[发明专利]一种水下扭王字块可视化安装系统

说明书

本发明公开了一种水下扭王字块可视化安装系统，包括集线盒、北斗天线模块、测距模块、可回收姿态仪、工控电脑和吊具；工控电脑通过3Dsmax软件进行工作场景与块体的三维建模，完成后以STL文件格式输出，用VB软件读取该文件并在绘图空间中重现该三维模型进行图形渲染加工，进行二次开发；通过VB程序将接收到的块体参数信息和吊机参数信息传递到该三维模型的配合关系内进行匹配，通过配合数值驱动模型的姿态变化，实现块体的位置、姿态、安装目标和已安装的块体的实时3D可视化显示。本发明可实时显示安装块体的位置、方向和姿态，吊具还可实现360°旋转，并可水平倾斜进行姿态调整，保证安装质量。

技术领域

本发明涉及扭王字块安装技术领域，具体涉及一种水下扭王字块可视化安装系统。

背景技术

深水码头所处海域一般掩护条件差，需要建设防波堤改善港池内靠泊条件，提高码头可作业天数。扭王字块是护面块体的一种，一般摆放在防波堤最外面一层，通过削弱波浪的冲击力保护防波堤，其安装质量直接影响着防波堤的结构功能和堤身安全。

扭王字块的传统安装方法常采用盲装，使用吊机安装，安放到位后由潜水员或使用摘钩装置水下摘钩。也有施工单位使用吊机安装，并制作了专用吊具，无需潜水员水下摘钩，并配置国外CODA公司的Echoscope实时3D声呐系统作为扭王字块安装的实时可视化显示，指导其安装。

采用盲装工艺，扭王字块是利用吊机，根据GPS或极坐标定点安装块体，块体一旦由司索绑扎好，吊机吊起来后，其姿态将无法调整，放入水中后，安装人员也无法看到块体，只能将块体放到指定的位置，无法控制扭王字块以哪几个肢脚着陆到斜坡面上，块体安放姿态随机性强，相邻块体之间无法实现有效的勾连，咬合程度低，完工后，受长时间的重力、风浪流等外力的作用下块体将发生移位，阵型将瓦解，将无法有效保护堤坝。

使用CODA公司的Echoscope实时3D声呐系统可用作扭王字块安装水下安装的实时可视化显示，作为全球唯一一家实时动态3D成像声呐，系统复杂，造价高昂，存在技术壁垒，是“卡脖子”技术。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种水下扭王字块可视化安装系统，吊具可实现块体的姿态调节；用国产全球导航定位系统，并在块体上安装可回收姿态仪，全景的实时显示块体三维动态图形，指导安装，还设置有自动脱钩装置，无需潜水员水下摘钩。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种水下扭王字块可视化安装系统，包括：

集线盒，用于对电源稳压变压后给各个模块供电；

北斗天线模块，用于通过天线的精准定位判断吊机方位、方向、转轴位置、吊机所在地表高程和扭王字块的水平位置；

测距模块，用于反算测量扭王字块的安装高程；

可回收姿态仪，安装在扭王字块的块体上，用于感应块体的横滚角、俯仰角和磁航向角；

工控电脑，用于接收北斗天线模块判断的吊机方位、方向、转轴位置、吊机所在地表高程和扭王字块的水平位置，接收测距模块测量的扭王字块的安装高程，接收可回收姿态仪感应的块体的横滚角、俯仰角和磁航向角；通过3Dsmax软件进行工作场景与块体的三维建模，完成后以STL文件格式输出，用VB软件读取该文件并在绘图空间中重现该三维模型进行图形渲染加工，进行二次开发；通过VB程序将接收到的块体参数信息和吊机参数信息传递到该三维模型的配合关系内进行匹配，通过配合数值驱动模型的姿态变化，实现块体的位置、姿态、安装目标和已安装的块体的实时3D可视化显示；同时把施工数据发送到指挥部服务器平台进行展示；

吊具，用于吊起扭王字块的块体，并悬停空中，调整块体的姿态，放入水中，根据工控电脑的实时3D可视化显示辅助，将块体放到指定坐标位置，可通过调整扭王字块的着地肢脚实现相邻块体的有效勾连。

进一步地，所述吊具包括：