研制装配式变电站预制小件安装智能移动机械手

程国庆 李恒 张文刚 王蓓 樊安琪

摘要：对装配式变电站预制小件安装智能移动机械手进行研制时，主要应从四个主要组成部位展开分析，即多功能控制器和安装车、特种智能操作设施以及轻型起重机。在此过程中，研制人员应借助最先进的集成技术以及三维技术展开设计，从而对相应的功能进行有效研发，最终将其运用到各类装配式变电站当中对应的复测轴线、搬运基建重物、校正以及吊装等工作当中。

关键词：装配式变电站;预制小件;智能移动机械手;起重机;吊装

引言：在搬运以及安装装配式变电站的主要预制件时，通常需要用25min方能完成自成品选择区域将各预制件搬运至安装区域、吊装、复测轴线以及校正等工作，另外，在实际搬运过程中，一般需要4 个工作人员经由默契的配合进行搬运，避免搬运失误出现人员跌倒、受伤以及损坏预制件等问题，现场人员很难有效控制此项工作的操作风险，尤其是在落位过程中极易损坏预制件，且需要浪费大量时间进行固定和调整。所以，相关人员需要致力于研制出更有效的装配式变电站预制件安装工具来降低风险的发生几率。

1关键的技术内容

1.1  装配式变电站预制小件安装智能移动机械手的研制

设计制作此类机械手的时候，应该从多功能控制器和安装车、特种智能操作设施以及轻型起重机这四个组成部分着手，以便借助当前最为先进的集成以及三维等设计方法，对相应功能展开全面研发，进而确保此类机械手能够被有效运用到各类装配式变电站当中复测轴线、搬运基建重物、校正以及吊装等工作[1]。

1.2  多功能安装车的研制

在研制多功能安装车的时候，重点应用的部件有着较小的轮压、尺寸以及较轻的重量等明显优势，常用的部件包括轻型起重机、定向与转向滑轮、控制器、撬杆以及钢丝绳索、不锈钢平板、吊杆、构件和万向轮等。

1.3  轻型起重机的研制

研制过程中，设计的主要思路为研制出有较强适用性、较小尺寸、灵活的转向、较轻的质量以及便于操作的轻型起重机。相比常规的起重机，此类起重机各类基础与围墙和吊钩间拥有最低的净空高度以及最小的极限距离，这会使机械手有更高的起升高度，同时，还能够使现场拥有更大空间。在循环工作过程中，主要的内容包含了：用于取物的设备将物品自相应位置取出，随后向特定的位置水平移动，到达位置后将物品降下，随后让取物设备反向进行平行移动，直至回到初始位置开展新一轮的循环工作。其中主要的组成部分包括了辅助设备、动力与操控装置以及金属机构等。

1.4  特种智能操作设施的研制

对装配式变电站的预制件移动和吊装用多功能车进行研发的时候，搭配应用智能转向与升降操作机械、操作摇柄、螺母螺杆、绳索、万向轮、滑轮、铁板以及槽钢等，能够实现一键查询和远距离定位，这样可以让现场人员操作机械手时具有更高的安全性。

1.5  多功能控制器的研制

此类控制器可以使起吊的精准度实现进一步提升，同时，能够实现快速安装，其结构简化，体积较小，便于操作，有着紧凑的结构。

1.6  组装装配式变电站预制小件安装智能移动机械手

我公司车间的加工人员根据设计方案加工生产了固定支角、平板小车以及传动装置等，同时，结合总设计图完成组装、焊接。当前笔者探讨的机械手现已被运用到变电站的作业现场，其社会效益与应用效果极为明显[2]。

2技术难点

2.1  需要确保易于操作

相比于常规装配式变电站的预制小件安装智能移动机械手，此类机械手相应保养、操控开关以及维护等工作的负责人员均有着更高的工资。所以，研制人员必须早日实现其示教，以便使机械手易于操作，使其易用性有所提升。

2.2  集成设计存在问题

如今，此类机械手的成熟方案以与典型图集的相关参考极为匮乏。而通常情况下，研制此类机械手时，应当对方案加以确定，相应的设计工作人员将图纸设计好，随后借助三维设计模式，对有关功能展开全面研发，以便保证其可操作性得到提升。

2.3  需要实现多样性布局

有关人员应对怎样才能迅速使布局设计与企业装配式变电站全新型号、产品以及工艺等的实际应用相适应展开全面思考。

2.4  较差的精准性

与人工操作相比，此类机械手精确度相对较低，研制人员应当对其加以明确，从技术层面上出发，若想确保运动更加精准，就应对相应运动学的精准建模以及求解思路等展开思考。

2.5  日常工作缺乏平稳性

在设计理论层面上，文章所涉及机械手是存在一定间隙的，因此，研制人员在工作过程中应当对机械手在间隙的影响之下能否平稳运行展开深入思考。

3所研制装配式变电站预制小件安装智能移动机械手的优势

（1）     可以对各类型装配式变电站校对轴线、搬运以及吊装预制小件时存在的问题加以解决，这能够使现场搬运人员受伤以及预制小件受损等安全风险的发生几率有效降低。

（2）     此类机械手具有较广的适用范围，能够被有效运用到吊运、安装与校正装配式变电站的巡视小道、雨水井以及预制的操作地坪、散水和检查井等相应预制小件的工作中。

（3）     此类机械手可以使现场作业风险系数下降，从而使发生常规事故的几率降低，并且确保现场总体安全管理的水准得到提升，此时企业的投入成本能够得到科学降低，最终充分提升了企业自身的经济效益。

结论：总体而言，我公司按照设计要求，顺利研制适用性高的装配式变电站预制件安装智能移动机械手，实现了搬运阶段仅需2 名工作人员进行搬运，同时大幅度缩短搬运以及安装各预制件的耗时。除此之外，新工具和系统的应用使得搬运过程中避免伤及工作人员，同时，也不会损坏预制件，这便可以有效提升标准工艺水准以及保护成品的整体质量，使现场的安全风險发生几率逐步降低。

参考文献：

[1]   贺东清.基于BIM技术的预制装配式变电站的工程应用研究[D].2019.

[2]   付默予.基于BIM技术的装配式变电站设计应用研究及建议[J].环球市场，2019，000（004）：131.