CN116605352B - 一种便于多向调整的打桩船 - Google Patents

Abstract

本发明适用于工程船舶技术领域，提供了一种便于多向调整的打桩船，打桩船体设置有打桩模块、可调式船体固定模块、水气脱困模块、船体推进模块以及定位模块，船体推进模块将打桩船体粗略移动至打桩位置附近后通过可调式船体固定模块向水底插入船体固定桩体进行锚定，然后打桩装置驱动机构以船体固定桩装置为支点来驱动船体进行小范围的精确移动，从而使打桩船体精确抵达下桩位置，而可调式固定架连接机构以及固定架支撑臂可以实现打桩装置固定架的角度调整，来保证打桩机在打桩作业时始终处于竖直状态，避免因水体导致的打桩船体倾斜影响打桩效果，同时定位模块还可以以上一根完工桩体为支点快速定位下一根桩体的位置，极大提高了作业效率。

Description

一种便于多向调整的打桩船

技术领域

本发明适用于工程船舶领域，提供了一种便于多向调整的打桩船。

背景技术

打桩船是用于水上打桩作业的专用船舶，船体为钢箱型结构，在船体的端部装有打桩架，打桩架上安装有打桩机，常见的为油锤打桩机等，打桩船一般通过推进装置或者拖拽方式将船体移动到指定的打桩位置，然后下锚固定船体后将桩体插入水中，最后通过打桩机将桩体打入水底土层内，但是由于水面作业的特殊性，传统的打桩船有如下几个问题：一、水体移动的特殊性导致推进装置只能将船体推动到达预定位置附近下锚，很难精准地将船体移动至指定位置，这也就导致后续打桩的位置准确性下降；二、有些水体由于风浪存在会导致船体锚定后船体甲板处于倾斜状态，而传统的打桩架都是固定竖立，这也就导致在甲板处于倾斜状态时，打桩架也无法保持竖直状态，这也就导致打桩机无法竖直向下进行打桩，最终导致桩体倾斜；三、打桩作业的水体可能会存在涨落潮情况，而在部分水位较浅的位置作业时，落潮时可以导致打桩船底部与水底淤泥直接贴合接触，淤泥由于负压效应会吸附住船底，这会导致打桩船移动困难。

发明内容

针对上述几种问题，本发明提供一种便于多向调整的打桩船，通过可驱动的船体固定桩装置来实现船体固定后的位置调整，实现精准定位，同时通过可调式固定架连接机构来实现打桩装置固定架的角度调整，来保证打桩装置固定架在打桩作业时始终处于竖直状态。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便于多向调整的打桩船，包括打桩船体，打桩船体设置有打桩模块、数个可调式船体固定模块、水气脱困模块以及船体推进模块；前述打桩模块包括设置在打桩船体上的打桩模块底座，打桩模块底座上设置有打桩装置固定架、缆绳吊装装置以及打桩机牵引卷扬机，前述打桩装置固定架固定设置有打桩装置移动轨道，打桩装置移动轨道上滑动设置有打桩机，前述打桩机牵引卷扬机与打桩机通过缆绳连接；前述可调式船体固定模块包括船体固定桩装置以及打桩装置驱动机构，船体固定桩装置滑动设置在打桩船体上，打桩装置驱动机构固定设置在打桩船体上，前述打桩装置驱动机构与船体固定桩装置驱动连接；前述船体推进模块包括若干旋转推进器；前述水气脱困模块包括若干喷气装置，前述喷气装置设置有喷气口，前述喷气口设置在打桩船体的底部。

进一步的，所述打桩模块底座设置有可调式固定架连接机构，前述可调式固定架连接机构包括固定设置在打桩模块底座上的连接结构底座，连接结构底座转动连接有固定架连接板，前述固定架连接板与打桩装置固定架转动连接，前述固定架连接板与连接结构底座之间还设置有连接机构调节驱动缸，连接机构调节驱动缸一端与固定架连接板转动连接，另一端与连接结构底座转动连接。

进一步的，所述打桩模块底座转动连接有固定架支撑臂，前述固定架支撑臂由若干伸缩节依次套接而成，相邻两伸缩节之间通过伸缩节驱动缸驱动连接，前述固定架支撑臂一端与打桩模块底座转动连接，另一端与打桩装置固定架转动连接。

