一种可补偿海洋环境扰动的海上栈桥制造技术

本发明专利技术公开了一种可补偿海洋环境扰动的海上栈桥，包括栈桥搭设系统、液压控制补偿系统和栈桥桥体。栈桥搭设系统是双吊臂旋转式结构，液压控制补偿系统包括传感器、控制器和执行机构，执行机构由三个液压缸并联组成，栈桥基座安装在执行机构上部；传感器固定在栈桥基座上，用于测量栈桥基座的三自由运动状态；三自由运动状态包括横摇、纵摇和垂荡运动；控制器输入端与传感器连接，输出端与执行机构连接。本发明专利技术的液压控制补偿系统，能够主动补偿海洋环境扰动引起的海上浮式平台和船舶传递给海上栈桥的横摇、纵摇和升沉运动，使栈桥基座保持平稳，有效隔离海洋浮式平台和船舶运动对栈桥桥体的影响，保障人员及限重物资安全转运，消除安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种可补偿海洋环境扰动的海上栈桥
本专利技术涉及船舶及海洋工程领域的装备技术，特别是一种可补偿海洋环境扰动的海上栈桥，可用于连接海洋浮式平台与补给船、运维船等，使人员及物资等平稳转运，就像在陆地上一样，有效保障人员及物资转运作业的安全。
技术介绍
海上栈桥是一种用于连接海洋浮式平台(包括海上钻井平台、生活平台、风电场等)和补给船、运维船等的可自由收起和搭设的栈桥，闲时桥体一端固定安装在海洋浮式平台或者船舶上，用时能迅速便捷地将另一端搭设到另一个平台或船舶上，满足它们之间人员及物资转运的需求。但实际中，海洋浮式平台与补给船、运维船等会受到海洋环境扰动而产生横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡和升沉六个自由度的运动，其中，横荡、纵荡和艏摇运动可以通过动力定位控制系统进行补偿，而未被补偿的横摇、纵摇和升沉运动会使搭设在海洋浮式平台和船舶之间的海上栈桥发生摇荡，从而给栈桥上的被转运人员或物资带来安全隐患。因此，研发一种可补偿海洋环境扰动的海上栈桥，保障人员和物资平稳安全转运，具有重要的工程意义和现实意义。中国专利CN103821077A公开了一种自动伸缩式栈桥，将桥体焊接在可移动底座平台上，通过液压伸缩机构实现栈桥的自动伸缩，从而完成栈桥的搭设；中国专利CN205345279U公开了一种回转式栈桥，通过液压动力系统和电气控制系统的控制，利用栈桥的回转平台实现栈桥的迅速搭设。中国专利CN102900017B公开了一种回转伸缩式栈桥，结合伸缩式栈桥和回转式栈桥的特点，解决栈桥占用甲板面积大的问题。但上述三种栈桥均没有海洋环境扰动补偿控制装置，不能补偿栈桥工作时产生的摇荡，存在严重的安全隐患。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要提出一种能够消除安全隐患的可补偿海洋环境扰动的海上栈桥，用于连接海洋浮式平台与补给船、运维船等，使人员及物资等平稳转运，就像在陆地上一样，有效保障人员及物资转运作业的安全。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种可补偿海洋环境扰动的海上栈桥，包括栈桥搭设系统、液压控制补偿系统和栈桥桥体。所述的栈桥搭设系统是双吊臂旋转式结构，包括升降机构、旋转平台、两个卷筒、两组滑轮、两个吊臂、两个吊钩、两个吊环、两根吊索和连接轴；所述的液压控制补偿系统包括栈桥基座、传感器、控制器、执行机构和底座。所述的升降机构固定在栈桥基座上，用于支撑旋转平台，并调节旋转平台的高度；在搭设或收起栈桥桥体时，所述的旋转平台将栈桥桥体旋转到合适的位置；所述的连接轴连接旋转平台和栈桥桥体，使栈桥桥体绕连接轴旋转；所述的两个吊臂安装在旋转平台的两侧；所述的两个卷筒分别安装在两个吊臂旁边；所述的两组滑轮分别安装在两个吊臂上，每组滑轮由两个滑轮组成，分别安装在的吊臂的顶端以及转折处；所述的吊索的一端绕在卷筒上，另一端即末端绕过吊臂上的滑轮组垂在吊臂顶端下方；所述的吊钩固定在吊索末端；所述的吊环固定在栈桥桥体两侧，吊钩勾住吊环，这样通过控制卷筒收放吊索实现栈桥桥体的提升和放下。所述的栈桥搭设系统的搭设步骤如下：A1、判断海洋浮式平台和船舶甲板的高低差，当两者高度差较大时，通过升降机构调节旋转平台的高度，使栈桥桥体搭设两侧的高度差满足搭设要求；A2、通过控制卷筒收起吊索，将栈桥桥体提升；A3、旋转平台将栈桥桥体旋转到所要搭设的位置；A4、通过控制卷筒缓慢释放吊索，将栈桥桥体前段搭设到要连接的船舶或平台上，完成栈桥的搭设。