CN106968250B - 一种基于无人船的打桩装置及打桩方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于无人船的打桩装置，包括：无人船船体、抬起装置、打桩装置和送桩杆装置；所述抬起装置上设置有第一驱动装置、第五驱动装置；所述打桩装置设置有第二驱动装置、第三驱动装置；所述送桩杆装置设置有第四驱动装置；所述中央控制器连接和控制所述传感器、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置、第五驱动装置。本发明将无人船技术应用到海上养殖业，减少了渔民海上作业的危险性，同时提高了海上作业的效率。

Description

一种基于无人船的打桩装置及打桩方法

技术领域

本发明涉及无人船打桩设备技术领域，具体来说，涉及一种基于无人船的打桩装置及打桩方法。

背景技术

在海上农业中，我国是紫菜生产大国，产量占世界第一位，目前国内外紫菜养殖的主要方式有支柱式养殖、半浮动筏式养殖(潮间带筏式养殖)和全浮动筏式养殖(浮流养殖)三种养殖方式。插杆式养殖汲取并综合了以上技术的优点，具有抗病烂、高产优质及养殖设施结构合理的优点，所以在养殖紫菜过程中需要人员进行大量桩杆入泥的工作。

此外，随着我国渔业发展战略由捕捞为主转为以养殖为主，我国的海、淡水网箱养殖正呈快速发展趋势。特别是在海水养殖中，已从近岸和港湾的小网箱养殖发展到外海深水养殖；单个网箱的养殖容积从几十立方米发展到几百立方米至上千立方米；养殖水域的水深从几米向外延伸到20～30米水域，对网箱锚泊固定系统的要求也越来越高，需要根据情况进行桩杆固定。现有的海上打桩机一般为大型机械，用于海上建设、采油等大型项目。现有海上养殖业中存在紫菜插杆机(孙庆海、林叔森、孙园园等，紫菜插杆养殖技术与紫菜插杆机现代渔业信息,2011,26(3):26-29):插杆机与机船合一，插杆机船为平底泡沫5匹马力机动船，长lOm，宽2m，船头居中，开长1.5m，宽30cm下杆槽。离槽顶30cm处安放控制闸，槽后设置滑轮.插杆船右侧安装8匹马力柴油机，外置卷筒，卷筒中线对滑轮。牵引绳末端为吊钩，连接插杆上活络绳，牵引绳通过滑轮连接柴油机外置卷筒，收紧牵引绳，动力最终通过牵引绳将插杆竹压插入泥底，一般提升活络绳结l-2次，插杆竹都可以达到要求的人泥深度。该插杆机采用柴油机提供动力，但是需要人工进行送桩杆、压杆和提升活络绳的动作，且扦插的深度需要人工控制，下压过程存在能量浪费，因此不适用于大规模生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种智能化基于无人船的打桩装置及打桩方法。

本发明的技术方案可以通过以下技术措施来实现：

一种基于无人船的打桩装置，包括设置于无人船船体上的船载系统和用于远程监测和控制所述船载系统的地面控制中心，所述船载系统包括：

对称设置于所述船体头部，用于将桩杆由水平状态抬起至垂直状态的两个抬起装置、固定于所述抬起装置上部的船体上，用于夹持并向下移动桩杆的打桩装置、与所述船体之间设置有连接通道，用于运载桩杆并将所述桩杆送至所述抬起装置的送桩杆装置、设置于所述船体内部，用于建立地面控制中心与所述抬起装置、打桩装置、送桩杆装置之间通信连接的中央控制器；所述抬起装置连接用于驱动所述抬起装置在垂直平面转动的第一驱动装置，第一驱动装置安装在滑槽内且与用于驱动第一驱动装置水平面横移的第五驱动装置连接；所述打桩装置设置有用于驱动所述打桩装置部件做垂直方向和水平方向移动的第二驱动装置、第三驱动装置；所述送桩杆装置设置有用于驱动所述送桩杆装置做送桩杆运动的第一传动带和第四驱动装置。

