CN104627335A - 一种防浪式海上移动平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防浪式海上移动平台，包括船体，所述的船体中设置有多个自平衡移动设备，所述的自平衡移动设备包括一平衡推进单元，其设置于所述船体外，部分浸入海平面以下，用于对所述船体提供浮力支持，并通过调整自身结构在海浪中进行自平衡动作，以及推进所述船体前行；一转向单元，其安装于所述船体内，并与所述的平衡推进单元相活动连接，用于转向调整所述平衡推进单元的方向位置；一驱动单元，其安装于所述船体内，并与所述转向单元相传动连接，用于驱动所述转向单元转动。本发明实现了移动平台能够在风浪中平稳移动的效果，能各个方向行驶，抗风浪稳定性强，防晃效果优良。

Description

一种防浪式海上移动平台

技术领域

本发明涉及水上交通及水上作业平台领域，尤其涉及一种防浪式海上移动平台。

背景技术

水上运输工具或水上作业平台，受水面的风浪颠簸影响很大。由于是在广阔的海面和大洋上，风浪不仅会因过度晃动而造成作业终止，影响工作效率，甚至带来翻船等灾难性破坏。因此，急需一种能够在大风大浪等颠簸环境中实现自平衡且能够自由移动的船或水上作业平台。

参阅专利申请号为201410374831.5的中国专利《一种浮筒式随浪活塞式船体自平衡装置》，包括用于安装于船体两侧的左活塞缸和右活塞缸；所述左活塞缸和所述右活塞缸的上部分别设左活塞和右活塞，所述左活塞缸和所述右活塞缸的下端封闭，所述左活塞缸和所述右活塞缸的下部通过导管联通；所述左活塞和所述右活塞的上端连接左浮筒和右浮筒，所述左活塞和所述右活塞的下端通过导轮由活塞绳索连接；所述左浮筒和所述右浮筒漂浮在水面上；所述左活塞和所述右活塞分别在所述左活塞缸和所述右活塞缸内上下滑动；所述左活塞缸、所述右活塞缸和所述导管内密封有高密度流体。

该专利较为巧妙的解决的了水面抗风浪问题，但仍未能很好的解决海上风浪中船舰或海上平台晃动难以实现自平衡的问题。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种防浪式海上移动平台，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种防浪式海上移动平台，包括船体，所述的船体中设置有多个自平衡移动设备，所述的自平衡移动设备包括：

