CN102079476A - 一种风机抱举装置及移动式水上作业平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海上风机安装技术领域，公开了一种风机抱举装置。该风机抱举装置用于移动式水上作业平台，包括第一立柱、第二立柱、横梁提升装置、不少于一个的横梁和用于卡紧风机塔筒的抱紧器；所述第一立柱和所述第二立柱并排设置，且所述第一立柱和所述第二立柱的相对面均设有供所述横梁滑动的导向槽；所述抱紧器设置在所述横梁上，所述横梁的两端分别卡位于所述第一立柱、所述第二立柱的导向槽内；所述横梁提升装置固定在所述第一立柱或所述第二立柱上，且该横梁提升装置的提升端连接所述横梁。这种结构的风机抱举装置能将装配好的整台风机按照风机安装状态固定，并能实现风机的提升和下放。本发明还公开了一种移动式水上作业平台。

Description

一种风机抱举装置及移动式水上作业平台
技术领域
本发明涉及海上风机安装技术领域，尤其涉及一种用于移动式水上作业平台的风机抱举装置。本发明还涉及一种移动式水上作业平台。
背景技术
海上风力发电技术是在适当的海域上建设风力发电场，将一个或多个风机安装在风力发电场的风机基础上，通过风机将风能转换为电能的技术。风机一般包括风机塔筒，风轮和机舱，机舱内安装有发电机、齿轮箱、主轴。风机塔筒的底端安装于风力发电场的风机基础，风轮和机舱安装在风机塔筒的顶端，风轮能够在风力作用下旋转，带动机舱的发电机运转产生电能，实现对风能到电能的转换。
一般来讲，风机各部分具有很大的重量，如风机机舱的整体重量高达300吨；机舱内的齿轮箱、发电机等较大部件的单个重量也能够高达60吨不等；因此，在预定海域安装风机已经成为海上风力发电场建设的重要组成部分。
目前，在风力发电场安装风机的可选方案主要有以下两种。
第一种方案是分体式安装，风机塔筒、机舱、叶片等多个风机部分被运送到组装码头，用载运船将风机各部分运载到海上预定海域的风电发电场；在风电发电场，用移动式水上作业平台作为基础，现场吊装风机的各部分，完成风机的安装。这种方案存在以下不足，移动式海上作业平台吃水深度较深，不能在潮间带或浅海作业；而且现有的移动式海上作业平台的支腿结构无法在淤泥海岸使用。
第二种方案是整体式安装，将整台风机在码头装配完毕后，通过载运船将风机整体输送到预定海域的风力发电场，然后利用大型起重船将整台风机吊装。
采用这种方式安装风机时，起重船处于漂浮状态，船舶的稳定性较差，采用起重船的高长吊臂从风机顶端吊装风机时，船体的晃动将给风机带来放大的晃动效果，风机始终处于晃动状态，使得风机塔筒底端的安装部位很难与风力发电场的风机基础的安装部位对齐，使得风机的安装十分困难。因此，在风机整体进行吊装的过程中，对起重船的稳定性要求较高，这就导致风机的安装只能在风平浪静时作业，作业时间受天气影响较大。
而且，大型起重船非风机安装专用，起重船的使用或租借费用非常高，进而导致风机安装费用较高。另外，大型起重船还具有吃水较深的特点，从而在滩涂或浅海区域无法应用大型起重船进行吊装作业，从而使得该方式的应用受到安装区域的限制。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种风机抱举装置，该风机抱举装置可用于移动式水上作业平台，可将装配好的整台风机按照风机的安装状态固定在移动式水上作业平台上，移动式水上作业平台移动至风力发电场的风机基础位置时，该风机抱举装置移动至与风机基础对齐位置即可实现风机的安装。本发明的第二个目的是提供一种移动式水上作业平台。
为了实现上述第一个目的，本发明提供了一种风机抱举装置，用于移动式海上作业平台，包括第一立柱、第二立柱、横梁提升装置、不少于一个的横梁以及用于卡紧风机塔筒的抱紧器；所述第一立柱和所述第二立柱并排设置，且所述第一立柱和所述第二立柱的相对面均设有供所述横梁滑动的导向槽；所述抱紧器设置在所述横梁上，所述横梁的两端分别卡位于所述第一立柱和所述第二立柱的导向槽内；所述横梁提升装置固定在所述第一立柱或所述第二立柱上，且该横梁提升装置的提升端连接所述横梁。
优选的，所述横梁的数量为不少于两个，相邻所述横梁通过连接柱固定连接。
