[发明专利]一种打桩船及其姿态调整、定位控制和打桩方法

权利要求书

1.一种打桩船，包括船体，船艏铰接设有桩架，船艏设有吊桩装置，桩架上设有打桩装置以及抱桩装置，打桩装置包括设置在桩架上的打桩导轨，打桩导轨上活动设有桩锤，桩锤底部连接有桩帽；船体上设有溜桩制动装置，其特征在于：还包括定位控制系统、船体姿态调整系统，所述的船体姿态调整系统包括对称分布在甲板下的至少四个调整船体浮态的浮力调节装置以及设置在船体上的雷达测波仪；浮力调节装置包括设置在船体上的压载水舱、以及甲板下表面上设置的连接板，连接板上铰接有竖直向下设置的推进装置，压载水舱的底部设有外界相连通的通孔，压载水舱内在液面上设有压水板，推进装置端部穿过压载水舱的顶板与压水板相铰接；雷达测波仪与计算机控制系统相连接，通过雷达测波仪检测数据计算各推进装置所需运动距离以驱动压水板上下移动排水或进水来控制船体浮态；所述定位控制系统包括与计算机控制系统相连接的设置船体上的两个不同位置的GPS信号接收器以及与计算机控制系统相连接的设置在船体上至少四个不同位置下锚的锚机；船体上相应地设有布置在船体端角处的锚索连接点，锚索连接点处装有与计算机控制系统相连接的测量锚索角度的测角仪；计算机控制系统通过GPS信号接收器得到船体位置信息，并建立绝对坐标系和随船坐标系，进而计算出船体移动时各锚与船体连接点处在绝对坐标系内的实时位置信息及各锚索长度，最终得出各锚机的收放速度以控制船体运动，所述桩帽为可变径桩帽；所述可变径桩帽包括设置在桩锤上的桩帽筒体，桩帽筒体内设有支撑立桩内侧面的内撑机构，桩帽筒体下部设有环形底座，底座上周向均布有至少三个支撑立桩外侧面的变径机构，桩帽筒体的侧壁上对应于变径机构的位置上设有避让通孔，变径机构包括设置在底座上的行程可调的液压缸以及设置在液压缸活塞杆端部的推抵立桩外侧面的外撑定位块；

内撑机构包括与桩帽筒体相连接的承载体，承载体上设有若干沿立桩径向滑动的与立桩内表面相配合的内撑挡板以及驱动内撑挡板的内撑动力机构。

2.如权利要求1所述的打桩船，其特征在于：所述抱桩器包括设置在桩架底部的两个呈上下一直线布置的抱桩装置，桩架上在设置抱桩装置处设有水平的安装翼座；抱桩装置包括相对滑动设置在两侧安装翼座上的抱桩单元，安装翼座上设有驱动抱桩单元滑动的主驱动机构；船体上设有上下两个对立桩进行扫描的扫描仪。

3.如权利要求2所述的打桩船，其特征在于：所述抱桩单元包括设置在桩架安装翼座上的基座，基座上铰接有上下转动的伸缩臂以及驱动伸缩臂转动的旋转动力机构，伸缩臂包括与基座相铰接的连接座，连接座上设有伸缩臂固定段，伸缩臂固定段上设有驱动伸缩臂的活动段伸缩运动的第一液压缸，伸缩臂固定段上滑动设有夹持立桩的第一夹块，连接座上设有第二液压缸，第二液压缸的活塞杆端部与第一夹块相连接，活动段露出固定段的部分上铰接有夹持立桩的第二夹块，活动段上设有驱动第二夹块转动的第三液压缸。

4.如权利要求3所述的打桩船，其特征在于：所述旋转动力机构包括设置在基座上的上下运动的滑动块以及驱动滑动块滑动的升降伺服丝杠机构，滑动块上铰接有随滑块运动以驱动伸缩臂在竖直方向至水平方向间转动的支撑杆，支撑杆端部与伸缩臂相铰接。

5.如权利要求2所述的打桩船，其特征在于：所述主驱动机构包括设置在安装翼座上的丝杠以及驱动丝杠转动的伺服电机，所述抱桩单元的基座通过其上的螺纹孔套设在丝杠上，安装翼座上在基座两侧分别设有抱桩限位块。

6.如权利要求1所述的打桩船，其特征在于：

所述内撑动力机构包括均布在承载体下表面的若干由中心向外辐射的滑槽，所述内撑挡板活动卡设在滑槽中，承载体下部中央设有法兰盘，法兰盘上设有竖直向下布置的上液压杆，上液压杆下端部设有连接盘，连接盘上铰接设有连杆，连杆端部与内撑挡板相铰接；环形底座上设有液压泵，液压泵通过导管与液压缸及上液压杆相连接。

7.如权利要求1所述的打桩船，其特征在于：所述船体上设有桩架自动卧置装置。