一平衡推进单元，其设置于所述船体外，部分浸入海平面以下，用于对所述船体提供浮力支持，并通过调整自身结构在海浪中进行自平衡动作，以及推进所述船体前行；

一转向单元，其安装于所述船体内，并与所述的平衡推进单元相活动连接，用于转向调整所述平衡推进单元的推进方向；

一驱动单元，其安装于所述船体内，并与所述转向单元相传动连接，用于驱动所述转向单元转动。

所述的平衡推进单元包括：

一浮筒，其内部中空，设置于所述船体外，并沉浸入海平面以下，用于对所述船体提供浮力支持；

一连接厢，其与所述的浮筒上部固定连接，内部设置有通道，并与所述浮筒的内部空腔相连通；

两缓冲调节装置，其两端分别与所述的连接厢和所述的转向单元轴连接，且所述缓冲调节装置可进行轴向伸缩动作；

两连接通管，其整体呈圆柱状结构，内部设置有中空通道，两端分别与所述的连接厢和所述的转向单元轴连接，且内部的所述中空通道与所述连接厢以及所述船体的内部通道相连通；

一推进叶轮，其设置于所述浮筒尾部，用于向所述船体提供推进力；

一叶轮电机，其设置于所述浮筒内部，用于驱动所述推进叶轮运转，并通过所述的连接通管的所述中空通道与所述船体上设置的一控制室相电连接。

所述的缓冲调节装置包括：

一液压缸，其一端开口，用于容纳一液压杆，另一端设置有一第一连接部；

所述液压杆，其内部中空，一端活动设置于所述液压缸内，并能进行轴向运动，另一端设置有一第二连接部；

一弹簧，其设置于所述液压缸和所述液压杆内部，用于对所述液压杆提供拉力与推力；

所述第一连接部，其一端与所述的液压缸固定连接，另一端与所述的转动单元轴连接；

所述第二连接部，其一端与所述的液压杆固定连接，另一端与所述的连接厢轴连接。

所述的转向单元包括：

一固定轴，其固定安装于所述船体中，呈竖直方向设置；

一旋转圆盘，其中心穿入所述固定轴，能够绕轴旋转，且圆盘形外缘与所述的驱动单元传动连接，下端面与所述的缓冲调节装置以及所述的连接通管轴连接；

轴承，其设置于所述旋转圆盘与所述固定轴相活动连接处。

所述的驱动单元包括：

一涡轮蜗杆组，其与所述的旋转圆盘相啮合连接，并与一驱动齿轮相啮合连接，用于将所述驱动齿轮的运动传递并带动所述旋转圆盘的旋转动作；

所述驱动齿轮，其与一驱动电机相连接，用于将所述驱动电机的轴的运动传递至所述的涡轮蜗杆组；

所述驱动电机，其与所述控制室相电连接，用于调控并驱动所述驱动齿轮的动作。

较佳的，所述的自平衡移动设备设置有油路，所述油路与所述液压缸相连通，所述液压缸和所述液压杆内部充满液压油，所述船体内的多个所述缓冲调节装置间通过所述油路进行相互间的液压油流通交换。

较佳的，所述的固定轴为中空结构，所述油路由所述液压缸穿出后通过所述固定轴的内部中空部分进入所述船体内部。

较佳的，所述的液压杆端面外缘具有凸边，并在所述液压缸下部形成空腔，所述凸边上环形设置有多个油孔，用于在所述液压杆进行轴向运动时液压油流入所述空腔。

较佳的，所述的连接通管包括一走人通道和一走线通道，其中，所述的走线通道用于线路的铺设，所述的走人通道用于维修操作人员从所述船体中进入所述浮筒中进行维修或操作动作。

较佳的，所述的转向单元还包括多个托辊，所述托辊环形设置于所述旋转圆盘上下面，用于辅助所述旋转圆盘的旋转，并对所述旋转圆盘进行承重和限位以保持所述旋转圆盘处于水平位置。

本发明的有益效果在于：(1)所述自平衡移动设备的设置使得所述移动平台实现了在风浪情形下依然平稳并各个方向移动的效果；(2)所述浮筒提供了较大的浮力，实现了所述船体略高于海面的效果；(3)所述弹簧的设置进一步加强了风浪情况下所述自平衡移动设备运作的力的支持；(4)所述油路将所有的所述自平衡移动设备相互连通，并在内部注满液压油，实现了其内部各处压力始终相等，且始终处于平衡稳定的效果；(5)所述自平衡移动设备均匀设置且数量较多，进一步加强了所述移动平台在风浪下的稳定性；(6)所述液压杆内部中空，与所述液压缸一起容纳所述弹簧的设计使得所述弹簧具有更为良好的伸缩空间，以得到更好的伸缩量和提供更为优秀的力的效果；(7)所述驱动单元设置使得所述旋转圆盘能够有效运转；(8)所述托辊以及所述轴承的设置加强了所述旋转圆盘的有效运动，并辅助限制了所述旋转圆盘的脱位；(9)所述轴连接的设计使得所述浮筒运动时能够进行位置调节以实现仍处于平衡稳定状态的效果。

