[发明专利]一种海上风机吊装控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及海上风机安装领域，具体涉及一种海上风机吊装控制方法和系统。

背景技术

海上风机吊装是一项复杂的系统工程，采用自升式风机安装船进行安装时，一般过程如下：自升式海上安装船装载一台或多台海上风机部件（包括塔筒，已安装好两个叶片的机舱以及第三叶片）至安装地点，海上安装平台上升至海面以上一定高度，起重机就位后，首先吊起塔筒至风机基础上方，直接安装在风机基础上，然后将机舱（已安装好两个叶片）吊起至塔筒上方，安装机舱，最后吊起第三叶片至机舱上方，完成风机的安装，海上安装平台降下高度，移动至下一个风机安装位置，进行风机安装。

申请号为201010122462.2的发明公开了一种海上风机叶片安装方法，包括步骤：A、在地面上将轮毂和其中两个叶片预装在机舱上，并在轮毂上第三个叶片的安装孔内安装一个工装套筒；B、运至海上安装现场；C、在工装套筒上预设一根吊绳和一根拉绳；D、将机舱吊装到风机塔筒的顶端；E、在用拉绳向下拉住工装套筒的同时，转动轮毂使工装套筒的轴线沿水平方向；F、将轮毂锁紧；G、用吊钩钩住工装套筒上的吊绳，拆除工装套筒；H、将第三个叶片水平地插入轮毂上的安装孔内并固定。

在起重机吊运风机部件的过程中，操作人员在起重机底部的驾驶室内操作，风机安装现场的指挥人员通过对讲机和旗语与操作人员进行交流，指挥操作人员完成风机吊装工作，在这种操作模式下，容易出现以下问题：

（1）自升式风机安装船上的空间有限，需要吊装的风机部件放置在风机安装船的夹板上且尺寸较大，吊装过程对起重机的操作精度要求很高，容易出现不必要的碰撞而对风机部件造成损伤；

（2）由于风机部件比较脆弱，指挥人员和操作员通过对讲机和旗语进行交流，会出现延时，在风机部件将要发生碰撞时，不能够及时进行处理，容易造成安全事故。

因此，需要提供一种海上风机吊装控制方法和系统，使操作人员准确知道吊装的风机部件的吊点位置和空间形态，保证风机部件的完整性，提高风机吊装的准确性和风机安装的效率。

发明内容

本发明提供了一种海上风机吊装控制方法和系统能够实现海上风机吊装路径的最优化，使操作人员准确知道风机部件的吊点位置和空间形态，能够保证风机部件的完整性，提高风机吊装的准确性和风机安装的效率。

一种海上风机吊装控制方法，包括以下步骤：

（1）建立需要安装的风机部件的三维模型以及环境模型，并依据风机部件的三维模型以及环境模型，计算风机部件的模拟吊装轨迹；

（2）在需要安装的风机部件上标记定位点；

（3）吊装需要安装的风机部件，根据定位点实时获取风机部件的位置信息，将该位置信息与模拟吊装轨迹进行对比，以修正风机部件的实际吊装轨迹，直至完成风机部件的安装。

作为优选，步骤（1）中，所述环境模型至少包括风机安装船、起重机和风机基础的相应信息。步骤（1）中，所述环境模型还包括对风机部件吊装过程能够形成干涉的构筑物的相应信息。

所述环境模型包括在风机部件吊装过程中，可能对风机部件构成干涉的所有物体的三维模型以及这些物体相互之间的位置关系，以便于模拟吊装轨迹时，能够避开这些物体的干扰。

作为优选，步骤（1）中，所述风机部件的三维模型包括塔筒的三维模型、机舱的三维模型以及叶片的三维模型。

需要吊装的风机部件通常包括塔筒、已安装好两个叶片的机舱以及、第三叶片，通过对塔筒、机舱以及叶片进行三维建模，可以得到需要吊装的风机部件的三维模型，并将这些需要吊装的风机部件的三维模型依据实际情况置于环境模型中，计算这些风机部件的三维模型在环境模型中的模拟吊装轨迹。

作为优选，步骤（1）中，建立风机部件的三维模型时，针对各个风机部件标识出对应的虚拟定位点，所述风机部件的模拟吊装轨迹为各个虚拟定位点的运行轨迹。

实际吊装过程中，通过风机部件上的定位点获取风机部件的位置信息，在风机部件的三维模型上相应标记虚拟定位点，在模拟吊装轨迹时，相应得到虚拟定位点的运行轨迹，依据该定位点的运行轨迹修正风机部件的吊装位置以及吊装形态。

作为优选，步骤（1）中，计算风机部件的模拟吊装轨迹时，将每一个风机部件的吊装进程分为起重机就位、吊钩起吊、吊装风机部件和安装就位四个环节，并针对每一环节辅以相应的文字和语音提示。

在模拟吊装轨迹时，确定吊装过程中每一个动作细节和定位点的运行轨迹，例如，起重机底座的旋转角度，吊钩的旋转角度，吊臂的仰角，吊钩的下降位置以及距离等信息，并给出相应的文字和语音提示，保证吊装过程的顺利高效进行。