CN107724396B - 具有浮力调节结构的自动摊铺机系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有浮力调节结构的自动摊铺机系统及其工作方法，其中，具有浮力调节结构的自动摊铺机系统包括：支撑结构，该支撑结构支撑于水底面，所述支撑结构内部具有中空段，且设有连通/封堵所述中空段的阀门；运输结构，所述运输结构滑动连接于所述支撑结构；以及布料结构，所述布料结构连接于所述运输结构，并具有供物料通过的进料口和出料口，所述出料口朝向水底面延伸，所述运输结构带动所述布料结构于所述支撑结构移动，带动所述出料口进行落料。本发明技术方案的自动摊铺机系统于基槽底面落料位置精确，在布料过程中受水流及波浪的影响较小，且该摊铺装置整体尺寸较小，工作条件受工作区域限制小，性价比高。

Description

具有浮力调节结构的自动摊铺机系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及水底摊铺技术领域，特别涉及一种具有浮力调节结构的自动摊铺机系统及其工作方法。

背景技术

沉管隧道的施工方法中，需要先在水底开挖基槽，后续将隧道的管段逐节沉放至预先挖好的水底基槽内，而该作为沉放管段基础的基槽在开挖成型后其底面为凹凸不平的，需要回填石料进行平整，改善地基承载力、控制其相关沉降，使得铺设成型的隧道每节管段受力均匀，使用效果好。

为了提高基槽底面的平整性，现有技术中的作业船一般采用带定位桩的浮式整平船或平台式整平船，该带定位桩的浮式整平船和平台式整平船一般包括一布料管，布料管直接深入到水底，而布料管的整体长度较长，其在水下的部分容易直接受水流及波浪影响，使得整平精度降低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种具有浮力调节结构的自动摊铺机系统，旨在使应用自动摊铺机系统进行水底碎石铺垫的铺设精度高，受水流及波浪影响较小。

为实现上述目的，本发明提出的具有浮力调节结构的自动摊铺机系统，包括摊铺装置，所述摊铺装置包括：

支撑结构，该支撑结构支撑于水底面，所述支撑结构内部具有中空段，且设有连通/封堵所述中空段的阀门；

运输结构，所述运输结构滑动连接于所述支撑结构；以及

布料结构，所述布料结构连接于所述运输结构，并具有供物料通过的进料口和出料口，所述出料口朝向水底面延伸，所述运输结构带动所述布料结构于所述支撑结构移动，带动所述出料口进行落料。

优选地，所述支撑结构包括支撑架和连接于支撑架的多个支撑脚，所述支撑脚支撑于水底面，所述运输结构滑动连接于所述支撑架。

优选地，所述支撑架包括对称设置的两第一横梁、以及对称设置的两第二横梁，两第一横梁与两第二横梁首尾相连，多个所述支撑脚对称设置于两所述第一横梁和/或两所述第二横梁，所述中空段设于所述第一横梁和/或所述第二横梁内部，所述支撑架还包括导轨结构，所述导轨结构设于所述第一横梁和/或所述第二横梁，所述运输结构滑动连接于所述导轨结构。

优选地，所述轨道结构设于所述第二横梁，所述第二横梁设有密封的辅助中空段。

优选地，每一第二横梁均包括两中空段，和位于两中空段之间的一辅助中空段，两中空段分别临近一第二横梁的两端，所述第一横梁或第二横梁设有连通/封堵所述中空段的阀门。

优选地，每一第一横梁内也设有中空段，该中空段沿第一横梁的长度方向延伸至整个第一横梁，所述第一横梁或第二横梁设有连通/封堵该中空段的阀门；或，第一横梁内的中空段连通第二横梁内相邻的中空段。

优选地，所述轨道结构包括：

两横向导轨，两所述横向导轨沿所述第二横梁的长度方向分别布设于两所述第二横梁；

移动桥，所述移动桥沿其长度方向连接两横向导轨，并沿所述横向导轨的长度方向运动；以及

两纵向导轨，两纵向导轨沿所述移动桥的长度方向布设于所述移动桥，所述运输结构连接于两纵向导轨，并沿纵向导轨的长度方向运动；

所述移动桥内设有密封的辅助中空段。

优选地，所述支撑结构还包括凸设于所述支撑架背离水底面一侧的浮力柱，所述浮力柱内设有密封的辅助中空段。

优选地，还包括设于水面上的工作台，所述工作台设有主控器，所述主控器与所述摊铺装置的运输结构电性连接，控制所述运输结构驱动所述布料结构于所述支撑结构运动，带动所述出料口进行摊铺。

