阅读说明：本技术 海上风电桩基施工钻杆自动液压工位仓 (Automatic hydraulic station bin for offshore wind power pile foundation construction drill rod ) 是由 倪刚亮 马赛平 李正洋 韦长峰 陈传俊 于 2019-11-27 设计创作，主要内容包括：海上风电桩基施工钻杆自动液压工位仓,应用于海上施工作业平台领域,包括钻杆仓本体和托盘；钻杆仓本体上设置前侧轨道、后侧轨道、左侧轨道和右侧轨道；在钻杆仓本体内连接双出杆横拉缸、前侧拉送缸、前侧推送缸和后侧拉送换位缸；托盘包括托盘本体、支撑环、初始锥形引导柱和中心框；在双出杆横拉缸的横拉缸筒上固定连接凸肩；在钻杆仓本体内连接油缸安装梁,前侧推送缸、前侧拉送缸和后侧拉送换位缸均连接导向旋转钩,导向旋转钩包括导向块和偏心挡块,导向块与活塞杆连接并滑动连接在油缸安装梁上,偏心挡块包括竖向段、水平段和缺角斜面,竖向段与活塞杆相铰接,在竖向段的上端设置上斜面。本发明方便钻杆的存放及调度,并且安全可靠。(The automatic hydraulic station bin for the offshore wind power pile foundation construction drill rod is applied to the field of offshore construction operation platforms and comprises a drill rod bin body and a tray; the drill rod bin body is provided with a front side rail, a rear side rail, a left side rail and a right side rail; a double-rod-out transverse pulling cylinder, a front side pushing cylinder and a rear side pulling transposition cylinder are connected in the drill rod bin body; the tray comprises a tray body, a support ring, an initial conical guide column and a central frame; a convex shoulder is fixedly connected to a transverse pulling cylinder barrel of the double-rod transverse pulling cylinder; the oil cylinder mounting beam is connected in the drill rod bin body, the front side pushing cylinder, the front side pulling cylinder and the rear side pulling transposition cylinder are all connected with the guide rotating hook, the guide rotating hook comprises a guide block and an eccentric stop block, the guide block is connected with the piston rod and is in sliding connection with the oil cylinder mounting beam, the eccentric stop block comprises a vertical section, a horizontal section and an unfilled corner inclined plane, the vertical section is hinged with the piston rod, and the upper end of the vertical section is provided with an upper inclined plane. The invention is convenient for storing and dispatching the drill rod, and is safe and reliable.)

海上风电桩基施工钻杆自动液压工位仓

技术领域

本发明应用于海上施工作业平台领域，具体应用在独立嵌岩机构钻机的钻杆调度设备。

背景技术

在海上风电桩基施工中，独立嵌岩钻机的每根钻杆高4.5米，重6～7吨，在钻孔的过程中，需要拼装多节钻杆来加长钻具以实现钻孔深度的不断扩展。钻孔完毕后也需要通过拆卸一节一节的钻杆来提升取出钻具，因此装卸钻杆是钻孔施工中一个重复率高且重要的环节。

常规的装卸方法中，将待装或者拆卸下来的钻杆利用吊机吊起至作业平台上横卧放置，吊机增加了其占用空间，而且将钻杆的方向由横向和竖向相互转换，费时费力，不利于提高作业效果；同时，将钻杆横向放置后，遇到风浪时，钻杆容易发生滚动，增加了风险。

现也有钻杆的调度设备，但由于结构不合理，存在以下缺陷：1、无法实现各油缸与托盘的固定与分离。2、钻杆不能精确、方便、可靠地放到托盘上。3、托盘移动时不稳定，易倾覆。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种海上风电桩基施工钻杆自动液压工位仓，方便钻杆的存放及调度，并且安全可靠。

