安装于稳桩平台的钢管桩定位装置的制作方法

本公开实施例涉及海上风电设备安装领域，尤其涉及一种安装于稳桩平台的钢管桩定位装置。

背景技术：

海上风电设备在安装过程中需要在海中沿竖直方向打入一根或多根钢管桩。钢管桩与水平面的垂直度直接影响到海上风电设备的安装质量，因此在打入钢管桩时需要设置稳桩平台以调整钢管桩的垂直度。

相关技术中，稳桩平台包括四根与水平面垂直的定位柱，连接在定位柱上的作业平台，以及设置在作业平台上的抱箍。抱箍包括固定设置在作业平台上的固定臂和铰接在作业平台上的动臂，固定臂和动臂共同夹持钢管桩，实现对钢管桩的定位。作业时，抱箍的动臂沿铰接点旋转一定角度使抱箍打开，钢管桩放入抱箍后动臂沿反方向旋转使抱箍闭合，从而实现对钢管桩的定位。

然而，钢管桩在放入抱箍的过程中，钢管桩容易撞击抱箍，造成抱箍损坏。

技术实现要素：

本公开实施例提供一种安装于稳桩平台的钢管桩定位装置，用以解决相关技术中钢管桩在放入抱箍的过程中，钢管桩容易撞击抱箍，造成抱箍损坏的问题。

本公开实施例提供的安装于稳桩平台的钢管桩定位装置，包括作业平台和安装在作业平台上的第一抱箍，沿所述钢管桩放入所述第一抱箍的预设方向所述第一抱箍包括相对的第一环臂和第二环臂，所述第一环臂和所述第二环臂均可移动的与所述作业平台连接，以使所述第一环臂和所述第二环臂围成容置所述钢管桩的第一定位孔。

在一些可能的实施方式中，还包括相对设置在所述作业平台上的第一安装部和第二安装部，所述第一环臂包括第一转动臂和第二转动臂，所述第二环臂包括第三转动臂和第四转动臂；所述第一转动臂的一端和所述第三转动臂的一端铰接在所述第一安装部上，所述第二转动臂的一端和所述第四转动臂的一端铰接在所述第二安装部上。

在一些可能的实施方式中，所述第一转动臂的另一端和所述第二转动臂的另一端可拆卸地连接；所述第三转动臂的另一端和所述第四转动臂的另一端可拆卸地连接。

在一些可能的实施方式中，所述第一转动臂和所述第二转动臂之间通过第一销轴连接；所述第三转动臂和所述第四转动臂之间通过第二销轴连接。

在一些可能的实施方式中，还包括第二抱箍，所述第二抱箍用于围成容置所述钢管桩的第二定位孔，所述第一抱箍和所述第二抱箍沿定位柱的轴向间隔设置，且所述第一定位孔和所述第二定位孔的中心线共线。

在一些可能的实施方式中，所述第二抱箍包括沿所述预设方向依次设置的铰接在所述作业平台上的动臂以及固定连接在所述作业平台上的固定臂，所述固定臂和所述动臂围成所述第二定位孔。

在一些可能的实施方式中，所述固定臂上朝向所述钢管桩的一侧设有缓冲装置，所述缓冲装置包括固定连接在所述固定臂上的底座、沿所述预设方向可滑动地安装在所述底座上的抵顶件、安装在所述底座和所述抵顶件之间的多个弹簧。

在一些可能的实施方式中，所述抵顶件包括顶板、侧壁和多根立柱，所述侧壁位于所述顶板朝向所述第二抱箍的一侧，且垂直连接在所述顶板上围成安装空间；所述立柱沿所述预设方向间隔设置在所述顶板上且位于所述安装空间内；所述底座呈杯状，可滑动地安装在所述安装空间内，且罩住所述立柱；所述弹簧设置在所述底座和所述顶板之间以及所述底座和所述立柱之间。

在一些可能的实施方式中，所述立柱上设有沿所述立柱的轴向方向延伸的长圆孔，所述底座上设有限位销，所述限位销插在所述长圆孔内。在一些可能的实施方式中，所述作业平台包括沿所述定位柱的轴向间隔设置的第一层和第二层，所述第一层位于所述第二层的上部；所述第一抱箍安装在所述第一层上，所述第二抱箍安装在所述第二层上。

在一些可能的实施方式中，还包括安装在所述第一抱箍上的调整装置，所述调整装置包括驱动部和连接在驱动部上的抵顶部，所述驱动部用于驱动所述抵顶部朝向所述第一抱箍的中心线运动，以抵顶所述钢管桩。