优选地，所述船体尾部设置有上端开口的桩杆槽，所述抬起装置可旋转地固定于所述桩杆槽内并与所述桩杆槽的方向平行；所述抬起装置包括圆筒状的抬起中段和分别设置于所述抬起中段两侧且呈圆弧槽状的抬起前段、抬起后段，同时，所述抬起前段和抬起后段分别连接于所述抬起中段的下部和上部，所述抬起中段设有转轴，与所述第一驱动装置通过联轴器连接。

优选地，所述中央控制器信号连接用于感应桩杆在抬起装置中位置的光电开关、用于感应抬起装置旋转角度的两个接近开关、用于检测夹持桩感压力的压力传感器、用于检测第二驱动装置电流的电流表、用于检测第二驱动装置位置的光电编码器，所述中央控制器还信号连接和控制所述第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置、第五驱动装置、第一传送带。

优选地，所述打桩装置包括固定于所述船体上的底座和两个固定于所述底座两端可沿所述底座相向运动的夹持伸缩机构，所述夹持伸缩机构包括一垂直于所述船体的伸缩杆和固定于所述伸缩杆上平行于所述船体的夹持杆，所述夹持杆上设置有弧形槽。

优选地，所述送桩杆装置包括开放的载物仓和设置于所述载物仓底部的第一传送带和载物仓侧面的第二传送带，所述载物仓的前端连接桩杆槽，所述桩杆通过所述桩杆槽进入所述抬起装置。

优选地，所述桩杆槽位于所述第二传送带的延长线上，且所述第二传送带和桩杆槽的宽度分别大于和小于所述桩杆的直径。

优选地，所述船载系统还包括：用于提供无人船前行动力的船体驱动装置、用于监控所述船载系统运行的监控设备、用于跟踪无人船实时位置的定位装置、用于监测水底障碍物的避障装置、用于与地面控制中心进行通讯的通信装置，所述船体驱动装置、监控设备、定位装置、避障装置、通信装置均连接所述中央控制器。

一种利用无人船进行打桩作业的方法，采用上述打桩装置，其作业流程如下：

(1)，地面控制中心制定打桩路线和打桩工作流程，并将工作流程进行解析，生成流程指令，包括行驶指令、送桩杆指令、抬起指令、打桩指令和切割指令；

(2)，无人船中央控制器通过数字电台和GPS通讯系统接收来自地面控制中心的行驶指令，并驱动船体驱动装置，自起航点驶向起始打桩位置；

(3)，中央控制器实时整理无人船的行驶状态信息，并发送到地面控制中心，地面控制中心整合无人船行驶状态信息，对行驶路线进行实时优化，调整行驶指令，中央控制器根据指令驱动转向装置调整行驶方向；

(4)，无人船行驶到指定位置后，地面控制中心发出送桩杆指令，送桩杆装置启动，带动桩杆向抬起装置移动；

(5)，桩杆穿过抬起装置，并被光电开关感应，将感应信号发送到中央控制器，中央控制器发出送桩杆动作停止指令，同时向地面控制中心请求抬起指令；

(6)，中央控制器接收地面控制中心的抬起指令，抬起装置启动，夹紧桩杆，带动桩杆旋转，直至抬起角度达到90°，抬起动作停止，并向地面控制中心请求打桩指令；

(7)，中央控制器接收地面控制中心控制指令，发出打桩指令；

(8)，打桩装置启动，夹持桩杆，抬起装置松开桩杆，由打桩装置带动桩杆向下移动，直到打桩深度达到需求值或打桩负荷超过阈值；

(9)，打桩动作完成后，打桩装置、抬起装置反向运动，并退回到初始位置，无人船当前位置作为下一次打桩作业的起航点。

本发明的有益效果是：将无人船技术应用到海上养殖业，减少了渔民海上作业的危险性，同时提高了海上作业的效率，适用于大规模打桩作业。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明一种基于无人船的打桩装置的结构俯视图；

图2是本发明一种基于无人船的打桩装置的结构侧视图；

图3是本发明一种基于无人船的打桩装置的抬起装置结构示意图；

图4是本发明一种基于无人船的打桩装置的抬起装置A-A面侧视结构示意图；

图5是本发明一种基于无人船的打桩装置的抬起装置正视结构示意图；

图6是本发明一种基于无人船的送桩装置的抬起装置正视结构示意图；

图7是本发明一种基于无人船的打桩装置的地面控制中心与船载系统的连接示意图；

图8是本发明一种基于无人船的打桩装置的船载系统对船体驱动装置的控制结构示意图；

图9是本发明一种基于无人船的打桩装置的船载系统的控制结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面将进一步阐述本发明的具体实施例。

