[发明专利]双向伸缩卡位式U型节段梁自动化吊具及其施工方法

权利要求书

1.一种双向伸缩卡位式U型节段梁自动化吊具，其特征在于，包括回转起重吊箱、双向变幅机构、横向伸缩卡位机构、适配平衡梁、纵向伸缩卡位机构；

回转起重吊箱其下端连接双向变幅机构，用于所吊U型节段梁在水平方向的大角度回转；所述双向变幅机构的下端铰接横向伸缩卡位机构，所述双向变幅机构设置为控制其下部结构的水平倾角，所述横向伸缩卡位机构设置为对U型节段梁的横向定位，所述适配平衡梁固定于横向伸缩卡位机构上，用于承重所述U型节段梁，所述纵向伸缩卡位机构设置为对对U型节段梁的纵向定位。

2.如权利要求1所述的双向伸缩卡位式U型节段梁自动化吊具，其特征在于，所述回转起重吊箱包括：起重吊箱、滑轮组、电机减速机组、回转起重吊耳、回转齿轮组；

所述滑轮组布置在起重吊箱内部，用于接入起重钢丝绳；

所述电机减速机组驱动回转齿轮组，所述回转齿轮组带动所述回转起重吊耳在水平方向的大角度回转。

3.如权利要求2所述的双向伸缩卡位式U型节段梁自动化吊具，其特征在于，所述双向变幅机构包括：横向变幅基座、横向变幅扁担梁、横向变幅油缸、纵向变幅油缸；

横向变幅基座上方与回转起重吊耳铰接，横向变幅基座下方与横向变幅扁担梁铰接；横向变幅油缸两端分别与横向变幅基座、横向变幅扁担梁铰接，用于调整横向坡角；纵向变幅油缸两端分别与横向变幅扁担梁、横向伸缩外套筒铰接，用于调整纵向坡角。

4.如权利要求3所述的双向伸缩卡位式U型节段梁自动化吊具，其特征在于，横向伸缩卡位机构包括：横向伸缩外套筒、横向伸缩内套筒、横向伸缩耐磨板、横向卡位基座、横向卡位立柱、横向伸缩油缸；

所述横向伸缩外套筒上方与横向变幅扁担梁铰接，所述横向伸缩外套筒两端的内壁与两组横向伸缩内套筒通过横向伸缩耐磨板接触配合；横向卡位基座布置在横向伸缩内套筒端部内侧，横向卡位基座上方固定横向卡位立柱；横向伸缩油缸两端分别与横向伸缩外套筒、横向伸缩内套筒铰接。

5.如权利要求4所述的双向伸缩卡位式U型节段梁自动化吊具，其特征在于，两条适配平衡梁对称设置于两端的横向伸缩内套筒上，所述适配平衡梁包括：平衡梁铰接基座、平衡梁、适配性承重斜面、平衡梁第一销轴、平衡梁第二销轴；

一条平衡梁上方对称固定两组适配性斜面，平衡梁下方固定平衡梁铰接基座，其中一条平衡梁的平衡梁铰接基座的中间孔通过平衡梁第一销轴与对应横向伸缩内套筒的基座铰接，另一条平衡梁的平衡梁铰接基座的两端孔通过两个平衡梁第二销轴与对应横向伸缩内套筒的基座铰接。

6.如权利要求5所述的双向伸缩卡位式U型节段梁自动化吊具，其特征在于，所述纵向伸缩卡位机构有四组，所述纵向伸缩卡位机构包括：纵向伸缩卡位机构底板、纵向伸缩直线轴承、纵向伸缩L型卡爪和纵向伸缩电动推杆；

纵向伸缩卡位机构底板对称安装在横向伸缩外套筒下方；纵向伸缩直线轴承固定安装在纵向伸缩卡位机构底板下方，纵向伸缩L型卡爪穿入纵向伸缩直线轴承中心孔中；纵向伸缩电动推杆两端分别与纵向伸缩卡位机构底板和纵向伸缩L型卡爪铰接，用于驱动纵向伸缩卡位机构的动作。

7.如权利要求6所述的双向伸缩卡位式U型节段梁自动化吊具，其特征在于，还包括感知系统，其包括：横向位置雷达探头、纵向位置雷达探头、竖向位置距离传感器、双轴倾角传感器、360°全景摄像头、位移传感器和压力传感器；

所述横向位置雷达探头对称安装在横向伸缩内套筒端部；纵向位置雷达探头安装在纵向伸缩L型卡爪底端；竖向位置距离传感器对称安装在横向伸缩外套筒下表面；双轴倾角传感器安装在横向伸缩外套筒上表面一侧；360°全景摄像头安装在起重吊箱下表面；

横向伸缩油缸和纵向伸缩电推杆均配备位移传感器，横向伸缩油缸进出油口配备压力传感器。

8.如权利要求7所述的双向伸缩卡位式U型节段梁自动化吊具，其特征在于，还包括电液控制系统，其包括：液压泵站、电液比例控制阀组、电控箱、液压管路和通讯线路。

9.一种利用如权利要求1～8任一所述的双向伸缩卡位式U型节段梁自动化吊具的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)由起重设备将所述U型节段梁自动化吊具调至待吊U型节段梁上方位置；

2)位移传感器监测所述自动化吊具横向伸缩油缸行程是否处于最小处，纵向伸缩电动推杆行程是否在指定范围内，若是，则缓慢下放吊具；

3)下放过程中，由横向位置雷达探头监测吊具端部是否接近U型节段梁两侧上顶板，若否，则继续下放吊具，由纵向位置雷达探头监测纵向伸缩L型卡爪低端是否接近U型节段梁底板边缘，若否，则继续下放吊具，由竖向位置距离传感器监测吊具底部与U型节段梁底板间的距离，当达到指定距离范围后，停止下放吊具；

4)纵向伸缩电动推杆缩回指定距离，纵向伸缩卡位机构卡紧U型节段梁下底板，横向伸缩油缸顶出，驱动横向伸缩卡位机构卡紧U型节段梁两侧上顶板，压力传感器监测横向伸缩油缸工作腔压力，避免产生过大的夹紧力；

5)起重设备提升吊具，将U型节段梁吊装至指定位置上方，根据堆放或安装角度需要，回转起重吊箱调整U型节段梁水平回转角度；

6)缓慢下放吊具，直至起重钢丝绳上的拉力降低到空载拉力后，纵向伸缩电动推杆顶出一定距离，纵向伸缩卡位机构松开U型节段梁底板，横向伸缩油缸缩回至行程最小处，横向伸缩卡位机构松开U型节段梁两侧顶板；

7)由360°全景摄像头监测自动化吊具相对U型节段梁的位置，若满足提升要求，则起重设备缓慢提升所述自动化吊具至指定高度，完成一次吊装作业，准备进行下一次吊装作业。

重复步骤1)-7)，进行下一次吊装作业。