在一些可能的实施方式中，所述抵顶部包括滚轮，所述滚轮的轴线与所述定位柱的轴线垂直，所述滚轮的外壁为朝向所述滚轮的轴线凹陷的曲面。

在一些可能的实施方式中，所述抵顶部还包括滚轮支架，所述滚轮支架可转动地安装在所述驱动部上，且转动轴线与所述滚轮的轴线平行，所述滚轮的数量为多个，多个所述滚轮围绕所述转动轴线间隔设置，多个所述滚轮的所述曲面的曲率不同。

在一些可能的实施方式中，所述滚轮的表面设置有缓冲层。

在一些可能的实施方式中，所述调整装置的数量为多个，多个所述调整装置沿所述第一抱箍的周向间隔设置。

在一些可能的实施方式中，所述驱动部外围套有护套，所述护套固定连接在所述抵顶部上，所述护套外套有保护壳，所述护套和所述保护壳之间通过阻尼装置可滑动连接。

在一些可能的实施方式中，还包括用于推动所述钢管桩的推进装置、安装在所述推进装置上的水平仪以及与所述水平仪和所述调整装置电连接的控制装置，所述水平仪用于测量所述钢管桩的倾斜角度，所述控制装置用于根据所述水平仪的测量结果控制所述调整装置。

在一些可能的实施方式中，所述作业平台设置有沿定位柱的轴向贯穿所述作业平台的开口，且所述开口朝向所述第一抱箍，所述开口用于容置吊机。

本公开实施例提供的安装于稳桩平台的钢管桩定位装置，包括作业平台和安装在作业平台上的第一抱箍，沿钢管桩的放入第一抱箍的方向，第一抱箍包括相对的第一环臂和第二环臂，第一环臂和第二环臂均可开合设置，且第一环臂和第二环臂闭合时围成用于定位钢管桩的第一定位孔。这样，在钢管桩放入第一抱箍时，第一抱箍的第一环臂和第二环臂可以打开，以防止钢管桩撞击第一抱箍，有效地保护了钢管桩。并且当钢管桩稳定后，闭合第一环臂和第二环臂，进而形成对钢管桩的定位。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的钢管桩定位装置的应用场景图；

图2为本公开实施例提供的钢管桩定位装置安装到稳桩平台后的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图3中第一抱箍闭合时的示意图；

图5为图1沿a-a方向的剖视图；

图6为调整装置的结构示意图一；

图7为调整装置的结构示意图二；

图8为调整装置的结构示意图三；

图9为缓冲装置的剖视图一；

图10为缓冲装置的剖视图二。

附图标记说明：

100-稳桩平台；

110-定位柱；

121-第一层；

122-第二层；

126-第一安装部；

127-第二安装部；

128-开口；

131-第一转动臂；

132-第二转动臂；

133-第三转动臂；

134-第四转动臂；

135-第二销轴；

140-水平仪；

150-调整装置；

151-驱动部；

152-抵顶部；

153-滚轮支架；

154-护套；

155-保护壳；

161-固定臂；

162-动臂；

170-缓冲装置；

171-顶板；

172-侧壁；

173-立柱；

174-底座；

175-弹簧；

176-长圆孔；

177-限位销；

200-钢管桩；

300-吊机。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开实施例保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型，可以是机械连接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

海上风电设备在安装过程中需要在海中沿竖直方向打入一根或多根钢管桩。钢管桩与水平面的垂直度直接影响到海上风电设备的安装质量，因此在打入钢管桩时需要设置稳桩平台以调整钢管桩的垂直度。

相关技术中，稳桩平台包括四根与水平面垂直的定位柱，连接在定位柱上的作业平台，以及设置在作业平台上的抱箍。抱箍包括固定设置在作业平台上的固定臂和铰接在作业平台上的动臂，固定臂和动臂共同夹持钢管桩，实现对钢管桩的定位。作业时，抱箍的动臂沿铰接点旋转一定角度使抱箍打开，钢管桩放入抱箍后动臂沿反方向旋转使抱箍闭合，从而实现对钢管桩的定位。