如图1-9所示，一种基于无人船的打桩装置，包括设置于无人船船体1上的船载系统6和用于远程监测和控制所述船载系统6的地面控制中心5，所述船载系统6包括打桩装置3、送桩杆装置4、中央控制器66及两个对称设置的抬起装置2；所述抬起装置2上设置有第一驱动装置26、第五驱动装置45；所述打桩装置3设置有第二驱动装置33、第三驱动装置34；所述送桩杆装置4设置有第四驱动装置44。地面控制中心5与所述抬起装置2、打桩装置3、送桩杆装置4之间通过中央控制器66通信连接。

所述抬起装置2分别设置在无人船船头对称设置的平台7上，平台7之间的间距大于桩杆直径，用于感应桩杆位置的光电开关25对称设置在连接平台7的支杆8上，光电开关25，通过检测桩杆对光束的遮挡检测桩杆位置，并将开关量信号输出给中央控制器66。所述船体1中部设置有上端开口的桩杆槽43，所述抬起装置2与所述桩杆槽43的方向平行。所述抬起装置2包括半圆筒状的抬起中段21(为空心半圆柱体用于桩杆穿过)和分别连接于所述抬起中段21两端且呈1/4圆弧的槽状抬起前段22、抬起后段23，同时，所述抬起前段22和抬起后段23分别设置于所述抬起中段21的下部和上部，其圆弧槽的开口方向相对。所述抬起中段21的转轴24通过联轴器连接第一驱动装置26一侧，并通过第一驱动装置26的作用实现抬起装置2的旋转，所述第一驱动装置26优选地为柱塞式低速双向大转矩液压马达系统，第一驱动装置26设置于平台7表面的滑道71上，第一驱动装置26另一侧焊接第五驱动装置45，优选地第五驱动装置45为电动液压顶，第五驱动装置45驱动对称设置在平台7上的抬起装置2，夹持穿过抬起装置的桩杆，所述船体1上位于第一驱动装置26的侧面还设有两个接近开关72，用于感应抬起装置2的转动角度，所述第一驱动装置26与光电开关25、接近开关72均信号连接所述中央控制器66。

所述抬起装置2的初始位置为水平方向，当光电开关25感应到桩杆穿出抬起后段23遮挡光束后，向中央控制器66发出开关量信号，中央控制器66设有计时单元，中央控制器66计算开关信号持续时间超过阀值t后向第四驱动装置44所属继电器组发出指令，第四驱动装置44驱动停止送桩运动，同时向地面控制中心请求抬起指令，中央控制器接收地面控制中心的抬起指令，然后向第五驱动装置45所属继电器组发出指令，驱动抬起装置2夹紧桩杆，最后向第一驱动装置26所属继电器组发出指令，驱动第一驱动装置26旋转，带动转轴24转动，抬起前段22给桩杆提供向上的作用力，同时抬起后段23对桩杆提供向下的压力，将桩杆由水平位置带动至垂直位置。所述抬起装置2的旋转角度为90°，所述转轴24设有具有限位作用的方形或多边形撞击接近开关72产生开关量信号，中央控制器66接收接近开关72的开关量信号后控制第一驱动装置26停止转动，并向地面控制中心请求打桩指令，中央控制器接收地面控制中心的打桩指令，并向第五驱动装置45所属继电器组发出指令，驱动打桩装置启动夹紧桩杆，然后驱动抬起装置2松开桩杆。

所述打桩装置3包括固定于所述船体1上的底座31和两个固定于所述底座31两端可沿所述底座31相向运动的夹持伸缩机构32。所述夹持伸缩机构32包括一垂直于所述船体1的伸缩杆321和固定于所述伸缩杆321上且平行于所述船体1表面的夹持杆322，所述夹持杆322上设置有弧形槽323。所述夹持伸缩机构32沿所述桩杆槽11对称设置，且所述夹持杆322的弧形槽323位于所述抬起中段21转轴24的正上方。