优选地，所述自动摊铺机系统还包括落料斗和布料管，所述落料斗设于所述工作台，所述布料管的一端连通所述落料斗，另一端连通布料结构的进料口，所述主控器电连接所述落料斗或布料结构；

且/或，所述自动摊铺机系统还包括收放结构，所述收放结构包括驱动件和与该驱动件连接的连接件，所述驱动件连接于所述工作台，所述连接件可拆卸连接所述支撑结构，所述主控器电连接所述驱动件，控制所述驱动件于所述连接件连接所述支撑结构时，移动所述支撑结构至指定位置；

且/或，所述布料结构还设有检测件，所述检测件对水底面的平坦值信息进行检测；

且/或，所述主控器电性连接所述阀门，控制开启或关闭所述阀门。

本发明还提出一种具有浮力调节结构的自动摊铺机系统的工作方法，包括以下步骤：

提供如上述的具有浮力调节结构的自动摊铺机系统；

所述主控器获取待摊铺区域的第一平坦值信息，根据该第一平坦值信息通过预设算法计算得到每一区块的落料量；

主控器控制所述落料斗或布料结构对每一区块按照该区块相对应的落料量进行落料。

优选地，当所述布料结构设有检测件时，所述“主控器控制所述落料斗或布料结构对每一区块按照该区块相对应的落料量进行落料”的步骤之后，还包括：

所述主控器控制所述检测件获取待摊铺区域的第二平坦值信息，并将该第二平坦值信息反馈至主控器，主控器根据该第二平坦值信息控制所述落料斗或布料结构对所述待摊铺区进行刮平。

本发明技术方案的自动摊铺机系统的摊铺装置由支撑结构支撑于水底面，运输结构滑动连接于支撑结构，该支撑结构对运输结构的运动轨迹提供了支撑和引导，使得该运输结构能够在距离水底面相对较近的位置运动，布料结构连接该运输结构，使得布料结构在该运输结构的驱动下也能在距离水底面较近的位置运动，物料由该布料结构的进料口输入，并由出料口输出，该出料口朝向水底面延伸，由于布料结构距离水底面较近，由出料口输出的物料经过较短的距离即可落至水底面指定位置，整个落料过程几乎不受水流的影响，从而使物料于水底面铺设位置精确，且该自动摊铺机系统能够适用于不同的水深要求，适用范围广。

进一步地，支撑结构内部具有中空段，且设有连通/封堵中空段的阀门，通过该阀门可以向中空段内充水或放水，从而形成浮力调节结构，对支撑结构的浮力进行调节，便于对摊铺装置进行下沉，上浮和拖行的操作。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明具有浮力调节结构的自动摊铺机系统一实施例的结构示意图；

图2为图1中自动摊铺机系统的摊铺装置的部分结构示意图；

图3为本发明具有浮力调节结构的自动摊铺机系统另一实施例的结构示意图；

图4为图1中自动摊铺机系统中支撑结构连接于收放结构的示意图；

图5为图1中支撑结构由收放结构吊起的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1至图5，本发明提出一种具有浮力调节结构的自动摊铺机系统100，包括摊铺装置10，摊铺装置10包括：

支撑结构11，该支撑结构11支撑于水底面，支撑结构11内部具有中空段40，且设有连通/封堵中空段40的阀门(未图示)；

运输结构13，运输结构13滑动连接于支撑结构11；以及

布料结构155，布料结构155连接于运输结构13，并具有供物料通过的进料口1551和出料口1553，出料口1553朝向水底面延伸，运输结构13带动布料结构155于支撑结构11移动，带动出料口1551进行落料1553。

本发明技术方案的自动摊铺机系统100的摊铺装置10由支撑结构11支撑于水底面，运输结构13滑动连接于支撑结构11，该支撑结构11能够限制运输结构13的运动轨迹，且使得该运输结构13能够在距离水底面相对较近的位置运动，布料结构155连接该运输结构13，使得布料结构155在该运输结构13的驱动下也能在距离水底面较近的位置运动，物料由该布料结构155的进料口1551输入，并由出料口1553输出，该出料口1553朝向水底面延伸，由于布料结构155距离水底面较近，由布料结构155输出的物料经过较短的距离即可落至水底面指定位置，整个落料过程几乎不受水流的影响，从而使物料于水底面铺设位置精确。

