具有双补偿系统的海上打桩机平台的制作方法

本技术涉及海上光伏，具体涉及一种具有双补偿系统的海上打桩机平台。

背景技术：

1、伴随海上桩基光伏场开发的发展，场址由近岸走向水深可达约15米的近海，海上光伏的桩基的沉桩施工逐渐由近岸施工装备转变为施工船舶来完成。由于波浪，风等海上环境条件的影响，导致施工船舶在沉桩过程中会产生各个方向的各种运动(横摇、横荡、纵摇、纵荡、艏摇、垂荡)，进而会影响沉桩施工精度。以上各个方向的运动会导致：影响桩基定位，无法精确的完成喂桩；影响沉桩的稳定性，影响打桩精度；导致施工船舶与桩基的碰撞。

2、如中国专利，公开号为cn214061608u，其公开了一种带辅助定位功能的建筑施工打桩机，其通过加入限位环，限位环是两个半环组成环形，可以将管桩卡在环内，防止打桩时偏移定位，影响工程的进展。该专利虽然有沉桩器对桩基的固定，但是增加了沉桩器又将造成沉桩器晃动对桩基再次影响。如何在沉桩器与桩基、打桩机与桩基之间寻找平衡，是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种具有双补偿系统的海上打桩机平台，通过改进的沉桩器，可以调整沉桩船舶与桩基之间距离；通过新增双补偿系统和液压泵站，实现双补偿系统的联动控制，综合调节的效果更突出、及时、高效。

2、本实用新型的技术方案为：

3、一种具有双补偿系统的海上打桩机平台，包括光伏打桩机和沉桩器，其中：

4、光伏打桩机包括本体，以及通过吊索安装于本体上的桩锤，其中：

5、本体，其通过三维补偿系统ⅰ安装于沉桩船舶上，并在三维补偿系统ⅰ的作用下带动桩锤相对位置调整；

6、桩锤，其在本体控制下自由撞击至下方的桩基上，保证每次撞击均与桩基的相对位置精准可控；

7、沉桩器包括塔架机构、安装于塔架机构上的伸缩机构，以及安装于伸缩机构末端的抱臂机构，其中：

8、塔架机构，其通过三维补偿系统ⅱ安装于沉桩船舶上，并在三维补偿系统ⅱ的作用下带动伸缩机构相对位置调整；

9、伸缩机构，包括伸缩油缸，其一端固定在塔架机构顶部，其另一端与抱臂机构相连，并带动抱臂机构相对塔架机构前后伸缩调整；

10、抱臂机构，其包括顶撑，以及位于顶撑两侧的后臂油缸和前臂油缸，抱臂单元分别夹持固定于桩基的周缘；

11、由三维补偿系统ⅰ和三维补偿系统ⅱ构成的双补偿系统驱动光伏打桩机上的桩锤与沉桩器抱紧的桩基相碰撞。

12、本技术方案通过新增双补偿系统，对于光伏打桩机和沉桩器均进行调整，避免单一调整光伏打桩机或者单一调整沉桩器所带来的效果不如意的情况；由于外界激励导致沉桩船舶位置和压力变化，而桩基插入海底位置相对恒定，如何让抱紧桩基的沉桩器位置相对稳定，同时也上位于桩基上方通过吊索悬挂的桩锤也不发生剧烈晃动，这个是本实用新型所要解决的重点；双补偿系统通过三维补偿系统ⅰ调整光伏打桩机的相对位置，通过施加与外接激励相反的补偿，使桩锤不发生晃动且相对位置固定，避免与桩基不对应、下落无法撞击到桩基上情况发生；双补偿系统通过三维补偿系统ⅱ调整沉桩器的相对位置，使沉桩器不发生晃动始终抱紧桩基，避免因为沉桩器不稳造成桩基在海底插入位置偏移；通过顶部桩锤、底部桩基双重补偿，实现相对稳定的联动控制。

13、本技术方案中，光伏打桩机的目的是为桩锤提供一个动力的来源，而三维补偿系统ⅰ目的是为桩锤提供一个与外接激励相反的补偿动作，从而不论海面如何波动，桩锤的相对位置不会发生晃动、坐标相对不变，否则一旦发生晃动将无法精准落在桩基上，则打桩的效果无法实现，只能等海面平静后才能作业，施工效果大打折扣。整个光伏打桩机的结构均采用桩架单元模块化设计，可根据需求进行组合，适应性好；三维补偿系统ⅰ具备位置、压力补偿功能，适应性强。

14、本技术方案中，沉桩器可以实现移动的前后、抱紧等动作，在没有外界激励情况下，可以与桩基实现稳定的连接，从而避免桩基倾斜，让桩锤顺利降落至桩基上，让桩基逐渐沉入海底；当有外界激励情况下，三维补偿系统ⅱ目的是为沉桩器提供一个与外接激励相反的补偿动作，从而不论海面如何波动，沉桩器的相对位置不会发生晃动、坐标相对不变，否则一旦发生晃动将影响已经插入海底的桩基，轻则桩基随着沉桩器晃动，重则被剧烈晃动的沉桩器影响直接从海底被拔出，不仅无法起到稳定桩基的效果，反而适得其反；本实用新型设计的抱臂机构满足桩基直径范围广，通用性好；抱臂机构与桩基抱紧后，控制基与沉桩船舶间的安全距离可调，安全性好；整个沉桩器的紧凑形设计，节省占地空间。