本发明的目的是这样实现的：海上风电桩基施工钻杆自动液压工位仓，包括钻杆仓本体和托盘；所述钻杆仓本体上设置环形闭合的前侧轨道、后侧轨道、左侧轨道和右侧轨道，左侧轨道包括待取工位和初始空位；所述托盘至少有三个并且为单数，托盘设置在前侧轨道、后侧轨道、左侧轨道和右侧轨道上；在所述钻杆仓本体内连接两台双出杆横拉缸、一台前侧拉送缸、一台前侧推送缸和一台后侧拉送换位缸，其中一台双出杆横拉缸驱动托盘从待取工位移动至初始空位，前侧拉送缸驱动前侧轨道上的托盘向待取工位处移动，前侧推送缸驱动靠近待取工位处的托盘移动至待取工位上，另一台双出杆横拉缸驱动右侧轨道上的托盘移动，后侧拉送换位缸驱动后侧轨道处的托盘移动；所述托盘包括方形的托盘本体，在托盘本体的上表面固定连接支撑环和初始锥形引导柱，初始锥形引导柱设置在支撑环的中心位置，在托盘本体的下表面固定连接中心框；所述双出杆横拉缸包括横拉缸筒和横拉活塞杆，横拉活塞杆的两端连接在钻杆仓本体上，在横拉缸筒的外表面固定连接凸肩，凸肩设置在托盘的中心框的外侧；所述横拉缸筒在横拉活塞杆上移动，凸肩推动中心框带动托盘移动；在所述钻杆仓本体内连接两根油缸安装梁，所述前侧推送缸、前侧拉送缸连接在其中一根油缸安装梁上，后侧拉送换位缸连接在另一根油缸安装梁上；所述前侧推送缸的活塞杆、前侧拉送缸的活塞杆和后侧拉送换位缸的活塞杆均连接导向旋转钩，导向旋转钩包括导向块和偏心挡块，导向块的上部与活塞杆连接，导向块滑动连接在油缸安装梁上，偏心挡块包括竖向段和水平段，偏心挡块的竖向段与活塞杆相铰接，偏心挡块的竖向段与水平段之间通过缺角斜面过渡连接，偏心挡块的水平段设置在油缸安装梁的上方；在偏心挡块的竖向段的上端设置上斜面，上斜面与缺角斜面的斜向一致；当偏心挡块旋转时，竖向段的上斜面低于托盘的中心框，当偏心挡块不旋转时，竖向段的上斜面高于托盘的中心框。

本发明的动作过程是：1、独立嵌岩钻机的机械手将待取工位的托盘上的钻杆取下，托盘由双出杆横拉缸驱动至初始空位上（托盘由前往后移动一个工位）。2、前侧拉送缸拉动前侧轨道上的一排托盘向待取工位处移动（一排托盘由右往左移动一个工位）。3、前侧推送缸推动靠近待取工位处的托盘移动至待取工位上（一个托盘由右往左移动半个工位）。4、双出杆横拉缸驱动右侧轨道上的托盘向前移动（托盘由后往前移动一个工位）。5、后侧拉送换位缸驱动一排托盘在后侧轨道上向右移动（一排托盘由左向右移动一个工位）。

本发明具有以下特点：

1、双出杆横拉缸也叫双出杆油缸、双出杆液压缸，横拉缸筒在横拉活塞杆上往复移动，凸肩推动托盘的中心框移动。凸肩给托盘的接触提供了足够的接触面积，提高了驱动托盘平移的稳定性，降低了与托盘的接触应力。

2、导向旋转钩只有一个缺角斜面，因此只能单向旋转。当偏心挡块由活塞杆驱动向一个方向移动时，由于托盘的中心框的阻挡和偏心挡块的缺角斜面，导致偏心挡块转动，竖向段的上斜面低于托盘的中心框，导向旋转钩进入中心框内。当偏心挡块向相反方向移动时，由于偏心挡块水平段的阻挡，偏心挡块无法旋转，竖向段的上斜面高于托盘的中心框，从而钩住托盘。也就是前侧推送缸的活塞杆、前侧拉送缸的活塞杆和后侧拉送换位缸的活塞杆可以勾住或松开托盘。

