CN115676622B - 回转吊闸门精确定位辅助调整方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水电站起重启闭设备技术领域，特别是一种回转吊闸门精确定位辅助调整方法，包括如下步骤：启闭机回转吊的臂架回转至门槽上方，可控回转吊具下方起吊有闸门，同步驱动可控回转吊具保持闸门与门槽齐平，驱动折收油缸展开折收机械手，折收机械手自动夹持闸门，折收机械手的夹具与闸门通过滑轮接触，使闸门可上下滑动，当闸门入槽后，伺服电机控制夹具松开，闸门与门槽完全对齐；运用本发明的回转吊闸门精确定位辅助调整方法进行闸门的吊运工作，可实现无需人工辅助推拉闸门定位，即可解决回转闸门与门槽角度问题和抵消闸门受风力影响产生的摆动偏移，顺利将闸门吊运至门槽内。

Description

回转吊闸门精确定位辅助调整方法

技术领域

本申请涉及水电站起重启闭设备技术领域，特别是一种回转吊闸门精确定位辅助调整方法。

背景技术

带回转吊启闭机在回转吊运闸门入槽过程中，闸门由于回转吊运过程使其与门槽存在角度偏差，且在垂直于闸门面板方向的水平风力作用下，闸门来回摆动致使其无法与门槽较好地对齐并顺利进入门槽。现今解决方法为人工手扶推拉闸门，将闸门推与门槽对齐并保持，同时启闭机立即下放闸门直至入槽后，辅助人员方可释放对闸门的约束。此种操作方法费时费力，且存在较大的安全隐患。本发明的回转吊闸门精确定位辅助调整方法旨在解决以上问题，可实现无需人工辅助把持闸门的前提下，解决由回转吊自身回转引起的闸门与门槽角度偏差，以及抵消风力对闸门摆动的影响，调整闸门位置与门槽对齐，顺利将闸门下放至门槽内。

现有领域的专利如专利申请号为CN201910786159.3，名称为《一种超大型弧形闸门在泄洪洞内安装施工的吊装作业方法》的中国发明专利，其技术方案为：本发明属于水工金属结构安装技术领域，涉及超大型弧形闸门在泄洪洞内安装施工的吊装作业方法，在洞顶、起重平台支撑梁下方、侧壁等合适位置预埋锚钩作为固定吊点，通过配置滑轮组、起重倒链、卷扬机等，作为辅助吊装的手段使用，配合汽车吊进行吊装；以汽车吊主吊、卷扬机和起重导链辅助，自制运输台车将安装件从洞口倒运到洞内、自制支撑架用于支铰就位后的安装调整找正。上述专利并不能方便的将闸门放置在门槽内，在其采用的辅助吊装结构也比较复杂，吊运闸门过程中受风力影响致闸门与门槽很难对齐的问题，还是需要辅助人员人工进行过多的参与才能实现。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本申请提出一种能够实现闸门精确定位的回转吊闸门精确定位辅助调整方法。

为实现上述技术效果，本申请是通过以下技术方案实现的：

一种回转吊闸门精确定位辅助调整方法，包括如下步骤：

启闭机回转吊的臂架回转至门槽上方，可控回转吊具下方起吊有闸门，同步驱动可控回转吊具保持闸门与门槽齐平，驱动折收油缸展开折收机械手，折收机械手此时不与闸门干涉，折收机械手自动夹持闸门，折收机械手的夹具与闸门通过滑轮接触，使闸门可上下滑动，当闸门入槽后，伺服电机控制夹具松开，闸门与门槽完全对齐；启闭机带动可控回转吊具下放闸门，闸门保持水平方向稳定并顺着夹具上的滑轮下滑，顺利进入门槽，完成闸门的吊运工作；闸门入槽后，夹具展开，折收机械手收回，折收油缸驱动折收臂回缩，进入下一闸门的吊运工作。

进一步地，启闭机回转吊的臂架回转至门槽上方，进入工作状态，可控回转吊具下方通过液压抓梁起吊有闸门，闸门储门槽与工作门槽平行，在回转吊运行时，同步驱动可控回转吊具电缸，电缸带动滑套向前或向后运动，带动推杆，使回转吊具与回转吊相反方向旋转，保持闸门不发生旋转，始终与门槽齐平，如附图4所示；