优选的，所述横梁包括与所述第一立柱连接的横梁第一部和与所述第二立柱连接的横梁第二部，在所述横梁第一部和所述横梁第二部之间安装所述抱紧器。
优选的，所述抱紧器包括各自具有铰接端和扣合端的第一扣合件、第二扣合件、第三扣合件和第四扣合件，所述第一扣合件和所述第二扣合件的铰接端均铰接于所述横梁第一部的内侧端，所述第三扣合件和所述第四扣合件的铰接端均铰接于所述横梁第二部的内侧端；所述第一扣合件、第二扣合件、第三扣合件和第四扣合件的外侧均设有摆动机构，内侧均设有用于卡紧风机塔筒的支撑机构；位于所述横梁第一部上的扣合件与位于所述横梁第二部上的相邻扣合件扣合后，相邻扣合件的扣合端通过锁紧件锁定。
优选的，所述摆动机构使得第一扣合件、第二扣合件、第三扣合件和第四扣合件能够分别绕其铰接端枢转。
优选的，所述支撑机构能够伸缩以适应不同直径的风机塔筒并卡紧风机塔筒。
优选的，所述摆动机构为液压缸。
优选的，所述支撑机构为液压缸或油气弹簧。
优选的，所述锁紧件为锁紧销。
优选的，所述横梁的数量为两个，每个所述横梁上的抱紧器在竖直方向对齐。
优选的，所述横梁提升装置为横梁提升卷扬，该横梁提升卷扬固定在所述第一立柱或所述第二立柱上，且该横梁提升卷扬的钢丝绳连接所述横梁。
优选的，还包括风机提升装置，所述风机提升装置固定在所述横梁上，风机提升装置的提升端与风机塔筒连接。
优选的，所述风机提升装置为风机提升卷扬，且该风机提升卷扬的钢丝绳与风机塔筒连接。
优选的，所述横梁的两端分别设有导向块，该导向块卡位于所述第一立柱或所述第二立柱的滑槽内。
本发明提供的风机抱举装置包括不少于一个的横梁，横梁在横梁提升装置的驱动下可沿第一立柱、第二立柱上下移动，横梁上设有用于卡紧风机塔筒的抱紧器。这种结构的风机抱举装置可用于移动式水上作业平台，抱紧器能够在水平面内卡紧风机的风机塔筒，横梁提升装置可以将风机连同横梁一起提升或下放，能将装配好的整台风机按照风机安装状态固定，并能实现风机的提升和下放。
需要进行风机安装作业时，将移动式水上作业平台移至风力发电场的风机基础位置，将固定有风机的风机抱举装置移至与风机基础相适应的位置，横梁提升装置将横梁和风机一起下放，使得风机塔筒的底座的安装部位与风机基础的安装部位对齐，并通过固定连接件将风机塔筒的底座与风机基础固定；松开抱紧器，风机抱举装置离开风机，将移动式水上作业平台离开风力发电场，即完成风机的安装作业。这种结构的风机抱举装置可将风机固定在移动式水上作业平台上，在安装风机时，风机具有较强的抗风载荷能力，且因风机的固定位置较低，减小了船体晃动对风机晃动的放大作用，风机不易发生晃动，风机与横梁一起提升或下放，提高了风机提升或下放时的稳定性，减小了风机的晃动，可使得风机塔筒底部的安装部位与风机基础的安装部位准确对齐，安装较为方便，而且不再需要大型起重船，可节省安装成本，移动式水上作业平台不受吃水深度的限制，可适用于各种海域的风机安装。
本发明的第二个目的是提供一种移动式水上作业平台，包括平台体，不少于一个的上述的风机抱举装置，所述风机抱举装置设于所述平台体的上表面；在驱动装置的驱动下，所述风机抱举装置沿所述平台体的纵向或横向移动。
优选的，所述平台体的上表面设有沿该平台体长度方向延伸的纵向导轨，所述风机抱举装置的第一立柱和第二立柱的底面设有与所述纵向导轨相配合的纵向滚轮；在驱动装置的驱动下，所述风机抱举装置沿所述纵向导轨滚动。
优选的，所述平台体的上表面设有沿该平台体纵向延伸的纵向导轨，所述风机抱举装置与所述平台体之间设有导向托盘，所述导向托盘的底面设有与所述纵向导轨相配合的纵向滚轮，所述导向托盘的上表面设有沿所述平台体横向延伸的横向导轨，所述风机抱举装置的第一立柱和第二立柱的底面设有与所述横向导轨相配合的横向滚轮；在驱动装置的驱动下，所述风机抱举装置沿所述纵向导轨滚动或沿所述横向导轨滚动。
优选的，所述驱动装置为液压缸。
优选的，所述平台体上设有不少于一个的锚机。
优选的，所述锚机的数量为四个，各所述锚机对称设置于所述平台体的侧面。
优选的，所述平台体的底部为平底结构。
优选的，所述平台体的侧面设有不少于一个的桶形支腿。
优选的，还包括平台体提升装置，该平台体提升装置安装在所述平台体上，且该平台体提升装置的提升端连接所述桶形支腿。