所述伸缩杆321由第二驱动装置33驱动实现垂直伸缩，所述夹持伸缩机构32由第三驱动装置34驱动实现相向运动。所述夹持杆322的弧形槽323内设置有压力感应器，所述压力感应器连接中央控制器66，向中央控制器66输出模拟电压信号。

当中央控制器接收地面控制中心打桩指令，第三驱动装置34驱动两个夹持伸缩机构32相向运动，两个弧形槽323靠拢并卡紧桩杆，压力感应器感应对所夹持桩杆施加的夹持压力，并向中央控制器66反馈力信号，当夹持压力超过预定值，使第三驱动装置34停止驱动，此时第二驱动装置33开始驱动两伸缩杆321向下运动，两个伸缩杆321的上下伸缩运动始终保持同步，带动桩杆下降并插入海底。第二驱动装置33上设有光电编码器和对应的光栅尺，光电编码器为直线增量式，用于检测第二驱动装置33的垂直位置，并将方向信号和倍频细分信号，输出给中央控制器66，用于判断桩杆插入深度。桩杆向下运动，并插入海底泥土，中央控制器66发出指令，第二驱动装置33上的直线增量式光电编码器和对应的光栅尺计算桩杆的插入深度。当伸缩杆321向下运动到最低高度，第三驱动装置34开始驱动两个夹持伸缩机构32反向运动一定距离，第二驱动装置33驱动伸缩杆321伸长到原始高度，夹持伸缩机构32再次靠拢并卡紧桩杆，以此循环若干周期，直到桩杆的插入深度达到设定值。由于插入泥土之时夹持杆322给予桩杆的下压力发生较大变化，中央控制器66采集检测第二驱动装置33电流信号的电流表39，当电流超过额定电流，且桩杆插入深度未达到设定值时，中央控制器66向第二驱动装置33所属继电器发出指令，停止第二驱动装置33运动，并向第三驱动装置33所属继电器发出指令，驱动两个夹持伸缩机构32松开桩杆，所述送桩杆装置4包括船型的开放载物仓41和设置于所述载物仓41底部的第四驱动装置44优选履带、和设置于载物仓41侧面的第二传送带42，打桩装置、抬起装置反向运动，并退回到初始位置。所述第二传送带42的宽度小于桩杆的直径，如此一次推动一根桩杆运动。所述载物仓41的前端设置有上端开口的桩杆槽43，所述桩杆槽43位于所述第二传送带42的延长线上，当第二传送带42推动桩杆前进时，桩杆即通过桩杆槽43进入抬起装置2，桩杆槽43的宽度大于桩杆的直径，以为送桩杆装置4和船体1提供一定的偏转空间。

所述第二传送带42通过第四驱动装置44驱动，可通过在中央控制器66中编制程序，设置定时驱动或者通过无人船的定位装置63设置定点驱动。

第四驱动装置44位于载物仓41底部，桩杆在自然状态下往载物仓41底部集中，第二传送带42宽度小于桩杆直径，即传送带一次只能传送一根桩杆，当抬起装置2完成一次工作循环，旋转回水平位置，且光电开关未被遮挡光束，中央控制器66接收地面控制中心5发出的送桩杆指令，第四驱动装置44，使桩杆脱离载物仓41，第二根桩杆与第二传送带42接触，进入送杆程序。

所述船体驱动装置61包括设置于船体1中部的旋转桨叶、驱动所述桨叶旋转的桨叶电机和用于调整所述旋转桨叶运动方向的转向电机。

所述监控设备62包括设置于所述船体1上部，用于监控所述送桩杆装置4、抬起装置2、打桩装置3作业的水上监控装置以及设置于船体1底部，用于监测水下障碍物以及桩杆插入深度的水下监控装置。

所述定位装置63包括GPS全球定位系统。

所述避障装置64为超声波探测器。

所述通信装置65包括GPS信号接收器和无线通信模块。

所述中央控制器66安装于无人船船体1内部，并连接所述光电开关25、液压马达系统26、接近开关、第二驱动装置33、第三驱动装置34、第四驱动装置44以及船体驱动装置61、监控设备62、定位装置63、避障装置64、通信装置65。

