，然后根据平面位置显示进行横向步进、纵向步进或纠偏等动作进行就位；

步骤2)检测抛石面标高

启动移动台车，根据移动台车上设置的测深仪发出的数据，进行抛石面标高检测；

步骤3)刮铲刮平抛石

根据基床面标高，决定刮铲高程或刮铲层次，伸出刮铲刮平抛石；

步骤4)压辊复平抛石

刮铲结束后收回刮铲，最后伸出压辊复平；

步骤5)检验并记录基床面标高

最后再用测深仪检测基床面标高，并将数据传输给控制系统记录。

本发明的一个优选实施例，步骤1)中调平过程：首先整平架撑脚着地，移动架撑脚悬空，分别调整整平架撑脚。

本发明的一个优选实施例，步骤1)中就位过程包括横向移动，纵向移动以及纠偏移动。

本发明的一个优选实施例，所述横向移动包括：

首先，收回整平架或移动架的撑脚，则伸出对应移动架或整平架的撑脚，横向步进油缸动作，

其次，不断重复上述动作，直至水下整平机到达施工区域，再伸出整平架撑脚。

本发明的一个优选实施例，所述纵向移动包括：

首先，收回整平架或移动架的撑脚，则伸出对应移动架或整平架的撑脚，纵向步进油缸动作，

其次，不断重复上述动作，直至水下整平机到达施工区域，再伸出整平架撑脚。

本发明的一个优选实施例，所述纠偏移动包括：

首先，收回移动架撑脚，设置过渡架上的一个纠偏油缸收回，另一个纠偏油缸伸出；

其次，伸出移动架撑脚，收回整平架撑脚，则上述伸出的纠偏油缸收回，收回的纠偏油缸伸出；

最后，伸出整平架撑脚，收回移动架撑脚；

重复上述操作，直至纠偏工作完成。

本发明的一个优选实施例，刮铲刮平抛石，即刮铲及压辊系统未到达设计标高：

反转移动台车至起点，调整铲齿标高至控制标高，调平铲齿，伸出刮铲油缸，正转移动台车至终点，收回刮铲油缸。

本发明的一个优选实施例，压辊复平抛石，即刮铲及压辊系统到达设计标高：

反转移动台车至施工区域，调整压辊标高至设计标高，调平压辊，伸出压辊油缸，正转移动台车至终点，收回压辊油缸。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.适应深水作业，最大可达到35m。

2.适应抛石基床范围广，能在各种不同的抛石基床上进行整平和碾压作业。

3.自身抗风能力强，可作业时间长。

4.水平和高程定位准确。

5.整平工效高，质量好。

6.操作简便，检测系统完善，维修方便。

7.可以做一定倾斜度的抛石基床整平，满足重力式码头沉箱安装的需要。

8.制造和使用成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的操作流程图。

图2为为本发明的机身的主视图。

图3为本发明的机身的俯视图。

图4为本发明的机身的A-A剖视图。

图5为本发明的撑脚的剖视图。

图6为本发明的移动台车的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参照图1，无线遥控步履式水下整平机操作方法，包括：

步骤1)水下整平机就位

当水下整平机第一次放入水中，第一个动作是站稳过程，其后再根据两个水下水平传感器发出的信号来分别调节撑脚油缸，此为调平过程，然后根据平面位置显示进行横向步进、纵向步进或纠偏等动作进行就位；