优选的，所述平台体的端部设有用于与风机基础卡位的定位槽，所述定位槽的形状与所述风机基础的形状相适应。
优选的，所述平台体的两端均设有定位槽。
优选的，所述平台体的侧面设有两个或者两个以上的吃水深度调节装置，且成对称布置。
优选的，所述的吃水深度调节装置包括：气囊，用于调节所述平台体的水线面面积；充气系统，用于控制所述气囊的充、放气；伸缩机构，与所述气囊连接，用于控制气囊的伸缩；固定支座，用于将所述伸缩机构固定在所述的平台体上。
优选的，所述伸缩机构的操控装置为油缸、气缸或电推杆之一；所述伸缩机构包括多个依次连接的伸缩单元；所述伸缩单元为伸缩节，所述伸缩节为平行四边形的四连杆结构形式。
优选的，所述的平台体设置动力系统而具有自航能力，或者不设置动力系统，能由拖轮牵引航行。
这种移动式水上作业平台上安装有上述的风机抱举装置，风机抱举装置在驱动装置的驱动下，可沿平台体纵向或横向移动。在码头把风机塔筒、风轮、机舱等部件装配成整台风机，采用吊装设备将风机吊装至平台体的上表面，风机塔筒的底端朝下，且风机塔筒呈竖直状，风机抱举装置的抱紧器卡紧风机塔筒；将移动式水上作业平台运输至海上风力发电场，使得移动式水上作业平台的端部与风力发电场的风机基础对齐，风机提升装置将风机提升至目标高度，移动风机抱举装置至风机基础的风机安装位置，横梁提升装置将横梁和风机一起下放，使得风机塔筒底端的安装部位与风机基础的安装部位对齐，将风机与风机基础固定连接；松开抱紧器，风机抱举装置离开风机，将移动式水上作业平台离开风力发电场，即完成风机的安装作业。
这种结构的移动式水上作业平台通过风机抱举装置可将风机固定，风机并可随风机抱举装置纵向或横向移动，该移动式式海上作业平台既可以运输风机，又可以作为安装风机的工作台。安装风机时，风机由风机抱举装置固定，能够承受较大的风载荷，且风机的固定位置较低，风机随横梁一起提升或下放，可以减小船体晃动对风机晃动的放大作用，风机不易晃动，易于风机塔筒底部安装部位与风机基础的安装部位的准确定位，安装较为方便，不再需要大型起重船，可节省安装成本，而且移动式海上作用平台不受吃水深度的限制，可适用于各种海域的风机安装。
附图说明
图1为本发明所提供的风机抱举装置的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为图1中横梁的结构示意图；
图3为图1中抱紧器处于张开状态时的结构示意图；
图4为图1中抱紧器处于扣合状态时的结构示意图；
图5为本发明所提供的移动式水上作业平台的一种具体实施方式的结构示意图；
图6为图5中移动式水上作业平台的主视结构示意图；
图7为图5中移动式水上作业平台的俯视结构示意图；
图8为图5中移动式水上作业平台的左视结构示意图；
图9为图5中平台体的结构示意图；
图10为图5中桶形支腿的结构示意图；
图11为图5中吃水深度调节装置的结构示意图；
图12为图5中吃水深度调节装置的伸展状态和折叠状态的示意图。
其中，图1-图12中：
第一立柱1、第二立柱2、横梁3、横梁第一部3-1、横梁第二部3-2、抱紧器4、第一扣合件4-1、第二扣合件4-2、第三扣合件4-3、第四扣合件4-4、摆动机构4-5、支撑机构4-6、锁紧件4-7、横梁提升装置5、风机提升装置6、风机7、连接柱8、导向块9；
平台体11、第一定位槽11-1、第二定位槽11-2、纵向导轨11-3、第一风机抱举装置12、第二风机抱举装置13、锚机14、桶形支腿15、牵引船16、第一风机17、第二风机18、导向托盘19、横向导轨19-1、吃水深度调节装置20、充气系统20-1、固定支座20-2、伸缩机构20-3、气囊20-4。
具体实施方式
本发明的核心之一是提供一种风机抱举装置，该风机抱举装置可用于移动式水上作业平台，可将装配好的整台风机按照风机的安装状态固定在移动式水上作业平台上，移动式水上作业平台移动至风力发电场的风机基础位置时，该风机抱举装置移动至与风机基础对齐位置即可实现风机的安装。本发明的第二个核心是提供一种移动式水上作业平台。
下面结合附图对本发明的内容进行描述，以下的描述仅是示范性和解释性的，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
