CN105926629A

CN105926629A - 水下基床抛石整平船

Info

Publication number: CN105926629A
Application number: CN201610489948.7A
Authority: CN
Inventors: 匡立平; 毛明华; 曾少锋; 李惟峰; 李宗君
Original assignee: RIZHAO GANGDA SHIPBUILDING HEAVY INDUSTRY Co Ltd; SHANDONG HARBOUR ENGINEERING GROUP Co Ltd
Current assignee: RIZHAO GANGDA SHIPBUILDING HEAVY INDUSTRY Co Ltd; SHANDONG HARBOUR ENGINEERING GROUP Co Ltd
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2036-06-29
Also published as: CN105926629B

Abstract

一种水下基床抛石整平船，涉及港口工程施工船舶领域。具有船体及驾驶室、定位机构、整平机构和监控系统，通过定位机构能够准确进行定位，整个定位过程由机械自动化完成，在定位过程中根据水下基面的具体情况，分别调整定位桩，在水下基面高低起伏时，也能够使船体保持水平状态；在定位桩底部桩靴和桩尖的作用下，使定位桩能够与水下基面充分接触，能够使船体位置稳定，减小船体受气象、风浪和潮流的影响，且能通过监控系统实时显示水面线、实际的水底高程线、设计高程线和整平机不同时刻的位置和形态以及整平机整平挖斗轨迹线。

Description

水下基床抛石整平船

技术领域

本发明涉及港口工程施工船舶领域，特别属于一种用于水下基床整平且兼具港航疏浚挖泥功能的水工作业船舶。

背景技术

水下基床抛石整平是港口工程施工的重要施工项目。在该项目的实施过程中，定位是较为重要的一道工序，目前仍定位工序多沿用人工方法实施。人工方法定位精度差, 作业效率低, 劳动强度大, 受气象、风浪和潮流的影响大。另外，在深水条件下传统工艺方法所面临的水下标高测量误差大，操作困难，整平方式落后，潜水员水下作业效率低、危险因素大，因此, 提高水下基床抛石整平的机械化程度是港口工程施工中亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种水下基床抛石整平船，以达到提高水下基床抛石整平机械化程度，继而达到提高工作效率、保证施工质量的目的。

本发明所提供的水下基床抛石整平船，具有船体及驾驶室、定位机构、整平机构和监控系统，其特征在于，所述的定位机构包括4根定位桩，船体的艉部与艏部各布置2根；所述的整平机构是指安装在船体艏端作业平台上的整平机，包括机体和作业臂架；所述的作业臂架由首尾依次联结的至少三节动臂构成；机体通过旋转平台坐落于作业平台上，机体上具有驾驶室，机体包括动力液压系统及其操控机构，通过油路作用于作业臂架的液压缸；作业臂架的端部联结安装整平挖斗；所述的监控系统，包括位于船体驾驶室内的主控电脑、整平机上的控制箱以及整平机驾驶室内的副控电脑，还包括GPS定位器、倾斜仪和测深仪，其中，GPS定位器分别设置在整平机驾驶室内以及整平机的第一节动臂上，倾斜仪分别设置在整平机驾驶室内、整平机的每节动臂以及整平挖斗上，测深仪安装在整平机整平挖斗上；所述的控制箱内设有电源控制机构和信号传输机构，所述的信号传输机构包括依次联结的串口服务器、适配器以及第一无线AP装置，串口服务器设有与GPS定位器、倾斜仪和测深仪相匹配的信号传输端口，主控电脑通过电缆外接第二无线AP装置。

上述定位桩与船体的装配是这样实现的：在船体上安装有底座，底座内穿插定位桩，底座和定位桩之间有导向角槽，所述的定位桩上设有锁固通孔和插拔锁槽，定位桩底部设有桩靴，底面设有桩尖，所述的底座上设有锁固轴，与上述锁固通孔相配合，所述底座上设有浮起横梁和固定横梁，浮起横梁和固定横梁之间设有提升油缸，所述浮起横梁和固定横梁内分别设有插拔油缸和插拔锁块，所述的插拔锁块与插拔锁槽相配合。

上述的整平挖斗为犁斗，所述犁斗的结构是：两片犁铧一端交叉连接固定，通过加强筋和犁铧支架固定，所述的犁铧为曲面结构，曲面底部设有刃板，加强筋上方设有斗耳板，斗耳板上设有连接孔与作业臂架相连接。

一种基于上述水下基床抛石整平船监控系统的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、建立三维坐标系，并在坐标系中设定水面线A、设计高程线C；

2）、获取各个位置的GPS定位器以及倾斜仪所测得的三维坐标值，包括整平机驾驶室内、整平机每节动臂和整平挖斗对应位置的倾斜仪所测得的三维坐标值，以及整平机驾驶室内和整平机第一节动臂对应位置的GPS定位器所测得的三维坐标值；