进一步地，液压系统对折收油缸无杆腔进油，活塞端伸长，带动折收臂绕折收臂与回转吊臂架连接铰点展开，处于工作状态，此时机械手仍处于收缩状态，不与闸门干涉。

进一步地，通过安装于折收臂上的视觉摄像机对闸门进行姿态检测，然后将信号反馈给机械手，机械手内部程序自动计算闸门与机械手相对位置坐标，通过控制系统控制机械手各个关节使机械手展开，达到工作状态，机械手夹具在伺服电机驱动下自动夹持闸门，夹持到位后通过压力传感器返馈信号到伺服电机，夹具停止工作。

进一步地，机械手的夹具与闸门通过滑轮接触，使闸门可上下滑动；此时闸门水平方向已完全约束，安装在启闭机回转吊臂架侧面的折收机械手抵消了风力对闸门的影响将闸门与门槽完全对齐。

进一步地，启闭机带动可控回转吊具下放闸门，闸门保持水平方向稳定并顺着夹具上的滑轮下滑，顺利进入门槽，完成闸门的吊运工作。

进一步地，当闸门入槽指定深度后，夹具展开，机械手收回，回转油缸有杆腔进油，驱动折收臂回缩，进入下一闸门的吊运工作。

本申请的优点在于：

运用本发明的回转吊闸门精确定位辅助调整方法进行闸门的吊运工作，可实现无需人工辅助推拉闸门定位，即可解决回转闸门与门槽角度问题和抵消闸门受风力影响产生的摆动偏移，顺利将闸门吊运至门槽内。排除了闸门吊运工作的安全隐患，提高了闸门入槽的吊运效率，对水电站启闭机的高效、安全吊运闸门工作具有积极意义。

本申请对原回转吊启闭设备无改动，在现有结构基础上，新增可拆卸设备，对其原设备的使用无影响。

附图说明

图1为本申请中可控旋转吊具部分结构示意图。

图2为本申请使用的精确定位辅助调整装置结构示意图。

图3-图7为本方法流程示意图。

1-可控回转吊具，2-折收机械手，3-臂架，4-驱动电缸，5-滑套，6-推杆，7-支架，8-液压抓梁，9-折收臂，10-折收油缸，12-夹具，13-滑轮，14-闸门，15-门槽，16-回转螺母。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

需要指出的是，本发明实施例中所有的方向性指示（诸如两侧、边缘、上、下、左、右、前、后、中、顶端、底端、尾部、轴向、径向......）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、运动状态等，如该特定姿态发生改变时，则方向性指示也相应随之改变。

实施例1

一种回转吊闸门精确定位辅助调整方法，包括如下步骤：

启闭机吊运闸门14布置型式如附图3所示。正常工况下折收机械臂回缩在启闭机回转吊臂架3下，不会对启闭机的吊运工作产生影响，可控旋转吊具保持闸门14与门槽15齐平。当启闭机下放闸门14遭遇大风工况致闸门14偏斜时，折收机械臂开始工作，调整闸门14姿态，辅助启闭机完成闸门14的吊运入槽工作。

工作流程如下：启闭机回转吊的臂架3回转至门槽15上方，可控回转吊具1下方起吊有闸门14，同步驱动可控回转吊具1保持闸门14与门槽15齐平，如附图4所示；驱动折收油缸10展开折收机械手2，折收油缸10带动折收臂9的打开，折收机械手2由其自身的控制驱动系统控制其展开，如通过液控、气动或电机驱动各机械臂关节等，折收机械手2此时不与闸门14干涉，通过姿态检测检测闸门14和抓梁与折收机械手2的相对位置关系，通过视觉摄像机将闸门14和抓梁的位置信息转换为坐标参数输入到折收机械手2的控制系统，折收机械手2的内部程序可自动计算折收机械手2与闸门14和抓梁的空间坐标相对关系，然后控制折收机械手2运动到工作位置，折收机械手2自动夹持闸门14，通过姿态检测输出信号到折收机械手2，控制其运动到位，姿态检测装置也可在折收机械手2运动到位后重新检测输出信号，折收机械手2内部程序重新计算校核位置关系，保证其夹持位置准确。另外，若折收机械手2依然夹持错位，可人工辅助判断，控制折收机械手2重新计算坐标关系，折收机械手2的夹具12与闸门14通过滑轮13接触，使闸门14可上下滑动，夹具12的传力机构多样，如滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杆螺母弹簧式等，以滑槽杠杆式为例，夹具12夹板沿滑槽做直线运动，滑轮13配合压力传感器，可在滑轮13接触闸门14时，反馈信号给控制驱动的伺服电机，此时夹具12夹紧。当闸门14入槽后，视觉摄像机反馈信号，伺服电机控制夹具12松开，如附图5、6所示；闸门14水平方向已完全约束，安装在启闭机回转吊臂架3侧面的折收机械手2抵消了风力对闸门14的影响将闸门14与门槽15完全对齐；