请参看图1，图1为本发明所提供的风机抱举装置的一种具体实施方式的结构示意图。
如图1所示，本发明提供的风机抱举装置包括第一立柱1、第二立柱2、横梁提升装置5、不少于一个的横梁3和用于卡紧风机7的风机塔筒的抱紧器4；第一立柱1和第二立柱2并排设置，且第一立柱1和第二立柱2的相对面均设有供横梁3滑动的导向槽；所述抱紧器4设置在横梁3上，横梁3的两端分别卡位于第一立柱1和第二立柱2的导向槽内；横梁提升装置5固定在第一立柱1或第二立柱2上，且横梁提升装置5的提升端连接横梁3。
在一种具体的实施方式中，如图2所示，横梁3的数量为两个，每个横梁3上均设有抱紧器4，相邻横梁3通过连接柱8固定连接，使得两个横梁3成为一个整体。
优选方案中，为了保持风机7处于安装状态，即风机7的风机塔筒处于竖直状，各横梁3上的抱紧器4在竖直方向应对齐设置。
可以理解，横梁3的数量可以为一个或多个，相邻横梁3通过连接柱固定连接，可以根据需要任意设置横梁3的数量。
具体地，横梁3包括与所述第一立柱1连接的横梁第一部3-1和与所述第二立柱2连接的横梁第二部3-2，在横梁第一部3-1和横梁第二部3-2之间安装所述抱紧器。
进一步的方案中，请参看图3、图4，图3为图1中抱紧器处于张开状态时的结构示意图，图4为图1中抱紧器处于扣合状态时的结构示意图。
如图3、图4所示，抱紧器4包括各自具有铰接端和扣合端的第一扣合件4-1、第二扣合件4-2、第三扣合件4-3和第四扣合件4-4，第一扣合件4-1和第二扣合件4-2的铰接端均铰接于横梁第一部3-1的内侧端，第三扣合件4-3和第四扣合件4-4的铰接端均铰接于横梁第二部3-2的内侧端；第一扣合件4-1、第二扣合件4-2、第三扣合件4-3和第四扣合件4-4的外侧均设有摆动机构4-5，在摆动机构4-5的伸缩驱动下，第一扣合件4-1、第二扣合件4-2、第三扣合件4-3和第四扣合件4-4能够绕各自的铰接端枢转，从而可以实现张开和扣合动作；第一扣合件4-1、第二扣合件4-2、第三扣合件4-3和第四扣合件4-4的内侧均设有支撑机构4-5，支撑机构4-5具有伸缩功能，支撑机构被压缩时，可以适应不同直径的风机塔筒并卡紧设于抱紧器4内部的风机塔筒；摆动机构4-5驱动位于所述横梁第一部3-1上的扣合件与位于所述横梁第二部3-2上的相邻扣合件扣合，即第一扣合件4-1与第三扣合件4-3扣合，第二扣合件4-2与第四扣合件4-4扣合。第一扣合件4-1、第二扣合件4-2、第三扣合件4-3和第四扣合件4-4扣合后，第一扣合件4-1的扣合端与第三扣合件4-3的扣合端、第二扣合件4-2的扣合端与第四扣合件4-4的扣合端均通过锁紧件4-7锁定。具体方案中，摆动机构4-5可以为液压缸；支撑机构4-6可以为液压缸或油气弹簧；锁紧件4-7可以为锁紧销。
本发明提供的抱紧器4用于卡紧风机7的风机塔筒，抱紧器4可以卡死风机塔筒，也可以不卡死风机塔筒，即风机塔筒也可以在抱紧器4的作用下转动。
横梁提升装置5可以为横梁提升卷扬，具体地，横梁提升卷扬可以固定在第一立柱1或第二立柱2上，横梁提升卷扬的钢丝绳与风机7的风机塔筒连接。横梁提升卷扬通过收紧和放松钢丝绳，可以实现对横梁3及其固定的风机7的提升和下放。
优选方案中，为了实现风机7可以在竖直方向相对于横梁3进行提升或下放，还包括风机提升装置6，风机提升装置6可以固定在横梁3上，风机提升装置6的提升端与风机7的风机塔筒连接。
进一步的方案中，风机提升装置6可以为风机提升卷扬，该风机提升卷扬固定在横梁3上，且该风机提升卷扬的钢丝绳与风机7的风机塔筒连接。
优选方案中，横梁3的两端可分别设有导向块9，导向块9卡位于第一立柱1或第二立柱2的导向槽内。这种结构可以减小横梁3上下移动时的摩擦力，可以快速提升或下放横梁3。
以下介绍本发明提供的风机抱举装置所具有的技术效果。
这种结构的风机抱举装置可用于移动式水上作业平台，抱紧器4能够在水平面内卡紧风机7的风机塔筒，横梁提升装置5可以将风机7连同横梁3一起提升或下放，能将装配好的整台风机按照风机安装状态固定，并能实现风机7的提升和下放。