3）、由测深仪测得的三维坐标值确定实际的水底高程线B；

4）、由GPS定位器所测得的三维坐标值，确定整平机的中心位置和形态；

5）、由每一节动臂上对应位置的倾斜仪所测得的三维坐标值，确定每节动臂的位置和形态；

6）、由整平挖斗上对应位置的倾斜仪所测得的三维坐标值，确定整平挖斗的位置和形态；

7)、在步骤6）的基础上，绘画出整平机整平挖斗作业的轨迹线D；

8）、三维坐标系中实时显示水面线A、实际的水底高程线B、设计高程线C和整平机不同时刻的位置和形态以及整平机整平挖斗轨迹线D。

本发明所提供的水下基床抛石整平船，通过定位机构能够准确进行定位，整个定位过程由机械自动化完成，在定位过程中根据水下基面的具体情况，分别调整定位桩，在水下基面高低起伏时，也能够使船体保持水平状态；在定位桩底部桩靴和桩尖的作用下，使定位桩能够与水下基面充分接触，能够使船体位置稳定，减小船体受气象、风浪和潮流的影响，且能通过监控系统实时显示水面线、实际的水底高程线、设计高程线和整平机不同时刻的位置和形态以及整平机整平挖斗轨迹线。因此，本发明具有提高水下基床抛石整平机械化程度，以及减小船体受气象、风浪和潮流的影响，可视化程度高、作业操控直观高效的积极效果。

附图说明

附图部分公开了本发明具体是实施例，其中，

图1，本发明结构示意图；

图2，本发明俯视结构示意图；

图3，本发明定位机构结构示意图；

图4，本发明定位机构俯视结构示意图；

图5，本发明犁斗结构示意图；

图6，本发明犁斗俯视结构示意图；

图7，本发明犁斗A-A结构示意图；

图8，本发明监控系统的结构示意图；

图9，本发明监控系统的工作原理图；

图10，本发明显示界面示意图。

具体实施方式

本发明所提供的水下基床抛石整平船，具有船体1、定位机构2和整平机构3，所述的定位机构的结构是，在船体上安装有底座205，底座内穿插定位桩201，底座和定位桩之间有导向角槽206，所述的定位桩上设有锁固通孔212和插拔锁槽213，定位桩底部设有桩靴210，底面设有桩尖211，所述的底座上设有锁固轴204，与上述锁固通孔相配合，所述底座上设有浮起横梁202和固定横梁203，浮起横梁和固定横梁之间设有提升油缸208，所述浮起横梁和固定横梁内分别设有插拔油缸207和插拔锁块209，所述的插拔锁块与插拔锁槽相配合；所述的整平机构，是指安装在作业平台301上的整平机，包括机体302和作业臂架304；机体通过旋转平台303坐落于作业平台上，机体上具有驾驶室，驾驶室内设有操作平台；机体内包括动力液压系统及其操控机构，通过油路作用于作业臂架的液压缸；作业臂架的端部联结整平挖斗305。

上述的整平机，其动力液压系统可以是发动机或电动机与液压站的结合，结构与作业方式，以及与作业臂架的结合、作业臂架的结构，与现有的挖掘机等工程机械基本相似，或者完全可以利用挖掘机代替，是本领域技术人员容易想到和能够实现的，故不作过多说明。

定位桩在工作时，由浮起横梁上的插拔油缸推动插拔锁块进入插拔锁槽内，然后提升油缸工作，将定位桩提起，当提升油缸的油杆伸出到一定位置后，固定横梁上的插拔油杆推动插拔锁块进入插拔锁槽内，浮起横梁上的插拔锁块在插拔油缸的作用下脱离插拔锁槽，提升油缸的油杆缩回，然后，浮起横梁上的插拔油缸推动插拔锁块进入插拔锁槽内，再次重复上述动作。当定位桩处于合适位置时，将锁固轴穿插进锁固通孔内，使定位桩相对于船体固定。

通过定位机构能够准确进行定位，整个定位过程由机械自动化完成，在定位过程中根据水下基面的具体情况，分别调整定位桩，在水下基面高低起伏时，也能够使船体保持水平状态；在定位桩底部桩靴和桩尖的作用下，使定位桩能够与水下基面充分接触，能够使船体位置稳定，减小船体受气象、风浪和潮流的影响。

所述的整平挖斗为犁斗，所述犁斗的结构是，两片犁铧306一端交叉连接固定，通过加强筋307和犁铧支架309固定，所述的犁铧为曲面结构，曲面底部设有刃板310，加强筋上方设有斗耳板308，斗耳板上设有连接孔与三节臂相连接。在整平时采用犁斗，能够将较为坚硬的水下基面破坏然后将其推开，能够提高整平效率。

