CN113307154B - 一种适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法，在被吊物的圆周方向上画多组标记线，使被吊物吊至就位区域上方，同时全站仪向被吊物发射激光，根据激光与标记线的相对位置，指挥吊机调整被吊物的朝向直至满足吊装要求；被吊物进入小间隙吊装区域前，指挥人员根据监控界面上显示的被吊物水平度，指挥吊机调整被吊物水平度，直到满足吊装要求，并在后续下放过程中，持续关注被吊物水平度；测距仪进入监控高度后，指挥人员根据监控界面上被吊物与周围结构的相对位置和距离，指挥吊机调整被吊物的位置，直到满足吊装要求，本发明在大型结构物吊装过程中，与周围结构间隙较小时，为避免被吊物与周围结构发生碰撞或出现吊装偏差。

Description

一种适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法
技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域，具体而言，涉及一种适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法。
背景技术
常规海洋工程大型结构物吊装过程中，为了吊装安全，通常被吊物与周围结构物间距都设计在0.5米以上，吊装指挥人员可通过目测观察的方式，指挥吊机将被吊物吊起后移动、下放和就位。但是在一些小间隙、高精度要求的吊装中，如FPSO(浮式生产储卸油装置)内转塔式单点吊装入月池过程中，其吊装间隙往往不足100毫米，仅通过目测的方式，不足以准备判断被吊物的位置和姿态，可能出现被吊物和周围结构碰撞损坏的风险，难以将被吊物安全、顺利的吊装就位。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决上述技术问题。
有鉴于此，本发明提供了一种适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法，在大型结构物吊装过程中，与周围结构间隙较小时，为避免被吊物与周围结构发生碰撞或出现吊装偏差。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在被吊物的圆周方向上画多组标记线，使被吊物吊至就位区域上方，同时全站仪沿预设方向向被吊物发射激光，根据激光与标记线的相对位置，指挥吊机调整被吊物的朝向直至满足吊装要求，并在后续下放过程中持续关注被吊物朝向；S2：被吊物进入小间隙吊装区域前，指挥人员根据监控界面上显示的被吊物水平度，指挥吊机调整被吊物水平度，直到满足吊装要求，并在后续下放过程中，持续关注被吊物水平度；S3：测距仪进入监控高度后，指挥人员根据监控界面上被吊物与周围结构的相对位置和距离，指挥吊机调整被吊物的位置，直到满足吊装要求，并在后续下放过程中，持续关注被吊物位置；S4：被吊物进入小间隙吊装区域后，指挥人员根据监控摄像头的监控画面，查看吊装间隙，作为上述测量结果的辅助手段，辅助吊装指挥和决策。
进一步，所述步骤S1中：所述被吊物的圆周方向上画至少2组标记线，同组相邻标记线的间距不大于被吊物允许的吊装朝向偏差距离。
进一步，所述步骤S2中：被吊物通过双轴倾斜传感器感测水平度。
进一步，所述步骤S2中：指挥吊机调整被吊物水平度满足吊装预设的要求。
进一步，所述步骤S3中：被吊物通过激光测距传感器感测其与周围结构的相对位置和距离，所述激光测距传感器有至少2台。
本发明的技术效果在于：通过本发明中的组合监控方法，可以在大型结构物吊装过程中，对被吊物与周围结构的相对位置和被吊物姿态进行实时监控，吊装指挥人员通过监控界面得到监控信息后，可以更好地对下一步吊装操作进行决策，解决了通过目测不能不能准确判断被吊物姿态的问题，对比常规的目测观察方法，提高了吊装的安全性和成功率。
附图说明
图1是根据本发明的一种外形不规则的圆筒形被吊物上安置3台测距仪的平面布置示意图；
图2是根据本发明的一种测距仪安装的侧视图；
图3是根据本发明的一种测距仪、姿态仪、无线数传电台及天线、串口集线器和监控计算机的监控系统连接图；
图4是根据本发明的在监控计算机上显示的监控的示意图；
图5是根据本发明的用于监控朝向的全站仪及标记线的布置图。