需要进行风机安装作业时，将移动式水上作业平台移至风力发电场的风机基础位置，将固定有风机7的风机抱举装置移至与风机基础相适应的位置，横梁提升装置5将横梁3和风机7一起下放，使得风机塔筒的底座的安装部位与风机基础的安装部位对齐，并通过固定连接件将风机塔筒的底座与风机基础固定；松开抱紧器4，风机抱举装置离开风机，将移动式水上作业平台离开风力发电场，即完成风机的安装作业。
这种结构的风机抱举装置可将风机固定在移动式水上作业平台上，在安装风机时，风机具有较强的抗风载荷能力，且因风机的固定位置较低，减小了船体晃动对风机晃动的放大作用，风机不易发生晃动，风机7与横梁3一起提升或下放，提高了风机7提升或下放时的稳定性，减小了风机7的晃动，可使得风机塔筒底部的安装部位与风机基础的安装部位准确对齐，安装较为方便，而且不再需要大型起重船，可节省安装成本，移动式水上作业平台不受吃水深度的限制，可适用于各种海域的风机安装。本发明还提供了一种移动式水上作业平台，以下对其进行详细介绍。请参看图5、图5为本发明所提供的移动式水上作业平台的一种具体实施方式的结构示意图；同时参看图6、图7、图8，图6为图5中移动式水上作业平台的主视结构示意图，图7为图5中移动式水上作业平台的俯视结构示意图，图8为图5中移动式水上作业平台的左视结构示意图。
本发明提供的移动式水上作业平台包括平台体11、数量不少于一个的风机抱举装置，风机抱举装置设于平台体11的上表面；在驱动装置的驱动下，风机抱举装置可沿平台体11的纵向或横向移动。其中，风机抱举装置为上述实施例所述的风机抱举装置，在此不再做详细介绍。
在一种具体的实施方式中，本发明提供的移动式水上作业平台包括第一风机抱举装置12、第二风机抱举装置13，分别设置于平台体11纵向的两端，且第一风机抱举装置12、第二风机抱举装置13均沿平台体11的横向设置；第一风机抱举装置12、第二风机抱举装置13上分别固定有第一风机17、第二风机18。
为了方便描述，以下仅以第一风机抱举装置12为例对本发明的实施过程进行介绍。
优选方案中，为了实现第一风机抱举装置12沿平台体11纵向或横向移动，平台体11的上表面设有沿平台体11纵向延伸的纵向导轨11-3，第一风机抱举装置12与平台体11之间设有导向托盘19，如图9所示，导向托盘19的底部设有与纵向导轨11-3相配合的纵向滚轮(图中未能显示)，导向托盘19的上表面设有沿平台体11横向延伸的横向导轨19-1，第一风机抱举装置12的第一立柱、第二立柱的底面均设有与横向导轨19-1相配合的横向滚轮；在驱动装置的驱动下，第一风机抱举装置12可沿导向托盘19的横向导轨19-1滚动，导向托盘19及第一风机抱举装置12可沿纵向导轨11-3滚动。
驱动第一风机抱举装置12沿横向导轨19-1滚动的驱动装置可以为驱动电机。
驱动导向托盘19及第一风机抱举装置12沿纵向导轨11-3滚动的驱动装置可以为驱动电机。
进一步的方案中，驱动第一风机抱举装置12沿横向导轨19-1滚动的驱动装置可以为沿平台体11横向设置的液压缸，液压缸可以实现第一风机抱举装置12在平台体11横向任意位置的停止和锁定，提高了第一风机抱举装置12横向滚动的准确性和安全性。
驱动导向托盘19及第一风机抱举装置12沿纵向导轨11-3滚动的驱动装置可以为沿平台体11纵向设置的液压缸，液压缸可以实现第一风机抱举装置12在平台体11纵向任意位置的停止和锁定，提高了第一风机抱举装置12纵向滚动的准确性和安全性。
优选方案中，为了实现平台体11的端部与风力发电场的风机基础准确定位、便于将风机抱举装置准确移动至风机基础的风机安装部位，平台体11的端部设有用于与风机基础卡位的定位槽，定位槽的形状与风机基础的形状相适应。
在一种具体的实施方式中，平台体11的两端可分别设有第一定位槽11-1、第二定位槽11-2。若平台体11的上端面设有第一风机抱举装置12、第二风机抱举装置13时，平台体11的两端分别设有第一定位槽11-1、第二定位槽11-2，可实现第一风机抱举装置12、第二风机抱举装置13分别安装风机时，均可与相应的风机基础准确定位；若平台体11的上端面仅设有一个风机抱举装置时，可方便风机抱举装置从平台体11的两端安装风机，便于操控平台体11。