所述中央控制器66实时整理船体驱动装置61、监控设备62、定位装置63、避障装置64的状态信息，并通过通信装置65发送到地面控制中心5，同时通过通信装置65接收来自地面控制中心5的控制指令。

所述中央控制器66实时接收光电开关25、接近开关72的开关量信号以及压力传感器、电流表模拟量信号和光电编码器的脉冲信号，中央控制器66还采集第一驱动装置26、第二驱动装置33、第三驱动装置34、第四驱动装置44、第五驱动装置45、第二传送带42的开关量信息，并通过通信装置65发送到地面控制中心5，同时通过通信装置65接收来自地面控制中心5的控制指令，控制第一驱动装置26、第二驱动装置33、第三驱动装置34、第四驱动装置44、第五驱动装置45、第二传送带42产生相应的运动。

所述地面控制中心5以接入Internet的PC组成，主要完成对无人船船体1的位置和速度信息进行实时显示，并能够向无人船船载系统6发送控制命令。地面控制中心5对基于无人船的打桩装置3的控制主要表现为远程监测和远程控制，因此控制系统必须能够实现远程数据通信功能。远程通信是指在连接的系统间，将传统的信息形式，如声音、图像、数据等信息通过模拟或者数字信号的调制技术实现信息的交换。

本发明为实现远程通信功能，采用将传统的Internet互联网和无线通信相结合的方式作为实现地面控制中心5和船载系统6的远程通信手段。地面控制中心5接入网络，船载系统6接入网络，通过协议实现两系统之间的数据通信功能。

为实现无人船的的定位功能，本发明釆用GPS定位方式，GPS除能进行位置定位外还能够计算船体1速度信息。船载系统6定位装置63采用GPS信号接收器，通过接收GPS信号并进行解析进而实现定位功能，地面控制中心5与船载系统6的连接示意图如图3所示。

为实时显示船体1位置信息，地面控制中心5通过接收船载系统6发送过来的位置信号将船体1位置信息在电子地图中进行实时显示。本申请所采用电子地图用mapx编写，通过图层操作将船体1位置实时显示在电子地图中。

为实现控制命令发送功能，地面控制中心5建立GUI，GUI面板有控制命令按钮，如“启动”、“停止”、“加速”、“左转”、“送桩杆”、“打桩”等控制按钮，操作人员通过点击不同的按钮后地面控制中心5通过远程通信向船载系统6发送控制命令。

本申请中央控制器66选择的处理器是ARM-Cortex M3系列的stm32F103C8T6芯片，芯片尺寸为7*7mm，最高工作频率72MHz，配置有128k的闪存和20k的SRAM等高速存储器。此芯片配有48个数量高达个功能强大的I/O端口，所有外设都与两条APB总线相连，数据交换速度极快。选择GTM900作为船载系统6的无线通信模块，通过通信模块接入GPRS网络从而实现船载系统6与陆基控制系统的远程数据通信。选择G591芯片作为GPS信号接收器。船载系统6集成G591GPS信号接收器、GTM900通信模块、stm32F103C8T6及其他功能芯片，如LM2941可调线性稳压电源芯片、MAX3232RS232接口电压转换芯片等。图4为船载系统6对船体驱动装置61的控制结构示意图，G591模块、GTM900模块分别通过串口3和串口2(即USART3和USART2)与stm32F103C8T6芯片建立通信；stm32F103C8T6通过串口1连接RS232接口，通过RS232接口可与PC连接进行嵌入式程序下载；stm32F103C8T6通过I/O口向MQ-2电机驱动模块发送控制字，MQ-2判断接收到的控制字对电机转速和转向进行控制；电机轴连接测速码盘，MC-2光电测速模块通过测速码盘获得脉冲数并通过I/O口发送给stm32F103C8T6。

其他受控模块如第一驱动装置26、第二驱动装置33、第三驱动装置34、第四驱动装置44、第五驱动装置45、第二传送带42以及转向装置、定位装置63、避障装置64、通信装置65的控制方式与船体驱动装置61相似。船载系统6的控制结构示意图如图5所示。

