CN104499484B - 一种应用于海洋风电基础安装的定位装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于海洋风电基础安装应用技术领域，具体公开了一种应用于海洋风电基础安装的定位装置及其工作方法，由设置在主体浮箱、齿轮箱和伸缩箱内的驱动组件、传动组件、控制组件和定位组件组成。本发明的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置及其工作方法有益效果在于：1、其结构简单、操作方便且使用安全可靠；2、安装单桩基础时，本定位装置的伸缩箱可以完全缩进主体浮箱，以减少施工难度；3、安装三桩基础时，定位装置的伸缩箱可以通过齿轮齿条传动向外延伸至桩腿的中心距尺寸，并用双向棘轮进行制动，这种传动方式可适用于多种尺寸的三桩基础；4、定位组件位于伸缩箱的一侧通过鞍座连接，可有效的减小设备体积，有助于设备调离。

Description

一种应用于海洋风电基础安装的定位装置及其工作方法
技术领域
本发明属于海洋风电基础安装应用技术领域，具体涉及一种应用于海洋风电基础安装的定位装置及其工作方法，用于对海洋风电基础进行精准、高效、稳定的控制安装，提高施工效率及施工安全。
背景技术
风电基础按照其结构形式可以分为桩承基础形式、重力式基础形式、桶形基础形式及系泊浮式基础机构，桩承基础形式又可以分为单桩基础、三桩基础及四角导管架基础，其中单桩基础和三桩基础的应用最为广泛，本装置即为这两种基础的安装设计。
目前，单桩基础的安装定位一般是直接使用大直径钻孔设备进行钻孔，安放钢管之后进行灌浆处理，再用大吨位的浮吊吊装进行吊装，三桩基础可岸上装配之后总体吊装，也可使用打桩锤将基础进行打桩安装，在打桩过程中使用吊机进行安装对中校准，而目前市场上尚未有类似的装置应用于风电基础安装过程。
因此，基于上述问题，本发明提供一种应用于海洋风电基础安装的定位装置及其工作方法。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种应用于海洋风电基础安装的定位装置及其工作方法，用于协助桩腿的定位安装，并保证海洋风电基础在安装过程中保持直立状态，减少桩腿的摩擦破损。
技术方案：本发明的一方面提供一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，由设置在主体浮箱、齿轮箱和伸缩箱内的驱动组件、传动组件、控制组件和定位组件组成；所述驱动组件，包括主动轴，及设置在主动轴上的主动轮，及设置在主动轴两端的手柄，及设置在主动轮下方、且与主动轮连接的从动轮，及连接从动轮的从动轴；所述传动组件，为两块与从动轮连接的条形传动齿条，其中，两块条形传动齿条与伸缩箱连接；所述控制组件设置在主动轴上；所述控制组件，包括外壳，及设置在外壳内的棘轮，其中，外壳上设置有通孔且通孔内设置有棘爪、且棘爪与棘轮连接，及棘爪连接的销子，及设置在棘爪和销子之间的压紧弹簧；所述伸缩箱与定位组件连接；所述定位组件，由三个半圆形板件依次连接组成，其中，三个半圆形板件上分别对称设置有弹簧滚轮、眼板；所述三个半圆形板件中的两个半圆形板通过螺栓、螺栓座连接，其中，螺栓、螺栓座分别对称设置在两个半圆形板端部。
本技术方案的，所述手柄为L型结构。
本技术方案的，所述销子的顶端贯穿且突出齿轮箱。
本技术方案的，所述主动轮的直径小于从动轮。
本技术方案的，所述应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括设置在伸缩箱一侧的鞍座，其中，伸缩箱与定位组件通过鞍座连接。
本技术方案的，所述应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括设置在主体浮箱上的导缆桩和吊耳。
本技术方案的，所述应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括销轴，且三个半圆形板件中的一个半圆形板件与另外两个半圆形板件通过销轴连接。
本技术方案的，所述应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括分别设置在三个半圆形板件上、下两端的环形加强筋、垂直加强筋，其中，分别设置在三个半圆形板件上、下两端的环形加强筋、垂直加强筋，其采用横向3层、垂直4层结构。
本技术方案的，所述眼板为梯形结构。
本发明的另一方面提供一种应用于海洋风电基础安装的定位装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤1）桩腿安装之前，通过导缆桩将主体浮箱调整至合适位置之后，电机驱动（或者人力驱动）齿轮箱并带动伸缩箱向外伸展，当伸缩箱伸出14m后，停止驱动，控制组件会自动锁死齿轮传动组件，防止浮箱串动。
步骤2）安装过程中，桩腿竖直进入定位组件，其中，定位组件的弹簧滚轮将桩腿与构成定位组件的三个半圆形板件的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小摩擦损耗并压紧桩腿使其保持直立状态。
步骤3）安装结束后，打开定位组件，将构成控制组件的与棘轮连接的销子提起反转180度后重新放下，电机反向驱动（人力反向驱动），伸缩箱缩回一定距离之后控制组件会自动锁死齿轮传动组件，并关闭定位组件，再进行调离作业。
