[發明專利]一種浮吊船用波浪補償抱樁器控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202010915916.5
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112064642A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 龍晉;黃俊宏;蘭公英;韓宗朕
• 申請（專利權）人: 江蘇華西智云工程技術有限公司
• 主分類號: E02D13/04
• 分類號: E02D13/04;E02D27/12;E02D27/44;E02D27/52
• 代理公司: 江陰市權益專利代理事務所(普通合伙) 32443
• 代理人: 陳強

1.一種浮吊船用波浪補償抱樁器控制系統，其特征在于：所述浮吊船用波浪補償抱樁器控制系統包含波浪補償抱樁器控制箱（1）、波浪補償抱樁器（2）和安裝在波浪補償抱樁器（2）上的多個執行器（3）和傳感器（4）；所述控制箱（1）和波浪補償抱樁器（2）均安裝在浮吊船（101）上；所述執行器（3）和傳感器（4）均通過電纜與控制箱（1）連接；所述執行器（3）包含回轉馬達（3.1）、調距油缸（3.2）、調平油缸（3.3）、導向滾輪油缸（3.4）和抱臂油缸（3.5）；所述傳感器（4）包含回轉角度傳感器（4.1）、支撐臂架角度傳感器（4.2）、導向滾輪油缸行程傳感器（4.3）、抱臂水平度傳感器（4.4）、抱樁載荷傳感器（4.5）和激光測距儀（4.6）；

所述波浪補償抱樁器（2）包含回轉平臺（2.1）、支撐臂架（2.2）、抱樁機架（2.3）和抱臂（2.4）；所述回轉平臺（2.1）由回轉馬達（3.1）驅動旋轉安裝在浮吊船（101）上，回轉平臺（2.1）上設有回轉角度傳感器（4.1）；所述支撐臂架（2.2）的兩端分別與回轉平臺（2.1）和抱樁機架（2.3）相鉸接，支撐臂架（2.2）與回轉平臺（2.1）的鉸接位置設有支撐臂架角度傳感器（4.2），支撐臂架（2.2）與抱樁機架（2.3）的鉸接位置設有抱臂水平度傳感器（4.4）和抱樁載荷傳感器（4.5）；上述調距油缸（3.2）的活塞桿與支撐臂架（2.2）的中部相鉸接，調距油缸（3.2）的固定端與回轉平臺（2.1）上部相鉸接；上述調平油缸（3.3）的活塞桿與支撐臂架（2.2）的中相鉸接，調平油缸（3.3）的固定端與抱樁機架（2.3）的頂部相鉸接；所述抱臂（2.4）的一端鉸接于抱樁機架（2.3），抱臂（2.4）和抱樁機架（2.3）的頂面上均勻設置有多個激光測距儀（4.6）和多個導向滾輪油缸（3.4），抱臂（2.4）的中部與抱臂油缸（3.5）的活塞桿相鉸接，抱臂油缸（3.5）的固定端與抱樁機架（2.3）相鉸接，導向滾輪油缸（3.4）設有導向滾輪油缸行程傳感器（4.3）。

2.根據權利要求1所述的浮吊船用波浪補償抱樁器控制系統，其特征在于：所述導向滾輪油缸（3.4）的活塞桿端部設有滾輪（104），滾輪（104）與單樁滾動接觸。

3.根據權利要求1所述的浮吊船用波浪補償抱樁器控制系統，其特征在于：所述浮吊船（101）上安裝有吊車控制系統（102）、DP控制系統（103）和絞車控制系統（103）；所述吊車控制系統（102）、DP控制系統（103）和絞車控制系統（103）通過電纜與波浪補償抱樁器控制箱（1）連接。

4.根據權利要求1所述的浮吊船用波浪補償抱樁器控制系統，其特征在于：所述浮吊船用波浪補償抱樁器控制系統采用雙冗余配置，確保可靠性。

5.一種浮吊船用波浪補償抱樁器控制方法，其特征在于：所述浮吊船用波浪補償抱樁器控制方法是基于權利要求1所述的浮吊船用波浪補償抱樁器控制系統實現的，所述浮吊船用波浪補償抱樁器控制方法為：

控制步驟一：浮吊船（101）到達指定位置后，DP控制系統（103）將船舶保持在既定位置，同時將船舶位置信息反饋至控制箱（1）；吊車控制系統（102）將單樁從主甲板上吊起、翻身并插入波浪補償抱樁器（2）后入水；

控制步驟二：當單樁插入波浪補償抱樁器（2）時，波浪補償抱樁器（2）的抱臂（2.4）將單樁抱住，并通過抱臂（2.4）上的導向滾輪油缸（3.4）向單樁持續施加一定的預緊力，直到單樁插入海床2米左右距離；本階段內，波浪補償抱樁器（2）對單樁進行導向，此時上述調距油缸（3.2）、回轉馬達（3.1）和調平油缸（3.3）被鎖止；

控制步驟三：當單樁插入海床2米左右距離時，波浪補償抱樁器（2）根據傳感器（4）反饋的單樁垂直度信息，調整上述調距油缸（3.2）、回轉馬達（3.1）和調平油缸（3.3），對波浪運動的影響進行補償并扶正單樁，確保單樁垂直度在3‰以內，即0.17度；持續調整上述調距油缸（3.2）、回轉馬達（3.1）和調平油缸（3.3），直到絞車控制系統（103）反饋的浮吊主鉤負荷為0；

控制步驟四：當浮吊主鉤負荷為0時，吊車控制系統（102）吊起打樁錘開始打樁，同時波浪補償抱樁器（2）根據抱樁載荷傳感器（4.5）反饋的載荷大小及方向，實時調整上述調距油缸（3.2）、回轉馬達（3.1）和調平油缸（3.3），以降低單樁對波浪補償抱樁器（2）及浮吊船（101）的作用力，直至單樁入泥。