其中，1-测距仪；2-被吊物；3-激光；4-安装平台；5-标记线；6-全站仪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法，包括以下步骤：S1：在被吊物2的圆周方向上画多组标记线5，使被吊物2吊至就位区域上方，同时全站仪6沿预设方向向被吊物2发射激光3，根据激光3与标记线5的相对位置，指挥吊机调整被吊物2的朝向直至满足吊装要求，并在后续下放过程中持续关注被吊物2朝向；S2：被吊物2进入小间隙吊装区域前，指挥人员根据监控界面上显示的被吊物2水平度，指挥吊机调整被吊物2水平度，直到满足吊装要求，并在后续下放过程中，持续关注被吊物2水平度；S3：测距仪1进入监控高度后，指挥人员根据监控界面上被吊物2与周围结构的相对位置和距离，指挥吊机调整被吊物2的位置，直到满足吊装要求，并在后续下放过程中，持续关注被吊物2位置；S4：被吊物2进入小间隙吊装区域后，指挥人员根据监控摄像头的监控画面，查看吊装间隙，作为上述测量结果的辅助手段，辅助吊装指挥和决策。
根据本发明的具体实施例，一种适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控装置，包括测距传感器(以下简称测距仪1)、双轴倾斜传感器(以下简称姿态仪)、无线数传电台及天线、串口集线器、监控计算机、全站仪6和摄像头；
其中，激光测距传感器(以下简称测距仪1)：用于测量测距仪1位置到被吊物2周围结构的距离。根据被吊物2和周围结构的外形，可以在被吊物2圆周方向上，选择放置3台测距仪1，根据各测距仪1的实际测量数值和理论测量数值的差值，计算出被吊物2形心的实际位置相对于理论中心位置的偏移方向和距离，同时根据被吊物2和周围结构的外形轮廓，计算出被吊物2与周围结构之间的间隙。可根据理论吊装间隙和吊装精度需求，选择测距仪1的测量精度、测量间隔和测量距离等参数。如被吊物2周围结构形状不规则，没有合适的激光3反射竖直面，可在吊装区周围结构安装竖直的测距辅助板。
具体的，测距仪1和被吊物2通过安装平台4连接。
双轴倾斜传感器(以下简称姿态仪)：安装在被吊物2上，用于测量被吊物2在水平面内互相垂直两个方向上的水平度。可根据吊装水平度需求，选择姿态仪的测量精度、测量间隔等参数。
无线数传电台及天线：发出部分安装在被吊物2上，连接测距仪1和姿态仪，将测距仪1和姿态仪的测量数据，通过无线信号传输到接收部分；接收部分安装在吊装指挥区域，用于接收发出部分发出的测量数据无线信号，并连接到串口集线器。
串口集线器：用于接收无线数传电台接收部分的数据信号，并汇总后传输到监控计算机。
监控计算机：监控计算机上集成监控显示界面，显示界面上显示被吊物2与周围结构的相对位置、距离和被吊物2的水平度。
全站仪6：用于监控被吊物2的朝向。根据被吊物2的外形，在其圆周方向上画3组标记线5，每组标记线5由至少3道等间距的标记线组成，相邻标记线的间距不大于被吊物2允许的吊装朝向偏差距离。在就位区周围区域，与每组标记线5的中间线相同理论朝向上，放置全站仪6，全站仪6朝向被吊物2标记线5的理论中间线。全站仪6安装就位后，全站仪6位置和朝向不再改变。吊装时，全站仪6向被吊物2标记线5所在水平面发射激光3，根据激光3位置与中间标记线5的偏差，指示被吊物2的朝向偏差，吊装指挥人员根据偏差指挥吊机调整被吊物2朝向，直至激光3打到标记线5范围内。标记线5可在被吊物2上由上至下设置多组。
摄像头：安装在就位区或被吊物2上，用于监控被吊物2和周围结构的距离。
在大型结构物吊装过程中，对被吊物2的朝向、位置、水平度和吊装间隙进行实时监控，并通过无线信号实时传输到同一个显示界面，供吊装指挥人员实时查看被吊物2位置和姿态，并以此做出下一步的吊装指令，直至吊装完成。
在大型结构物吊装过程中，对被吊物的朝向、位置、水平度和吊装间隙进行实时监控，并通过无线信号实时传输到同一个显示界面，供吊装指挥人员实时查看被吊物位置和姿态，并以此做出下一步的吊装指令，直至吊装完成。一种适用于大型结构物小间隙吊装的安装步骤：
1、根据被吊物的外形特点，在被吊物上选定测距仪的安装数量和位置，如被吊物本体无合适的位置，可安装临时的测距仪安装平台，测距仪安装轴线需与被吊物的半径方向重合；
2、安装测距仪，并在测距仪安装完成后，对其安装位置进行复测，根据复测结果，在监控界面中对监控结果进行修正；
3、选定被吊物的一个水平面，安装姿态仪，姿态仪安装后，需对其测量结果进行修正，使其0度角与被吊物水平面一致；
4、在被吊物上安装无线数传电台发出部分及天线，并与测距仪和姿态仪连接，天线安装的位置应满足信号传输要求；
5、在被吊物上安装临时电源，并与测距仪、姿态仪和无线数传电台连接；
6、在吊装指挥区域安装无线数传电台接收部分及天线，并通过串口集线器与监控计算机连接；