进一步地，该自动摊铺机系统100直接在水下完成落料、摊铺工作，而传统的带定位桩的浮式整平船或平台式整平船的工作平台位于水面或水面以上，都需要随水深进行相关结构的调节，而本申请的自动摊铺机系统100能够适用于不同水深的要求，适用性广泛。

更进一步地，支撑结构11内部具有中空段40，且设有连通/封堵中空段40的阀门，通过该阀门可以向中空段40内充水或放水，从而形成浮力调节结构，对支撑结构11的浮力进行调节，便于对摊铺装置10进行下沉，上浮和拖行等操作。

本发明一实施例中，支撑结构11包括支撑架113和连接于支撑架113的多个支撑脚16，支撑脚16支撑于水底面，运输结构13滑动连接于支撑架13。

本发明实施例中，支撑架113的下表面与水底面的距离范围为800mm～2800mm，使得布料结构155的出料口1553与水底面的距离范围为0mm～2000mm。该尺寸范围下，自动摊铺机系统100工作时，支撑架113位于水面以下，且距离水底面较近，使得滑动连接于支撑架113上的运输结构13和连接于运输结构13的布料结构155距离水底面较近，布料结构155于支撑架113移动过程中输出的物料运输距离较短，因此输出过程受水流的影响较小，落料准确。

支撑脚16包括驱动部162、连接部163、以及支脚161，连接部163连接支撑架113，支脚161支撑于水底面，驱动部162连接连接部163和支脚161，并驱动连接部163相对支脚161上下运动，以调节支撑架113于水底面的高度。该驱动部162为液压驱动结构，具体包括相套接的液压筒和活塞杆，液压筒固定连接连接部163，活塞杆固定连接支脚161，液压筒和活塞杆相对运动的过程中，能够调节支撑架113相对水底面的高度。

也就是在支撑脚16的调节下，支撑架113与水底面(也就是基槽底面)的距离可以在800mm～2800mm之间进行调节，从而使得布料结构155的出料口1553距离水底面的距离在0mm～2000mm可调。

本发明一实施例中，支撑架113包括对称设置的两第一横梁1131、以及对称设置的两第二横梁1133，两第一横梁1131与两第二横梁1133首尾相连，多个支撑脚16对称设置于第一横梁1131和/或第二横梁1133，中空段40设于第一横梁1131和/或第二横梁1133内，支撑架113还包括导轨结构20，导轨结构20设于第一横梁1131和/或第二横梁1133，运输结构13滑动连接于导轨结构20。

导轨结构20能够限制运输结构13按一定的轨迹运动，从而使布料结构155将物料于该导轨结构20所能达到区域内均匀的进行铺设。导轨结构20的结构和形状决定了布料结构155落料的轨迹，可以根据不同的需求改变该导导轨结构20的结构及形状，使得该自动摊铺机系统100能够适应不同的工作需求。导轨结构20设置的合理性能够影响到水底面碎石铺设的平整性，因此在导轨结构20的限制下运输结构13所行走的轨迹与布料结构15的出料口1553形状以及落料量需要达到良好的配合，以使待铺设区域的水底面达到所需要的成型效果。

第一横梁1131的延伸方向与基槽的长度方向一致，第二横梁1133的延伸方向与基槽的宽度方向一致，也就是第一横梁1131与第二横梁1133相互垂直，支撑架113围合形成一个矩形区域，利用该自动摊铺机系统100进行一次摊铺能够铺设该支撑架113覆盖的一矩形面积。

由于该摊铺装置10的大部分重量集中于该支撑架113，第一横梁1131和第二横梁1133的内部至少有部分是空心的，能够很大程度上减少摊铺装置10的总重量，方便对摊铺装置10的运输。

本发明一实施例中，轨道结构20设于第二横梁1133，第二横梁1133设有密封的辅助中空段(未图示)。

当该摊铺装置10在水下工作时，由于布料结构155装载有物料，布料结构155的重量间接的施加于第二横梁1133，为了避免第二横梁1133受压力而发生弯曲，影响布料结构155的高度，从而影响布料质量，因此，在第二横梁1133内设有密封的辅助中空段，该辅助中空段在水下为第二横梁1133提供上浮力，抵抗压力产生的弯曲，保证了布料结构155的高度和布料质量。