15、在其中一些实施例中，所述光伏打桩机和沉桩器均由装配组件现场组装而成，所有的装配组件均放置于集装箱内，采用集装箱化进行装卸，用于标准化管理和运输。

16、本技术方案中，集装箱化整个控制系统，可实现经济高效的运输，对于海上光伏的施工进度提供了保障，为后续光伏打桩机、沉桩器、双补偿系统的搭建留出充足的时间，减少了大型设备运输带来的不便。

17、在其中一些实施例中，所述双补偿系统还包括液压泵站，液压泵站分别与三维补偿系统ⅰ和三维补偿系统ⅱ相连，并驱动光伏打桩机与沉桩器相对位置稳定。

18、在其中一些实施例中，所述液压泵站分别通过电磁阀组ⅰ控制三维补偿系统ⅰ、通过电磁阀组ⅱ控制三维补偿系统ⅱ，电磁阀组ⅰ用于调节三维补偿系统ⅰ的承接部相对滑移平台产生移动，保证桩锤的空间位置保持不动；电磁阀组ⅱ调节三维补偿系统ⅱ的抱臂机构相对塔架机构产生移动，保证桩基的控制位置保持不动；液压泵站协同控制电磁阀组ⅰ和电磁阀组ⅱ，联动控制液压油缸伸长收缩量，保证桩锤、桩基相对位置的稳定。

19、本技术方案中，液压泵站是起到联动控制的关键部件，其一方面需要兼顾光伏打桩机的位置，另一方面也要兼顾沉桩器的位置；不论是先调整三维补充系统ⅰ还是三维补偿系统ⅱ，还是同时对两者进行调整，都需要满足桩锤、桩基位置相对恒定；而液压泵站除了直接与对应补偿系统的液压油缸相连之外，还通过电磁阀组与两者不同补偿机构的启动时机进行控制；并通过压力传感器、位置传感器进行闭环控制，实时调整，整个调整过程及时、闭环、稳定。

20、在其中一些实施例中，所述三维补偿系统ⅰ包括承接部、安装座、活动框和滑移平台，其中：

21、承接部，呈柱状设置，其位于本体的下方，用于连接位于上方的本体并带动本体相对运动；

22、安装座，呈长方体设置，其上方安装有承接部，与承接部通过滚轮导轨机构相互连接，其下方互动设置于滑移平台上；

23、活动框，呈矩形框设置，固定在安装座的四周，用于限定打桩机的活动范围；

24、滑移平台，承接沉桩船舶上，为钢板表面，经过特殊表面处理，以及材料涂敷，降低摩擦系数。

25、本技术方案中，三维补偿系统ⅰ是针对大型的光伏打桩机专门设置的补偿系统，利用光伏打桩机设置了一个承接部，然后对于承接部的移动设计了安装座；安装座四周设置有液压油缸，通过液压油缸沿着四周的活动框进行横向、纵向移动；在承接部内设置有垂向升降的液压油缸；整体移动是相对于滑移平台而言的，滑移平台是专门为了大型设备而设计，针对船舶甲板进行特殊表面处理，使整个设备移动更顺畅；在安装座与活动框之间设置有齿轮组，利用齿轮组对位置固定后的状态进行锁定。

26、在其中一些实施例中，所述三维补偿系统ⅱ包括x轴补偿机构、y轴补偿机构、z轴补偿机构和滑移轨道，其中：

27、滑移轨道，安装于沉桩船舶上，其内部活动设置有x轴补偿机构，用于限定沉桩器的活动范围；

28、x轴补偿机构，包括x轴液压油缸，以及x轴滑块，x轴滑块在x轴液压油缸驱动下沿滑移轨道相对运动，用于调整沉桩器与桩基的前后距离；

29、y轴补偿机构，包括y轴液压油缸、y轴轨道以及y轴滑块，y轴滑块在y轴液压油缸驱动下沿y轴轨道相对运动，用于调整沉桩器与桩基的左右距离；

30、z轴补偿机构，包括z轴液压油缸、z轴轨道以及z轴滑块，z轴滑块在z轴液压油缸驱动下沿z轴轨道相对运动，用于调整沉桩器与桩基的上下距离。

31、本技术方案中，三维补偿系统ⅱ作为沉桩器的补充调节，沉桩器的伸缩机构属于粗调，可以快速实现沉桩船舶与桩基之间的距离调整，而三维补偿系统ⅱ属于精调，除了可以在前后通过x轴补偿系统继续调整之外，对于整个沉桩船舶发生左右偏移，还可以通过y轴补偿系统进行纠偏；对于整个沉桩船舶发生上下波动，还可以通过z轴补偿系统进行纠偏，从而让沉桩器与桩基保持相对稳定，适应性强。

32、本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

33、通过改进的沉桩器，可以提前进行粗调，调整沉桩船舶与桩基之间距离；

34、通过新增双补偿系统，对于光伏打桩机和沉桩器均进行调整，使无论沉桩船舶如何动作都保证桩基不会随着沉桩器晃动、桩锤不会随着光伏打桩机晃动，两者的打桩动作不停的情况下，即可以使下落的桩锤精准落在桩基上；

35、通过新增的液压泵站，实现三维补偿系统ⅰ和三维补偿系统ⅱ进行反向补偿，联动控制基础上，效果更突出、及时、高效。