一种风电安装船高效率装配用二自由度吊具装置

本发明属于风电安装船吊装领域，具体涉及一种风电安装船高效率装配用二自由度吊具装置。

背景技术：

1、大型风电安装船在建造过程中，需要对多个船体分段进行吊装合拢，并需要对桩腿等功能模块进行起吊装配。若起吊钢丝绳与待装配功能模块角度较大，则会产生较大的挤压载荷，威胁风电安装船功能模块的安全性，并且加大了吊机钢丝绳的载荷，容易引发超载。因此，常需要吊具装置连接吊机和重物（待装配功能模块），起到中间部件的作用，通过调节吊具挂钩的位置，可使挂钩沿重力方向提起重物的挂耳，避免了受挂钩挤压力的影响，减小了吊机钢丝绳载荷。

2、然而由于风电安装船各功能部件的尺寸差异较大，常需要多个吊具分别吊装，降低了风电安装船的建造效率。

技术实现思路

1、针对上述问题，本专利提出一种可变距的矩形吊具和一种大变距范围的环形吊具，使得吊装过程的适应性更强，通过环形吊具的液压系统，实现正常速度和快速两种速度下的液压驱动，促进了功能的多样性。其技术方案为，

2、一种风电安装船高效率装配用二自由度吊具装置，包括可变距离的矩形吊具或环形吊具；所述矩形吊具包括四组结构相同，首尾依次连接的伸缩系统；所述伸缩系统包括活动内杆和活动外杆；所述活动内杆套装在活动外杆内，所述活动外杆上设有电机一，所述电机一与齿轮连接，所述活动内杆的内部设有齿条，所述齿轮与齿条啮合传动；所述矩形吊具下方四个端点处均设有钢丝绳；所述环形吊具包括环形吊环、固定爪、连接环和液压系统集成块；所述液压系统集成块下方设有摆动液压马达，所述摆动液压马达与连接环连接；

3、所述环形吊环上设有吊耳，内部设有滑槽，所述固定爪一端固定在吊环上，另一端与固定环连接，所述液压系统集成块位于固定环上方，所述固定环下方设有至少两个固定滑道；所述固定滑道固定在吊环上；所述连接环位于固定环内部，与可动双滑道一端连接，所述可动双滑道另一端位于环形吊环的滑槽内，所述可动双滑道至少两个；所述固定滑道与可动双滑道间隔分布，并均设有固定套，所述固定套内设置液压缸，所述液压缸的液压杆连接滑块；所述滑块下部与钢丝绳连接。

4、优选的，矩形吊具的端点处相连的活动内杆与活动外杆、活动内杆与活动内杆、活动外杆与活动外杆通过固定口固定连接，钢丝绳固定在固定口下方。各固定口尺寸不相同或相同，需保证相互平行的活动内杆末端面共面，相互平行的活动外杆末端面共面，各固定口沿任意杆方向的外侧面相互共面，各钢丝绳末端共面。

5、优选的，所述可动双滑道为v形结构，所述连接环位于其顶点位置；所述可动双滑道至少一侧上设有滑轨，所述固定滑道上设有滑轨；所述液压缸的活动杆上设有滑块，所述滑块位于滑轨内，所述滑块下部连接钢丝绳。

6、优选的，所述摆动液压马达的液控系统包括一个换向阀和两个单向阀；所述摆动液压马达的两侧油路分别接第一个单向阀和第二个单向阀，第一个单向阀和第二个单向阀与第一个换向阀的a口、b口连接，第一个换向阀的p口连接液压泵，t口连接油箱；所述液压泵与电机二连接，所述电机二通过驱动器连接；

7、固定滑道和可动双滑道中液压缸的液控系统包括两个换向阀和两个单向阀，液压缸的无杆腔与第三个单向阀连接，有杆腔与第二个换向阀的d口连接，第二个换向阀的e口、f口分别通过第三个单向阀、第四个单向阀与第三个换向阀的a口、b口连接，第三个换向阀的p口连接液压泵，t口连接油箱。

8、优选的，所述液压泵通过蝶阀与油箱连接，液压泵另一侧与溢流阀连接；所述驱动器与蓄电池组连接；所述溢流阀另一端接入油箱。

9、优选的，摆动液压马达两侧油路均连接一个压力表，摆动液压马达摆动角度为90°，可动双滑道的极限旋转角度为90°，该角度可使可动双滑道运动到指定位置，与固定滑道相互配合，实现吊装位置的大范围覆盖。