启闭机带动可控回转吊具1下放闸门14，闸门14保持水平方向稳定并顺着夹具12上的滑轮13下滑，顺利进入门槽15，完成闸门14的吊运工作，如附图7所示。

闸门14入槽后，夹具12展开，折收机械手2收回，折收油缸10驱动折收臂9回缩，进入下一闸门14的吊运工作。

实施例2

一种回转吊闸门精确定位辅助调整方法，包括如下步骤：

启闭机吊运闸门14布置型式如附图3所示。正常工况下折收机械臂回缩在启闭机回转吊臂架3下，不会对启闭机的吊运工作产生影响，可控旋转吊具保持闸门14与门槽15齐平。当启闭机下放闸门14遭遇大风工况致闸门14偏斜时，折收机械臂开始工作，调整闸门14姿态，辅助启闭机完成闸门14的吊运入槽工作。

工作流程如下：启闭机回转吊的臂架3回转至门槽15上方，可控回转吊具1下方起吊有闸门14，同步驱动可控回转吊具1保持闸门14与门槽15齐平，如附图4所示；驱动折收油缸10展开折收机械手2，折收油缸10带动折收臂9的打开，折收机械手2由由其自身的控制驱动系统控制其展开，如通过液控、气动或电机驱动各机械臂关节等，折收机械手2此时不与闸门14干涉，通过姿态检测检测闸门14和抓梁与折收机械手2的相对位置关系，通过视觉摄像机将闸门14和抓梁的位置信息转换为坐标参数输入到折收机械手2的控制系统，折收机械手2的内部程序可自动计算折收机械手2与闸门14和抓梁的空间坐标相对关系，然后控制折收机械手2运动到工作位置，折收机械手2自动夹持闸门14，通过姿态检测输出信号到折收机械手2，控制其运动到位，姿态检测装置也可在折收机械手2运动到位后重新检测输出信号，折收机械手2内部程序重新计算校核位置关系，保证其夹持位置准确。另外，若折收机械手2依然夹持错位，可人工辅助判断，控制折收机械手2重新计算坐标关系，折收机械手2的夹具12与闸门14通过滑轮13接触，使闸门14可上下滑动，夹具12的传力机构多样，如滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杆螺母弹簧式等，以滑槽杠杆式为例，夹具12夹板沿滑槽做直线运动，滑轮13配合压力传感器，可在滑轮13接触闸门14时，反馈信号给控制驱动的伺服电机，此时夹具12夹紧。当闸门14入槽后，视觉摄像机反馈信号，伺服电机控制夹具12松开，如附图5、6所示；闸门14水平方向已完全约束，安装在启闭机回转吊臂架3侧面的折收机械手2抵消了风力对闸门14的影响将闸门14与门槽15完全对齐；

启闭机带动可控回转吊具1下放闸门14，闸门14保持水平方向稳定并顺着夹具12上的滑轮13下滑，顺利进入门槽15，完成闸门14的吊运工作，如附图7所示。

闸门14入槽后，夹具12展开，折收机械手2收回，折收油缸10驱动折收臂9回缩，进入下一闸门14的吊运工作。

具体地，启闭机回转吊的臂架3回转至门槽15上方，进入工作状态，可控回转吊具1下方通过液压抓梁8起吊有闸门14，闸门14储门槽15与工作门槽15平行，在回转吊运行时，同步驱动可控回转吊具1电缸，电缸带动滑套5向前或向后运动，带动推杆6，使回转吊具与回转吊相反方向旋转，保持闸门14不发生旋转，始终与门槽15齐平，如附图4所示；