若定位槽或其他定位装置可实现风机的风机塔筒底部的安装部位与风机基础的安装部位的横向准确定位，第一风机抱举装置12与平台体11之间可以不设导向托盘19，平台体11的上表面设有沿平台体11长度方向延伸的纵向导轨，第一风机抱举装置12的第一立柱和第二立柱的底面设有与所述纵向导轨相配合的纵向导轨槽；在驱动装置的驱动下，第一风机抱举装置12可沿所述纵向导轨移动。
为了使平台体适应不同水深，优选方案中，平台体11的两侧设有两个或者两个以上的吃水深度调节装置20，其成对称布置。
在一种具体的实施方式中，吃水深度调节装置20包括气囊20-4，用于调节所述平台体的水线面面积；充气系统20-1，用于控制所述气囊的充、放气；伸缩机构20-3，与所述气囊连接，用于控制气囊的伸缩；固定支座20-2，用于将所述伸缩机构固定在所述的平台体上。所述伸缩机构20-3的操控装置为油缸、气缸或电推杆之一；所述伸缩机构20-3包括多个依次连接的伸缩单元；所述伸缩单元为伸缩节，所述伸缩节为平行四边形的四连杆结构形式。
船舶在正常海域航行时，伸缩机构20-3收缩，使得气囊20-4处于收缩折叠状态(如图11)，平台体11按正常吃水深度航行；此时，航行阻力减少，水上作业平台可快速航行。当水上作业平台到达浅水区域后，伸缩机构20-3伸出，同时气20-4囊充气(如图11)，气囊与水面接触变为浮箱，浮力增大；此时，浮力大于整个水上作业平台重量，平台向上运动，直至浮力与平台重量相等；平衡后，平台体11的水线面面积较大，相应地减小了平台的吃水深度；因气囊的充气具有极强的可操控性，平台体11水线面面积可增加的范围极大，由此，船舶的吃水深度也可相应地被降低到一个极小的范围，从而满足近海浅水区域的航行要求。
为了实现平台体11的粗定位，优选方案中，平台体11上设有不少以一个的锚机14。
更优方案中，锚机14的数量为四个，四个锚机14可对称设置于平台体11的侧面，锚机14通过绞锚方式可实现平台体11在纵向和和横向的粗定位。
为了实现本发明提供的移动式水上作业平台能够在淤泥质海岸的滩涂或近海区域作业，优选方案中，平台体11的底部设置为平底结构，底部为平底结构的平台体11可以在水位较浅的位置坐滩，从而可以使得该移动式作业平台能够在淤泥质海岸的滩涂或近海区域作业。
为了实现本发明提供的移动式水上作业平台能够在水位较深的海域及风浪较大时作业，优选方案中，平台体11的侧面设有不少于一个的桶形支腿15。如图10所示，桶形支腿15为上端封闭、下端开口的倒扣桶形结构，桶形支腿15的数量为多个，设置在平台体11的两侧，当水位较深且风浪较大时，通过对桶形支腿15内的气体卸压，抽气、抽水使桶形支腿15内形成负压，由负压使桶形支腿沉贯入海床，通过桶形支腿15固定平台体11；需要收回桶形支腿15时，通过向桶形支腿15内充气、充水，使桶形支腿15内形成正压，使桶形支腿15平稳上升。
采用桶形支腿固定平台体11时，若潮差较大，为了提高平台体11的稳定性及抗风浪能力，还设有平台体提升装置，该平台体提升装置安装在平台体11上，且该平台体提升装置的提升端连接桶形支腿15。若潮差较大时，平台体11通过平台提升装置提升至水面上一定的高度，以避开潮差引起的水位变化导致的平台体11的不稳定，提高平台体11的抗风浪能力。
本发明提供的移动式水上作业平台可以由牵引船16牵引至风力发电场所在海域，也可以在该移动式水上作业平台上安装动力装置，由动力装置驱动其至风力发电场所在海域，本发明对此不做限制。以下介绍本发明提供的移动式水上作业平台的工作原理。
在码头把风机塔筒、风轮、机舱等部件装配成整台风机，采用吊装设备将风机吊装至平台体11的上表面，风机塔筒的底端朝下，且风机塔筒呈竖直状，风机抱举装置的抱紧器卡紧风机塔筒，横梁提升装置的提升端与横梁连接，风机抱举装置将风机在水平面内及竖直方向固定。
牵引船16将移动式水上作业平台运输至海上风力发电场，锚机14进行抛锚作业，然后通过绞锚方式实现平台体11的定位槽与风机基础的粗定位；当水位较浅时，通过平台体11底部的平底结构坐滩，保证平台体11稳定定位；当水位较深且风浪较大时，平台体11两侧的多个桶形支腿15沉贯至海床，然后利用平台体提升装置抬高平台体11相对于水平的高度，使平台体11能够平稳定位；当水位较深且风浪较小时，可仅通过绞锚方式稳定平台体11。