然而，钢管桩在放入抱箍的过程中，钢管桩容易撞击抱箍，造成抱箍损坏。

鉴于此，本公开实施例提供了一种安装于稳桩平台的钢管桩定位装置，沿钢管桩放入稳桩平台的方向抱箍包括相对的第一环臂和第二环臂，第一环臂和第二环臂均可开合设置。钢管桩在放入稳桩平台的过程中抱箍的两部分均打开，因此钢管桩不会撞击抱箍，有效的保护了抱箍；当钢管桩稳定后，第一环臂和第二环臂均闭合以定位钢管桩。

下面结合附图对本公开实施例提供的安装于稳桩平台的钢管桩定位装置进行详细说明。

如图1和图2所示，本公开实施例提供的安装于稳桩平台的钢管桩定位装置包括作业平台和安装在作业平台上的第一抱箍。

其中，稳桩平台100包括定位柱110，定位柱110相当于稳桩平台100的支腿。定位柱110呈长圆柱状，沿竖直方向设置，定位柱110的下端插入海底一定深度以固定定位柱110，定位柱110的上端从海平面露出一定长度用于与作业平台连接。示例性地，如图3所示，定位柱110的数量为四根，四根定位柱110分别位于矩形的四个顶点上。可以理解的是，四根定位柱110也可以分别位于梯形的四个顶点上，定位柱110的数量也可以为三根、五根、六根等，本公开实施例对此不作限制。

作业平台相当于钢管桩定位装置的骨架，起支撑和连接其他装置的作用，并形成用于作业人员作业的作业区域。稳桩平台100工作时，作业平台固定连接在定位柱110上，以防止作业平台发生位移导致的钢管桩200定位不准。示例性地，如图1和图2所示，作业平台包括由多个杆件(例如钢管)连接形成的衔架结构，衔架结构顶端铺设有格栅，这样可以降低作业平台的重量。可以理解的是，作业平台也可以包括由多根杆件连接形成的网架结构，铺设在衔架结构或网架结构上的也可以为平板(例如不锈钢板)。

第一抱箍连接在作业平台上，用于夹持并定位钢管桩200。如图1所示，b方向为钢管桩200的放入第一抱箍的方向，沿钢管桩200的放入第一抱箍的方向，第一抱箍包括相对的第一环臂和第二环臂，第一环臂和第二环臂均可移动地连接在作业平台上，且第一环臂和第二环臂闭合时围成用于定位钢管桩200的第一定位孔。示例性地，第一抱箍闭合时呈圆环状，以更好的与钢管桩200贴合。可以理解的是，第一抱箍还可以为三角形、矩形等其他形状，只要在第一抱箍的内部形成用于夹持钢管桩200的第一定位孔即可。安装钢管桩200的过程中，将第一抱箍的第一环臂和第二环臂打开，然后将钢管桩200吊到预设位置，钢管桩200稳定后闭合第一抱箍的第一环臂和第二环臂，第一环臂和第二环臂围成用于定位钢管桩200的第一定位孔以定位钢管桩200。

本公开实施例提供的安装与稳桩平台的钢管桩定位装置，包括作业平台和安装在作业平台上的第一抱箍，沿钢管桩200的放入稳桩平台100的方向第一抱箍包括相对的第一环臂和第二环臂，第一环臂和第二环臂均可移动地连接在作业平台上，且第一环臂和第二环臂闭合时围成用于定位钢管桩200的第一定位孔。这样，在钢管桩200放入第一抱箍时，第一抱箍的第一环臂和第二环臂可以打开，以防止钢管桩200撞击第一抱箍，有效地保护了钢管桩200。并且当钢管桩200稳定后，闭合第一环臂和第二环臂，进而形成对钢管桩200的定位。

可选地，钢管桩定位装置包括相对设置在作业平台上的第一安装部126和第二安装部127，抱箍的第一环臂包括第一转动臂131和第二转动臂132，抱箍的第二环臂包括第三转动臂133和第四转动臂134；其中第一转动臂131的一端和第三转动臂133的一端铰接在第一安装部126上，第二转动臂132的一端和第四转动臂134的一端铰接在第二安装部127上。示例性地，如图3和图4所示，沿图示上下方向，作业平台上设有相对钢管桩200对称的第一安装部126和第二安装部127，第一安装部126的结构和第二安装部127的结构相同或相似，下面以第一安装部126的结构为例进行说明，第一安装部126整体呈板状，沿图示水平方向第一安装部126上设有两个铰接孔，第一转动臂131的一端铰接在左侧的铰接孔中，第三转动臂133铰接在右侧的铰接孔上，且第一转动臂131和第三转动臂133均可沿图示顺时针方向或逆时针方向旋转。可以理解的是，第一安装部126和第二安装部127还可以是焊接在作业平台上的两根铰接轴。将第一环臂分为第一转动臂131和第二转动臂132，第二环臂分为第三转动臂133和第四转动臂134，在保证第一环臂和第二环臂可开合的同时，降低了第一转动臂131、第二转动臂132、第三转动臂133和第四转动臂134这四个悬臂结构的长度，提高了结构的刚度。