液压系统对折收油缸10无杆腔进油，活塞端伸长，带动折收臂9绕折收臂9与回转吊臂架3连接铰点展开，处于工作状态，此时折收机械手2仍处于收缩状态，不与闸门14干涉。

通过安装于折收臂9上的视觉摄像机对闸门14进行姿态检测，然后将信号反馈给折收机械手2，折收机械手2内部程序自动计算闸门14与折收机械手2相对位置坐标，通过控制系统控制折收机械手2各个关节使折收机械手2展开，达到工作状态，折收机械手2夹具12在伺服电机驱动下自动夹持闸门14，夹持到位后通过压力传感器返馈信号到伺服电机，夹具12停止工作。

折收机械手2的夹具12与闸门14通过滑轮13接触，使闸门14可上下滑动如附图5、6所示；此时闸门14水平方向已完全约束，安装在启闭机回转吊臂架3侧面的折收机械手2抵消了风力对闸门14的影响将闸门14与门槽15完全对齐。

启闭机带动可控回转吊具1下放闸门14，闸门14保持水平方向稳定并顺着夹具12上的滑轮13下滑，顺利进入门槽15，完成闸门14的吊运工作，如附图7所示。

当闸门14入槽指定深度后，夹具12展开，折收机械手2收回，回转油缸有杆腔进油，驱动折收臂9回缩，进入下一闸门14的吊运工作。

可控回转吊具1，除在吊具上新增驱动电缸4，滑套5，推杆6和支架7来控制液压抓梁8旋转外，还可通过在液压抓梁8两端设置防水涡轮，通过涡轮产生的推力来控制液压抓梁8的旋转角度，并抵抗风力对液压抓梁8的影响。

运用本发明的回转吊闸门14精确定位辅助调整方法进行闸门14的吊运工作，可实现无需人工辅助推拉闸门14定位，即可解决回转闸门14与门槽15角度问题和抵消闸门14受风力影响产生的摆动偏移，顺利将闸门14吊运至门槽15内。排除了闸门14吊运工作的安全隐患，提高了闸门14入槽的吊运效率，对水电站启闭机的高效、安全吊运闸门14工作具有积极意义。本申请对原回转吊启闭设备无改动，在现有结构基础上，新增可拆卸设备，对其原设备的使用无影响。

实现本方法的设置可以为一种回转吊闸门14精确定位辅助装置，包括可控回转吊具1和折收机械手2，所述可控回转吊具1安装在臂架3末端，所述折收机械手2安装在臂架3的侧面，可控旋转吊具用于调整回转吊旋转角度变化，折收机械手2提供风力稳定力和力矩，所述可控旋转吊具包括驱动电缸4，滑套5，推杆6、支架7和液压抓梁8，所述驱动电缸4安装在支架7上，且所述驱动电缸4与滑套5相连，所述滑套5内设置有推杆6，所述推杆6与回转螺母16相连，所述回转螺母16与下方的液压抓梁8相连，并带动液压抓梁8随其转动，详细结构如附图1所示。所述折收机械手2包括折收臂9，折收油缸10和折收机械手2，所述折收臂9与臂架3铰接，且所述折收臂9与臂架3之间还设置有折收油缸10，所述折收臂9的末端设置有折收机械手2。详细结构如附图2所示。

进一步地，所述折收机械手2的末端设置有夹具12，所述夹具12上设置有滑轮13。

折收机械手2包括执行机构、驱动系统、控制系统、以及位置检测装置，所述执行机构包括手部（夹具12）、手腕、手臂和立柱等部件组成。工业折收机械手2的手臂通常由驱动手臂运动的部件（如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等）与驱动源（如液压、气压和电机等）相配合，以实现手臂的各种运动。上述折收机械手2的具体结构和动作原理等都是本领域技术人员所知晓的内容，这里不再赘述。