进一步的，所述固定架支撑臂侧面转动连接有支撑臂驱动缸，支撑臂驱动缸另一端与打桩模块底座转动连接。

进一步的，所述打桩模块底座包括第一调节框架以及第二调节框架，前述第一调节框架与打桩船体滑动连接，第一调节框架与打桩船体之间设置有第一直线驱动装置，第一调节框架与打桩船体通过第一直线驱动装置驱动连接，前述第二调节框架滑动设置在第一调节框架上，第二调节框架与第一调节框架之间设置有第二直线驱动装置，第二调节框架与第一调节框架通过第二直线驱动装置驱动连接。

进一步的，所述打桩船体上设置有定位模块，前述定位模块包括定位轨道，前述定位轨道一端固定设置在打桩船体上，另一端伸出到打桩船体以外，前述定位轨道上滑动连接有自动桩夹，自动桩夹可通过驱动装置沿定位轨道做直线运动，前述定位轨道一侧还固定设置有下桩定位板，下桩定位板上设置有下桩定位孔。

进一步的，所述打桩船体上固定设置有若干船体调整绞盘。

进一步的，所述水气脱困模块还包括若干液压振动器，前述液压振动器靠近喷气装置设置。

进一步的，所述打桩船体至少设置有一个横向布置的可调式船体固定模块以及一个纵向布置的可调式船体固定模块，所述船体固定桩装置包括可上下移动的船体固定桩体以及驱动船体固定桩体上下移动的固定桩打桩驱动装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中打桩船体到达预定位置附近后，可以通过可调式船体固定模块方便地锚定打桩船体并进行位置的微调，具体实现方式为通过船体固定桩装置的可上下移动的船体固定桩体插入到水底土层来实现船体的锚定，此时船体固定桩装置通过船体固定桩体实现固定，如此一来打桩装置驱动机构就可以以船体固定桩装置为固定支点，通过齿轮齿条或者液压缸这种直线驱动机构驱动打桩船体沿预定方向移动，本发明中在打桩船体上的可调式船体固定模块分为横向布置以及纵向布置，通过两个方向布置的可调式船体固定模块可以实现船体横向以及纵向的微调，这样先固定船体再进行位置微调的方法可以避免由于船体晃动导致的船体位置不定，使得打桩船体更加精确地抵达下桩位置；

2、本发明中打桩装置固定架通过可调式固定架连接机构与打桩船体连接，其中打桩装置固定架与可调式固定架连接机构的固定架连接板转动连接，打桩装置固定架通过可伸缩旋转的固定架支撑臂来控制打桩装置固定架转动以及固定，同时固定架连接板转动设置在连接结构底座上，通过连接机构调节驱动缸来控制固定架连接板的转动以及固定，这样通过打桩装置固定架自身的转动以及固定架连接板转动，打桩装置固定架可以实现两个方向的角度调节，这样就可以避免由于船体倾斜导致的打桩机无法竖直向下进行打桩；

3、本发明中的打桩船体底部设置有多个喷气口，当落潮时水底的淤泥由于负压效应吸附住船底导致打桩船体移动困难时，通过喷气口向淤泥与打桩船底之间喷射大量气体，以帮助打桩船底与淤泥脱离；

4、本发明中的定位模块可以通过前一个完成插入的桩体作为支点来定位下一根桩体的打入位置，具体操作体现为在船体完成一根完工的桩体后，利用自动桩夹夹持住这一根完工的桩体，然后驱动打桩船体向下一个打桩位置调整移动，此时自动桩夹在定位轨道上滑动，而当船体调整至自动桩夹的夹持中心与下桩定位孔的中心之间的直线距离达到两个桩体之间的设计距离时，自动装夹借由驱动装置或者刹车装置等装置停止滑动，此时船体就可以在该位置锚定并开始下一根桩体的打桩作业，这种结构不但操作起来简单有效，同时可以根据不同的设计间距灵活调整，实用性较强。

