CN103350623A - 一种水陆两栖步进装置及平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水陆两栖步进装置及平台，步进装置安装在一个支撑于被作用面上的机体上，步进装置包括：动力装置、主轴、连轴件、偏心轴、步进架及箱靴；动力装置安装于机体，动力装置驱动主轴旋转；主轴固定安装在连轴件一侧；偏心轴固定连接于连轴件另一侧；偏心轴的轴线与主轴的轴线平行，且偏心轴的轴线偏离主轴的轴线一个偏心距离；步进架具有上部的枢接部和下部的支撑部，枢接部可转动地连接于偏心轴；箱靴为空心箱体，平铺支撑于被作用面上，箱靴顶面固定连接于支撑部；主轴通过连轴件带动偏心轴旋转，偏心轴带动步进架进行步进动作，以箱靴支撑机体步进行走。可实现水陆两栖高效运输。

Description

一种水陆两栖步进装置及平台

技术领域

本发明涉及水陆两栖运输工具，特别涉及一种原理简单且运行稳定的水陆两栖步进装置及平台。

背景技术

随着我国风电产业的快速发展，陆上可供开发优质风电场的资源日益减少，而我国沿海潮间地带区域广阔平坦，风能资源丰富，是风电开发的黄金地带，电网建设和维护成本比海上风电低，具有很好的商业开发价值。

受地理位置影响，潮间地带土壤承载力低、含水量高，受涨落潮影响腐蚀严重。而现有陆上安装设备接地比压大，对土壤破坏程度高，易发生沉陷与倾覆，无法在有水环境进行施工作业。而海上施工打桩船吃水较深，无水或浅水时易搁浅，移动不便，施工效率低，投资成本大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明要提供一种运行稳定的步进装置。

在此基础上，本发明要提供一种水陆两栖步进装置。

在此基础上，本发明要提供一种新型的水陆两栖步进平台。

本发明提供一种步进装置，安装在一个支撑于地面上的机体上，所述步进装置包括：动力装置、主轴、连轴件、偏心轴及步进架；所述动力装置安装于所述机体，所述动力装置驱动主轴旋转；所述主轴固定安装在所述连轴件一侧；所述偏心轴固定连接于所述连轴件另一侧；所述偏心轴的轴线与所述主轴的轴线平行，且所述偏心轴的轴线偏离所述主轴的轴线一个偏心距离；所述步进架具有上部的枢接部和下部的支撑部，所述枢接部可枢转地连接于所述偏心轴；所述支撑部能将所述机体撑离地面；所述主轴通过所述连轴件带动所述偏心轴旋转，所述偏心轴带动所述步进架进行步进动作，支撑所述机体步进行走。

本发明相对于现有技术的有益效果在于：由于本发明采用上述技术方案，即通过动力装置带动主轴，驱使连轴件旋转，从而通过步进架起步前移，实现高效化运输，能持续稳定的运行。

根据上述构思，所述枢接部上具有一个竖向的长圆孔，所述长圆孔的高度小于所述偏心距离，所述偏心轴可转动地限位于所述长圆孔内。

以偏心轴带动竖向听以长圆孔步进时，可减少步进机构在高度方向的运动距离，在保证尽量大的前进步距的情形下，尽量减少机体起升的高度，减少动力消耗。

根据上述构思，所述连轴件为一个圆盘，所述圆盘的圆心与所述偏心轴的轴心及所述主轴的轴心位于一条直线上。

连轴件为圆盘形，这样外形具有更好的结构强度，对主轴和偏心轴都有足够的支撑。并且，圆盘形的外形在转动时能避免其它部件或杂物的干扰。

根据上述构思，所述枢接部具有一个可活动地容置所述连轴件的通孔；所述通孔外固定连接一个受动套，所述长圆孔开设于所述受动套上。

受动套是一个可更换部件，在使用一定时间后，可能出现磨损，这时可以进行更换，不至于直接更换步进架，能节约使用和维修成本。同时，圆盘形连轴件容置通孔中，可在必要时以连轴件支撑步进架，能对整个系统的运动旷量进行限定，提升系统稳定性。