7、在被吊物上画朝向角标记线，在吊装区域安装全站仪；
8、在就位区或被吊物上安装摄像头，并将所拍摄的监控画面传输到监控计算机；
9、对监控系统进行测试。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (4)

1.一种适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在被吊物的圆周方向上画多组标记线，使被吊物吊至就位区域上方，同时全站仪沿预设方向向被吊物发射激光，根据激光与标记线的相对位置，指挥吊机调整被吊物的朝向直至满足吊装要求，并在后续下放过程中持续关注被吊物朝向；
S2：被吊物进入小间隙吊装区域前，指挥人员根据监控界面上显示的被吊物水平度，指挥吊机调整被吊物水平度，直到满足吊装要求，并在后续下放过程中，持续关注被吊物水平度；
S3：测距仪进入监控高度后，指挥人员根据监控界面上被吊物与周围结构的相对位置和距离，指挥吊机调整被吊物的位置，直到满足吊装要求，并在后续下放过程中，持续关注被吊物位置；
S4：被吊物进入小间隙吊装区域后，指挥人员根据监控摄像头的监控画面，查看吊装间隙，作为步骤S3监控界面上被吊物与周围结构的相对位置和距离测量结果的辅助手段，辅助吊装指挥和决策；
所述组合监控方法的所用的装置包括测距传感器（1）、双轴倾斜传感器、无线数传电台及天线、串口集线器、监控计算机、全站仪（6）和摄像头；
其中，激光测距传感器（1）：用于测量激光测距传感器（1）位置到被吊物（2）周围结构的距离，根据被吊物（2）和周围结构的外形，在被吊物（2）圆周方向上，选择放置3台激光测距传感器（1），根据各激光测距传感器（1）的实际测量数值和理论测量数值的差值，计算出被吊物（2）形心的实际位置相对于理论中心位置的偏移方向和距离，同时根据被吊物（2）和周围结构的外形轮廓，计算出被吊物（2）与周围结构之间的间隙；被吊物（2）周围结构形状不规则，没有合适的激光（3）反射竖直面，在吊装区周围结构安装竖直的测距辅助板；测距仪1和被吊物2通过安装平台（4）连接；双轴倾斜传感器安装在被吊物（2）上，用于测量被吊物2在水平面内互相垂直两个方向上的水平度；
无线数传电台及天线：发出部分安装在被吊物（2）上，连接激光测距传感器（1）和姿态仪，将激光测距传感器（1）和姿态仪的测量数据，通过无线信号传输到接收部分；接收部分安装在吊装指挥区域，用于接收发出部分发出的测量数据无线信号，并连接到串口集线器；
串口集线器：用于接收无线数传电台接收部分的数据信号，并汇总后传输到监控计算机；
监控计算机：监控计算机上集成监控显示界面，显示界面上显示被吊物2与周围结构的相对位置、距离和被吊物2的水平度；
全站仪（6）：用于监控被吊物（2）的朝向，根据被吊物（2）的外形，在其圆周方向上画3组标记线（5），每组标记线（5）由至少3道等间距的标记线组成，相邻标记线的间距不大于被吊物（2）允许的吊装朝向偏差距离，在就位区周围区域，与每组标记线（5）的中间线相同理论朝向上，放置全站仪（6），全站仪（6）朝向被吊物（2）标记线（5）的理论中间线，全站仪（6）安装就位后，全站仪（6）位置和朝向不再改变，吊装时，全站仪（6）向被吊物（2）标记线（5）所在水平面发射激光（3），根据激光（3）位置与中间标记线（5）的偏差，指示被吊物（2）的朝向偏差，吊装指挥人员根据偏差指挥吊机调整被吊物（2）朝向，直至激光（3）打到标记线（5）范围内，标记线（5）可在被吊物（2）上由上至下设置多组；
摄像头：安装在就位区或被吊物（2）上，用于监控被吊物（2）和周围结构的距离。
2.根据权利要求1所述的适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法，其特征在于，所述步骤S1中：被吊物的圆周方向上画至少2组标记线，同组相邻标记线的间距不大于被吊物允许的吊装朝向偏差距离。
3.根据权利要求1所述的适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法，其特征在于，所述步骤S2中：被吊物通过双轴倾斜传感器感测水平度。
4.根据权利要求1所述的适用于大型结构物小间隙吊装的组合监控方法，其特征在于，所述步骤S3中：被吊物通过激光测距传感器测量其与周围结构的相对位置和距离，所述激光测距传感器有至少2台。
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