CN108316161B - 桥梁自动转体北斗定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁自动转体北斗定位系统，包括旋转梁体和固定梁体，旋转梁体在提升旋转机构的驱动下与固定梁体连接；旋转梁体的两个连接端上分别设置有与PLC控制器的连接的北斗定位器，旋转梁体的两个连接端端面上设置有旋转红外线收发装置，固定梁体的连接端面上设置有固定红外线收发装置；旋转红外线收发装置、固定红外线收发装置分别与PLC控制器连接；旋转梁体的两个连接端端面设置有旋转超声波收发装置，固定梁体的连接端面上设置固定超声波收发装置，旋转超声波收发装置、固定超声波收发装置和提升旋转机构分别与PLC控制器连接。有益效果：采取新的桥梁安装方式，运输方便，提升旋转器件可回收，节约成本。

Description

桥梁自动转体北斗定位系统

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体的说是一种基于PLC的铁路桥梁吊装转体变频控制系统。

背景技术

随着国家经济水平的快速提高，交通事业也随之大力发展。由于一些地形或既有交通设施的影响，桥梁吊装和转体施工在桥梁建设中得到越来越广泛的应用。与传统桥梁相比，转体吊装和桥梁的施工工艺具有不干扰交通、不间断通航、可跨深沟河流、可跨交通频繁道路的特点，且施工快速，经济高效。

由于转体重量大，加之桥梁较长，桥型异形，桥梁所处地理环境复杂，在吊装转动过程中，角度难以把控。对于桥梁的吊装和转体施工技术中，大桥的桥梁吊装和转体施工成为了桥梁施工的难点。

在传统施工技术中，通常采用的是将已浇筑好的梁体运输至新修建桥梁位置，在结合吊车吊具对梁体进行吊装。对于现有技术，至少存在以下缺陷：

第一：浇筑好的梁体重量体积庞大，桥梁所处地理环境复杂，梁体运输过程困难，运输费用高，耗费人力物力；

第二：在采用吊车或者吊具吊装过程中，由于风力作用，容易发生梁体摇摆，在现有吊装过程中，常常需要对方圆几公里的风速进行检测，一旦风速超过吊装风速时，需要停止吊装；

第三：吊装施工危险系数大，为了便于观察施工，施工时间一般在白天，难免存在封锁道路，造成周围的交通拥堵。

第四：由于采用吊具吊车进行吊装和转体施工，由于吊装绳索长，容易受到吊车震动和风的影响，导致吊装精度低，转体施工困难，桥梁施工时间长，无法满足要求。

第五：桥梁定位安装过程中，对于梁体的位置均为是认为观察和控制，观察精度低，难以控制。

第六：转体施工中，转体施工用到的电机等转体器件无法回收，浪费资源，修建成本高。

基于上述缺陷，有必要提出一种新的技术方案，来克服现有桥梁施工过程中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种桥梁自动转体北斗定位系统，实现智能旋转，精确定位，控制简单。

为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种桥梁自动转体北斗定位系统，其关键技术在于：包括旋转梁体，所述旋转梁体安装在支撑旋转机构上用于与固定梁体连接；

所述旋转梁体两个连接端上设置有保护装置，在所述旋转梁体两个连接端的保护装置均设置有北斗定位器、旋转红外线收发装置、旋转超声波收发装置和摄像头，所述北斗定位器、旋转红外线收发装置、旋转超声波收发装置和摄像头分别与PLC控制器的八个输入端连接。

通过上述设计，将旋转梁体在支撑旋转机构驱动下实现自动旋转，在旋转过程中，通过北斗定位器和摄像头，实现实时定位、画面监测。在固定梁体端部设置有固定红外线收发装置和固定超声波收发装置。通过旋转红外线收发装置和固定红外线收发装置，旋转超声波收发装置和固定超声波收发装置，实现对准和测距。所有过程均由PLC控制器自动控制。实现与固定梁体相连接。所述PLC控制器与触摸屏连接，通过触摸屏，设置旋转数据，调整摄像头的摄取角度。保护装置为泡沫材料，有效保护梁体端部，即使发生轻微碰撞，也不会造成损伤。

