CN112726615B 有效 一种运动补偿抱桩器
技术领域 [0001]本发明涉及抱桩器技术领域,特别涉及一种运动补偿抱桩器。 背景技术 [0002]抱桩器是一种用于在进行打桩作业时,抱夹定位桩柱的装置。常见的抱桩装置主要包括抱桩组件和基座,抱桩组件通过基座固定安装在海洋平台上;在进行打桩作业时,通过抱桩组件对桩柱的抱夹,实现桩柱的定位。 [0003]现有的抱桩器中抱桩组件和基座之间的相对位置是固定不变的,当海洋平台处于漂浮状态时,抱桩组件将桩柱抱住后,如果遇到疾风、海浪等影响,海洋平台和抱桩器会产生晃动,容易导致桩柱产生偏斜,降低桩柱安装的垂直精度,从而影响打桩作业的正常进行。本领域技术人员希望有一种可进行运动补偿的抱桩器,在遇到疾风、海浪等发生时可减少桩柱的偏斜,提高桩柱安装的垂直精度。 发明内容 [0004]本发明的主要目的是提出一种运动补偿抱桩器,旨在解决现有技术中的抱桩器在遇到疾风、海浪等发生晃动时导致桩柱偏斜,降低桩柱安装的垂直精度的技术问题。 [0005]为实现上述目的,本发明提出一种运动补偿抱桩器,包括: [0006]基座; [0007]抱桩组件,其包括转动座,所述转动座与所述基座转动连接,所述转动座与所述基座的转动轴线称为第一转动轴线,所述第一转动轴线横向设置; [0008]角度补偿驱动装置,其包括固定端和运动端,所述固定端设于所述基座上,所述运动端与所述转动座连接,所述运动端可带动所述转动座沿所述第一转动轴线转动; [0009]倾角检测器,其与所述基座相对固定,所述倾角检测器用于测量所述基座相对于所述第一转动轴线的周向方向的倾斜角度,所述倾角检测器与所述角度补偿驱动装置信号连接。 [0010]抱桩组件通过转动座可以与基座相对转动;倾角检测器设置在基座上,当抱桩器上下晃动时,倾角检测器可以检测出基座的倾斜角度;角度补偿驱动装置可根据倾角检测器的倾斜角度信号,控制运动端带动转动座转动,对抱桩组件进行运动补偿,可减少抱桩组件随着基座倾斜的角度,减少桩柱的倾斜,从而提高桩柱安装的垂直精度。 [0011]优选地,所述角度补偿驱动装置包括钢丝驱动组件,所述钢丝驱动组件包括与所述基座相对固定的卷线电机,所述卷线电机与所述倾角检测器信号连接,所述卷线电机的转轴上传动连接有卷线轮,所述钢丝驱动组件还包括钢丝,所述钢丝具有卷绕段和连接段,所述卷绕段卷绕于所述卷线轮上,所述连接段与所述转动座连接,所述固定端包括所述卷线电机,所述运动端包括所述连接段。 [0012]角度补偿驱动装置采用钢丝驱动组件,钢丝连接在卷线轮和转动座上,卷线电机转动卷线轮可收回钢丝或放长钢丝,钢丝可带动转动座转动,实现转动座的运动补偿。通过钢丝与卷线电机的驱动方式,在确保能实现转动补偿的情况下,替代了传统抱桩器的支撑结构加强件,减少了抱桩器的钢结构,减低了抱桩器的生产成本。 [0013]优选地,所述连接段与所述转动座的连接位置设于所述第一转动轴线的上侧,所述基座上固定连接有限位块,所述限位块设于所述转动座的靠近所述卷线电机的一侧,所述限位块可限制所述转动座向所述卷线电机的一侧倾斜。 [0014]钢丝连接转动座的上侧,可拉住和控制抱桩组件向远离卷线电机的一侧的转动角度;由于钢丝只能拉住转动座的一个方向,设置限位块可限制转动座向卷线电机的一侧转动,对转动座进行限位,提高抱桩器整体的安全性。 [0015]优选地,所述转动座上转动连接有定滑轮,所述卷线轮的数量为两个,所述钢丝的两端分别卷绕于两个所述卷线轮上,所述钢丝的两端均为所述卷绕段,所述钢丝的中段为所述连接段,所述钢丝的中段绕接于所述定滑轮上,所述钢丝的两端与对应的所述卷线轮的卷绕方向相同。 [0016]钢丝的一端卷绕在卷线轮上,钢丝的中部绕过定滑轮,钢丝的另一端再卷绕在卷线轮上;在收回钢丝或放长钢丝时,卷线轮在相同的转动角度下转动座可获得更大的转动角度,可提高补偿速度;抱桩组件的拉力由两条钢丝负载,也可提高钢丝的承载能力。 [0017]优选地,所述卷线轮的数量为两个,两个所述卷线轮称为第一卷线轮和第二卷线轮,所述第一卷线轮和所述第二卷线轮上分别绕接有第一钢丝和第二钢丝,所述第一钢丝的首端绕接于所述第一卷线轮上,所述第一钢丝的末端与所述转动座连接,所述第二钢丝的首端绕接于所述第二卷线轮上,所述第二钢丝的末端与所述转动座连接,所述第一转动轴线在上下方向上设于所述转动座的中部,所述第一钢丝和所述第二钢丝与所述转动座的连接位置分别设于所述第一转动轴线的上侧和下侧,所述第一钢丝和所述第二钢丝的收放线方向相反。 [0018]第一钢丝和第二钢丝分别连接于第一转动轴线的上侧和下侧,第一钢丝和第二钢丝可分别带动转动座沿第一转动轴线的正向和反向转动;第一钢丝和所述第二钢丝的收放线方向相反,第一钢丝回收拉动转动座的上侧时第二钢丝放长,第二钢丝回收拉动转动座的下侧时第一钢丝放长,不影响转动座的转动。这样使得桩柱偏向两侧都可以补偿,更加适应抱桩器存在的晃动情况,进一步减少桩柱的倾斜。 [0019]优选地,所述卷线电机的数量为两个,所述第一卷线轮和所述第二卷线轮分别与两个所述卷线电机传动连接。 [0020]在转动座转动时,第一钢丝和第二钢丝的伸长或回缩的长度不相同,设置两个卷线电机分别控制第一卷线轮和第二卷线轮的转动量,可分别控制第一钢丝和第二钢丝的收放量,保持抱桩器能正常转动。 [0021]优选地,所述钢丝驱动组件还包括第一支撑轴和第二支撑轴,所述第一支撑轴和第二支撑轴与所述基座转动连接,所述第一卷线轮和所述第二卷线轮分别转动连接于所述第一支撑轴和所述第二支撑轴上,所述钢丝驱动组件还包括第一离合器和第二离合器,所述第一离合器的驱动端与所述第一离合器和所述第二离合器均与所述基座相对固定,所述第一离合器具有第一驱动端和第一从动端,所述第二离合器具有第二驱动端和第二从动端,所述第一驱动端和所述第二驱动端均与所述卷线电机的转轴固定连接,所述第一从动端与所述第一卷线轮固定连接,所述第二从动端与所述第二卷线轮固定连接,所述第一离合器和所述第二离合器均与所述卷线电机信号连接。第一离合器和所述第二离合器采用电磁离合器。 [0022]卷线电机通过第一离合器和第二离合器分别驱动第一卷线轮和第二卷线轮。在需要拉动转动座的上侧向右侧转动时,第一离合器的第一驱动端和第一从动端吸合,第二离合器的第二驱动端和第二从动端分离,卷线电机带动第一卷线轮转动回卷第一钢丝,第二卷线轮在第二支撑轴上为自由转动状态,第二卷线轮的转动随第二钢丝的伸长而转动。在需要拉动转动座的下侧向右侧转动时,第一离合器的第一驱动端和第一从动端分离,第二离合器的第二驱动端和第二从动端吸合,卷线电机带动第二卷线轮转动回卷第二钢丝,第一卷线轮在第一支撑轴上为自由转动状态,第一卷线轮的转动随第一钢丝的伸长而转动。这样便能适应转动座转动时第一钢丝和第二钢丝不同的伸长或回缩长度,且通过一个卷线电机可实现第一卷线轮和第二卷线轮的正反转和实现转动量不同,降低成本。 [0023]优选地,所述钢丝驱动组件还包括第一制动器和第二制动器,所述第一制动器和所述第二制动器均与所述基座相对固定,所述第一制动器和所述第二制动器均与所述卷线电机信号连接,所述第一卷线轮上设有第一制动段,所述第二卷线轮上设有第二制动段,所述第一制动器的制动端与所述第一制动段制动连接,所述第二制动器的制动端与所述第二制动段制动连接。 [0024]第一卷线轮和第二卷线轮在分别随第一钢丝和第二钢丝的拉动转动时,第一卷线轮和第二卷线轮可能由于惯性而继续转动,这样第一钢丝和第二钢丝在放线时出现放出多余的线,使得其在收线时需要回卷一段距离拉直才能拉动转动座,导致转动座的实际转动量与卷线电机的转动补偿量不对应。设置第一制动器和第二制动器后,在卷线电机的转轴转动到位后,第一制动器和第二制动器可分别对第一卷线轮和第二卷线轮进行定位,使第一卷线轮和第二卷线轮停止转动,提高转动座的转动补偿精度。 [0025]优选地,所述钢丝驱动组件的数量为两组,两组所述钢丝驱动组件沿所述第一转动轴线的延伸方向间隔设置。设置两个钢丝驱动组件连接抱桩组件,可提高抱桩组件的稳定性。 