步骤2)检测抛石面标高

启动移动台车，根据移动台车上设置的测深仪发出的数据，进行抛石面标高检测；

步骤3)刮铲刮平抛石

根据基床面标高，决定刮铲高程或刮铲层次，伸出刮铲刮平抛石；

步骤4)压辊复平抛石

刮铲结束后收回刮铲，最后伸出压辊复平；

步骤5)检验并记录基床面标高

最后再用测深仪检测基床面标高，并将数据传输给控制系统记录。

本发明的一个优选实施例，步骤1)中调平过程：首先整平架撑脚着地，移动架撑脚悬空，分别调整整平架撑脚。

本发明的一个优选实施例，步骤1)中就位过程包括横向移动，纵向移动以及纠偏移动。

本发明的一个优选实施例，所述横向移动包括：

首先，收回整平架或移动架的撑脚，则伸出对应移动架或整平架的撑脚，横向步进油缸动作，

其次，不断重复上述动作，直至水下整平机到达施工区域，再伸出整平架撑脚。

本发明的一个优选实施例，所述纵向移动包括：

首先，收回整平架或移动架的撑脚，则伸出对应移动架或整平架的撑脚，纵向步进油缸动作，

其次，不断重复上述动作，直至水下整平机到达施工区域，再伸出整平架撑脚。

本发明的一个优选实施例，所述纠偏移动包括：

首先，收回移动架撑脚，设置过渡架上的一个纠偏油缸收回，另一个纠偏油缸伸出；

其次，伸出移动架撑脚，收回整平架撑脚，则上述伸出的纠偏油缸收回，收回的纠偏油缸伸出；

最后，伸出整平架撑脚，收回移动架撑脚；

重复上述操作，直至纠偏工作完成。

本发明的一个优选实施例，刮铲刮平抛石，即刮铲及压辊系统未到达设计标高：

反转移动台车至起点，调整铲齿标高至控制标高，调平铲齿，伸出刮铲油缸，正转移动台车至终点，收回刮铲油缸。

本发明的一个优选实施例，压辊复平抛石，即刮铲及压辊系统到达设计标高：

反转移动台车至2.5m处，调整压辊标高至设计标高，调平压辊，伸出压辊油缸，正转移动台车至终点，收回压辊油缸。

上述执行部件通过设置整平架上的塔架将数据及位置信息，无线通信传送给工作母船，并将将工作母船返回的操作指令发送至塔架上的控制室，控制室从而发送指令，则执行部件动作。

参照图2，图3以及图4所示，无线遥控步履式水下整平机，包括：一整平架1和移动架2，所述整平架1和移动架2构成了整平机的主体结构，

一过渡架3，设置整平架1上部框架内，所述过渡架3能在上部框架内的导向滑动面自由滑动，

所述移动架2的支撑臂201贯穿过渡架3上的连接孔301架设于过渡架3上，移动架2与整平架3交叉设置，

所述整平架1和移动架2上的各自撑脚4上均设置有撑脚油缸，用于分别支撑和调整整平架1和移动架2，

一液压系统，驱动无线遥控步履式水下整平机内的所有油缸，实现了无线遥控步履式水下整平机站稳、调平和进深的要求，

一安装整平架1上端的用于无线通信的塔架，

一安装塔架顶部平台的电控室，电控室包括动力室和控制室，所述控制室将确定的无线遥控步履式水下整平机位置及液压参数信息，通过无线通信传输给工作母船，并将工作母船返回的操作指令发送至执行部件动作。

电控室是整平机液压系统动力源和外部遥控的枢纽、电控室分上下两层，下层为动力室，上层为控制室，

在本发明的一个优选实施例中，所述整平架1包括一矩形框架，矩形框架由上部框架101和下部框架102构成，上部框架101和下部框架102固定连接，且下部框架102长于上部框架101，

所述上部框架101内滚动设置一过渡架3，下部框架102内滚动设置一移动台车5，移动台车5上设置刮铲装置501及压辊装置502，

在下部框架102一侧设置一对整平架横向步进油缸103，当推动整平架横向步进油缸103时，带动整平架1横向移动。

在本发明的一个优选实施例中，所述过渡架3采用桁架结构，包括一移动框架302，移动框架302两侧设置一连接孔301，所述连接孔301内打磨光滑，所述移动架2的支撑臂201表面处理光滑，方便调整移动架2与过渡架3的相对位置。连接孔301一侧的过渡架横向步进油缸303推动过渡架3在整平架1内移动。

在本发明的一个优选实施例中，所述连接孔301为矩形状，连接孔301与移动架2接触的内壁上设置缓冲垫304，移动架2与过渡架3间隙连接，

在本发明的一个优选实施例中，所述过渡架3内侧还设置一纠偏油缸305，纠偏油缸305的一端与过渡架3相连，另一端与移动架2相连，调整移动架2的支撑臂201在过渡架3上的位置。从而实现了整台设备顺、逆时针均能纠偏，其每次纠偏的角度为1度。

当无线遥控步履式水下整平机的横向轴线和抛石基床的轴线出现角度偏差时，让整平架站稳，抬起移动架的四个撑脚，让相对应的纠偏油缸产生一个行程，即推动一边的过渡架，由于移动架是被跨在过渡架中，这样使移动架轴线相对整平架轴线产生一个偏角，然后，移动架撑脚着地，整平架撑脚收回，步进油缸收回、行程，整平架相对移动架消除偏角，从而实现了无线遥控步履式水下整平机的纠偏功能。