进一步的，在该旋转梁体中部留有转座通孔。

通过该转座通孔，将支撑旋转机构穿过旋转梁体，实现驱动控制。

再进一步描述，所述支撑旋转机构包括墩柱和转盘，所述墩柱顶面为旋转支撑台，所述旋转支撑台台面和所述转盘相平行，所述转盘和所述旋转支撑台之间设有旋转支撑柱和旋转驱动装置；所述旋转梁体安装在所述旋转支撑台上，所述旋转支撑柱穿过所述转座通孔，在所述转盘上设置有拉索，所述拉索的拉钩伸向设置在所述旋转梁体上的吊环上。

采用上述方案，将旋转梁体安装在旋转支撑台上，旋转支撑柱和旋转驱动装置均设置在转座通孔内，通过拉索将转盘和旋转梁体相连接，旋转驱动装置驱动旋转梁体旋转，使其与固定梁体对准后连接。自动检测，智能方便。旋转结束后，转盘、旋转支撑柱、旋转驱动装置均可取下回收。

在墩柱底部设置有梁体浇筑平台，所述梁体浇筑平台的中部开有平台通孔，所述墩柱的底部矗立在该平台通孔内，所述墩柱柱身伸出平台通孔；所述墩柱的顶部为水平的旋转支撑台，该旋转支撑台台面的外轮廓为条形，且旋转支撑台的台面竖直投影在所述平台通孔内；所述旋转支撑台上安装有水平旋转的转盘，所述转盘上固定有提升装置，所述提升装置的拉索和吊钩伸向所述梁体浇筑平台；所述梁体浇筑平台的底部设置有梁体顶升装置，该梁体顶升装置对所述梁体浇筑平台进行顶升；所述梁体顶升装置包括至少2个液压顶升机构，每个液压顶升机构的液压泵分别与顶升变频器连接，该顶升变频器经所述PLC控制器控制；所述提升装置设置有至少四台变频电机，每台变频电机连接一组滑轮机构，每套滑轮机构装设有一套所述拉索和吊钩，四台所述变频电机连接有提升变频器，所述提升变频器经所述PLC控制器控制。梁体浇筑平台用于浇筑梁本体；浇筑好的梁本体上与提升装置通过拉索和吊钩连接，梁本体下通过安装的梁体升降装置支撑驱动，提升装置和梁体升降装置在PLC控制器的控制下，驱动梁本体上升，结合变频控制，提升速度可调节，智能安全。通过现场浇筑，避免了梁本体的运输过程，现场浇筑，省时省力。

再进一步描述，所述转座通孔为条形孔，所述旋转支撑台也呈条状，所述旋转支撑柱设置在旋转支撑台中心部，所述旋转支撑柱两端部位支撑部。

采用条形的旋转支撑台，当旋转梁体旋转至旋转支撑台上时，可将旋转梁体旋转放置在支撑台上，其中转盘安装在旋转支撑台台面中部，则当旋转控制结束后，可将转盘拆卸，实现回收。

再进一步描述，为了降低旋转过程中的摩擦作用力，在所述旋转支撑台的支撑部上均匀设置有n个凸块。

再进一步描述，在所述转支撑台台面上围绕所述旋转支撑柱设有环形的导向滑槽；所述旋转驱动装置包括至少4台平衡小车，所述平衡小车均匀设置在所述导向滑槽内并沿所述导向滑槽滑动；所述平衡小车的小车驱动电机与PLC控制器的旋转驱动输出端连接；所述平衡小车上设置有位移传感器，所述位移传感器与PLC控制器的位移采集输入端连接；在所述导向滑槽设置有压力传感器，所述压力传感器与PLC控制器的压力采集输入端连接。

通过上述设计，采用至少4台平衡小车，可以起到支撑和平衡的作用。平衡小车在导向滑槽内移动，带动转盘、旋转梁体一起转动。在导向滑槽内设置压力传感器，实时检测所有每个平衡小车的承受力，实现平衡检测。通过位移传感器，检测每一平衡小车移动量，通过移动量即可实现平衡检测，还可实现旋转梁体角度转动检测。通过PLC控制器实时检测控制，智能精确。