附图说明

图1为本发明中提及的一种便于多向调整的打桩船的结构示意图；

图2为图1中打桩模块的结构示意图；

图3为图2中打桩模块底座的结构示意图；

图4为图2中打桩装置固定架通过可调式固定架连接机构与打桩模块底座相连接的结构示意图；

图5为本发明中提及的可调式船体固定模块与打桩船体相装配的结构示意图；

图6为本发明中提及的定位模块的结构示意图。

图中：1、打桩船体，2、打桩模块底座，201、第一调节框架，202、第二调节框架，203、第一直线驱动装置，204、第二直线驱动装置，3、打桩装置固定架，301、打桩装置移动轨道，302、打桩机，4、固定架支撑臂，401、伸缩节，402、伸缩节驱动缸，403、支撑臂驱动缸，5、缆绳吊装装置，6、打桩机牵引卷扬机，7、可调式船体固定模块，701、船体固定桩装置，7011、船体固定桩体，7012、固定桩打桩驱动装置，702、打桩装置驱动机构，8、定位模块，801、定位轨道，802、下桩定位板，803、自动桩夹，9、旋转推进器，10、船体调整绞盘，11、可调式固定架连接机构，1101、连接结构底座，1102、固定架连接板，1103、连接机构调节驱动缸，12、喷气装置，13、液压振动器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例，参照附图1～附图6，本发明提供的实施例，参照附图1～附图6，本发明提供的一种便于多向调整的打桩船，包括打桩船体1，打桩船体1设置有打桩模块、可调式船体固定模块7、水气脱困模块以及船体推进模块，其中可调式船体固定模块7的数量为三个，具体为一个纵向布置的可调式船体固定模块7，以及两个横向布置的可调式船体固定模块7，三点型的布置位置可以使得打桩船体1在锚定时更加稳定，前述可调式船体固定模块7包括船体固定桩装置701以及打桩装置驱动机构702，打桩装置驱动机构702可以为液压驱动缸、伺服电动缸、直线电机模组、链轮传动机构、齿轮齿条机构等能够实现直线驱动的装置，船体固定桩装置701滑动设置在打桩船体1上，打桩装置驱动机构702固定设置在打桩船体1上，前述打桩装置驱动机构702与船体固定桩装置701驱动连接，船体固定桩装置701包括可上下移动的船体固定桩体7011以及驱动船体固定桩体7011上下移动的固定桩打桩驱动装置7012，固定桩打桩驱动装置7012可以为液压驱动缸、伺服电动缸、直线电机模组、链轮传动机构、齿轮齿条机构等可以实现直线驱动的装置，通过可调式船体固定模块7方便地锚定打桩船体1并进行位置的微调，实现方式为通过船体固定桩装置701的可上下移动的船体固定桩体7011插入到水底土层来实现船体的锚定，此时船体固定桩装置701通过船体固定桩体7011实现固定，如此一来打桩装置驱动机构702就可以以船体固定桩装置701为固定支点，通过直线驱动机构驱动打桩船体1沿预定方向移动，本实施例中在打桩船体1上的可调式船体固定模块7分为横向布置以及纵向布置，通过两个方向布置的可调式船体固定模块7可以实现船体横向以及纵向的微调，这样先固定船体再进行位置微调的方法可以避免由于船体晃动导致的船体位置不定，使得打桩船体1更加精确地抵达下桩位置；前述打桩模块包括设置在打桩船体1上的打桩模块底座2，打桩模块底座2上设置有可调式固定架连接机构11、打桩装置固定架3、缆绳吊装装置5以及打桩机牵引卷扬机6，前述打桩装置固定架3固定设置有打桩装置移动轨道301，打桩装置移动轨道301上滑动设置有打桩机302，前述打桩机牵引卷扬机6与打桩机302通过缆绳连接，前述可调式固定架连接机构11包括固定设置在打桩模块底座2上的连接结构底座1101，连接结构底座1101转动连接有固定架连接板1102，前述固定架连接板1102与打桩装置固定架3转动连接，前述固定架连接板1102与连接结构底座1101之间还设置有连接机构调节驱动缸1103，连接机构调节驱动缸1103可以为液压驱动缸这种直线驱动装置，连接机构调节驱动缸1103一端与固定架连接板1102转动连接，另一端与连接结构底座1101转动连接，前述打桩模块底座2还转动连接有固定架支撑臂4，前述固定架支撑臂4由若干伸缩节401依次套接而成，相邻两伸缩节401之间通过伸缩节驱动缸402驱动连接，前述固定架支撑臂4一端与打桩模块底座2转动连接，另一端与打桩装置固定架3转动连接，固定架支撑臂4侧面转动连接有支撑臂驱动缸403，支撑臂驱动缸403另一端与打桩模块底座2转动连接，打桩装置固定架3通过可伸缩旋转的固定架支撑臂4来控制打桩装置固定架3转动以及固定，同时固定架连接板1102转动设置在连接结构底座1101上，通过连接机构调节驱动缸1103来控制固定架连接板1102的转动以及固定，这样通过打桩装置固定架3自身的转动以及固定架连接板1102转动，打桩装置固定架3可以实现两个方向的角度调节；前述船体推进模块包括若干旋转推进器9；前述水气脱困模块包括若干喷气装置12，前述喷气装置12设置有喷气口，前述喷气口设置在打桩船体1的底部，当落潮时水底的淤泥由于负压效应吸附住船底导致打桩船体1移动困难时，通过喷气口向淤泥与打桩船底之间喷射大量气体，以帮助打桩船底与淤泥脱离。