该辅助中空段沿第二横梁1133的长度方向延伸，定义第二横梁1133的长度为L1，该辅助中空段的长度为1/3L1，且辅助中空段位于第二横梁1133的中部。该结构下第二横梁1133于水下的抗变形能力好。

本发明一实施例中，每一第二横梁1133均包括两中空段40，和位于两中空段40之间的一辅助中空段，两中空段分别临近一第二横梁的两端，第一横梁1131或第二横梁1133设有连通/封堵中空段40的阀门。

该第二横梁1133内的中空段40由阀门处进行充水或放水，从而调节摊铺装置10的浮力。第二横梁1133的两中空段40均沿该第二横梁1133的长度方向延伸。

结合图1和图2，本发明一实施例中，每一第一横梁1131内也设有中空段40，该中空段40沿第一横梁1131的长度方向延伸至整个第一横梁1131，第一横梁1131或第二横梁1133设有连通/封堵该中空段40的阀门；或，第一横梁1131内的中空段40连通第二横梁1133内相邻的中空段40。

为了进一步调节该摊铺装置10的浮力，将第一横梁1131内也设置中空段40，也就是第一横梁1131整体为空心的结构，且为了简化结构，可以使第一横梁1131内的中空段40连通第二横梁1133内相邻的中空管段40，使得第一横梁1131内的中空段40与第二横梁1133相邻的中空段40可以仅由一个阀门处进行充水或排水。可以理解地，第一横梁1131内的中空段40和第二横梁1133相邻中空段40也可以是不连通的，分别通过一阀门进行充水或排水。

本发明一实施例中，轨道结构20包括：

两横向导轨21，两横向导轨21沿第二横梁1133的长度方向分别布设于两第二横梁1133；

移动桥23，移动桥23沿其长度方向连接两横向导轨21，并沿横向导轨21的长度方向运动；以及

两纵向导轨25，两纵向导轨25沿移动桥23的长度方向25布设于移动桥23，运输结构13连接于两纵向导轨25，并沿纵向导轨25的长度方向运动；

移动桥23内设有密封的辅助中空段。

横向导轨21与第二横梁1133的长度方向一致，移动桥23和纵向导轨25均与第一横梁1131的长度方向一致，由于布料结构155在运输结构13的带动下沿纵向导轨25运动，使得移动桥23间接的承受了布料结构155的重量，因此，在移动桥23内也设置密封的辅助中空段，为移动桥23提供上浮力，抵抗移动桥23产生的压力变形。

定义移动桥23的长度为L，移动桥23内的辅助中空段位于移动桥23的中部，且沿移动桥23的长度方向延伸，该辅助中空段的长度为1/3L。该结构下移动桥23在水下的抗变形能力好。

本发明一实施例中，还可以在移动桥23内临近其两端分别设置一中空段40，移动桥23上设置有连通该中空段40的阀门，通过开启或关闭该阀门可以实现向该中空段40进行充水或排水的过程，从而调节移动桥23所在位置的浮力。

一实施例中，两对称设置的横向导轨21分别固定于两第二横梁1133，两纵向导轨25通过移动桥23滑动连接于两横向导轨21，具体为，移动桥23的一端滑动连接于一横向导轨21，移动桥23的另一端滑动连接于另一横向导轨21，第二横梁1133上设有驱动马达和沿该第二横梁1133的延伸方向布设的链条，该链条连接移动桥23，在马达的驱动下，链条带动移动桥23沿横向导轨21往复运动(也就是沿第二横梁1133的延伸方向往复运动)。可以理解地，该移动桥23还可以通过其他驱动方式滑动连接于横向导轨21，例如在移动桥上设置滚轮和驱动结构，驱动结构驱动滚轮于横向导轨上滚动，从而使纵向导轨于横向导轨上相对该横向导轨滑动。

运输结构13滑动连接该纵向导轨25，运输结构13设有驱动马达和滚轮，纵向导轨25沿长度方向设置有链条，该在驱动马达的驱动下运输结构13沿链条方向运动，带动滚轮沿纵向导轨25的延伸方向滚动。可以理解地，该运输结构13还可以通过其他驱动方式滑动连接于纵向导轨25，例如，可以与纵向导轨的驱动方式类似，即，在纵向导轨上设有驱动马达和链条，在该驱动马达的驱动下，链条带动运输结构于该纵向导轨上往复运动。该纵向导轨25和横向导轨21相结合，使运输结构13能够达到该支撑架113所围区域内的任意位置，从而使该运输结构13能够将物料均匀的铺设于基槽的底面。