再进一步描述，所述旋转梁体两个连接端端面呈倾斜锯齿状。

旋转梁体和固定梁体的连接端端面均呈倾斜锯齿状，二者呈中心对称，公母配合，旋转梁体旋转与固定梁体对准过程中，有效防止碰撞。

再进一步描述，为了走线，防止旋转过程中，缠绕打结，

在所述旋转梁体设置有导线槽，所述北斗定位器、旋转红外线收发装置、旋转超声波收发装置和摄像头的数据线和供电线路设置在导线槽内。

再进一步描述，为了实现旋转梁体和固定梁体之间得无缝连接，在所述旋转梁体的两个连接端面的连个连接端端面上均设置有钢筋安装孔。

本发明的有益效果：整个系统，通过PLC控制器，实现自动控制。通过安装传感器，实现智能检测，精确度高，安全系数好。避免了横向移动，梁本体能始终处于平衡状态，旋转角度和速度可调，监控画面可随机调整，智能可靠。定位准确，方便智能。

附图说明

图1是本发明旋转梁体和固定梁体的旋转控制示意图；

图2是本发明墩柱结构示意图；

图3是本发明旋转梁体提升结构示意图；

图4是本发明的控制框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

结合图1和图2可以看到，一种桥梁自动转体北斗定位系统，包括旋转梁体1，所述旋转梁体1安装在支撑旋转机构7上用于与固定梁体2连接。

所述旋转梁体1两个连接端上设置有保护装置9，在所述旋转梁体1两个连接端的保护装置9均设置有北斗定位器3、旋转红外线收发装置5a、旋转超声波收发装置6a和摄像头8，所述北斗定位器3、旋转红外线收发装置5a、旋转超声波收发装置6a和摄像头8分别与PLC控制器4的八个输入端连接，具体见图4。

从图1还可看出，在该旋转梁体1中部留有转座通孔11。

结合图2和图3可以看出，所述支撑旋转机构7包括墩柱71和转盘72，所述墩柱71顶面为旋转支撑台71a，所述旋转支撑台71a台面和所述转盘72相平行，所述转盘72和所述旋转支撑台71a之间设有旋转支撑柱73和旋转驱动装置74；所述旋转梁体1安装在所述旋转支撑台71a上，所述旋转支撑柱73穿过所述转座通孔11，在所述转盘72上设置有拉索75，所述拉索75的拉钩伸向设置在所述旋转梁体1上的吊环10上。

在本实施例中，结合图1和图2可以看出，所述转座通孔11为条形孔，所述旋转支撑台71a也呈条状，所述旋转支撑柱73设置在旋转支撑台71a中心部，所述旋转支撑柱73两端部位支撑部。

结合图1和图2可以看出，在所述旋转支撑台71a的支撑部上均匀设置有n个凸块71b。n为大于等于2的正整数。

从图2和图3还可看出，在所述转支撑台71a台面上围绕所述旋转支撑柱73设有环形的导向滑槽76；所述旋转驱动装置74包括至少4台平衡小车74a，所述平衡小车74a均匀设置在所述导向滑槽76内并沿所述导向滑槽76滑动；所述平衡小车74a的小车驱动电机74b与PLC控制器4的旋转驱动输出端连接；所述平衡小车74a上设置有位移传感器74c，所述位移传感器74c与PLC控制器4的位移采集输入端连接；在所述导向滑槽76设置有压力传感器76a，结合图4可看出，所述压力传感器76a与PLC控制器4的压力采集输入端连接。

在本实施例中，所述旋转梁体1两个连接端端面呈倾斜锯齿状。

优选地，在所述旋转梁体1设置有导线槽12，所述北斗定位器3、旋转红外线收发装置5a、旋转超声波收发装置6a和摄像头8的数据线和供电线路设置在导线槽12内。

从图1可以看出，在所述旋转梁体1的两个连接端面的连个连接端端面上均设置有钢筋安装孔。

本发明的工作原理：

浇筑过程：在梁体浇筑平台上浇筑旋转梁体1，其中旋转梁体1上留有转座通孔。

提升过程：PLC控制器驱动梁体升降装置和提升装置，对旋转梁体1进行提升，其中，提升装置经拉索与旋转梁体1连接，旋转梁体1下部设置有梁体升降装置，PLC控制器4控制梁体升降装置和提升装置同步对旋转梁体进行驱动。