本发明还提供一种水陆两栖步进装置，安装在一个能够支撑在地面和/或潮间地带表面和/或水面上的机体上，所述步进装置包括：动力装置、主轴、连轴件、偏心轴、步进架及箱靴；所述动力装置安装于所述机体，所述动力装置驱动主轴旋转；所述主轴固定安装在所述连轴件一侧；所述偏心轴固定连接于所述连轴件另一侧；所述偏心轴的轴线与所述主轴的轴线平行，且所述偏心轴的轴线偏离所述主轴的轴线一个偏心距离；所述步进架具有上部的枢接部和下部的支撑部，所述枢接部可枢转地连接于所述偏心轴；所述箱靴为空心箱体，能够支撑在地面和/或潮间地带表面和/或水面上，所述箱靴顶面固定连接于所述支撑部；所述主轴通过所述连轴件带动所述偏心轴旋转，所述偏心轴带动所述步进架进行步进动作，以所述箱靴支撑所述机体步进行走。

由于本发明采用上述技术方案，即通过动力装置带动主轴，驱使连轴件旋转，从而通过步进架使箱靴起步前移，实现水陆两栖高效化运输，该系统原理简单，具备行走和转向功能且解决了某系统在潮间地带浅水区域灵活移动的难题。而且，本发明的水陆两栖步进系统能够适用于近海、滩涂和潮间地带航行、移动和步进，具有较高机动性和灵活性等诸多优点。

本发明还提供一种安装有多个上述水陆两栖步进装置的平台，所述平台在两侧分别安装有至少两个所述水陆两栖步进装置。

本水陆两栖步进系统有如下技术效果：

1.本发明提供的水陆两栖步进平台在浅水、陆、滩涂及潮间地带作业环境均能实现行走和转向功能。

2.可实现水陆两栖高效化移动运输，该系统原理简单，解决了风电安装设备在潮间地带浅水区域灵活移动作业的难题。

我国沿海潮间地带区域广阔平坦，风能资源丰富，是风电开发的黄金地带，电网建设和维护成本比海上风电低，具有很好的商业开发价值。

本发明装置的可用于潮间地带风电成套施工，采用新型两栖箱靴步进结构，满足重载装备在软土地面往复行走和吊装施工要求，攻克重载装备在软土地面行驶和吊装施工技术难题，并有效降低潮汐对施工装备的影响。采用该发明装置进行潮间地带风场建设，不需修筑场内临时道路和永久围堰，有效保护潮间地带生态环境，极大提高施工工效，降低施工成本，对推动潮间地带风电开发迅速健康的发展起到了积极的示范作用。本发明装置在潮间地带风电建设领域具有良好的市场前景。

附图说明

图1为本发明水陆两栖步进装置的结构示意图；

图2为图1中A-A线剖视图；

图3为本发明水陆两栖步进装置的俯视示意图；

图4为本发明水陆两栖步进平台的结构示意图；

图5为本发明水陆两栖步进装置步进步骤的示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

如图1、图2所示，本发明提供一种步进装置10，安装在一个能通过自身支撑于地面和通过自身浮于水面上的机体20上，机体20可以是一个运输平台。在使用一组步进装置10时，步进装置10安装于机体20中部的下方。而使用两组以上步进装置10时，步进装置10可均衡安装于机体20外侧。步进装置10包括：动力装置2、主轴3、连轴件4、偏心轴5、步进架6及箱靴7。

动力装置2安装于机体20中，如图2、图3所示，动力装置2包括电机21、减速机22、小齿轮23和大齿轮24。电机21的输出轴通过联轴器212连接到减速机22，减速机22输出轴上安装一个小齿轮23。动力装置2完全安装于机体20中，能避免潮间地带海水的侵蚀。动力装置2并不以此为限，可以采用液压马达等动力设备，只要能输出步进所需动力即可。

如图2所示，主轴3通过轴承31支承在机体20内外的两个轴承座中，主轴3一端伸出机体20外。大齿轮24固定套装于主轴3上，并位于两个轴承座之间。大齿轮24外齿与减速机22输出端上的小齿轮23啮合。电机21输出的高速低扭矩的转动，经减速机22转换为低速高扭矩的转动；减速机22输出端上的小齿轮23啮合主轴3上的大齿轮24传动，主轴3与大齿轮24一起转动。

如图1、图2所示，连轴件4为一个钢质圆盘，主轴3固定安装在连轴件4内侧；偏心轴5固定连接于连轴件4外侧。连轴件4的圆心与偏心轴5的轴心及主轴3的轴心最好位于一条直线上，偏心轴5的轴心和主轴3的轴心位于连轴件4的圆心的两侧，偏心轴5的轴线与主轴3的轴线最好平行，且偏心轴5的轴心偏离主轴3的轴心一个偏心距离D。两个偏心距离D便可定义出步进装置10单次步进动作的移动距离。