本发明一实施例中，支撑结构11还包括凸设于支撑架113背离水底面一侧的浮力柱18，浮力柱18内设有密封的辅助中空段。该浮力柱18为支撑结构11整体提供上浮力。

参见图1，本发明一实施例中，浮力柱18为四个，每一浮力柱18连接于一第一横梁1131与一第二横梁1133的连接处，该浮力柱为空心的圆柱体，摊铺装置10沉放于水下时，该浮力柱能够提供上一定的浮力，减轻该摊铺装置10的整体重量。可以理解地，该浮力结构还可以为其他能够提供上浮力的结构，该浮力柱也可以为其他形状，例如方形柱或其他规则和不规则的形状。

在开始布料之前，或者在该自动摊铺机系统100中途停机再进行工作时，基槽底面可能会由于水流的影响而堆积淤泥，需要在运输结构13上设置吸淤结构145对淤泥进行抽吸，防止淤泥掺杂于碎石中，影响基槽底面对沉管的支撑效果。

本发明一实施例中，摊铺装置10还包括连接于运输结构13的吸淤结构145，吸淤结构145设有排淤口1453和朝向水底面的方向延伸的吸淤口1451，且设有连通吸淤口1451和排淤口1453的吸淤驱动件。

该吸淤结构145的吸淤口1451朝向水底面方向延伸，运输结构13沿导轨结构20运动，并带动吸淤结构145运动到需要吸淤的位置，吸淤驱动件开启，水下的淤泥由吸淤口1451进入该吸淤结构145，并由排淤口1453排出，将堆积的淤泥清除，为摊铺工作提供做好准备。

在吸淤结构145的吸淤过程中，第二横梁1133内密封的辅助中空段提供上浮力，抵抗压力产生的弯曲，还能够保证吸淤结构145的高度，从而保证吸淤结构145在指定高度完成吸淤工作。

参见图3，本发明一实施例中，自动摊铺机系统100包括设于水面上的工作台30，工作台30设有主控器(未图示)，主控器与摊铺装置10的运输结构13电性连接，控制运输结构13带动布料结构155于支撑结构11运动，带动出料口1553进行摊铺。

工作人员于工作台30上对运输结构13进行操作，能够自动化的对该自动摊铺机系统100进行控制，减少工作人员的水下工作量，保证工作人员的人身安全。

本发明一实施例中，摊铺装置10还包括定位结构17，定位结构17设于支撑架113，主控器电性连接定位结构17，且通过该定位结构17获取支撑结构11的位置信息。

主控器根据该定位结构17获取的支撑架113的位置信息，将支撑架113的位置信息与预设的待摊铺区的位置信息进行对比，从而调整该支撑架113至指定位置。定位结构17具体为测量架，测量架连接于支撑架113的一侧，并伸出至水面上，测量架于水面上的位置设有GPS(Global Positioning System，全球定位系统)，具体为RTK(Real-time kinematic，载波相位差分技术)，能够实时地提供所测位置在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。使获取到的支撑架113的位置信息更加准确。

支撑架113上还设置有测斜仪，主控器电性连接该测斜仪和支撑脚16，并根据测斜仪所测得的支撑架113的倾斜角度和支撑架113的具体形状相结合对支撑脚16进行高度的调节，使支撑架113的高度调节更准确。

测量架转动连接于支撑架113，主控器电性连接该测量架，控制测量架相对支撑架113转动，使测量架伸出水面或折叠于支撑架113上，当该自动摊铺机系统100中途停止工作时，主控器控制测量架折叠于支撑架113，使该自动摊铺机系统100停机时，该测量架不会阻碍航道，该自动摊铺机系统100重新开始运行时，主控器控制该测量架伸出于水面，对支撑架113进行定位。

参见图2，本发明一实施例中，该自动摊铺机系统100还包括落料斗151和布料管153，落料斗151设于工作台30，布料管153的一端连通落料斗151，另一端连通布料结构155的进料口1551，主控器电性连接落料斗151或布料结构155，控制落料斗151或布料结构155带动所述出料口1553进行布料。

落料斗151中的物料仅在重力的作用下就可以沿布料管153滑落至布料结构155中，最终由布料结构155的出料口1553处落料至基槽底面。可以理解地，该落料斗151可以设有动力结构，加速物料的下落。