更优化的方案中，所述打桩模块底座2包括第一调节框架201以及第二调节框架202，前述第一调节框架201与打桩船体1滑动连接，第一调节框架201与打桩船体1之间设置有第一直线驱动装置，第一调节框架201与打桩船体1通过第一直线驱动装置驱动连接，前述第二调节框架202滑动设置在第一调节框架201上，第二调节框架202与第一调节框架201之间设置有第二直线驱动装置204，第二调节框架202与第一调节框架201通过第二直线驱动装置204驱动连接，这种设计的打桩模块底座2可以增加两个方向的动态调整功能，可以在船体锚定后对打桩机302的位置进行微调，比起直接对整个打桩船体1进行位置调整，这种调整方法更加简单，操作效率也更高，是对整个位置调整功能很好的补充。

更优化的方案中，所述打桩船体1上设置有定位模块8，前述定位模块8包括定位轨道801，前述定位轨道801一端固定设置在打桩船体1上，另一端伸出到打桩船体1以外，前述定位轨道801上滑动连接有自动桩夹803，自动桩夹803可通过驱动装置沿定位轨道801做直线运动，前述定位轨道801一侧还固定设置有下桩定位板802，下桩定位板802上设置有下桩定位孔，前述打桩机302在打桩工作状态时刚好位于下桩定位孔的上方，待打桩桩体在吊装的时候就可以以下桩定位孔为参照，使得待打桩桩体可以快速预定位，同时在船体完成一根完工的桩体后，利用自动桩夹803夹持住这一根完工的桩体，然后驱动打桩船体1向下一个打桩位置调整移动，自动桩夹803的夹持中心与下桩定位孔的中心之间的直线距离为两个桩体之间的设计距离，此时就可以以上一根完工的桩体为支点快速定位下一根桩体的位置。

更优化的方案中，所述打桩船体1上固定设置有若干船体调整绞盘10，船体调整绞盘10是当打桩船体1到达预定位置附近时，进行辅助位置调整，通过绞盘的钢丝绳与附近固定物连接，通过多个船体调整绞盘10共同协助完成打桩船体1的姿态调整，包括位置、船头角度等。

更优化的方案中，所述水气脱困模块还包括若干液压振动器13，前述液压振动器13靠近喷气装置12设置，液压振动器13可以在喷气装置12进行喷气脱困时辅助加速淤泥脱离。

本实施例的工作原理如下：

打桩船体1通过旋转推进器9移动到指定打桩位置附近后，首先通过船体调整绞盘10进行打桩船体1的初步位置姿态调整，使下桩定位孔能够尽可能对准打桩位置，然后通过可调式船体固定模块7进行打桩船体1锚定，具体实施时采用横向布置的可调式船体固定模块7以及纵向布置的可调式船体固定模块7先后配合锚定的方式，比如先将横向布置的可调式船体固定模块7的船体固定桩体7011操控插入水底土层，然后通过横向布置的可调式船体固定模块7的打桩装置驱动机构702驱动打桩船体1进行精确横向位移，待横向位置调整好后，将纵向布置的可调式船体固定模块7的船体固定桩体7011操控插入水底土层，然后抬起横向布置的可调式船体固定模块7的船体固定桩体7011，再通过纵向布置的可调式船体固定模块7的打桩装置驱动机构702驱动打桩船体1进行精确纵向位移，待纵向位置调整好后，将横向布置的可调式船体固定模块7的船体固定桩体7011再次操控插入水底土层，这样就完成了打桩船体1的锚定；接下来就是打桩模块的调整以及打桩作业过程，首先通过可伸缩旋转的固定架支撑臂4以及固定架连接板1102之间的配合来控制打桩装置固定架3两个方向的转动，通过两个方向的角度调节，可以将打桩装置固定架3上的打桩机302调整至合适的打桩角度，之后就可以通过缆绳吊装装置5将待打桩的桩体吊装后通过下桩定位孔插入预定的打桩位置，最后就可以通过打桩机302进行打桩作业。