作为本发明的另外一种实施方式，所述的夹持伸缩机构32还可以采用带有驱动装置的滚轮形式，滚轮对称安装于两个相向的夹持杆322上，两侧滚轮的运动方向相反，用于夹持桩杆向下运动。

作为本发明的另外一种实施方式，所述的第二驱动装置33还可以采用柴油锤式打桩机或静力压桩机，用于使桩杆向下运动。

作为本发明的另外一种实施方式，所述无人船底部设置有切割装置67，所述切割装置67连接第六驱动装置，所述第六驱动装置连接中央控制器66，并由所述中央控制器66驱动，所述切割装置67用于根据需要对桩杆进行切割。

作为本发明的另外一种实施方式，所述载物仓41底部用于向无人船输送桩杆的第二传送带42也可采用气缸、液压缸等代替，采用气缸或液压缸时，其设置于载物仓41的一端，推动桩杆向桩杆槽43运动。

在利用本发明的基于无人船的打桩装置3进行打桩作业时，步骤如下：

1，地面控制中心5制定打桩路线和打桩工作流程，并将工作流程进行解析，生成流程指令，包括行驶指令、送桩杆指令、抬起指令、打桩指令和切割指令；

2，无人船中央控制器66通过数字电台和GPS通讯系统接收来自地面控制中心5的行驶指令，并驱动船体驱动装置61，自起航点驶向起始打桩位置；

3，中央控制器66实时整理定位装置63、避障装置64的行驶状态信息，并通过数字电台和GPS通讯系统发送到地面控制中心5，地面控制中心5整合无人船行驶状态信息，对行驶路线进行实时优化，实时调整行驶指令，并经由数字电台和GPS通讯系统发送到中央控制器66，中央控制器66根据指令驱动转向装置调整行驶方向；

4，无人船行驶到指定位置后，地面控制中心5发出送桩杆指令，第四驱动装置44启动，推动或带动载物仓41内的桩杆向桩杆槽43移动；

5，桩杆在沿桩杆槽43向前方移动的过程中，逐渐接近抬起装置2，位于抬起装置2上的光电开关25感应到桩杆进入，将感应信号通过数字电台和GPS通讯系统发送到地面控制中心5，地面控制中心5发出抬起指令，同时送桩杆动作停止；

6，中央控制器66接收到抬起指令，第一驱动装置26启动，抬起装置2开始旋转，带动桩杆旋转，直至抬起角度达到90°，抬起动作停止；

7，打桩动作完成后，第三驱动装置34和第二驱动装置33、第一驱动装置26反向驱动，使夹持伸缩机构32和抬起装置2退回到初始位置，无人船当前位置作为下一次打桩作业的起航点。

综上所述，本发明一种基于无人船的打桩装置3：

1，采用GPS定位及无线通信等技术实现无人船的地面控制，满足复杂打桩作业要求的同时减少了渔民海上作业的危险性；

2，抬起装置2采用液压马达驱动，低速、高转矩、双向转动、惯性小，通过光电开关检测桩杆在抬起装置2两侧的位置分布，更高效的将桩杆移动至垂直位置，桩杆定位精度和桩杆定位效率高于传统塔吊式打桩装置；

3，打桩装置3采用多次循环的方式打桩，打桩深度可控，打桩精度更高，能够满足不同的打桩深度要求；

4，送桩杆装置4与打桩装置3配合使用，一次航行能够完成多根桩杆的打桩作业。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种基于无人船的打桩装置，其特征在于，包括设置于无人船船体上的船载系统和用于远程监测和控制所述船载系统的地面控制中心，所述船载系统包括：

对称设置于所述船体头部，用于将桩杆由水平状态抬起至垂直状态的两个抬起装置、

固定于所述抬起装置上部的船体上，用于夹持并向下移动桩杆的打桩装置、

用于运载桩杆并将所述桩杆送至所述抬起装置的送桩杆装置、

设置于所述船体内部，用于建立地面控制中心与所述抬起装置、打桩装置、送桩杆装置之间通信连接的中央控制器；

所述抬起装置连接用于驱动所述抬起装置在垂直平面转动的第一驱动装置，第一驱动装置安装在滑槽内且与用于驱动第一驱动装置水平面横移的第五驱动装置连接；所述打桩装置设置有用于驱动所述打桩装置部件做垂直方向和水平方向移动的第二驱动装置、第三驱动装置；所述送桩杆装置设置有用于驱动所述送桩杆装置做送桩杆运动的第一传动带和第四驱动装置；