3、托盘上表面的中心设有初始锥形引导柱，在机械手将钻杆放至托盘的过程中起到了预对中的作用。

因此，本发明运行可靠，在尽可能小的空间里完成了多钻杆的存放及调度工作，大大提高了钻杆的存取效率。

本发明的导向旋转钩还包括滚轮，滚轮连接在偏心挡块的水平段，滚轮在油缸安装梁上滚动。将偏心挡块与油缸安装梁接触的滑动摩擦改为滚动摩擦，减少磨损。

本发明在所述托盘本体的上表面固定连接多个精确定位引导块，多个精确定位引导块均布在支撑环的外周，每个精确定位引导块朝向初始锥形引导柱的一侧面为斜面，精确定位引导块的斜面位于支撑环上方，并且斜面的上端向远离初始锥形引导柱的方向倾斜。初始锥形引导柱在机械手将钻杆放回托盘的过程中起到了预对中的作用，同时圆形托盘四周设有精确定位引导块，在完成钻杆中心与托盘中心的预对中之后精确引导钻杆精确的落在托盘上。

本发明在所述托盘本体的四周连接侧面滑板，在托盘本体的底部连接底侧滑板，所述中心框向下凸出侧面滑板。托盘的四周侧面滑板和底侧滑板在各轨道内移动，减少摩擦。

本发明的侧面滑板和底侧滑板采用高分子材料制成，进一步减少摩擦，降低磨损的作用。

为了加强托盘的强度，在所述支撑环的外周设置多个加强筋，加强筋固定连接在支撑环与托盘本体之间。

本发明在所述钻杆仓本体内连接多个支撑平台，多个支撑平台分别设置在托盘的下方。满足托盘移动过程中托盘重心始终在支撑区域内，不会发生重心不稳，避免倾覆，提高了安全性和稳定性。

本发明的钻杆仓本体包括矩形的底座，底座的四周内侧设置轨道槽，在底座内连接中间导轨，底座的四周距中间导轨均有距离，中间导轨与底座形成所述前侧轨道、后侧轨道、左侧轨道和右侧轨道。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A向剖视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图3中I-I向剖视图。

图5为图3中H-H向剖视图。

图6为图1的立体图。

图7为图5中C部放大图。

图8为钻杆存放的结构示意图。

图9为托盘的结构示意图。

图10为图9的俯视图。

图11为图9的B-B向视图。

图12为图9的立体图。

图13为导向旋转钩与前侧拉送缸连接的示意图。

图14为图13的立体图。

具体实施方式

如图1－14所示，海上风电桩基施工钻杆自动液压工位仓包括钻杆仓本体1和托盘2。

钻杆仓本体1包括矩形的底座1-1，底座1-1的四周内侧设置轨道槽1-3，在底座1-1内连接中间导轨1-2，底座1-1的四周距中间导轨1-2均有距离，中间导轨1-2与底座1-1形成前侧轨道3、后侧轨道4、左侧轨道5和右侧轨道6，前侧轨道3、后侧轨道4、左侧轨道5和右侧轨道6形成回字形，左侧轨道5包括待取工位和初始空位。在钻杆仓本体1内连接多个支撑平台7。

托盘2有十一个，托盘2设置在前侧轨道3、后侧轨道4、左侧轨道5和右侧轨道6上，并且支撑在支撑平台7上。托盘2包括方形的托盘本体2-1，在托盘本体2-1的上表面固定连接支撑环2-2和初始锥形引导柱2-3，初始锥形引导柱2-3设置在支撑环2-2的中心位置，在托盘本体2-1的上表面固定连接四个精确定位引导块2-4，四个精确定位引导块2-4均布在支撑环2-2的外周，每个精确定位引导块2-4朝向初始锥形引导柱2-3的一侧面为斜面，精确定位引导块2-4的斜面位于支撑环2-2上方，并且斜面的上端向远离初始锥形引导柱2-3的方向倾斜。在支撑环2-2的外周设置多个加强筋2-5，加强筋2-5固定连接在支撑环2-2与托盘本体2-1之间。在托盘本体2-1的四周连接侧面滑板2-6，在托盘本体2-1的底部连接底侧滑板2-7。侧面滑板2-6和底侧滑板2-7采用高分子材料制成。在托盘本体2-1的下表面固定连接中心框2-8，中心框2-8向下凸出侧面滑板2-6。