10、优选的，吊机吊装工作开始时，吊具接受指令，固定滑道位置不变，两固定滑道组成的直线与重物吊耳的任意对角线重合。固定滑道处的两液压缸动作，使两滑块被推动到该对角线的两角，使两钢丝绳位于重物该对角的对角点处，摆动液压马达作用，使连接环旋转，带动两可动双滑道移动的滑块连线位置与重物另一对角吊耳的所在直线重合，两液压缸动作，两滑块被推动到该对角线的两角，使两钢丝绳位于重物另一对角的对角点处，此时，吊具已在指定位置，可以开始起吊。

11、优选的，可动双滑道第一方向旋转控制方法如下：

12、蝶阀开启，电机二开启，液压泵输出油液，第一个换向阀工作在左位，油液从其p口流至b口，通过第二个单向阀，第二个单向阀流出的油液流至摆动液压马达右侧，油液从摆动液压马达左侧流出，当第二个单向阀油路压力升高时，第一个单向阀打开，油液可流经第一个单向阀至第一个换向阀的t口，从t口流至油箱；该过程使摆动液压马达沿着第一方向旋转，致使可动双滑道沿着第一方向旋转；

13、可动双滑道第二方向旋转控制方法如下：

14、蝶阀开启，电机二开启，液压泵输出油液，第一个换向阀工作在右位，油液从其p口流至ａ口，通过第一个单向阀，第一个单向阀流出的油液流至摆动液压马达左侧，油液从摆动液压马达右侧流出，当第一个单向阀油路压力升高时，第二个单向阀打开，油液可流经第二个单向阀至第一个换向阀的t口，从t口流至油箱；该过程使摆动液压马达沿着第二方向旋转；致使可动双滑道沿着第二方向旋转。

15、优选的， 第一液压缸正常伸出控制方法如下：

16、蝶阀开启，电机二开启，液压泵输出油液，第三个换向阀工作在右位，油液从其p口流至ａ口，通过第三个单向阀，流至第一液压缸无杆腔侧，油液从第一液压缸有杆腔侧流出，此时第二个换向阀工作在右位，第一液压缸有杆腔侧流出的油液流经第二个换向阀的ｄ口至ｆ口，当第三个单向阀油路压力升高时，第四个单向阀打开，油液可流经第四个单向阀至第三个换向阀的t口，从t口流至油箱，该过程使第一液压缸正常伸出，致使第一滑块被第一液压缸推动到指定位置；

17、第一液压缸正常缩回控制方法如下：

18、蝶阀开启，电机二开启，液压泵输出油液，第三个换向阀工作在左位，油液从其p口流至b口，通过第四个单向阀，此时第二个换向阀工作在右位，油液流经第二个换向阀的ｆ口至ｄ口，再从第二个换向阀的ｄ口流至第一液压缸有杆腔侧，油液从第一液压缸无杆腔侧流出，当第四个单向阀油路压力升高时，第三个单向阀打开，第一液压缸无杆腔侧流出的油液可流经第三个单向阀至第三个换向阀的t口，从t口流至油箱，该过程使第一液压缸正常缩回，致使第一滑块回位；

19、第一液压缸快速伸出控制方法如下：

20、蝶阀开启，电机二开启，液压泵输出油液，第三个换向阀工作在右位，油液从其p口流至ａ口，通过第三个单向阀，流至第一液压缸无杆腔侧，油液从第一液压缸有杆腔侧流出，此时第二个换向阀工作在左位，第一液压缸有杆腔侧流出的油液流经第二个换向阀的ｄ口至e口，流回第一液压缸无杆腔侧，该过程使第一液压缸快速伸出，致使第一滑块被第一液压缸快速推动到指定位置。

21、与现有技术相比，本技术有益效果如下：

22、本项目提出一种二自由度吊具装置，包括矩形设计方案与环形设计方案。通过可变距的矩形吊具，使得位于矩形位置起吊点的重物能够正常起吊，通过大变距范围的环形吊具，使得吊装过程的适应性更强，通过环形吊具的液压系统，实现正常速度和快速两种速度下的液压驱动，促进了功能的多样性。