上述实施方式连轴件4为圆盘形，这样外形具有更好的结构强度，对主轴3和偏心轴5都有足够的支撑。并且，圆盘形的外形在转动时能避免其它部件或杂物的干扰。但连轴件4并非以圆盘形的外形为限制，只要将偏心轴5固定在偏出主轴3一个偏心距离D的位置即可，例如连轴件4为杆状、方形、椭圆形、多边形等均可。

如图1、图2所示，步进架6具有上部的枢接部61和下部的支撑部62，步进架6可以是正面呈等腰三角形的钢板件，底面的支撑部62向前后两侧延伸，顶部的枢接部61为向上凸出的一部分。支撑部62底部焊接或一体成形有两个轴套621，轴套621的轴线垂直于步进架6的钢板件的平面，且对称分布在支撑部62两端。

如图1、图2所示，枢接部61中部具有一个可活动地容置连轴件4的椭圆形通孔611。通孔611外侧固定连接一个受动套63，受动套63包括一个厚钢板制成的U形板631和两个钢管制成的侧架632，组成一个外侧呈中字形的结构。U形板631上下两端固定连接在枢接部61上，可通过多个螺栓进行紧固。两个侧架632均以一端焊接在U形板631侧面，另一端通过多个螺栓固定连接在枢接部61上，以便于支撑U形板631。受动套63的U形板631上具有一个长圆孔6311，长圆孔6311的高度小于偏心距离D，偏心轴5可转动地限位于长圆孔6311内。枢接部61利用长圆孔6311可转动地连接于偏心轴5。

长圆孔6311竖直中心线要与步进架6的竖直中心线重合。偏心轴5通过与步进架6固定连接的受动套63平衡的提起和放下步进架6，步进架6自身以长圆孔6311中的偏心轴5为支点能保持平衡。

如图1、图2所示，箱靴7可以是由钢板焊接而成的空心箱体，正面呈长方形，厚度较小。能平铺支撑于地面、水面或滩涂上。箱靴7前后两端具有可呈雪橇状翘起的翘起部71，以便于在崎岖不平的行进面上进行行走，且顶面的外沿还具有向上的凸沿72，以防止水或泥浆漫至箱靴7顶面。

如图2、图3所示，箱靴7顶面固定连接有一个平衡框架73，平衡框架73为均布于箱靴7顶面的两个工字形架体。每个工字形架体包括两端的两个横杆732和中间的一个连轴733，横杆732两端分别是两个焊接于箱靴7顶面上的耳座734，以螺栓将横杆732固定于这些耳座734上。连轴733两端固定连接在两个横杆732中部。具体组装方式可以是，在两个横杆732内侧上开通孔或盲孔，连轴733两端紧配合地装入通孔或盲孔中。

以步进架6的轴套621可紧配合固定在连轴733中心，两者之间可以由键或螺栓进行定位。步进架6的重心最好要与箱靴7的重心位置重合，以便于能以步进架6平衡的提起和放下箱靴7。

本发明的步进装置10，以动力装置2驱动主轴3旋转，主轴3能通过连轴件4带动偏心轴5旋转，偏心轴5带动步进架6和箱靴7进行步进动作，箱靴7向下向后施力反向支撑机体20进行步进行走。具体步进步骤请参照图5，可为如下步骤：

A、在初始位置，箱靴7处于最高位置，以机体20底面支撑于地面上。

B、主轴3转动90°，驱动偏心轴5带动箱靴7向前行走至最前端，且箱靴7底部落至地面上。

C、主轴3转动180°，驱动偏心轴5带动箱靴7向下及向后支撑，机体20被顶起并向前移动，并在此时达到最高位置，机体20较前一状态向前移动一个偏心距离D。

D、主轴3转动270°，驱动偏心轴5带动箱靴7向后推进并向上回位，支撑机体20向前推进，并最终着地，机体20较前一状态又向前移动一个偏心距离D。

最后，主轴3转动360°箱靴7又回到初始位置。到此整个行走周期结束。只需重复上述步骤，便可不断驱动平台向前步进行走。

当然，上述实施方式的步进装置10，在陆上行走时，也可将箱靴7替换为其它脚垫或直接省去，以步进架6底部的支撑部62直接支撑在地面上，同样可以支撑机体20在硬质地面上进行步进行走。

如图4所示，可将本发明步进装置10应用于两栖运输平台30，此平台30可为平底的空心箱体，在水面上具有浮力。在平台30两侧分别安装有两组步进装置10。因为上述结构能实现大型化，所以平台30为了运输风电设备，长度可达百米，单个箱靴7的长度也能超过二十米。运输风电设备或进行施工都可以。