当然，第一环臂和第二环臂也可以分别由一根臂构成，第一环臂和第二环臂分别铰接在作业平台上。

可选地，第一转动臂131的另一端和第二转动臂132的另一端可拆卸地连接；第三转动臂133的另一单和第四转动臂134的另一端可拆卸地连接。第一转动臂131和第二转动臂132连接且第三转动臂133和第四转动臂134连接可以提高第一抱箍的结构强度，防止钢管桩200从第一转动臂131和第二转动臂132之间或第三转动臂133和第四转动臂134之间脱出。示例性地，如图4所示，第一转动臂131和第二转动臂132形状大小相同均呈弧状，且第一转动臂131和第二转动臂132连接形成半圆状结构；第三转动臂133和第四转动臂134形状相同均呈弧状，且第三转动臂133和第四转动臂134连接形成半圆状结构。当然，第一转动臂131的长度也可以大于第二转动臂132的长度，第三转动臂133的长度也可以大于第四转动臂134的长度。

进一步地，第一转动臂131和第二转动臂132之间通过第一销轴连接；第三转动臂133和第四转动臂134之间通过第二销轴135连接。示例性地，第一转动臂131和第二转动臂132沿定位柱110的轴向错位设置，且第一环臂闭合时第一转动臂131和第二转动臂132的非铰接端部分重叠，重叠部分设有贯穿第一转动臂131和第二转动臂132的通孔，第一销轴插设在通孔中，第三转动臂133和第四转动臂134的结构与第一转动臂131和第二转动臂132相同或相似。可以理解的是，第一转动臂131和第二转动臂132也可以位于同一水平面，第一转动臂131的厚度大于第二转动臂132，第一转动臂131的非铰接端设有槽口，第二转动臂132的非铰接端嵌入槽口中。

当然，第一转动臂131和第二转动臂132之间以及第三转动臂133和第四转动臂134之间也可以通过螺栓连接的方式连接。

可选地，如图5所示，钢管桩定位装置还包括第二抱箍，第一抱箍和第二抱箍沿定位柱110的轴向间隔设置，且第一定位孔和第二定位孔的中心线共线设置。第二抱箍围设成容置钢管桩的第二定位孔，用于夹持和定位钢管桩200，第一抱箍和第二抱箍在钢管桩200轴向两个不同位置夹持钢管桩200，能够方式钢管桩200倾斜。示例性地，第二抱箍设置在第一抱箍的下方。

可选地，第二抱箍包括沿预设方向依次设置的铰接在作业平台上的动臂162以及固定连接在作业平台上的固定臂161，固定臂161和动臂162围成用于定位钢管桩200的第二定位孔。第二抱箍其中一个臂为固定臂161，固定连接在作业平台上，提高了第二抱箍的结构强度。示例性地，如图5所示，固定臂161朝向动臂162的一侧为半圆弧状，固定臂161的两端均固定连接在作业平台上，动臂162朝向固定臂161的一侧为半圆弧状，动臂162的一端铰接在作业平台上。可以理解的是，动臂162和固定臂161也可以为其他形式，只要能够实现第二抱箍部分固定，而剩余其他部分可开合即可。

如图9和图10所示，可选地，固定臂161上朝向钢管桩200的一侧设有缓冲装置170。这样，当钢管桩200放入第二抱箍时，缓冲装置170与钢管桩200接触，能够缓冲来自钢管桩200的冲击力，防止第二抱箍被撞坏。缓冲装置170包括固定连接在固定臂161上的底座174、沿预设方向可滑动地安装在底座174上的抵顶件、安装在底座174和抵顶件之间的多个弹簧175。

可选地，抵顶件包括顶板171、侧壁172和多根立柱173，侧壁172位于顶板171朝向第二抱箍的一侧，且垂直连接在顶板171上围成安装空间；立柱173沿预设方向间隔设置在顶板171上且位于安装空间内；底座174呈杯状，可滑动地安装在安装空间内，且罩住立柱173；弹簧175设置在底座174和顶板171之间以及底座174和立柱173之间。这样，当钢管桩200放入第二抱箍时，缓冲装置170与钢管桩200接触，能够缓冲来自钢管桩200的冲击力，防止第二抱箍被撞坏。