在钻杆仓本体1内连接两台双出杆横拉缸8、一台前侧拉送缸9、一台前侧推送缸10和一台后侧拉送换位缸11，其中一台双出杆横拉缸8驱动托盘2从待取工位移动至初始空位，前侧拉送缸9驱动前侧轨道3上的托盘2向待取工位处移动，前侧推送缸10驱动靠近待取工位处的托盘2移动至待取工位上，另一台双出杆横拉缸8驱动右侧轨道6上的托盘2移动，后侧拉送换位缸11驱动后侧轨道4处的托盘2移动。

双出杆横拉缸8包括横拉缸筒8-1和横拉活塞杆8-3，横拉活塞杆8-3的两端连接在底座1-1上，在横拉缸筒8-1的外表面固定连接凸肩8-2，凸肩8-2设置在托盘2的中心框2-8的外侧并高于中心框2-8。横拉缸筒8-1在横拉活塞杆8-3上移动，凸肩8-2推动中心框2-8带动托盘2移动。

在钻杆仓本体1内连接两根油缸安装梁12，前侧推送缸10、前侧拉送缸9连接在其中一根油缸安装梁12上，后侧拉送换位缸11连接在另一根油缸安装梁12上。

前侧推送缸10的活塞杆、前侧拉送缸9的活塞杆和后侧拉送换位缸11的活塞杆均连接导向旋转钩13，导向旋转钩13包括导向块13-1、偏心挡块13-2和滚轮13-3，导向块13-1滑动连接在油缸安装梁12上，以后侧拉送换位缸11为例，导向块13-1的上部与后侧拉送换位缸11的活塞杆连接，偏心挡块13-2包括竖向段和水平段，偏心挡块13-2的竖向段与后侧拉送换位缸11的活塞杆通过铰轴15相铰接，偏心挡块13-2的竖向段与水平段之间通过缺角斜面17过渡连接，偏心挡块13-2的水平段设置在油缸安装梁12的上方，滚轮13-3连接在偏心挡块13-2的水平段，滚轮13-3贴在油缸安装梁12上滚动。在偏心挡块13-2的竖向段的上端设置上斜面16，上斜面16与缺角斜面17的斜向一致。当偏心挡块13-2旋转时，竖向段的上斜面16低于托盘2的中心框2-8，偏心挡块13-2从中心框2-8的下方通过。当偏心挡13-2块不旋转时，竖向段的上斜面16高于托盘2的中心框2-8，偏心挡块13-2勾住中心框2-8。

本发明的动作过程是：1、独立嵌岩钻机的机械手将待取工位的托盘上的钻杆14取下，托盘由双出杆横拉缸8驱动至初始空位上（托盘由前往后移动一个工位）。2、前侧拉送缸9拉动前侧轨道上的一排托盘向待取工位处移动（一排托盘由右往左移动一个工位）。前侧拉送缸9的活塞杆朝右布置，导向旋转钩13的上斜面朝右布置。3、前侧推送缸10推动靠近待取工位处的托盘移动至待取工位上（一个托盘由右往左移动半个工位）。前侧推送缸10的活塞杆朝左布置，导向旋转钩13的上斜面朝右布置。4、双出杆横拉缸8驱动右侧轨道上的托盘向前移动（托盘由后往前移动一个工位）。5、后侧拉送换位缸11驱动一排托盘在后侧轨道上向右移动（一排托盘由左向右移动一个工位）。后侧拉送换位缸11的活塞杆朝左布置，导向旋转钩13的上斜面朝左布置。