附图说明

图1为本发明防浪式海上移动平台实施例一的基本结构示意图；

图2为图1中I部的局部放大剖视结构示意图；

图3为图2中II部的局部放大结构示意图；

图4为图1中A-A向的截面视图；

图5为本发明防浪式海上移动平台实施例一在波浪中的自平衡运作示意图；

图6为本发明防浪式海上移动平台实施例一的仰视结构示意图；

图7为本发明防浪式海上移动平台实施例二的仰视结构示意图；

图8为本发明防浪式海上移动平台实施例三的正视结构示意图；

图9为本发明防浪式海上移动平台实施例三的仰视结构示意图。

具体实施方式

以下，将会参照附图描述本发明的实施方式。在实施方式中，相同构造的部分使用相同的附图标记并且省略描述。

参阅图1所示，为本发明防浪式海上移动平台实施例一的基本结构示意图，如图中所示，所述的移动平台包括船体1、控制室3和多个自平衡移动设备2。所述的自平衡移动设备2安装于所述船体1中，并从所述船体1底部透出部分结构浸入海面以下，所述自平衡移动设备2用于承载所述船体1并在风浪中通过调整自身结构完成自平衡过程，以保证所述船体1保持平稳状态，起到防浪防晃效果，此外也可通过调整自身结构以调转所述船体1的移动方向，以实现所述船体1各个方向上的移动动作。所述控制室3设置于所述船体1上，其内设置有与所述自平衡移动设备2相电连接的控制台，用于控制所述自平衡移动平台2各个动作的运行。图中直线6指示静水中的海平面线。

结合图2所示，为图1中I部的局部放大剖视结构示意图，如图所示，所述的自平衡移动设备2包括转向单元21、驱动单元22以及平衡推进单元23。所述的驱动单元22驱动所述转向单元21转动，以实现对与所述转向单元21相连接的平衡推进单元23进行各个方向的调整，所述平衡推进单元23与所述转向单元21相活动连接，用于在风浪中进行自身调整以实现自平衡效果，并部分沉入海平面中提供浮力与推进力，实现所述船体1的平衡与运动。

所述的转向单元21包括一旋转圆盘211、一固定轴212和轴承213，所述的固定轴212固定安装于所述船体1中，呈竖直方向设置。所述的旋转圆盘211中心穿入所述固定轴212轴部，能够绕轴旋转，所述旋转圆盘211与所述固定轴212相活动连接处设置有轴承213，本实施例中选用两个深沟球轴承实现活动连接效果。所述的转向单元21还包括多个托辊214，所述托辊214环形设置于所述旋转圆盘上下面，用于辅助所述旋转圆盘212的旋转，并对所述旋转圆盘212进行承重和限位以保证所述旋转圆盘212处于水平位置。

所述的驱动单元22包括一驱动电机221、一驱动齿轮222以及一涡轮蜗杆组223，所述的驱动电机221带动所述的驱动齿轮222运转，所述涡轮蜗杆组223分别与所述的驱动齿轮222和所述的旋转圆盘212相啮合连接，所述旋转圆盘212外缘设置有与所述涡轮蜗杆组223相匹配的齿线，相互间啮合连接。所述的驱动电机221与所述控制室3中的控制器相电连接，实现所述驱动电机221的实时动作调节。

所述的平衡推进单元23包括两缓冲调节装置231、一浮筒232、一连接厢233、两连接通管234、一推进叶轮235以及一叶轮电机。所述的浮筒232沉入如图所示的所述海平面线6以下，其内部中空，外部呈橄榄状，用于向所述船体1提供浮力支持。所述的连接厢233位于所述浮筒232上方，与之相固定连接，其内部设置有通道，并与所述浮筒232的内部空腔相通。所述的缓冲调节装置231一端与所述的旋转圆盘211下表面相轴连接，另一端与所述的连接厢233一侧相轴连接，其可根据需要进行轴向伸缩动作，以实现对所述连接厢233以及所述浮筒232的高度位置调节。所述的连接通管234整体呈柱状结构，其外表面密封，内部设置有通道，所述连接通管234一端与所述旋转圆盘211轴连接，另一端与所述的连接厢233轴连接，其轴连接方式与所述缓冲调节装置231的轴连接方式相同，且所述的连接通管234内部的中空通道与所述连接厢233内部的通道相通，其外部位置以软性材料进行密封处理。所述船体1中也设置有相应的通道，用于与所述的连接通管234内部的中空通道相连通，并在连接处密封处理，为较为普遍简单的技术，故图中不予以指出。

结合图4所示，为图1中A-A向的截面视图，如图中所示，本实施例中的所述平衡推进单元23设置有两个所述的缓冲调节装置231和两条连接通管234，其中，所述的两条连接通管234包括一走人通道2341和一走线通道2342。所述的走线通道2342用于线路的铺设，所述的走人通道2341用于维修操作人员从所述船体1中进入所述浮筒232中进行维修或操作动作，所述走人通道2341内部可设计移动楼道以方便维修操作人员的走动。所述的推进叶轮235设置于所述的浮筒232尾部，并在所述浮筒内设置有叶轮电机，用于驱动所述推进叶轮235动作，以对所述船体1提供向前推进的力。所述叶轮电机的电连接线路通过所述的走线通道2342进入所述船体1，并与所述控制室3中的控制器相连，以实现对所述推进叶轮235的实时调控操作。