而在连续打桩过程中，可以利用定位模块8来实现下一根桩体的快速定位，具体实现流程为：在船体完成一根完工的桩体后，利用定位模块8的自动桩夹803夹持住这一根完工的桩体，然后通过前述操作方法驱动打桩船体1向下一个打桩位置调整移动，此时自动桩夹803在定位轨道801上滑动，而当船体调整至自动桩夹803的夹持中心与下桩定位孔的中心之间的直线距离达到两个桩体之间的设计距离时，自动装夹借由驱动装置或者刹车装置等装置停止滑动，此时船体的下桩定位孔与上一个桩体的距离就为预设距离，只需要经过简单的角度调整就可以在该位置锚定并开始下一根桩体的打桩作业。

本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、纵向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制，方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种便于多向调整的打桩船，包括打桩船体，其特征在于，前述打桩船体设置有打桩模块、数个可调式船体固定模块、水气脱困模块、船体推进模块以及定位模块；前述打桩模块包括设置在打桩船体上的打桩模块底座，打桩模块底座上设置有打桩装置固定架、缆绳吊装装置以及打桩机牵引卷扬机，前述打桩装置固定架固定设置有打桩装置移动轨道，打桩装置移动轨道上滑动设置有打桩机，前述打桩机牵引卷扬机与打桩机通过缆绳连接；前述可调式船体固定模块包括船体固定桩装置以及打桩装置驱动机构，船体固定桩装置滑动设置在打桩船体上，打桩装置驱动机构固定设置在打桩船体上，前述打桩装置驱动机构与船体固定桩装置驱动连接，前述打桩模块底座转动连接有固定架支撑臂，前述固定架支撑臂由若干伸缩节依次套接而成，相邻两伸缩节之间通过伸缩节驱动缸驱动连接，前述固定架支撑臂一端与打桩模块底座转动连接，另一端与打桩装置固定架转动连接；前述船体推进模块包括若干旋转推进器；前述水气脱困模块包括若干喷气装置以及若干液压振动器，前述喷气装置设置有喷气口，前述喷气口设置在打桩船体的底部，前述液压振动器靠近喷气装置设置；前述定位模块包括定位轨道，前述定位轨道一端固定设置在打桩船体上，另一端伸出到打桩船体以外，前述定位轨道上滑动连接有自动桩夹，自动桩夹可通过驱动装置沿定位轨道做直线运动，前述定位轨道一侧还固定设置有下桩定位板，下桩定位板上设置有下桩定位孔。

2.根据权利要求1所述的一种便于多向调整的打桩船，其特征在于，所述打桩模块底座设置有可调式固定架连接机构，前述可调式固定架连接机构包括固定设置在打桩模块底座上的连接结构底座，连接结构底座转动连接有固定架连接板，前述固定架连接板与打桩装置固定架转动连接，前述固定架连接板与连接结构底座之间还设置有连接机构调节驱动缸，连接机构调节驱动缸一端与固定架连接板转动连接，另一端与连接结构底座转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种便于多向调整的打桩船，其特征在于，所述固定架支撑臂侧面转动连接有支撑臂驱动缸，支撑臂驱动缸另一端与打桩模块底座转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种便于多向调整的打桩船，其特征在于，所述打桩模块底座包括第一调节框架以及第二调节框架，前述第一调节框架与打桩船体滑动连接，第一调节框架与打桩船体之间设置有第一直线驱动装置，第一调节框架与打桩船体通过第一直线驱动装置驱动连接，前述第二调节框架滑动设置在第一调节框架上，第二调节框架与第一调节框架之间设置有第二直线驱动装置，第二调节框架与第一调节框架通过第二直线驱动装置驱动连接。

5.根据权利要求1所述的一种便于多向调整的打桩船，其特征在于，所述打桩船体上固定设置有若干船体调整绞盘。

6.根据权利要求1所述的一种便于多向调整的打桩船，其特征在于，所述打桩船体至少设置有一个横向布置的可调式船体固定模块以及一个纵向布置的可调式船体固定模块，所述船体固定桩装置包括可上下移动的船体固定桩体以及驱动船体固定桩体上下移动的固定桩打桩驱动装置。