附图说明 [0026]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。 [0027]图1为本发明一实施例的立体结构示意图; [0028]图2为本发明一实施例的正向结构示意图; [0029]图3为本发明另一实施例的立体结构示意图; [0030]图4为本发明另一实施例的钢丝驱动组件的结构示意图。 [0031]附图中:1-基座、2-抱桩组件、21-转动座、22-第一转动轴线、31-卷线电机、32-卷线轮、33-钢丝、34-限位块、35-定滑轮、4-倾角检测器、51-第一卷线轮、52-第二卷线轮、53-第一钢丝、54-第二钢丝、55-第一支撑轴、56-第二支撑轴、57-第一离合器、571-第一驱动端、572-第一从动端、58-第二离合器、581-第二驱动端、582-第二从动端、59-轴承座、61-第一制动器、62-第二制动器。 [0032]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 [0033]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。 [0034]需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示,则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态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。 [0035]另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“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。 [0036]一种运动补偿抱桩器,包括基座1、抱桩组件2、角度补偿驱动装置和倾角检测器4。 [0037]基座1固定在外设的海洋平台上,基座1随着海洋平台晃动。 [0038]抱桩组件2为抱住桩柱的部件,其包括转动座21,转动座21竖向设置,所述转动座21与所述基座1转动连接,所述转动座21与所述基座1的转动轴线称为第一转动轴线22,所述第一转动轴线22横向设置,以第一转动轴线22的方向为前后方向,转动座21沿第一转动轴线22可向左或向右转动,本实施例以桩柱位于基座1的左侧进行说明。转动座21和基座1通过高强度插销铰接,插销外部镀防腐蚀涂层,防止海洋高盐高湿环境下表面腐蚀,避免因为腐蚀导致的转动补偿速度慢等缺点,提高补偿效率。 [0039]角度补偿驱动装置,其包括固定端和运动端,所述固定端设于所述基座1上,所述运动端与所述转动座21连接,所述运动端可带动所述转动座21沿所述第一转动轴线22转动。角度补偿驱动装置可采用电动缸、齿轮驱动模块等带动转动座21向左或向右转动。 [0040]倾角检测器4,其与所述基座1相对固定,所述倾角检测器4用于测量所述基座1相对于所述第一转动轴线22的周向方向的倾斜角度,所述倾角检测器4与所述角度补偿驱动装置信号连接。倾角检测器4可采用倾角传感器、陀螺仪传感器等。 [0041]抱桩组件2通过转动座21可以与基座1相对转动;倾角检测器4设置在基座1上,当抱桩器上下晃动时,倾角检测器4可以检测出基座1的倾斜角度;角度补偿驱动装置可根据倾角检测器4的倾斜角度信号,控制运动端带动转动座21转动,对抱桩组件2进行运动补偿,可减少抱桩组件2随着基座1倾斜的角度,减少桩柱的倾斜,从而提高桩柱安装的垂直精度。 [0042]图1图2所示为本发明的一实施例,所述角度补偿驱动装置包括钢丝驱动组件,所述钢丝驱动组件包括与所述基座1相对固定的卷线电机31,所述卷线电机31与所述倾角检测器4信号连接,所述卷线电机31的转轴上传动连接有卷线轮32,所述钢丝驱动组件还包括钢丝33,所述钢丝33具有卷绕段和连接段,所述卷绕段卷绕于所述卷线轮32上,所述连接段与所述转动座21连接,所述固定端包括所述卷线电机31,所述运动端包括所述连接段。 [0043]角度补偿驱动装置采用钢丝驱动组件,钢丝33连接在卷线轮32和转动座21上,卷线电机31转动卷线轮32可收回钢丝33或放长钢丝33,钢丝33可带动转动座21转动,实现转动座21的运动补偿。通过钢丝33与卷线电机31的驱动方式,在确保能实现转动补偿的情况下,替代了传统抱桩器的支撑结构加强件,减少了抱桩器的钢结构,减低了抱桩器的生产成本。 [0044]在一些具体实施例中,所述连接段与所述转动座21的连接位置设于所述第一转动轴线22的上侧,所述基座1上固定连接有限位块34,所述限位块34设于所述转动座21的靠近所述卷线电机31的一侧,所述限位块34可限制所述转动座21向所述卷线电机31的一侧倾斜。 [0045]钢丝33连接转动座21的上侧,可拉住和控制抱桩组件2向远离卷线电机31的一侧的转动角度;由于钢丝33只能拉住转动座21的一个方向,设置限位块34可限制转动座21向卷线电机31的一侧转动,对转动座21进行限位,提高抱桩器整体的安全性。 [0046]进一步地,所述转动座21上转动连接有定滑轮35,所述卷线轮32的数量为两个,所述钢丝33的两端分别卷绕于两个所述卷线轮32上,所述钢丝33的两端均为所述卷绕段,所述钢丝33的中段为所述连接段,所述钢丝33的中段绕接于所述定滑轮35上,所述钢丝33的两端与对应的所述卷线轮32的卷绕方向相同。 [0047]钢丝33的一端卷绕在卷线轮32上,钢丝33的中部绕过定滑轮35,钢丝33的另一端再卷绕在卷线轮32上;在收回钢丝33或放长钢丝33时,卷线轮32在相同的转动角度下转动座21可获得更大的转动角度,可提高补偿速度;抱桩组件2的拉力由两条钢丝33负载,也可提高钢丝33的承载能力。 [0048]在一些具体实施例中,所述钢丝驱动组件的数量为两组,两组所述钢丝驱动组件沿所述第一转动轴线22的延伸方向间隔设置。两个钢丝驱动组件在前侧和后侧间隔设置连接抱桩组件2,可提高抱桩组件2的稳定性。 [0049]图3图4所示为本发明的另一实施例,所述卷线轮32的数量为两个,两个所述卷线轮32称为第一卷线轮51和第二卷线轮52,所述第一卷线轮51和所述第二卷线轮52上分别绕接有第一钢丝53和第二钢丝54,所述第一钢丝53的首端绕接于所述第一卷线轮51上,所述第一钢丝53的末端与所述转动座21连接,所述第二钢丝54的首端绕接于所述第二卷线轮52上,所述第二钢丝54的末端与所述转动座21连接,所述第一转动轴线22在上下方向上设于所述转动座21的中部,所述第一钢丝53和所述第二钢丝54与所述转动座21的连接位置分别设于所述第一转动轴线22的上侧和下侧,所述第一钢丝53和所述第二钢丝54的收放线方向相反。 [0050]第一钢丝53和第二钢丝54分别连接于第一转动轴线22的上侧和下侧,第一钢丝53和第二钢丝54可分别带动转动座21沿第一转动轴线22的正向和反向转动;第一钢丝53和所述第二钢丝54的收放线方向相反,第一钢丝53回收拉动转动座21的上侧时第二钢丝54放长,第二钢丝54回收拉动转动座21的下侧时第一钢丝53放长,不影响转动座21的转动。这样使得桩柱偏向左右两侧都可以补偿,更加适应抱桩器存在的晃动情况,进一步减少桩柱的倾斜。 [0051]在一些具体实施例中,所述卷线电机31的数量为两个,所述第一卷线轮51和所述第二卷线轮52分别与两个所述卷线电机31传动连接。 [0052]在转动座21转动时,第一钢丝53和第二钢丝54的伸长或回缩的长度不相同,设置两个卷线电机31分别控制第一卷线轮51和第二卷线轮52的转动量,可分别控制第一钢丝53和第二钢丝54的收放量,保持抱桩器能正常转动。 [0053]图4所示,在一些具体实施例中,所述钢丝驱动组件还包括第一支撑轴55和第二支撑轴56,所述第一支撑轴55和第二支撑轴56与所述基座1转动连接,所述第一卷线轮51和所述第二卷线轮52分别转动连接于所述第一支撑轴55和所述第二支撑轴56上,所述钢丝驱动组件还包括第一离合器57和第二离合器58,所述第一离合器57的驱动端与所述第一离合器57和所述第二离合器58均与所述基座1相对固定,所述第一离合器57具有第一驱动端571和第一从动端572,所述第二离合器58具有第二驱动端581和第二从动端582,所述第一驱动端571和所述第二驱动端581均与所述卷线电机31的转轴固定连接,所述第一从动端572与所述第一卷线轮51固定连接,所述第二从动端582与所述第二卷线轮52固定连接,所述第一离合器57和所述第二离合器58均与所述卷线电机31信号连接。 [0054]具体地,第一支撑轴55和第二支撑轴56通过轴承座59与基座1转动连接,第一卷线轮51和第二卷线轮52转动连接在第一支撑轴55和第二支撑轴56上;第一支撑轴55和第二支撑轴56可以为同一个轴,卷线电机的转轴通过联轴器与第一支撑轴55和第二支撑轴56连接;第一离合器57和第二离合器58固定在基座1上,第一离合器57的第一驱动端571与第一支撑轴55固定,第一离合器57的第一从动端572与第一卷线轮51固定,当第一驱动端571与第一从动端572吸合时,卷线电机31带动第一卷线轮51转动,当第一驱动端571与第一从动端572分离时,第一卷线轮51不受卷线电机31的驱动;第二离合器58的第二驱动端581与第二支撑轴56固定,第二离合器58的第二从动端582与第二卷线轮52固定,当第二驱动端581与第二从动端582吸合时,卷线电机31带动第二卷线轮52转动,当第二驱动端581与第二从动端582分离时,第二卷线轮52不受卷线电机31的驱动。 [0055]卷线电机31通过第一离合器57和第二离合器58分别驱动第一卷线轮51和第二卷线轮52。在需要拉动转动座21的上侧向右侧转动时,第一离合器57的第一驱动端571和第一从动端572吸合,第二离合器58的第二驱动端581和第二从动端582分离,卷线电机31带动第一卷线轮51转动回卷第一钢丝53,第二卷线轮52在第二支撑轴56上为自由转动状态,第二卷线轮52的转动随第二钢丝54的伸长而转动。在需要拉动转动座21的下侧向右侧转动时,第一离合器57的第一驱动端571和第一从动端572分离,第二离合器58的第二驱动端581和第二从动端582吸合,卷线电机31带动第二卷线轮52转动回卷第二钢丝54,第一卷线轮51在第一支撑轴55上为自由转动状态,第一卷线轮51的转动随第一钢丝53的伸长而转动。这样便能适应转动座21转动时第一钢丝53和第二钢丝54不同的伸长或回缩长度,且通过一个卷线电机31可实现第一卷线轮51和第二卷线轮52的正反转和实现转动量不同,降低成本。 [0056]进一步地,所述钢丝驱动组件还包括第一制动器61和第二制动器62,所述第一制动器61和所述第二制动器62均与所述基座1相对固定,所述第一制动器61和所述第二制动器62均与所述卷线电机31信号连接,所述第一卷线轮51上设有第一制动段,所述第二卷线轮52上设有第二制动段,所述第一制动器61的制动端与所述第一制动段制动连接,所述第二制动器62的制动端与所述第二制动段制动连接。制动器可选用抱闸器。 [0057]第一卷线轮51和第二卷线轮52在分别随第一钢丝53和第二钢丝54的拉动转动时,第一卷线轮51和第二卷线轮52可能由于惯性而继续转动,这样第一钢丝53和第二钢丝54在放线时出现放出多余的线,使得其在收线时需要回卷一段距离拉直才能拉动转动座21,导致转动座21的实际转动量与卷线电机31的转动补偿量不对应。设置第一制动器61和第二制动器62后,在卷线电机31的转轴转动到位后,第一制动器61和第二制动器62可分别对第一卷线轮51和第二卷线轮52进行定位,使第一卷线轮51和第二卷线轮52停止转动,提高转动座21的转动补偿精度。 [0058]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。
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