旋转过程：当旋转梁体1上升到与旋转支撑台同等高度后，PLC控制器4控制梁体升降装置、提升装置停止上升。PLC控制器控制平衡小车带动旋转梁体1旋转，旋转过程中，北斗定位器3对旋转梁体1进行实时定位，固定红外线收发装置5b和转红外线收发装置5a实现旋转梁体1和固定梁体2之间的对准。旋转超声波收发装置6a和固定超声波收发装置6b进行旋转梁体1和固定梁体2之间的距离进行检测。实现对准后，旋转控制结束。所述旋转梁体1的支撑部停放在支撑台上。

回收过程：当提升和旋转施工完毕后，对旋转支撑柱、转盘和旋转装置进行拆除并回收。再对转座通孔进行密封处理，并对旋转梁体1和固定梁体2之间的缝隙进行填补。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种桥梁自动转体北斗定位系统，其特征在于：包括旋转梁体（1），所述旋转梁体（1）安装在支撑旋转机构（7）上用于与固定梁体（2）连接；

所述旋转梁体（1）两个连接端上设置有保护装置，在所述旋转梁体（1）两个连接端的保护装置均设置有北斗定位器（3）、旋转红外线收发装置（5a）、旋转超声波收发装置（6a）和摄像头（8），所述北斗定位器（3）、旋转红外线收发装置（5a）、旋转超声波收发装置（6a）和摄像头（8）分别与PLC控制器（4）的八个输入端连接；

在固定梁体端部设置有固定红外线收发装置和固定超声波收发装置，通过旋转红外线收发装置和固定红外线收发装置，旋转超声波收发装置和固定超声波收发装置，实现对准和测距；

所述支撑旋转机构（7）包括墩柱（71）和转盘（72），所述墩柱（71）顶面为旋转支撑台（71a），所述旋转支撑台（71a）台面和所述转盘（72）相平行，所述转盘（72）和所述旋转支撑台（71a）之间设有旋转支撑柱（73）和旋转驱动装置（74）；所述旋转梁体（1）安装在所述旋转支撑台（71a）上，所述旋转支撑柱（73）穿过转座通孔，在所述转盘（72）上设置有拉索（75），所述拉索（75）的拉钩伸向设置在所述旋转梁体（1）上的吊环（10）上。

2.根据权利要求1所述的桥梁自动转体北斗定位系统，其特征在于：在该旋转梁体（1）中部留有转座通孔。

3.根据权利要求1所述的桥梁自动转体北斗定位系统，其特征在于：所述转座通孔为条形孔，所述旋转支撑台（71a）也呈条状，所述旋转支撑柱（73）设置在旋转支撑台（71a）中心部，所述旋转支撑柱（73）两端部位支撑部。

4.根据权利要求3所述的桥梁自动转体北斗定位系统，其特征在于：在所述旋转支撑台（71a）的支撑部上均匀设置有n个凸块（71b）。

5.根据权利要求1所述的桥梁自动转体北斗定位系统，其特征在于：在所述旋转支撑台（71a）台面上围绕所述旋转支撑柱（73）设有环形的导向滑槽（76）；

所述旋转驱动装置（74）包括至少4台平衡小车（74a），所述平衡小车（74a）均匀设置在所述导向滑槽（76）内并沿所述导向滑槽（76）滑动；

所述平衡小车（74a）的小车驱动电机（74b）与PLC控制器（4）的旋转驱动输出端连接；

所述平衡小车（74a）上设置有位移传感器（74c），所述位移传感器（74c）与PLC控制器（4）的位移采集输入端连接；

在所述导向滑槽（76）设置有压力传感器（76a），所述压力传感器（76a）与PLC控制器（4）的压力采集输入端连接。

6.根据权利要求1所述的桥梁自动转体北斗定位系统，其特征在于：所述旋转梁体（1）两个连接端端面呈倾斜锯齿状。

7.根据权利要求1所述的桥梁自动转体北斗定位系统，其特征在于：在所述旋转梁体（1）设置有导线槽（12），所述北斗定位器（3）、旋转红外线收发装置（5a）、旋转超声波收发装置（6a）和摄像头（8）的数据线和供电线路设置在导线槽（12）内。

8.根据权利要求1所述的桥梁自动转体北斗定位系统，其特征在于：在所述旋转梁体（1）的两个连接端端面上均设置有钢筋安装孔。