如图2所示，所述的缓冲调节装置231包括一液压缸2311、一液压杆2312、一弹簧2313、第一连接部2314以及第二连接部2315。所述的液压缸2311一端开口，用于容纳所述液压杆2312，另一端设置有所述第一连接部2314，所述的液压杆2312一端穿入所述液压缸2311内部，另一端设置有所述的第二连接部2315，并通过所述的第二连接部2315与所述的连接厢233实现轴连接。所述的液压缸2311通过设置所述的第一连接部2314与所述的旋转圆盘211相轴连接。所述的液压杆2312内部中空，能在所述液压缸2311内部做轴向往复运动，所述弹簧2313设置于所述液压缸2311和所述液压杆2312内部，用于工作状态下发生形变给与所述液压杆2312拉力与推力。

所述的自平衡移动设备2还包括油路24，所述油路与所述的液压缸2311相通，所述液压缸2311、所述液压杆2312以及所述油路24内均注满有液压油，所述油路24将多个所述自平衡移动设备的所述缓冲调节装置231相互间内部连通，所述液压油通过所述油路24在多个所述缓冲调节装置231内部进行交换流动，实现所有相同连接的所述缓冲调节装置231内部压力各处相等，使得各处的所述浮筒232和所述液压杆2312处于平衡稳定状态。所述的固定轴212为中空结构，所述的油路24由所述液压缸2311穿出后通过所述固定轴212内部中空部分进入所述船体1内部。

结合图3所示，为图2中II部的局部放大结构示意图。如图所示，所述液压杆2312端面外缘具有凸边2316，并在所述液压缸2311下部形成空腔2318，所述凸边2316上还环形分布设置有多个油孔2317，用于在运作状态下所述液压油从所述油孔2317中流入下部所述空腔2318，实现所述自平衡装置2内部各处的液压平衡。液压油通过所述油孔2317流入所述空腔2318的过程对液压平衡的过程以及所述液压杆2312的轴向运动产生缓冲作用，防止了所述液压杆2312的剧烈动作。所述空腔2318下部密封处理，以防止所述液压杆2312运动过程中液压油从下部连接处溢出。本实施例中所述液压缸2311各处连接处均进行密封处理。

参阅图5所示，为本发明防浪式海上移动平台实施例一在波浪中的自平衡运作示意图。如图中所示，图中曲线7为海浪中的海平面线，由于海浪的作用，海平面处于一种不平的状态，且波浪中存在落差，一般船体易于翻转晃动甚至于侧翻，而本实施例在此种情形下所述自平衡移动设备2开始运作。海浪的作用下，在海平面较低处，如图中a位置，由于所述浮筒232在自身重力和浮力，以及所述弹簧2313通过所述连接厢233给与的推力作用下，所述缓冲调节装置231整体伸长，所述浮筒232调整至适当位置，并通过各处轴连接的效果仍处于平衡稳定状态，此时所述弹簧2313对所述浮筒232提供拉力。而在海平面较高处，如图b位置，同样由于所述浮筒232在自身重力和浮力，以及所述弹簧2313通过所述连接厢233给与的拉力作用下，所述缓冲调节装置231整体回缩，所述浮筒232调整至适当位置，并通过各处轴连接的效果仍处于平衡稳定状态，此时所述弹簧2313对所述浮筒232提供推力。

同时，所述自平衡移动2内部的液压油通过所述油路24进行流动补偿，如b位置的液压油流动到a位置，对所述浮筒232和所述液压杆2312提供一个推力，得到相互间的一个力的平衡，并实现所有相通相连的所述自平衡移动设备2内部压力依然各处相等。这样，所述浮筒232均仍处于海面以下适宜位置，所述船体1在海浪下晃动量极少，实现了防浪防晃的效果。所述弹簧2313提供了一个较为强大的回复力，在液压和浮力以及重力的相互力的作用下进行推力和拉力的转换，与所述液压油一起对所述浮筒232所在位置进行辅助控制，实现了所述浮筒232适当沉入海平面线并提供浮力支持的效果。