箱靴7和平台30在近海、滩涂和潮间地带能实现交替坐底步进行走。在水面上，箱靴7能以身浮力和外形向后推水，同样能驱动平台30向前或向后移动。在需要转向时，只需一侧步进装置10动作，另一侧步进装置10不动，便能轻松转向。两栖运输平台30浅滩移动速度可达300m/h，并能实现平台30移动连续性的功能，从而大幅度缩减潮间地带施工时间。

本发明的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案，即通过动力装置带动主轴，驱使连轴件旋转，从而通过步进架使箱靴起步前移，实现水陆两栖高效化运输，该系统原理简单，具备行走和转向功能且解决了某系统在潮间地带浅水区域灵活移动的难题。而且，本发明的水陆两栖步进系统能够适用于近海、滩涂和潮间地带航行、移动和步进，具有较高机动性和灵活性等诸多优点。

虽然已参照典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种步进装置，其特征在于，安装在一个支撑于地面上的机体上，所述步进装置包括：动力装置、主轴、连轴件、偏心轴及步进架；

所述动力装置安装于所述机体，所述动力装置驱动所述主轴旋转；

所述主轴固定安装在所述连轴件一侧；所述偏心轴固定连接于所述连轴件另一侧；所述偏心轴的轴线与所述主轴的轴线平行，且所述偏心轴的轴线偏离所述主轴的轴线一个偏心距离；

所述步进架具有上部的枢接部和下部的支撑部，所述枢接部可枢转地连接于所述偏心轴；所述支撑部能将所述机体撑离地面；

所述主轴通过所述连轴件带动所述偏心轴旋转，所述偏心轴带动所述步进架进行步进动作，支撑所述机体步进行走。

2.如权利要求1所述的步进装置，其特征在于，所述枢接部上具有一个竖向的长圆孔，所述长圆孔的高度小于所述偏心距离，所述偏心轴可转动地限位于所述长圆孔内。

3.如权利要求2所述的步进装置，其特征在于，所述连轴件为一个圆盘，所述圆盘的圆心与所述偏心轴的轴心及所述主轴的轴心位于一条直线上。

4.如权利要求3所述的步进装置，其特征在于，所述枢接部具有一个可活动地容置所述连轴件的通孔；所述通孔外固定连接一个受动套，所述长圆孔开设于所述受动套上。

5.一种水陆两栖步进装置，其特征在于，安装在一个能够支撑在地面和/或潮间地带表面和/或水面上的机体上，所述步进装置包括：动力装置、主轴、连轴件、偏心轴、步进架及箱靴；

所述动力装置安装于所述机体，所述动力装置驱动所述主轴旋转；

所述主轴固定安装在所述连轴件一侧；所述偏心轴固定连接于所述连轴件另一侧；所述偏心轴的轴线与所述主轴的轴线平行，且所述偏心轴的轴线偏离所述主轴的轴线一个偏心距离；

所述步进架具有上部的枢接部和下部的支撑部，所述枢接部可枢转地连接于所述偏心轴；

所述箱靴为空心箱体，能够支撑在地面和/或潮间地带表面和/或水面上，所述箱靴顶面固定连接于所述支撑部；

所述主轴通过所述连轴件带动所述偏心轴旋转，所述偏心轴带动所述步进架进行步进动作，以所述箱靴支撑所述机体步进行走。

6.如权利要求5所述的水陆两栖步进装置，其特征在于，所述枢接部上具有一个竖向的长圆孔，所述长圆孔的高度小于所述偏心距离，所述偏心轴可转动地限位于所述长圆孔内。

7.如权利要求2所述的水陆两栖步进装置，其特征在于，所述连轴件为一个圆盘，所述圆盘的圆心与所述偏心轴的轴心及所述主轴的轴心位于一条直线上。

8.如权利要求3所述的水陆两栖步进装置，其特征在于，所述枢接部具有一个可活动地容置所述连轴件的通孔；所述通孔外固定连接一个受动套，所述长圆孔开设于所述受动套上。

9.如权利要求5至8任一项所述的水陆两栖步进装置，其特征在于，所述支撑部的重心与所述箱靴的重心位置重合；所述箱靴顶面固定连接有一个平衡框架，所述平衡框架为至少两个工字形架体；所述支撑部居中连接所述平衡框架。

10.一种安装有多个如权利要求5至8任一项所述水陆两栖步进装置的平台，其特征在于，所述平台在两侧分别安装有至少两个所述水陆两栖步进装置。

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