所述的液压控制补偿系统包括传感器、控制器和执行机构，所述的执行机构由竖直固定在三个底座上的三个液压缸并联组成，其中近栈桥桥体的液压缸单独放置，远栈桥桥体的两个液压缸并列放置，三个液压缸在各自底座上的固定点呈等腰三角形；所述的三个底座安装在补给船或运维船的侧舷甲板上，其中，等腰三角形顶点位置上的液压缸所在底座靠近甲板边缘安装，等腰三角形底边上的两个液压缸所在底座近船舶中线，并垂直船舶中线平行安装；所述的栈桥基座通过球铰安装在执行机构上部；所述的传感器固定在栈桥基座上，用于测量栈桥基座的三自由运动状态；所述的三自由运动状态包括横摇、纵摇和垂荡运动；所述的控制器输入端与传感器连接，输出端与执行机构连接。所述的液压控制补偿系统工作方法如下：B1、传感器测量栈桥基座的横摇、纵摇、垂荡三个自由度运动状态信号，并将其传送至控制器；B2、控制器接受来自传感器的运动状态信号，生成相应的液压缸伸缩控制信号，传送给执行机构；B3、执行机构执行控制信号，产生相应动作，即通过三个液压缸的不同幅度往复运动，补偿栈桥基座受到的扰动，使栈桥基座始终处于平稳状态。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术的液压控制补偿系统，能够主动补偿海洋环境扰动引起的海上浮式平台和船舶传递给海上栈桥的横摇、纵摇和升沉运动，使栈桥基座保持平稳，有效隔离海洋浮式平台和船舶运动对栈桥桥体的影响，保障人员及限重物资安全转运，消除安全隐患。2、本专利技术的液压控制补偿系统的执行机构采用三缸并联结构，具有负载能力大、刚度强、响应快等特点，并且可实现旋转和平移运动的耦合，保证高精度的补偿效果。3、本专利技术的栈桥搭设系统使用双吊臂结构，不仅能够实现栈桥的迅速搭设和收起，还可以保证栈桥桥体的重力作用在旋转平台两侧，使旋转平台及其下方液压控制补偿系统和升降机构的受力分布均匀，延长栈桥使用寿命。4、本专利技术的栈桥搭设系统包含升降机构，在海洋浮式平台和船舶甲板的高度差较大时，可以通过升降机构调节旋转平台的高度，使栈桥桥体搭设两侧的高度差满足搭设要求，增加栈桥的适用范围。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为图1的侧视图。图3为本专利技术的液压控制补偿系统工作原理图。图4为本专利技术的底座安装位置示意图。图5为本专利技术液压控制补偿系统三维结构图。图中：1、栈桥基座，2、传感器，3、控制器，4、执行机构，5、底座，6、升降机构，7、旋转平台，8、卷筒，9、滑轮，10、吊臂，11、吊钩，12、吊环，13、吊索，14、连接轴，15、栈桥桥体。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步地描述。如图1-5所示，一种可补偿海洋环境扰动的海上栈桥，包括栈桥搭设系统、液压控制补偿系统和栈桥桥体15。所述的栈桥搭设系统是双吊臂旋转式结构，包括升降机构6、旋转平台7、两个卷筒8、两组滑轮、两个吊臂10、两个吊钩11、两个吊环12、两根吊索13和连接轴14；所述的液压控制补偿系统包括栈桥基座1、传感器2、控制器3、执行机构4和底座5。所述的升降机构6固定在栈桥基座1上，用于支撑旋转平台7，并调节旋转平台7的高度；在搭设或收起栈桥桥体15时，所述的旋转平台7将栈桥桥体15旋转到合适的位置；所述的连接轴14连接旋转平台7和栈桥桥体15，使栈桥桥体15绕连接轴14旋转；所述的两个吊臂10安装在旋转平台7的两侧；所述的两个卷筒8分别安装在两个吊臂10旁边；所述的两组滑轮分别安装在两个吊臂10上，每组滑轮由两个滑轮9组成，分别安装在的吊臂10的顶端以及转折处；所述的吊索13的一端绕在卷筒8上，另一端即末端绕过吊臂10上的滑轮组垂在吊臂10顶端下方；所述的吊钩11固定在吊索13末端；所述的吊环12固定在栈桥桥体15两侧，吊钩11勾住吊环12，这样通过控制卷筒8收放吊索13实现栈桥桥体15的提升和放下。所述的栈桥搭设系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可补偿海洋环境扰动的海上栈桥，其特征在于：包括栈桥搭设系统、液压控制补偿系统和栈桥桥体(15)；所述的栈桥搭设系统是双吊臂旋转式结构，包括升降机构(6)、旋转平台(7)、两个卷筒(8)、两组滑轮、两个吊臂(10)、两个吊钩(11)、两个吊环(12)、两根吊索(13)和连接轴(14)；所述的液压控制补偿系统包括栈桥基座(1)、传感器(2)、控制器(3)、执行机构(4)和底座(5)；所述的升降机构(6)固定在栈桥基座(1)上，用于支撑旋转平台(7)，并调节旋转平台(7)的高度；在搭设或