主控器控制落料斗151向布料管153中的投放物料的量，从而通过布料管153控制由布料结构155的物料排出量；或者主控器直接控制布料结构155的出料口1553的出料量。作人员在工作台30上操作主控器即可控制物料排出量，结合主控器对运输结构13运行轨迹的控制，布料结构155能够均匀的将物料铺设于水底面。该自动摊铺机系统100的摊铺装置10在进行落料工作时，布料管153的下端由布料结构155带动进行移动，该移动位置距离水底面较近，不受水深的影响，因此该摊铺装置10在摊铺的过程中受水流影响较小。

布料结构155上还设置有水下摄像仪，该水下摄像仪电性连接至工作台30上的检测屏(未图示)，在该自动摊铺机系统100工作过程中，工作人员在工作台30上即可通过检测屏观测到该布料结构155中储存物料的高度，从而能更好的对主控器进行操作，对落料斗151的落料量进行调节。

本发明一实施例中，该自动摊铺机系统100还包括吸淤管143和设于工作台30上的存储结构141，该吸淤管143一端连通吸淤结构145的排淤口1453，另一端连通存储结构141，主控器电连接吸淤驱动件，控制吸淤结构145对水底进行吸淤。该吸淤驱动件为液压泵，运输结构13在支撑架113上运动，将该吸淤结构145运送至指定位置进行吸淤。该吸淤结构145在进行吸淤的过程中，吸淤管143的下部由吸淤结构145带动进行运动，该吸淤结构145于水下且距离水底面较近处运动，不受水深影响，因此，该吸淤过程也几乎不受水流的影响。

参见图3和图4，本发明一实施例中，自动摊铺机系统100还包括收放结构50，收放结构50包括驱动件51和与该驱动件51连接的连接件53，驱动件51连接于工作台30，连接件53可拆卸连接支撑结构11，主控器电连接驱动件51，控制驱动件51于连接件53连接支撑结构11时，移动支撑结构11至指定位置。

当该自动摊铺机系统100的摊铺装置10完成一次摊铺工作后，收放结构50的连接件53由人工操作或主控器控制连接至支撑结构11，驱动件51驱动连接件53将支撑结构11由水底吊起至支撑脚16离开水底面一段距离，并移动至下一待摊铺区域，再将支撑结构11下沉于水底，直至支撑脚16支撑于下一待摊铺区域的水底面，连接件53由人工操作或主控器控制与支撑结构11分离，摊铺装置10进行下一次的摊铺工作。

该自动摊铺机系统100采用了自动化的操作，工作人员在水上的工作台30上即可对水下的摊铺工作进行操作和监控，几乎无需进行水下作业，保证了工作人员的安全，且自动化的控制过程使得运用该自动摊铺机系统100进行水下布料的施工效率高。

结合图4和图5，该收放结构50的驱动件51可以为电机，安装于工作台30上，连接件53可以为钢缆，一端连接至电机，另一端由工作人员潜至水下，将其捆绑于支撑结构11上，主控器控制启动电机，通过钢缆将支撑结构11吊起一段距离，接着工作台沿基槽的长度方向运动一定距离后，主控器控制电机带动钢缆将支撑结构11沉放于下一待摊铺区域。

可以理解地，该连接件53还可以为连接架，主控器控制驱动件(电机或气缸)结合定位结构提供的定位信息，控制连接架自动伸长至支撑结构11所在位置，由人工通过螺栓、螺钉或卡扣结构将该连接架固定于支撑结构11，或者该连接架由主控器的控制自动固定于支撑结构11，接着在主控器的进一步控制下，该连接件53将支撑结构11移动至下一待摊铺区域。

本发明一实施例中，布料结构155还设有检测件(未图示)，检测件对水底面的平坦值信息进行检测，能够对铺设过物料的待摊铺区域的平整程度进行检测，并将结果反馈至主控器，进行下一步工作。

本发明一实施例中，主控器电性连接阀门，控制开启或关闭所述阀门。主控器控制阀门开启后，在摊铺装置10下沉于水底的过程中，在外界水流的压强作用下，水直接由阀门处进入支撑结构11的空心段内，增加支撑结构11的总重量，从而加速摊铺装置10的下沉。

当摊铺装置10由收放结构50或其他方式抬升至露出水面，空心段20内的水由开启的阀门直接排出，或者利用风机连通空心段，向空心段20进行充气，加速排水，以减轻摊铺装置10的总重量。