结合上述以及图2，当所述移动平台需要进行方向调节或移动时，所述控制室3调控所述驱动单元22运作，所述转向单元21带动所述平衡推进单元23跟随所述驱动单元22运动，并调整至所需要的移动方向，至此，所述控制室3调控所述的推进叶轮235运作，以实现所述移动平台各个方向的移动。值得指出的是，所述的方向调整与推进可为同步操控，也可以是不同步操控，从而所述平台可进行各个方向位置的调整与移动。

参阅图6所示，为本发明防浪式海上移动平台实施例一的仰视结构示意图。如图所示，本实施例中，所述的自平衡移动设备数量为6个，其均匀对称分布于所述船体1内部并透出底部。

这样，所述自平衡移动设备2的设置使得所述移动平台实现了在风浪情形下依然平稳并各个方向移动的效果；所述浮筒232提供了较大的浮力，实现了所述船体1略高于海面的效果；所述弹簧2313的设置进一步加强了风浪情况下所述自平衡移动设备2运作的力的支持；所述油路24将所有的所述自平衡移动设备2相互连通，并在内部注满液压油，实现了其内部各处压力始终相等，且始终处于平衡稳定的效果；所述自平衡移动设备2均匀设置并具有6个之多，进一步加强了所述移动平台在风浪下的稳定性；所述液压杆2312内部中空，与所述液压缸2311一起容纳所述弹簧2313的设计使得所述弹簧2313具有更为良好的伸缩空间，以得到更好的伸缩量和提供更为优秀的力的效果；所述驱动单元22设置使得所述旋转圆盘211能够有效运转；所述托辊214以及所述轴承213的设置加强了所述旋转圆盘211的有效运动，并辅助限制了所述旋转圆盘211的脱位；所述轴连接的设计使得所述浮筒232运动时能够进行位置调节以实现仍处于平衡稳定状态的效果。

参阅图7所示，为本发明防浪式海上移动平台实施例二的仰视结构示意图。如图中所示，本实施例基本结构与上述实施例一相同，其不同之处仅在于所述自平衡移动设备2的数量为7个，且船体底面呈龟甲状，所述自平衡移动设备2较为均匀的分布于所述船体1内部，并将部分结构单元透出所述船体1底部，这样，所述移动平台底面具有的所述自平衡移动设备2更多且均衡，能够更好的抵御海上风浪，实现防浪防晃的效果。

参阅图8所示，为本发明防浪式海上移动平台实施例三的正视结构示意图，结合图9，为本发明防浪式海上移动平台实施例三的仰视结构示意图。如图中所示，本实施例结构与上述实施例一基本相同，其不同之处仅在于本实施例中所述的控制室3设置于所述船体1内部，所述的船体1底部呈圆形，且所述的自平衡移动设备2共设置有9个，除中心位置设置一个所述自平衡移动设备2外，其余八个均环形均匀分布设置于所述船体1中，并部分透出所述船体底部。这样，所述的船体1甲板上为一空旷平面，可用来存放货物或修建各种需求的建筑。值得指出的是，如果需要，可在所述船体1甲板上设计停机坪与跑道以及弹射推进装置或斜板滑跳板，以用于飞机的停靠与起飞。这样，所述移动平台底面具有的所述自平衡移动设备2更多且均衡，能够更好的抵御海上风浪，实现防浪防晃的效果；所述船体1甲板更为空旷，便于各种用途使用与操作；所述的移动平台各个方向对称，从而各个方向的移动将不存在区别，可通过调节进行各向移动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防浪式海上移动平台，包括船体，其特征在于，所述的船体中设置有多个自平衡移动设备，所述的自平衡移动设备包括：