收起栈桥桥体(15)时，所述的旋转平台(7)将栈桥桥体(15)旋转到合适的位置；所述的连接轴(14)连接旋转平台(7)和栈桥桥体(15)，使栈桥桥体(15)绕连接轴(14)旋转；所述的两个吊臂(10)安装在旋转平台(7)的两侧；所述的两个卷筒(8)分别安装在两个吊臂(10)旁边；所述的两组滑轮分别安装在两个吊臂(10)上，每组滑轮由两个滑轮(9)组成，分别安装在的吊臂(10)的顶端以及转折处；所述的吊索(13)的一端绕在卷筒(8)上，另一端即末端绕过吊臂(10)上的滑轮组垂在吊臂(10)顶端下方；所述的吊钩(11)固定在吊索(13)末端；所述的吊环(12)固定在栈桥桥体(15)两侧，吊钩(11)勾住吊环(12)，这样通过控制卷筒(8)收放吊索(13)实现栈桥桥体(15)的提升和放下；所述的栈桥搭设系统的搭设步骤如下：A1、判断海洋浮式平台和船舶甲板的高低差，当两者高度差较大时，通过升降机构(6)调节旋转平台(7)的高度，使栈桥桥体(15)搭设两侧的高度差满足搭设要求；A2、通过控制卷筒(8)收起吊索(13)，将栈桥桥体(15)提升；A3、旋转平台(7)将栈桥桥体(15)旋转到所要搭设的位置；A4、通过控制卷筒(8)缓慢释放吊索(13)，将栈桥桥体(15)前段搭设到要连接的船舶或平台上，完成栈桥的搭设；所述的液压控制补偿系统包括传感器(2)、控制器(3)和执行机构(4)，所述的执行机构(4)由竖直固定在三个底座(5)上的三个液压缸并联组成，其中近栈桥桥体(15)的液压缸单独放置，远栈桥桥体(15)的两个液压缸并列放置，三个液压缸在各自底座(5)上的固定点呈等腰三角形；所述的三个底座(5)安装在补给船或运维船的侧舷甲板上，其中，等腰三角形顶点位置上的液压缸所在底座(5)靠近甲板边缘安装，等腰三角形底边上的两个液压缸所在底座(5)近船舶中线，并垂直船舶中线平行安装；所述的栈桥基座(1)通过球铰安装在执行机构(4)上部；所述的传感器(2)固定在栈桥基座(1)上，用于测量栈桥基座(1)的三自由运动状态；所述的三自由运动状态包括横摇、纵摇和垂荡运动；所述的控制器(3)输入端与传感器(2)连接，输出端与执行机构(4)连接；所述的液压控制补偿系统工作方法如下：B1、传感器(2)测量栈桥基座(1)的横摇、纵摇、垂荡三个自由度运动状态信号，并将其传送至控制器(3)；B2、控制器(3)接受来自传感器(2)的运动状态信号，生成相应的液压缸伸缩控制信号，传送给执行机构(4)；B3、执行机构(4)执行控制信号，产生相应动作，即通过三个液压缸的不同幅度往复运动，补偿栈桥基座(1)受到的扰动，使栈桥基座(1)始终处于平稳状态。...

【技术特征摘要】
1.一种可补偿海洋环境扰动的海上栈桥，其特征在于：包括栈桥搭设系统、液压控制补偿系统和栈桥桥体(15)；所述的栈桥搭设系统是双吊臂旋转式结构，包括升降机构(6)、旋转平台(7)、两个卷筒(8)、两组滑轮、两个吊臂(10)、两个吊钩(11)、两个吊环(12)、两根吊索(13)和连接轴(14)；所述的液压控制补偿系统包括栈桥基座(1)、传感器(2)、控制器(3)、执行机构(4)和底座(5)；所述的升降机构(6)固定在栈桥基座(1)上，用于支撑旋转平台(7)，并调节旋转平台(7)的高度；在搭设或收起栈桥桥体(15)时，所述的旋转平台(7)将栈桥桥体(15)旋转到合适的位置；所述的连接轴(14)连接旋转平台(7)和栈桥桥体(15)，使栈桥桥体(15)绕连接轴(14)旋转；所述的两个吊臂(10)安装在旋转平台(7)的两侧；所述的两个卷筒(8)分别安装在两个吊臂(10)旁边；所述的两组滑轮分别安装在两个吊臂(10)上，每组滑轮由两个滑轮(9)组成，分别安装在的吊臂(10)的顶端以及转折处；所述的吊索(13)的一端绕在卷筒(8)上，另一端即末端绕过吊臂(10)上的滑轮组垂在吊臂(10)顶端下方；所述的吊钩(11)固定在吊索(13)末端；所述的吊环(12)固定在栈桥桥体(15)两侧，吊钩(11)勾住吊环(12)，这样通过控制卷筒(8)收放吊索(13)实现栈桥桥体(15)的提升和放下；所述的栈桥搭设系统的搭设步骤如下：A1、判断海洋浮式平台和船舶甲板的高低差，当两者高度差较大时，通过升降机构(6)调节旋转平台(7)的高度，使栈桥桥体(15)搭设两侧的高度差满足...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜佳璐，许猛，李诤，孙玉清，冯晓明，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21