参照图5所示，每套撑脚4包括撑脚油缸401、固定套402、伸缩套403和撑脚座404，

撑脚油缸401的一端与固定套402相连，另一端与伸缩套403相连，当撑脚4伸缩时，撑脚油缸401带动伸缩套403在固定套402内伸缩，且固定套402内装有工程塑料合金405，调节机构能够调节工程塑料合金405的和伸缩套403之间的间隙，保证伸缩套403不会卡死。

在本发明的一个优选实施例中，撑脚座404和伸缩套403之间采用十字轴连接，不会因基床的高低不平折坏撑脚。撑脚底座面积较大，降低了撑脚对基床的压强。撑脚座404能绕伸缩套403来回转动，控制撑脚座404的运动方向。

参照图6所示，所述移动台车5包括：

一安装刮铲架503上的刮铲装置501，

一设置刮铲装置相邻侧的压辊装置502，

所述刮铲装置501包括一固定板504，固定板504上安装一连接臂505，通过连接臂505连接一梳式刮铲506，一对刮铲调节油缸507设置连接臂505的上下端，控制刮铲装置501的上下运动；

所述压辊装置502包括一连接板508，与连接板508连接的控制臂509上设置两对并列的压辊调节油缸510，控制压辊装置502的压辊511来回往复运动。

在本发明的一个优选实施例中，所述移动台车5由钢丝绳512牵引，并用摩擦式绞车513驱动，完成移动台车5整体运动，

所述摩擦式绞车513固定于整平架1上，钢丝绳512的两端分别联接在刮铲架503和摩擦式绞车513上，刮铲架503四个角上安装四组行走轮514、二组导向轮515，保证刮铲架503在整平机2机架的上下纵梁内行走平稳。

在本发明的一个优选实施例中，在所述刮铲架503的前进方向和反向各安装一对增力滑轮516，钢丝绳绕过增力滑轮516连接摩擦式绞车，增大牵引力。

上部框架上方设置一确定无线遥控步履式水下整平机位置及液压参数的塔架，所述塔架顶部安装有若干个确定无线遥控步履式水下整平机位置的GPS天线，GPS天线并将位置信息传输给控制装置。

本发明组装、设备调试结束后，进行了陆上空载试验和负载试验。

1.陆上试验

陆上试验目的是检验水下整平机的各种动作和技术参数是否达到设计要求的指标、直观地检查抛石基床整平的效果。陆上试验分为空载试验和负载试验两步进行。

(1)空载试验

空载试验的目的是检测水下整平机设备结构的外形尺寸，无负载情况下水下整平机结构刚度、油缸的最大行程和速度(单动和联动)，横、纵向油缸的最大行程，最大纠偏角，整平台车的最大行程和行走速度，刮铲和压辊的最大行程。

试验结果：我们将实测的数据与设计指标进行比较，在空载情况下结构不变形，结构刚度满足要求，空载试验实测数据如表1-1《空载试验结果记录表》所述。

空载试验结果记录表1-1

序号	检测项目	单位	设计指标	实测指标
					1	刮铲宽度	m	5.40	5.43
2	碾压滚轮宽度	m	4.64	4.65
					3	整平架横移距离	m/次	1.70	1.70
4	整平架纵移距离	m/次	1.50	1.50
					5	整平架顶升油缸距离	m	2.20	2.20

6	移动架顶升油缸距离	m	2.20	2.20
					7	顶升油缸升降速度	m/min	2.00	2.10
8	整平架油缸横向间距	m	7.50	7.45
					9	整平架油缸纵向间距	m	11.20	11.22
10	移动架油缸横向间距	m	11.51	11.52
					11	移动架油缸纵向间距	m	7.50	7.50
12	台车行程	m	12.00	13.1
					13	台车行走速度	m/min	5.00	4.3
14	整平机纠偏能力	°/P	1.00	1.5
					15	整平机自重	t	200	210
16	整平机外形尺寸	m	23.5×13.0×27.0	23.55×13.3×27.5

