2018·7·Building Construction 1188
深水水下步履式整平机的研发
华寅超
中船第九设计研究院工程有限公司 上海 200063
摘要： 详细介绍了深水水下步履式整平机科研项目的研发过程，对深水水下整平机主要的技术难点进行了分析。采用
GPS定位方式，通过对整平机塔架装置进行再设计，从而研发出高度自适应塔架，解决了整平机水下稳定性及吊装不
便的主要技术难点。最后采用CFD及结构仿真计算软件对设计可靠性进行了验证。
关键词： 深水水下步履式整平机；水下稳定性；高度自适应塔架；CFD仿真计算
中图分类号：
T U 623 文献标志码： A 文章编号： 1 004-1 001(2 018)0 7-1 188-0 3 DOI： 1 0.1 4144/j. c nki. jz sg .2 018.0 7.0 47
R&D of Deep Underwater Walking Type Leveling Machine
HUA Yinchao
China Shipbuilding NDRI Engineering Co., Ltd., Shanghai 200063, China
工程机械 CONSTRUCTION MACHINERY
电控动力室
塔架
机身
刮铲系统
图1 水下步履式整平机主体结构
各 类按钮组成，集中布置在中央控制台上。
1.1.4 定位检测系统
整 平机的定位检测系统主要设备有测深仪、倾斜仪、
角 度仪、RT K G PS、 位置传感器、液压系统压力传感器
等 。通过这些仪器，操作人员在控制台上能精确掌握整平
机 的绝对坐标、姿态情况、执行机构位置及状态、抛石基
床 标高等，指导其进行整平机施工操作。
1.2 水下步履式整平机工作原理
操 作人员控制整平机步行至指定工作区域，站稳并调
平 机架。通过塔架上的GPS及 整平台车下方测深仪的数据
反 馈，系统计算出整平区域抛石基床的绝对高程。操作人
员 根据施工要求控制刮铲对基床进行多次刮平，直至抛石
基 床的平整度和标高达到施工要求，而后采用压辊装置进
行 基床压实。一个工作面的整平完成后，整平机采用步进
方 式通过纵向或横向移动抵达下一个工作平面。
水
下抛石基床整平是重力式码头工程、航道整治工程
等 水工工程的重要施工工序之一。水下步履式整平机正是
为 此所研制的，它能在各种人力无法完成施工的条件下高
质量、高效率地完成任务 [1 -4 ] 。
然 而目前水下整平机工作的最大水深极限为30 m ，
世 界上工作水深最深的整平机可达到35 m 。 如果要适应更
深 的水下施工环境，将面临水压、水流、波浪、水下稳定
性 、安全性等种种难题，是一个量变到质变的跨越。深水
水 下步履式整平机突破了30 m 工 作水深这一技术壁垒，研
发 出能在50 m 水 深条件下工作的整平机，以适应现今水深
日 趋加深的抛石基床整平工况。
1 水下步履式整平机简介
1.1 水下步履式整平机组成
水 下步履式整平机主要由主体结构、动力系统、定位
检 测系统和控制系统等组成。
1.1.1 主体结构
整 平机主体结构主要由电控动力室、塔架、机身、刮
铲 系统等组成（图1） 。
1.1.2 动力系统
整 平机采用液压系统作为设备的动力系统，主要由动
力 源、液压泵站、液压电动机、油箱、液压油缸、液压管
路 和阀组等组成。
1.1.3 控制系统
整 平机控制系统由工控机、可编程控制器（PL C ） 、
作者简介：华寅超（1986— ），男，硕士，工程师。
通 信地址：上海市武宁路509号 电科大厦15楼 （200063） 。
电 子邮箱：75348890@ qq.c o m
收 稿日期：2018-0 4-0 3
建筑施工·第40卷·第7期 1189
2 深水水下整平机技术参数
2.1 工作环境参数
水流及波浪是整平机工作的自然环境条件参数，是影
响 整平机稳定性最主要的外部因素，通过对所收集的国内
航道及沿海地区水域资料数据进行分析，并参考文献[1 ]中
介 绍 的深 水抛 石整 平船 “青 平2号 ” 的整平 工作环 境参 数，
以 此为基础制定深水整平机工作环境参数：最大工作水深
50 m ，
深水水下步履式整平机的研发（论文）.pdf