如图8、图9、图10所示，本发明所提供的监控系统，包括位于船体驾驶室内的主控电脑11、整平机上的控制箱13以及整平机驾驶室内的副控电脑12，还包括GPS定位器4、倾斜仪5和测深仪6，其中，GPS定位器分别设置在整平机驾驶室内以及整平机的第一节动臂上，倾斜仪分别设置在整平机驾驶室内、整平机的每节动臂以及整平挖斗上，测深仪安装在整平机整平挖斗上；所述的控制箱具有壳体，壳体采用防雨材质制作，壳体内设有电源控制机构14和信号传输机构，电源控制机构为本系统提供工作电源，包括12V稳压电源以及电源控制开关，所述的信号传输机构包括依次联结的串口服务器7、适配器8以及第一无线AP装置9，串口服务器设有与GPS定位器、倾斜仪和测深仪相匹配的信号传输端口，主控电脑通过电缆外接第二无线AP装置10。

显然，所述的主控电脑、副控电脑中安装有监控软件，以实现以下步骤：

3）、由测深仪测得的三维坐标值确定实际的水底高程线B；

7)、在步骤6）的基础上，绘画出整平机整平挖斗作业轨迹线D；

8）、三维坐标系中实时显示水面线A、实际的水底高程线B、设计高程线C和整平机不同时刻的位置和形态以及整平机整平挖斗作业轨迹线D，方便驾驶员对整平机的控制和作业。

本发明的监控系统，主要由数据采集、数据传输、数据处理、显示终端等构成，所用数据采集传感器均为现成的产品，数据传输采用常用的无线传输方式，数据处理也是针对所采集数据进行的常规运算，本领域技术人员能够根据本发明提供的技术方案不需要创造工作即可完成编程工作，因此不作过多说明。

Claims

1.一种水下基床抛石整平船，具有船体（1）及驾驶室、定位机构（2）、整平机构（3）和监控系统，其特征在于，所述的定位机构包括4根定位桩（201），船体的艉部与艏部各布置2根；所述的整平机构是指安装在船体艏端作业平台上的整平机，包括机体（302）和作业臂架（304）；所述的作业臂架由首尾依次联结的至少三节动臂构成；机体通过旋转平台（303）坐落于作业平台（301）上，机体上具有驾驶室，机体包括动力液压系统及其操控机构，通过油路作用于作业臂架的液压缸；作业臂架的端部联结安装整平挖斗（305）；所述的监控系统，包括位于船体驾驶室内的主控电脑（11）、整平机上的控制箱（13）以及整平机驾驶室内的副控电脑（12），还包括GPS定位器（4）、倾斜仪（5）和测深仪（6），其中，GPS定位器分别设置在整平机驾驶室内以及整平机的第一节动臂上，倾斜仪分别设置在整平机驾驶室内、整平机的每节动臂以及整平挖斗上，测深仪安装在整平机整平挖斗上；所述的控制箱内设有电源控制机构（14）和信号传输机构，所述的信号传输机构包括依次联结的串口服务器（7）、适配器（8）以及第一无线AP装置（9），串口服务器设有与GPS定位器、倾斜仪和测深仪相匹配的信号传输端口，主控电脑通过电缆外接第二无线AP装置（10）。

2.根据权利要求1所述的水下基床抛石整平船，其特征还在于，所述的定位桩与船体的装配是这样实现的：在船体上安装有底座（205），底座内穿插定位桩（201），底座和定位桩之间有导向角槽（206），所述的定位桩上设有锁固通孔（212）和插拔锁槽（213），定位桩底部设有桩靴（210），底面设有桩尖（211），所述的底座上设有锁固轴（204），与上述锁固通孔相配合，所述底座上设有浮起横梁（202）和固定横梁（203），浮起横梁和固定横梁之间设有提升油缸（208），所述浮起横梁和固定横梁内分别设有插拔油缸（207）和插拔锁块（209），所述的插拔锁块与插拔锁槽相配合。

3.根据权利要求1所述的水下基床抛石整平船，其特征还在于，所述的整平挖斗为犁斗，所述犁斗的结构是：两片犁铧（306）一端交叉连接固定，通过加强筋（307）和犁铧支架（309）固定，所述的犁铧为曲面结构，曲面底部设有刃板（310），加强筋上方设有斗耳板（308），斗耳板上设有连接孔与作业臂架相连接。

4.一种基于权利要求1所述的水下基床抛石整平船的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、建立三维坐标系，并在坐标系中设定水面线（A）、设计高程线（C）；

3）、由测深仪测得的三维坐标值确定实际的水底高程线（B）；

7)、在步骤6）的基础上，绘画出整平机整平挖斗作业的轨迹线（D）；

8）、三维坐标系中实时显示水面线（A）、实际的水底高程线（B）、设计高程线（C）和整平机不同时刻的位置和形态以及整平机整平挖斗轨迹线（D）。