当摊铺装置10需要在水面或水中拖行时，可以控制将空心段内的水排空后关闭阀门，保持空心段为无水的状态，以减轻摊铺装置10的总重量，减少拖行过程中能量的消耗。

阀门的开启或关闭还可以通过人工进行操作。

工作台30可以包括第一工作台31、第二工作台33和第三工作台35，第一工作台31用于设置主控器和落料斗151，该主控器用于控制摊铺装置10上的所需电控的所有结构，该第一工作台31还设置有水泵，落料斗151内的碎石结合水泵泵出的水共同送入布料管153中。第二工作台33设置有存储结构141，用于驱动吸淤驱动件的主控器也可以设置于该第二工作台33，该存储结构141用于存放由吸淤结构145通过吸淤管143传输上来的淤泥。第三工作台35用于设置收放结构50，并于该第三工作台35上设置有电连接该收放结构50的主控器，该主控器控制收放结构50的驱动件51运动，驱动连接件53执行动作。

本发明还提出了该自动摊铺机系统100的工作方法，包括以下步骤：

主控器获取待摊铺区域的第一平坦值信息，根据该第一平坦值信息通过预设算法计算得到每一区块的落料量；

主控器控制落料斗151或布料结构155对每一区块按照该区块相对应的落料量进行落料。

第一平坦值信息为未铺设物料前的基槽底面的凹凸程度信息。

水底预挖的基槽的底面沿其长度方向划分为连续设置的多个待摊铺区域，每一待摊铺区域又被划分为多个连续设置的区块，每一区块的范围可以根据布料结构155的出料口1553的尺寸相匹配划分。可以根据每一区块范围内底面凹凸的平均值，计算得到每一区块相应的落料量，该落料量可以与相应区块的凹凸的平均值呈等比设置。

落料可以为一次落料完成或两次落料完成，根据需要也可以为更多次的落料完成。本发明一实施例中优选为两次落料完成，即运输结构13沿指定轨迹进行两个周期运动共同完成落料，该落料方式使得布料结构155铺设的物料量更加准确，铺设更加平整。

进一步地，主控器控制落料斗151或布料结构155对每一区块按照该区块相对应的落料量进行落料的过程中，主控器控制运输结构13于支撑结构11上按照指定轨迹滑动，该指定轨迹可以为“Z”字型。

具体地，主控器控制运输结构13于支撑结构11上按照指定轨迹运动，并获取运输结构13的实时位置信息，当运输结构13的实时位置信息与待摊铺区域的区块位置信息相匹配时，主控器控制落料斗151或布料结构155对该区块按照该区块相对应的落料量进行落料。

本发明一实施例中，当布料结构50设有检测件(未图示)时，“主控器控制落料斗151或布料结构155对每一区块按照该区块相对应的落料量进行落料”的步骤之后，还包括：

主控器控制检测件获取待摊铺区域的第二平坦值信息，并将该第二平坦值信息反馈至主控器，主控器根据该第二平坦值信息控制所述落料斗151或布料结构对155待摊铺区进行刮平。

第二平坦值信息为落料后，物料顶面的凹凸程度信息。

该检测件用于检测落料后物料表面的平整性，主控器控制落料斗151或布料结构155对该区块进行刮平，直接由布料结构155形成出料口1553的侧壁实现刮平动作。

当支撑结构11设有定位结构17时，主控器获取待摊铺区域每一区块的位置信息和相应的平坦值信息前还包括以下步骤：

主控器通过定位结构17获取支撑结构11的位置信息；

主控器将支撑结构11的位置信息与待摊铺区域的预设位置信息进行比对，得出支撑结构11至待摊铺区域的运动轨迹；

主控器控制驱动件51于连接件53连接支撑结构11时，沿运动轨迹移动支撑结构至待摊铺区域。

在摊铺装置10由收放结构50沉放于待摊铺区域后，主控器通过摊铺装置10上的各检测结构，例如定位结构、测斜仪、以及设于布料结构上的高程测量仪，与标准信息进行比对，从而控制支撑脚16调节支撑结构11于水底面的高度，使得支撑结构11沉放于该待摊铺区域的位置更加准确。摊铺装置10完成一待铺设区域的碎石铺设工作后，主控器控制收放结构50通过连接件53将摊铺装置10的支撑结构11吊起至支撑脚16离开水底面一定高度，并结合定位结构给出的位置信息，将支撑结构11移动至下一待摊铺区域，从而进行下一待摊铺区域的碎石铺设工作。