所述船体设置有上端开口的桩杆槽，所述抬起装置与所述桩杆槽的方向平行；所述抬起装置包括半圆筒状的抬起中段和分别连接于所述抬起中段两端且呈1/4圆弧槽状的抬起前段、抬起后段，同时，所述抬起前段和抬起后段分别设置于所述抬起中段的下部和上部，所述抬起中段设有转轴，与所述第一驱动装置通过联轴器连接。

2.根据权利要求1所述的基于无人船的打桩装置，其特征在于：所述中央控制器信号连接用于感应桩杆在抬起装置中位置的光电开关、用于感应抬起装置旋转角度的两个接近开关、用于检测夹持桩感压力的压力传感器、用于检测第二驱动装置电流的电流表、用于检测第二驱动装置位置的光电编码器，所述中央控制器还信号连接和控制所述第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置、第五驱动装置、第一传送带。

3.根据权利要求1所述的基于无人船的打桩装置，其特征在于，所述打桩装置包括固定于所述船体上的底座和两个固定于所述底座两端可沿所述底座相向运动的夹持伸缩机构，所述夹持伸缩机构包括一垂直于所述船体的伸缩杆和固定于所述伸缩杆上平行于所述船体的夹持杆，所述夹持杆上设置有弧形槽。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人船的打桩装置，其特征在于，所述送桩杆装置包括开放的载物仓和设置于所述载物仓底部的第一传送带和载物仓侧面的第二传送带，所述载物仓的前端连接桩杆槽，所述桩杆通过所述桩杆槽进入所述抬起装置。

5.根据权利要求4所述的一种基于无人船的打桩装置，其特征在于，所述桩杆槽位于所述第二传送带的延长线上，且所述第二传送带和桩杆槽的宽度分别小于和大于所述桩杆的直径。

6.根据权利要求1所述的一种基于无人船的打桩装置，其特征在于，所述船载系统还包括：用于提供无人船前行动力的船体驱动装置、用于监控所述船载系统运行的监控设备、用于跟踪无人船实时位置的定位装置、用于监测水底障碍物的避障装置、用于与地面控制中心进行通讯的通信装置，所述驱动装置、监控设备、定位装置、避障装置、通信装置均连接所述中央控制器。

7.一种利用无人船进行打桩作业的方法，其特征在于，采用上述权利要求1-6任一项所述的打桩装置，其作业流程如下：

(1)，地面控制中心制定打桩路线和打桩工作流程，并将工作流程进行解析，生成流程指令，包括行驶指令、送桩杆指令、抬起指令、打桩指令和切割指令；

(2)，无人船中央控制器通过数字电台和GPS通讯系统接收来自地面控制中心的行驶指令，并驱动船体驱动装置，自起航点驶向起始打桩位置；

(3)，中央控制器实时整理无人船的行驶状态信息，并发送到地面控制中心，地面控制中心整合无人船行驶状态信息，对行驶路线进行实时优化，调整行驶指令，中央控制器根据指令驱动转向装置调整行驶方向；

(4)，无人船行驶到指定位置后，地面控制中心发出送桩杆指令，送桩杆装置启动，带动桩杆向抬起装置移动；

(5)，桩杆穿过抬起装置，并被光电开关感应，将感应信号发送到中央控制器，中央控制器发出送桩杆动作停止指令，同时向地面控制中心请求抬起指令；

(6)，中央控制器接收地面控制中心的抬起指令，抬起装置启动，夹紧桩杆，带动桩杆旋转，直至抬起角度达到90°，抬起动作停止，并向地面控制中心请求打桩指令；

(7)，中央控制器接收地面控制中心控制指令，发出打桩指令；

(8)，打桩装置启动，夹持桩杆，抬起装置松开桩杆，由打桩装置带动桩杆向下移动，直到打桩深度达到需求值或打桩负荷超过阈值；

(9)，打桩动作完成后，打桩装置、抬起装置反向运动，并退回到初始位置，无人船当前位置作为下一次打桩作业的起航点。