一种四自由度主动波浪补偿运维登靠装置制造方法及图纸

一种四自由度主动波浪补偿运维登靠装置，包括连接于登靠栈桥的纵摇补偿结构，纵摇补偿机构依次连接有横摇补偿结构、艏摇补偿结构及升沉补偿结构，升沉补偿结构设置于船体的甲板上，甲板上设有姿态传感器，姿态传感器连接于控制系统，姿态传感器用于检测并实时反馈船体在世界坐标系下的偏移值发送给控制系统，控制系统实时计算船体在纵摇、横摇、艏摇及升沉自由度方向的补偿值，并把补偿值信号传输给纵摇补偿结构、横摇补偿结构、艏摇补偿结构及升沉补偿结构，以控制它们的运动，从而主动补偿船体受波浪影响产生的纵摇、横摇、艏摇及升沉四个自由度方向的位移，可提高登靠平稳性，增加登靠安全性，维护工作人员生命安全，提高工作舒适度。舒适度。舒适度。

【技术实现步骤摘要】
一种四自由度主动波浪补偿运维登靠装置


[0001]本专利技术涉及海洋装备
，特别是涉及一种四自由度主动波浪补偿运维登靠装置。

技术介绍

[0002]海上风力发电是如今应用广泛的一种新能源，风力发电塔需要定期进行维护，运维船在水面上受到波浪的影响，会产生升沉，艏摇，纵摇，横摇，横荡，纵荡6个自由度的位移，维护人员从船体登靠风力发电塔时，也会随着船体的震动而摆动，工作舒适度与生命安全受到严重影响。
[0003]随着我国能源需求的日益增加，海上风力发电行业迅猛发展，海上风力发电机装机量大幅增加。且装机地点离岸越来越远，功率越来越大，海况也愈恶劣。海上风力发电机在台风，气候等因素的影响下，需要进行定期的保养以及维护。然而，在恶劣的海况下，运维船在波浪的影响下，会产生升沉，艏摇，纵摇，横摇，横荡，纵荡等6个自由度位移。这给维护人员登靠风力发电塔带来了极大的困难与挑战，同时，维护人员的生命安全也受到威胁。所以研制一种主动波浪补偿装置，主动补偿运维船6个自由度不规则运动已成为一个亟待解决的问题。
[0004]由于运维船在作业过程中，船头是紧靠着风力发电塔的，在运维船6个不规则的自由度中，横荡和纵荡可以依靠运维船自身的动力系统进行补偿，另4个自由度则需要借助主动波浪补偿装置来进行补偿运动，以达到登靠平稳性的目的。目前，国内已有相关技术方案出现。该方案主要通过液压马达驱动齿轮旋转基座，液压缸驱动横摇基座和纵摇基座来补偿船体艏摇，横摇和纵摇产生的位移。其中登陆栈桥通过横摇液压缸与铰链结构安装在纵摇基座上，纵摇基座通过纵摇液压缸和铰链结构安装在旋转基座上，旋转基座则通过液压马达与齿轮结构进行驱动。
[0005]现有技术主要有两个缺点，其一，旋转机构采用液压马达与齿轮结构，由于登靠栈桥比较重，所需要的齿轮强度要求较高，尺寸也比较大。这种齿轮，制造技术要求高，且成本高，不利于该技术的推广及产业化。其二，该技术不能补偿船体升沉自由度方向的位移，在远离海岸的海况比较恶劣的区域，船体在风力的影响下，升沉较大，登靠装置受升沉影响仍然较大。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种提高登靠平稳性、增加登靠安全性的四自由度主动波浪补偿运维登靠装置。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种四自由度主动波浪补偿运维登靠装置，包括连接于登靠栈桥的纵摇补偿结构，所述纵摇补偿机构依次连接有横摇补偿结构、艏摇补偿结构及升沉补偿结构，所述所述升沉补偿结构设置于船体的甲板上，所述甲板上设有姿态传感器，所述姿态传感器连接于
控制系统，所述姿态传感器用于检测并实时反馈所述船体在世界坐标系下的偏移值发送给所述控制系统，所述控制系统实时计算船体在纵摇、横摇、艏摇及升沉自由度方向的补偿值，并把补偿值信号传输给所述纵摇补偿结构、所述横摇补偿结构、所述艏摇补偿结构及所述升沉补偿结构，以控制它们的运动。
[0009]进一步，所述纵摇补偿结构包括纵摇基座和纵摇驱动器，所述纵摇基座通过纵摇铰链连接于所述登靠栈桥，所述纵摇驱动器的两端分别铰接于所述纵摇基座和所述登靠栈桥，通过所述纵摇驱动器的伸缩实现纵摇自由度方向的摆动，用以主动补偿所述船体在纵摇自由度方向的位移。
[0010]进一步，所述横摇补偿结构包括横摇基座及横摇驱动器，所述横摇基座通过横摇铰链连接于所述纵摇基座，所述横摇驱动器的两端分别铰接于所述纵摇基座和所述横摇基座，通过所述横摇驱动器的伸缩实现横摇自由度方向的摆动，用以主动补偿所述船体在横摇自由度方向的位移。
[0011]进一步，所述艏摇补偿结构包括旋转基座和艏摇驱动器，所述旋转基座通过轴承座及角接触轴承连接于所述横摇基座，所述艏摇驱动器在行程范围内直线运动，通过所述艏摇驱动器的伸缩驱动所述横摇基座以所述角接触轴承的中心为旋转中心，在一定角度范围内旋转，用以补偿所述船体在艏摇自由度方向的位移。