平台体11稳定定位后，横梁提升装置或风机提升装置将风机提升至目标高度；驱动风机抱举装置沿纵向导轨滚动至风机基础的风机安装位置，可以通过驱动装置驱动风机抱举装置纵向或横向移动，实现风机塔筒底部的安装部位的中心与风机基础的风机安装部位的中心的准确定位；在外力作用下使风机与抱紧器相对转动，使风机塔筒底部的螺栓孔与风机基础的螺栓孔精准定位；横梁提升装置或风机提升装置下放风机，使风机下降至风机基础上，安装螺栓将风机与风机基础固定连接，风机安装完毕；松开抱紧器及风机提升装置，风机抱举装置离开风机，将移动式水上作业平台离开风力发电场，即完成风机的安装作业。
这种结构的移动式水上作业平台通过风机抱举装置可将风机固定，风机并可随风机抱举装置纵向或横向移动，该移动式式海上作业平台既可以运输风机，又可以作为安装风机的工作台。安装风机时，风机由风机抱举装置固定，能够承受较大的风载荷，且风机的固定位置较低，可以减小船体晃动对风机晃动的放大作用，风机不易晃动，易于风机塔筒底部安装部位与风机基础的安装部位的准确定位，安装较为方便，不再需要大型起重船，可节省安装成本，而且移动式水上作业平台不受吃水深度的限制，可适用于各种海域的风机安装。
上述实施例中，移动式水上作业平台主要用于淤泥质海岸的滩涂、近海区域及深海区域作业，本发明对其所应用的区域并不做限制，该移动式水上作业平台还可以用于内陆河、内陆湖等区域作业。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (28)

1.一种风机抱紧装置，用于移动式水上作业平台，其特征在于，包括第一立柱、第二立柱、横梁提升装置、不少于一个的横梁以及用于卡紧风机塔筒的抱紧器；所述第一立柱和所述第二立柱并排设置，且所述第一立柱和所述第二立柱的相对面均设有供所述横梁滑动的导向槽；所述抱紧器设置在所述横梁上，所述横梁的两端分别卡位于所述第一立柱和所述第二立柱的导向槽内；所述横梁提升装置固定在所述第一立柱或所述第二立柱上，且该横梁提升装置的提升端连接所述横梁。
2.根据权利要求1所述的风机抱举装置，其特征在于，所述横梁包括与所述第一立柱连接的横梁第一部和与所述第二立柱连接的横梁第二部，在所述横梁第一部和所述横梁第二部之间安装所述抱紧器。
3.根据权利要求2所述的风机抱举装置，其特征在于，所述抱紧器包括各自具有铰接端和扣合端的第一扣合件、第二扣合件、第三扣合件和第四扣合件，所述第一扣合件和所述第二扣合件的铰接端均铰接于所述横梁第一部的内侧端，所述第三扣合件和所述第四扣合件的铰接端均铰接于所述横梁第二部的内侧端，所述第一扣合件、第二扣合件、第三扣合件和第四扣合件的外侧均设有摆动机构，内侧均设有用于卡紧风机塔筒的支撑机构；位于所述横梁第一部上的扣合件与位于所述横梁第二部上的相邻扣合件扣合后，相邻扣合件的扣合端通过锁紧件锁定。
4.根据权利要求3所述的风机抱举装置，其特征在于，所述摆动机构使得第一扣合件、第二扣合件、第三扣合件和第四扣合件能够分别绕其铰接端枢转。
5.根据权利要求3所述的风机抱举装置，其特征在于，所述支撑机构能够伸缩以适应不同直径的风机塔筒并卡紧风机塔筒。
6.根据权利要求3所述的风机抱举装置，其特征在于，所述摆动机构为液压缸。
7.根据权利要求3所述的风机抱举装置，其特征在于，所述支撑机构为液压缸或油气弹簧。
8.根据权利要求3所述的风机抱举装置，其特征在于，所述锁紧件为锁紧销。
9.根据权利要求1所述的风机抱举装置，其特征在于，所述横梁的数量为不少于两个，每个所述横梁上的抱紧器在竖直方向对齐，相邻所述横梁通过连接柱固定连接。
10.根据权利要求1所述的风机抱紧装置，其特征在于，所述横梁提升装置为横梁提升卷扬，该横梁提升卷扬固定在所述第一立柱或所述第二立柱上，且该横梁提升卷扬的钢丝绳连接所述横梁。
11.根据权利要求1所述的风机抱紧装置，其特征在于，还包括风机提升装置，所述风机提升装置固定在所述横梁上，风机提升装置的提升端与风机塔筒连接。
12.根据权利要求11所述的风机抱紧装置，其特征在于，所述风机提升装置为风机提升卷扬，且该风机提升卷扬的钢丝绳与风机塔筒连接。
13.根据权利要求1所述的风机抱紧装置，其特征在于，所述横梁的两端分别设有导向块，该导向块分别卡位于所述第一立柱和所述第二立柱的导向槽内。