一平衡推进单元，其设置于所述船体外，部分浸入海平面以下，用于对所述船体提供浮力支持，并通过调整自身结构在海浪中进行自平衡动作，以及推进所述船体前行；

一转向单元，其安装于所述船体内，并与所述的平衡推进单元相活动连接，用于转向调整所述平衡推进单元的推进方向；

一驱动单元，其安装于所述船体内，并与所述转向单元相传动连接，用于驱动所述转向单元转动。

2.如权利要求1所述的防浪式海上移动平台，其特征在于，所述的平衡推进单元包括：

一浮筒，其内部中空，设置于所述船体外，并沉浸入海平面以下，用于对所述船体提供浮力支持；

一连接厢，其与所述的浮筒上部固定连接，内部设置有通道，并与所述浮筒的内部空腔相连通；

两缓冲调节装置，其两端分别与所述的连接厢和所述的转向单元轴连接，且所述缓冲调节装置可进行轴向伸缩动作；

两连接通管，其整体呈圆柱状结构，内部设置有中空通道，两端分别与所述的连接厢和所述的转向单元轴连接，且内部的所述中空通道与所述连接厢以及所述船体的内部通道相连通；

一推进叶轮，其设置于所述浮筒尾部，用于向所述船体提供推进力；

一叶轮电机，其设置于所述浮筒内部，用于驱动所述推进叶轮运转，并通过所述的连接通管的所述中空通道与所述船体上设置的一控制室相电连接。

3.如权利要求2所述的防浪式海上移动平台，其特征在于，所述的缓冲调节装置包括：

一液压缸，其一端开口，用于容纳一液压杆，另一端设置有一第一连接部；

所述液压杆，其内部中空，一端活动设置于所述液压缸内，并能进行轴向运动，另一端设置有一第二连接部；

一弹簧，其设置于所述液压缸和所述液压杆内部，用于对所述液压杆提供拉力与推力；

所述第一连接部，其一端与所述的液压缸固定连接，另一端与所述的转动单元轴连接；

所述第二连接部，其一端与所述的液压杆固定连接，另一端与所述的连接厢轴连接。

4.如权利要求3所述的防浪式海上移动平台，其特征在于，所述的转向单元包括：

一固定轴，其固定安装于所述船体中，呈竖直方向设置；

一旋转圆盘，其中心穿入所述固定轴，能够绕轴旋转，且圆盘形外缘与所述的驱动单元传动连接，下端面与所述的缓冲调节装置以及所述的连接通管轴连接；

轴承，其设置于所述旋转圆盘与所述固定轴相活动连接处。

5.如权利要求4所述的防浪式海上移动平台，其特征在于，所述的驱动单元包括：

一涡轮蜗杆组，其与所述的旋转圆盘相啮合连接，并与一驱动齿轮相啮合连接，用于将所述驱动齿轮的运动传递并带动所述旋转圆盘的旋转动作；

所述驱动齿轮，其与一驱动电机相连接，用于将所述驱动电机的轴的运动传递至所述的涡轮蜗杆组；

所述驱动电机，其与所述控制室相电连接，用于调控并驱动所述驱动齿轮的动作。

6.如权利要求4所述的防浪式海上移动平台，其特征在于，所述的自平衡移动设备设置有油路，所述油路与所述液压缸相连通，所述液压缸和所述液压杆内部充满液压油，所述船体内的多个所述缓冲调节装置间通过所述油路进行相互间的液压油流通交换。

7.如权利要求6所述的防浪式海上移动平台，其特征在于，所述的固定轴为中空结构，所述油路由所述液压缸穿出后通过所述固定轴的内部中空部分进入所述船体内部。

8.如权利要求6或7所述的防浪式海上移动平台，其特征在于，所述的液压杆端面外缘具有凸边，并在所述液压缸下部形成空腔，所述凸边上环形设置有多个油孔，用于在所述液压杆进行轴向运动时液压油流入所述空腔。

9.如权利要求5所述的防浪式海上移动平台，其特征在于，所述的连接通管包括一走人通道和一走线通道，其中，所述的走线通道用于线路的铺设，所述的走人通道用于维修操作人员从所述船体中进入所述浮筒中进行维修或操作动作。

10.如权利要求5所述的防浪式海上移动平台，其特征在于，所述的转向单元还包括多个托辊，所述托辊环形设置于所述旋转圆盘上下面，用于辅助所述旋转圆盘的旋转，并对所述旋转圆盘进行承重和限位以保持所述旋转圆盘处于水平位置。