折收机械手2为六自由度折收机械手2。六自由度折收机械手2经各关节配合，可使折收机械手2末端到达工作范围内任意一处。同时，折收机械手2手腕为回转结构，由回转气缸驱动，实现折收机械手2的自由转动。

液压抓梁8下方设置有吊具本体。折收油缸10一端固定安装在臂架3上，所述折收油缸10的输出端与折收臂9的中部相连，折收油缸10由液压系统控制进油和回油。夹具12为[形，包括一块滑轨板、两块夹板以及驱动电机，每个夹板上各设置至少一个滑轮13，驱动电机带动滑板在滑轨板上运动，滑轮13与闸门14直接接触。

Claims (6)

1.回转吊闸门精确定位辅助调整方法，其特征在于：包括如下步骤：

启闭机回转吊的臂架（3）回转至门槽（15）上方，可控回转吊具（1）下方起吊有闸门（14），同步驱动可控回转吊具（1）保持闸门（14）与门槽（15）齐平，驱动折收油缸（10）展开折收机械手（2），折收机械手（2）此时不与闸门（14）干涉，折收机械手（2）自动夹持闸门（14），折收机械手（2）的夹具（12）与闸门（14）通过滑轮（13）接触，使闸门（14）可上下滑动，当闸门（14）入槽后，伺服电机控制夹具（12）松开，闸门（14）与门槽（15）完全对齐；启闭机带动可控回转吊具（1）下放闸门（14），闸门（14）保持水平方向稳定并顺着夹具（12）上的滑轮（13）下滑，顺利进入门槽（15），完成闸门（14）的吊运工作；闸门（14）入槽后，夹具（12）展开，折收机械手（2）收回，折收油缸（10）驱动折收臂（9）回缩，进入下一闸门（14）的吊运工作；

通过安装于折收臂（9）上的视觉摄像机对闸门（14）进行姿态检测，然后将信号反馈给折收机械手（2），折收机械手（2）内部程序自动计算闸门（14）与折收机械手（2）相对位置坐标，通过控制系统控制折收机械手（2）各个关节使折收机械手（2）展开，达到工作状态，折收机械手（2）夹具（12）在伺服电机驱动下自动夹持闸门（14），夹持到位后通过压力传感器返馈信号到伺服电机，夹具（12）停止工作。

2.根据权利要求1所述的回转吊闸门精确定位辅助调整方法，其特征在于：启闭机回转吊的臂架（3）回转至门槽（15）上方，进入工作状态，可控回转吊具（1）下方通过液压抓梁（8）起吊有闸门（14），闸门（14）储门槽（15）与工作门槽（15）平行，在回转吊运行时，同步驱动可控回转吊具（1）电缸，电缸带动滑套（5）向前或向后运动，带动推杆（6），使回转吊具与回转吊相反方向旋转，保持闸门（14）不发生旋转，始终与门槽（15）齐平。

3.根据权利要求2所述的回转吊闸门精确定位辅助调整方法，其特征在于：液压系统对折收油缸（10）无杆腔进油，活塞端伸长，带动折收臂（9）绕折收臂（9）与回转吊臂架（3）连接铰点展开，处于工作状态，此时折收机械手（2）仍处于收缩状态，不与闸门（14）干涉。

4.根据权利要求1所述的回转吊闸门精确定位辅助调整方法，其特征在于：折收机械手（2）的夹具（12）与闸门（14）通过滑轮（13）接触，使闸门（14）可上下滑动；此时闸门（14）水平方向已完全约束，安装在启闭机回转吊臂架（3）侧面的折收机械手（2）抵消了风力对闸门（14）的影响将闸门（14）与门槽（15）完全对齐。

5.根据权利要求4所述的回转吊闸门精确定位辅助调整方法，其特征在于：启闭机带动可控回转吊具（1）下放闸门（14），闸门（14）保持水平方向稳定并顺着夹具（12）上的滑轮（13）下滑，顺利进入门槽（15），完成闸门（14）的吊运工作。

6.根据权利要求5所述的回转吊闸门精确定位辅助调整方法，其特征在于：当闸门（14）入槽指定深度后，夹具（12）展开，折收机械手（2）收回，回转油缸有杆腔进油，驱动折收臂（9）回缩，进入下一闸门（14）的吊运工作。