14.一种移动式水上作业平台，其特征在于，包括平台体、不少于一个的如权利要求1-13中任一项所述的风机抱举装置，所述风机抱举装置设于所述平台体的上表面；在驱动装置的驱动下，所述风机抱举装置能够沿所述平台体的纵向或横向移动。
15.根据权利要求14所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述平台体的上表面设有沿该平台体长度方向延伸的纵向导轨，所述风机抱举装置的第一立柱和第二立柱的底面设有与所述纵向导轨相配合的纵向滚轮；在驱动装置的驱动下，所述风机抱举装置能够沿所述纵向导轨滚动。
16.根据权利要求14所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述平台体的上表面设有沿该平台体纵向延伸的纵向导轨，所述风机抱举装置与所述平台体之间设有导向托盘，所述导向托盘的底面设有与所述纵向导轨相配合的纵向滚轮，所述导向托盘的上表面设有沿所述平台体横向延伸的横向导轨，所述风机抱举装置的第一立柱和第二立柱的底面设有与所述横向导轨相配合的横向滚轮；在驱动装置的驱动下，所述风机抱举装置能够沿所述纵向导轨滚动或沿所述横向导轨滚动。
17.根据权利要求14-16任一项所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述驱动装置为液压缸。
18.根据权利要求14-16任一项所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述平台体上设有不少于一个的锚机。
19.根据权利要求18所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述锚机的数量为四个，各所述锚机对称设置于所述平台体的侧面。
20.根据权利要求14-16任一项所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述平台体的底部为平底结构。
21.根据权利要求14-16任一项所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述平台体的侧面设有不少于一个的桶形支腿。
22.根据权利要求21所述的移动式水上作业平台，其特征在于，还包括平台体提升装置，该平台体提升装置安装在所述平台体上，且该平台体提升装置的提升端连接所述桶形支腿。
23.根据权利要求14-16任一项所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述平台体的端部设有用于与风机基础卡位的定位槽，所述定位槽的形状与所述风机基础的形状相适应。
24.根据权利要求23所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述平台体的两端均设有定位槽。
25.根据权利要求14所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述平台体的侧面设有两个或者两个以上的吃水深度调节装置，且成对称布置。
26.根据权利要求25所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述的吃水深度调节装置包括：气囊，用于调节所述平台体的水线面面积；充气系统，用于控制所述气囊的充、放气；伸缩机构，与所述气囊连接，用于控制气囊的伸缩；固定支座，用于将所述伸缩机构固定在所述的平台体上。
27.根据权利要求26所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述伸缩机构的操控装置为油缸、气缸或电推杆之一；所述伸缩机构包括多个依次连接的伸缩单元；所述伸缩单元为伸缩节，所述伸缩节为平行四边形的四连杆结构形式。
28.根据权利要求14所述的移动式水上作业平台，其特征在于，所述的平台体设置动力系统而具有自航能力，或者不设置动力系统，能由拖轮牵引航行。
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