与现有技术相比，本发明的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置及其工作方法有益效果在于：1、其结构简单、操作方便且使用安全可靠；2、安装单桩基础时，本定位装置的伸缩箱可以完全缩进主体浮箱，以减少施工难度；3、安装三桩基础时，定位装置的伸缩箱可以通过齿轮齿条传动向外延伸至桩腿的中心距尺寸，并用双向棘轮进行制动，这种传动方式可适用于多种尺寸的三桩基础；4、定位组件位于伸缩箱的一侧通过鞍座连接，可有效的减小设备体积，有助于设备调离；5、弹簧滚轮可将桩腿与安装孔的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小摩擦破损，同时可以压紧桩腿，以保证桩腿处于直立状态；6、风电基础安装定位装置结构简单，操作方便，安全经济。本定位装置可应用于海上风电基础单桩式和三桩式的安装定位，应用范围广泛。
附图说明
图1是本发明的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置的驱动组件和传动组件结构示意图；
图2是本发明的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置的控制组件结构示意图；
图3是本发明的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置的整体结构示意图；
图4是本发明的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置的定位组件的结构示意图；
其中，图中序号如下：1-手柄、2-控制组件、3-主动轮、4-从动轮、5-传动齿条、6-从动轴、7-主动轴、8-棘轮、9-棘爪、10-压紧弹簧、11-销子、12-外壳、13-弹簧滚轮、14-眼板、15-环形加强筋、16-垂直加强筋、17-销轴、18-螺栓、19-螺栓座、20-鞍座、21-导缆桩、22-吊耳，23伸缩箱，24齿轮箱，25主体浮箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
如图1至图4所示的本发明的一方面提供一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，由设置在主体浮箱、齿轮箱和伸缩箱内的驱动组件、传动组件、控制组件和定位组件组成；驱动组件，包括主动轴7，及设置在主动轴7上的主动轮3，及设置在主动轴7两端的手柄1，及设置在主动轮3下方、且与主动轮3连接的从动轮4（采用外啮合连接方式），及连接从动轮4的从动轴6；传动组件，为两块与从动轮4连接的条形传动齿条5，其中，两块条形传动齿条5与伸缩箱连接（两块条形传动齿条5通过焊接的方式设置在伸缩箱内侧底面）；控制组件设置在主动轴7上；控制组件，包括外壳12，及设置在外壳12内的棘轮8，其中，外壳12上设置有通孔且通孔内设置有棘爪9、且棘爪9与棘轮8连接，及棘爪9连接的销子11，及设置在棘爪9和销子11之间的压紧弹簧10；伸缩箱与定位组件连接；定位组件，由三个半圆形板件依次连接组成，其中，三个半圆形板件上分别对称设置有弹簧滚轮13、眼板14；三个半圆形板件中的两个半圆形板通过螺栓18、螺栓座19连接，其中，螺栓18、螺栓座19分别对称设置在两个半圆形板端部。
进一步优选的，手柄1为L型结构，除驱动电机外还可利用手柄1进行驱动控制；如图2所示，棘轮8只能安装逆时针顺序旋转，进行顺时针的制动；此时，通过提起销子11并绕自身旋转180°放下后，则棘轮8只能按照顺时针顺序旋转，进行逆时针的制动，即控制伸缩箱的伸出或收缩；主动轮3的直径小于从动轮4，结构简单，便于进行稳定、精准的控制驱动；如图4所示，应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括设置在伸缩箱一侧的鞍座20，其中，伸缩箱与定位组件通过鞍座20连接，减小设备体积，有助于设备调离；应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括设置在主体浮箱上的导缆桩21和吊耳22，其中，21导缆桩及22吊耳成组对称的焊接在主体浮箱的上表面，以方便调整安装装置的位置及完成吊装；应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括销轴17，且三个半圆形板件中的一个半圆形板件与另外两个半圆形板件通过销轴17连接，结构简单、且采用销轴6连接牢靠、稳定；应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括分别设置在三个半圆形板件上、下两端的环形加强筋15、垂直加强筋16，其中，分别设置在三个半圆形板件上、下两端的环形加强筋15、垂直加强筋16，其采用横向3层、垂直4层结构，采用此种设计结构合理且便于加工制作；眼板14为梯形结构，眼板14焊接在弹簧滚轮13的正上方，以保护弹簧滚轮13不被基础桩撞坏（防止桩腿对弹簧滚轮13压力过大）。
进一步的如图3所示，本发明的另一方面提供一种应用于海洋风电基础安装的定位装置的工作方法（以桩腿直径为3m，桩腿中心距为14m的三角桩基础为例），包括以下步骤：
步骤1）桩腿安装之前，通过导缆桩将主体浮箱调整至合适位置之后，电机驱动（或者人力驱动）齿轮箱并带动伸缩箱向外伸展，当伸缩箱伸出14m后，停止驱动，控制组件会自动锁死齿轮传动组件，防止浮箱串动。