可选地，立柱173上设有沿立柱173的轴向方向延伸的长圆孔176，底座174上设有限位销177，限位销177插在长圆孔176内。限位销177和长圆孔176配合，可以防止抵顶件从底座174上脱出。

可选地，作业平台包括沿定位柱110的轴向间隔设置的第一层121和第二层122，第一抱箍安装在第一层121上，第二抱箍安装在第二层122上，其中第一层位于第二层的上部。这样第一抱箍和第二抱箍沿定位柱110的轴向间隔设置，对钢管桩200的定位效果更好。

可选地，钢管桩定位装置还包括安装在作业平台上的调整装置150，调整装置150包括驱动部151和连接在驱动部151上的抵顶部152，驱动部151可驱动抵顶部152朝向第一抱箍的中心运动，以抵顶钢管桩200。在第一抱箍完成对钢管桩200的定位后，利用调整装置150抵顶钢管桩200，以调整钢管桩200的垂直度。示例性地，如图6所示，驱动部151为沿第一抱箍径向方向设置的液压油缸，抵顶部152连接在液压油缸的活塞缸的末端，活塞杆伸出时带动抵顶部152朝钢管桩200运动，以抵顶钢管桩200。可以理解的是，驱动部151还可以为螺杆机构、齿轮齿条机构等其他能够实现直线运动的机构。

可选地，抵顶部152为滚轮，滚轮的轴线与定位柱110的轴线垂直，滚轮的外壁为朝向滚轮的轴线凹陷的曲面。钢管桩200在安装过程中需要朝海底运动以插入海底，因此为降低抵顶部152和钢管桩200之间的摩擦，将抵顶部152设置为滚轮。可以理解的是，抵顶部152也可以为固定连接在驱动部151上的抵顶块，通过提高抵顶块的表面粗糙度等方式降低摩擦。

进一步地，如图7和图8所示，抵顶部152还包括滚轮支架153，滚轮支架153可转动地安装在驱动部151上，且转动轴线与滚轮的轴线平行，滚轮的数量为多个，多个滚轮围绕转动轴线间隔设置，多个滚轮的曲面的曲率不同。具体应用时，当钢管桩200的直径不同时，可以通过旋转滚轮支架153以切换具有不同曲面的滚轮，以适应不用直径的钢管桩200。

可选地，滚轮的表面设有缓冲层。缓冲层可以选用硬度较低的材质，例如橡胶，缓冲层与钢管桩接触时，可以防止钢管桩表面的油漆被刮伤。

可选地，调整装置150的数量为多个，多个调整装置150沿第一抱箍的周向间隔设置。这样调整装置150可以在多个方向调整钢管桩200的垂直度，调整更加灵活。示例性地，多个调整装置150沿钢管桩200的周向均匀设置。当然，多个调整装置150也可以相对钢管桩200的放入方向对称设置。

可选地，如图7所示，驱动部151外围套有护套154，护套154固定连接在抵顶部151上，护套154外套有保护壳155，护套154和保护壳155之间通过阻尼装置可滑动连接。这样，当抵顶部151受撞击时，抵顶部151带动护套154克服阻尼装置的阻力相对保护壳155运动，缓冲了抵顶部151受的撞击。其中，阻尼装置可以为滑轨和滑槽组合。

可选地，钢管桩定位装置还包括用于推动钢管桩200的推进装置、安装在推进装置上的水平仪140以及与水平仪140和调整装置150电连接的控制装置(图中未示出)，水平仪140用于测量钢管桩200的倾斜角度，控制装置用于根据水平仪140的测量结果控制调整装置。这样，可以使钢管桩200的定位更加精准。实际应用过程中，水平仪可以实时采集钢管桩200的倾斜角度，然后传递给控制装置，控制装置控制调整装置150抵顶钢管桩200以调整钢管桩的垂直度，实现钢管桩200调整的闭环控制。

可选地，如图1和图3所示，作业平台设置有沿定位柱110的轴向贯穿作业平台的开口128，且开口128朝向第一抱箍。示例性地，如图3所示，当第一抱箍处于打开状态时，稳桩平台100的图示右侧部分开放，这样吊机300可以部分伸入开口128中，防止与稳桩平台100发生干涉。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开实施例技术方案的范围。

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