[0012]进一步，所述横摇基座设有连接板，所述连接板上设有轴承随动器，所述轴承随动器通过浮动接头连接于所述艏摇驱动器。
[0013]进一步，所述旋转基座上设有直线导轨，所述轴承随动器限制于所述直线导轨内，沿所述直线导轨移动，所述艏摇驱动器伸缩时，驱动所述轴承随动器沿所述直线导轨移动，进而驱动所述角接触轴承及所述横摇基座同时旋转。
[0014]进一步，所述升沉补偿结构包括升降基座、升降驱动器及剪叉机构，所述剪叉机构的顶部连接于所述旋转基座，底部连接于所述升降基座，所述升降驱动器的两端分别铰接于所述剪叉机构的上部和下部，通过所述升降驱动器的伸缩实现所述旋转基座的升降，用以补偿所述船体在升沉自由度方向的位移。
[0015]进一步，所述剪叉机构的顶部和底部分别通过升降铰链连接于所述旋转基座和所述升降基座。
[0016]进一步，所述升降驱动器、所述艏摇驱动器、所述横摇驱动器及所述纵摇驱动器为液压缸或伺服电缸。
[0017]进一步，所述控制系统电性连接于所述升降驱动器、所述艏摇驱动器、所述横摇驱动器及所述纵摇驱动器的控制阀，通过所述控制系统自动控制各驱动器的伸缩量，从而主动补偿所述船体的偏移量。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术通过纵摇补偿结构、横摇补偿结构、艏摇补偿结构及升沉补偿结构主动补偿船体受波浪影响产生的纵摇、横摇、艏摇及升沉四个自由度方向的位移，可以维护工作人员生命安全，提高工作舒适度，使工作人员可以通过海上运维船平稳登靠至海上风力发电塔。本专利技术装置能省去高强度大齿轮的制造，降低加工制造成本，有利于技术推广和产业化，同时能补偿船体在艏摇，纵摇，横摇和升沉四个自由度的位移，提高登靠平稳性，增加登靠安全性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术四自由度主动波浪补偿运维登靠装置的正视图；
[0021]图2为本专利技术四自由度主动波浪补偿运维登靠装置的俯视图；
[0022]图中，1—登靠栈桥、2—纵摇驱动器、3—纵摇铰链、4—纵摇基座、5—横摇驱动器、6—横摇铰链、7—横摇基座、8—轴承座、9—旋转基座、10—剪叉机构、11—升降驱动器、12—升降铰链、13—升降基座、14—姿态传感器、15—甲板、16—登乘梯、17—直线导轨、18—轴承随动器、19—浮动接头、20—艏摇驱动器、21—控制系统。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0025]如图1及图2，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四自由度主动波浪补偿运维登靠装置，其特征在于，包括：连接于登靠栈桥的纵摇补偿结构，所述纵摇补偿机构依次连接有横摇补偿结构、艏摇补偿结构及升沉补偿结构，所述所述升沉补偿结构设置于船体的甲板上，所述甲板上设有姿态传感器，所述姿态传感器连接于控制系统，所述姿态传感器用于检测并实时反馈所述船体在世界坐标系下的偏移值发送给所述控制系统，所述控制系统实时计算船体在纵摇、横摇、艏摇及升沉自由度方向的补偿值，并把补偿值信号传输给所述纵摇补偿结构、所述横摇补偿结构、所述艏摇补偿结构及所述升沉补偿结构，以控制它们的运动。2.根据权利要求1所述的四自由度主动波浪补偿运维登靠装置，其特征在于：所述纵摇补偿结构包括纵摇基座和纵摇驱动器，所述纵摇基座通过纵摇铰链连接于所述登靠栈桥，所述纵摇驱动器的两端分别铰接于所述纵摇基座和所述登靠栈桥，通过所述纵摇驱动器的伸缩实现纵摇自由度方向的摆动，用以主动补偿所述船体在纵摇自由度方向的位移。3.根据权利要求2所述的四自由度主动波浪补偿运维登靠装置，其特征在于：所述横摇补偿结构包括横摇基座及横摇驱动器，所述横摇基座通过横摇铰链连接于所述纵摇基座，所述横摇驱动器的两端分别铰接于所述纵摇基座和所述横摇基座，通过所述横摇驱动器的伸缩实现横摇自由度方向的摆动，用以主动补偿所述船体在横摇自由度方向的位移。4.根据权利要求3所述的四自由度主动波浪补偿运维登靠装置，其特征在于：所述艏摇补偿结构包括旋转基座和艏摇驱动器，所述旋转基座通过轴承座及角接触轴承连接于所述横摇基座，所述艏摇驱动器在行程范围内直线运动，通过所述艏摇驱动器的伸缩驱动所述横摇基座以所述角接触轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治彪，杨文林，张弓，候至丞，王卫军，李亚锋，刘小凯，陶浩，
申请(专利权)人：广州中国科学院先进技术研究所，
类型：发明
国别省市：