由于该自动摊铺机系统100的摊铺装置10直接由支撑结构11坐落于基槽的底面，该摊铺装置10的尺寸能够与基槽的尺寸相适配，也就是该自动摊铺装置10的整体尺寸小、工作条件受工作区域限制小，性价比高。另外本发明的自动摊铺机系统100由于摊铺装置10的整体尺寸小，在水下作业过程中对河流及航道通航的影响较低。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种具有浮力调节结构的自动摊铺机系统，其特征在于，包括摊铺装置，所述摊铺装置包括：

支撑结构，该支撑结构位于水面以下，所述支撑结构包括支撑架和连接于支撑架的多个支撑脚，所述支撑架包括对称设置的两第一横梁、以及对称设置的两第二横梁，两第一横梁与两第二横梁首尾相连，多个所述支撑脚对称设置于两所述第一横梁和两所述第二横梁，每一所述第一横梁内设有中空段，该中空段沿第一横梁的长度方向延伸至整个第一横梁，每一所述第二横梁均包括两中空段，和位于两所述中空段之间的一辅助中空段，两所述中空段分别临近一第二横梁的两端，所述第一横梁或第二横梁设有连通/封堵所述中空段的阀门，所述支撑架还包括导轨结构，所述导轨结构设于所述第二横梁，所述支撑脚支撑于水底面；

运输结构，所述运输结构位于水面以下，且滑动连接于所述导轨结构；

布料结构，所述布料结构位于水面以下，所述布料结构连接于所述运输结构，并具有供物料通过的进料口和出料口，所述出料口朝向水底面延伸，所述运输结构带动所述布料结构于所述支撑结构移动，带动所述出料口进行落料；

工作台，所述工作台设于水面上，所述工作台设有主控器，所述主控器与所述运输结构电性连接，控制所述运输结构驱动所述布料结构于所述支撑结构运动，带动所述出料口进行摊铺；

落料斗，所述落料斗设于所述工作台；

布料管，所述布料管的一端连通所述落料斗，另一端连通所述布料结构的进料口，所述主控器电连接所述落料斗或布料结构；

收放结构，所述收放结构包括驱动件和与该驱动件连接的连接件，所述驱动件连接于所述工作台，所述连接件可拆卸连接所述支撑结构，所述主控器电连接所述驱动件，控制所述驱动件于所述连接件连接所述支撑结构时，移动所述支撑结构至指定位置；

所述主控器电性连接所述阀门，控制开启或关闭所述阀门；

所述主控器控制所述运输结构于所述支撑结构上沿“Z”字型轨迹运动。

2.如权利要求1所述的具有浮力调节结构的自动摊铺机系统，其特征在于，所述导轨结构包括：

两横向导轨，两所述横向导轨沿所述第二横梁的长度方向分别布设于两所述第二横梁；

移动桥，所述移动桥沿其长度方向连接两横向导轨，并沿所述横向导轨的长度方向运动；以及

两纵向导轨，两纵向导轨沿所述移动桥的长度方向布设于所述移动桥，所述运输结构连接于两纵向导轨，并沿纵向导轨的长度方向运动；

所述移动桥内设有密封的辅助中空段。

3.如权利要求1或2所述的具有浮力调节结构的自动摊铺机系统，其特征在于，所述支撑结构还包括凸设于所述支撑架背离水底面一侧的浮力柱，所述浮力柱内设有密封的辅助中空段。

4.如权利要求1所述的具有浮力调节结构的自动摊铺机系统，其特征在于，所述布料结构还设有检测件，所述检测件对水底面的平坦值信息进行检测。

5.一种具有浮力调节结构的自动摊铺机系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供如权利要求4所述的具有浮力调节结构的自动摊铺机系统；

所述主控器获取待摊铺区域的第一平坦值信息，根据该第一平坦值信息通过预设算法计算得到每一区块的落料量；

主控器控制所述落料斗或布料结构对每一区块按照该区块相对应的落料量进行落料。

6.如权利要求5所述的具有浮力调节结构的自动摊铺机系统的工作方法，其特征在于，当所述布料结构设有检测件时，所述“主控器控制所述落料斗或布料结构对每一区块按照该区块相对应的落料量进行落料”的步骤之后，还包括：

所述主控器控制所述检测件获取待摊铺区域的第二平坦值信息，并将该第二平坦值信息反馈至主控器，主控器根据该第二平坦值信息控制所述落料斗或布料结构对所述待摊铺区进行刮平。

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