步骤2）安装过程中，桩腿竖直进入定位组件，其中，定位组件的弹簧滚轮将桩腿与构成定位组件的三个半圆形板件的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小摩擦损耗并压紧桩腿使其保持直立状态。
步骤3）安装结束后，打开定位组件，将构成控制组件的与棘轮连接的销子提起反转180度后重新放下，电机反向驱动（人力反向驱动），伸缩箱缩回一定距离之后控制组件会自动锁死齿轮传动组件，并关闭定位组件，再进行调离作业。
本发明海洋风电基础安装定位装置成本较小、结构简单、操作方便，安全可靠，可应用于多种规格风机基础的安装工作。
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，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，其特征在于：由设置在主体浮箱、齿
轮箱和伸缩箱内的驱动组件、传动组件、控制组件和定位组件组成；所述驱动组件，包括主动轴（7），及设置在主动轴（7）上的主动轮（3），及设置在主动轴（7）两端的手柄（1），及设置在主动轮（3）下方、且与主动轮（3）连接的从动轮（4），及连接从动轮（4）的从动轴（6）；所述传动组件，为两块与从动轮（4）连接的条形传动齿条（5），其中，两块条形传动齿条（5）与伸缩箱连接；所述控制组件设置在主动轴（7）上；所述控制组件，包括外壳（12），及设置在外壳（12）内的棘轮（8），其中，外壳（12）上设置有通孔且通孔内设置有棘爪（9）、且棘爪（9）与棘轮（8）连接，及棘爪（9）连接的销子（11），及设置在棘爪（9）和销子（11）之间的压紧弹簧（10）；所述伸缩箱与定位组件连接；所述定位组件，由三个半圆形板件依次连接组成，其中，三个半圆形板件上分别对称设置有弹簧滚轮（13）、眼板（14）；所述三个半圆形板件中的两个半圆形板件通过螺栓（18）、螺栓座（19）连接，其中，螺栓（18）、螺栓座（19）分别对称设置在两个半圆形板件端部。
2.根据权利要求1所述的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，其特征在于：所述手柄（1）为L型结构。
3.根据权利要求1所述的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，其特征在于：所述销子（11）的顶端贯穿且突出齿轮箱。
4.根据权利要求1所述的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，其特征在于：所述主动轮（3）的直径小于从动轮（4）。
5.根据权利要求1所述的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，其特征在于：所述应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括设置在伸缩箱一侧的鞍座（20），其中，伸缩箱与定位组件通过鞍座（20）连接。
6.根据权利要求1所述的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，其特征在于：所述应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括设置在主体浮箱上的导缆桩（21）和吊耳（22）。
7.根据权利要求1所述的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，其特征在于：所述应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括销轴（17），且三个半圆形板件中的一个半圆形板件与另外两个半圆形板件通过销轴（17）连接。
8.根据权利要求1所述的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，其特征在于：所述应用于海洋风电基础安装的定位装置还包括分别设置在三个半圆形板件上、下两端的环形加强筋（15）、垂直加强筋（16），其中，分别设置在三个半圆形板件上、下两端的环形加强筋（15）、垂直加强筋（16），其采用横向3层、垂直4层结构。
9.根据权利要求1所述的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置，其特征在于：所述眼板（14）为梯形结构。
10.根据权利要求1所述的一种应用于海洋风电基础安装的定位装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤
步骤1）桩腿安装之前，通过导缆桩（21）将主体浮箱调整至合适位置之后，电机驱动或者人力驱动齿轮箱并带动伸缩箱向外伸展，当伸缩箱伸出14m后，停止驱动，控制组件会自动锁死齿轮传动组件，防止浮箱串动；
步骤2）安装过程中，桩腿竖直进入定位组件，其中，定位组件的弹簧滚轮（13）将桩腿与构成定位组件的三个半圆形板件的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小摩擦损耗并压紧桩腿使其保持直立状态；
步骤3）安装结束后，打开定位组件，将构成控制组件的与棘轮（8）连接的销子（11）提起反转180度后重新放下，电机反向驱动或者人力反向驱动，伸缩箱缩回一定距离之后控制组件会自动锁死齿轮传动组件，并关闭定位组件，再进行调离作业。
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