(2)负载试验

负载试验的目的是：直观地检查水下整平机各系统负载运行情况、结构刚度、各系统相互配合整平和碾压效果、模拟水下抛石基床整平盲操作。

试验结果：水下整平机陆上负载试验检测各系统运行情况正常，整平架最大变形2cm(弹性变形)，刚度满足要求。

抛石基床整平后，经检测基床面最高点0.98m，最低点0.77m，平均高程0.91m.。具体数据见表1-2《陆上基床整平记录表》。

陆上基床整平记录表表1-2

说明：1.抛石基床最低0.51m，最高1.47m，平均标高1.03m。

2.抛石基床整平后最低0.77m，最高0.98m，平均标高0.91m。

本发明不论是海水、淡水或是混水、清水，它都能替代人工在水下完成抛石基床整平作业，不仅免除了工人在水下长期作业的劳苦，而且作业质量好、效率高，工程进度更有保证，自然也就提高了经济效益。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.无线遥控步履式水下整平机操作方法，其特征在于，所述无线遥控步履式水下整平机，包括整平架、移动架、过渡架、液压系统、塔架以及电控室，所述整平架和移动架构成了整平机的主体结构，所述过渡架，设置在整平架上部框架内，且能在上部框架内的导向滑动面自由滑动；

所述移动架的支撑臂贯穿过渡架上的连接孔架设于过渡架上，移动架与整平架交叉设置；

所述整平架和移动架上的各自撑脚上均设置有撑脚油缸，用于分别支撑和调整整平架和移动架；

所述液压系统驱动无线遥控步履式水下整平机内的所有油缸，实现了无线遥控步履式水下整平机站稳、调平和进深的要求；

所述塔架安装在整平架上端,且该塔架用于无线通信；

所述电控室安装在塔架顶部平台上，电控室包括动力室和控制室，所述控制室将确定的无线遥控步履式水下整平机位置及液压参数信息，通过无线通信传输给工作母船，并将工作母船返回的操作指令发送至执行部件动作；

针对该无线遥控步履式水下整平机的操作方法包括：

步骤1)水下整平机就位

当水下整平机第一次放入水中，第一个动作是站稳过程，其后再根据两个水下水平传感器发出的信号来分别调节撑脚油缸，此为调平过程，然后根据平面位置显示进行横向步进、纵向步进或纠偏动作进行就位；

步骤2)检测抛石面标高

启动移动台车，根据移动台车上设置的测深仪发出的数据，进行抛石面标高检测；

步骤3)刮铲刮平抛石

根据基床面标高，决定刮铲高程或刮铲层次，伸出刮铲刮平抛石；

步骤4)压辊复平抛石

刮铲结束后收回刮铲，最后伸出压辊复平；

步骤5)检验并记录基床面标高

最后再用测深仪检测基床面标高，并将数据传输给控制系统记录。

2.根据权利要求1所述的无线遥控步履式水下整平机操作方法，其特征在于：步骤1)中调平过程：首先整平架撑脚着地，移动架撑脚悬空，分别调整整平架撑脚。

3.根据权利要求1所述的无线遥控步履式水下整平机操作方法，其特征在于：步骤1)中就位过程包括横向移动，纵向移动以及纠偏移动。

4.根据权利要求3所述的无线遥控步履式水下整平机操作方法，其特征在于：所述横向移动包括：

首先，收回整平架或移动架的撑脚，则伸出对应移动架或整平架的撑脚，横向步进油缸动作，

其次，不断重复上述动作，直至水下整平机到达施工区域，再伸出整平架撑脚。

5.根据权利要求3所述的无线遥控步履式水下整平机操作方法，其特征在于：所述纵向移动包括：

首先，收回整平架或移动架的撑脚，则伸出对应移动架或整平架的撑脚，纵向步进油缸动作，

其次，不断重复上述动作，直至水下整平机到达施工区域，再伸出整平架撑脚。

6.根据权利要求3所述的无线遥控步履式水下整平机操作方法，其特征在于：所述纠偏移动包括：

首先，收回移动架撑脚，设置过渡架上的一个纠偏油缸收回，另一个纠偏油缸伸出；

其次，伸出移动架撑脚，收回整平架撑脚，则上述伸出的纠偏油缸收回，收回的纠偏油缸伸出；

最后，伸出整平架撑脚，收回移动架撑脚；

重复上述操作，直至纠偏工作完成。

7.根据权利要求1所述的无线遥控步履式水下整平机操作方法，其特征在于：刮铲刮平抛石，即刮铲及压辊系统未到达设计标高：

反转移动台车至起点，调整铲齿标高至控制标高，调平铲齿，伸出刮铲油缸，正转移动台车至终点，收回刮铲油缸。

8.根据权利要求1所述的无线遥控步履式水下整平机操作方法，其特征在于：压辊复平抛石，即刮铲及压辊系统到达设计标高：

反转移动台车至施工区域，调整压辊标高至设计标高，调平压辊，伸出压辊油缸，正转移动台车至终点，收回压辊油缸。