CN108001637A - 大型多组合深水稳定水上悬浮平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提出大型多组合深水稳定水上悬浮平台，包括悬浮机构；悬浮机构包括作业平台和配重体；配重体由以多个中空结构连接的多个注水箱体组成；配重体潜于水下并通过阻尼器与作业平台相连；注水箱体通过调整箱内水量以改变箱体浮力使作业平台浮动状态改变；中空结构包括若干中空管材，所述中空管材内腔中填以发泡材料；各中空管材以T型板材互相连接为H型组合体且中空管材沿T型板材长边方向设置，在T型板材与中空管材的连接处设有加强筋；注水箱体设有刚性壳体，注水箱体与中空结构下部相连，当注水箱体贮水量最大时，注水箱体潜坐于水底与地面以强化平台锚定；本发明能在大型水上平台规模下实现优秀的能源供应效率、抗风浪性能和平台综合管理。

Description

大型多组合深水稳定水上悬浮平台
技术领域
本发明涉及水上设施领域，尤其是大型多组合深水稳定水上悬浮平台。
背景技术
水上悬浮平台是水面设施的常用结构，但当平台尺寸较大时，在风浪的作用下，平台的能源供应、抗风浪和管理较为困难。
本案产品结合海洋装备工程结构安全、大型海洋浮体、系泊工程专业技、机械自动化、结构信息模型、海洋测控、力学、遥感、信息、水动力学仿真技术。技术含量高、抗风浪能力强、使用年限长、有效养殖水体大、适应水域广、生态循环好、成本低、综合效率高等优点，而且可拓展为生态养殖、旅游、休闲、观光、游乐的综合性平台。
发明内容
本发明提出大型多组合深水稳定水上悬浮平台，能在较大的水上平台规模下实现优秀的能源供应效率、抗风浪性能和平台综合管理。
本发明采用以下技术方案。
大型多组合深水稳定水上悬浮平台，悬浮平台以悬浮机构维持悬浮状态，所述悬浮机构包括支撑于水面上的作业平台和浸于水中的配重体；所述配重体由以多个中空结构连接的多个注水箱体组成；配重体潜于水下并通过阻尼器与作业平台相连；注水箱体通过调整箱内水量以改变箱体浮力使作业平台浮动状态改变。
所述中空结构包括若干中空管材，所述中空管材内腔中填以发泡材料；各中空管材以T型板材互相连接为H型组合体且中空管材沿T型板材长边方向设置，在T型板材与中空管材的连接处设有加强筋。
所述注水箱体设有刚性的壳体，注水箱体与中空结构下部相连，当注水箱体贮水量达到最大时，注水箱体潜坐于水底与地面相接触以强化对悬浮平台的锚定；
各悬浮平台边沿侧梁处设有多组球台和内置弹性件及电磁机构的卡钳，当悬浮平台相互拼接时，悬浮平台的卡钳以弹性件弹力咬合另一平台的球台使两平台维持连接状态，当拼接状态的悬浮平台需要分离时，卡钳在电磁力作用下张开以释放球台。
所述作业平台底板处设有H形承重梁，H形承重梁底端处设有多个连接柱，所述连接柱以下端开口的连接柱腔套置于T型板材上端的中空管材处；所述T型板材以垂直阻尼装置和水平阻尼装置与H形承重梁相连；所述垂直阻尼装置为在T型板材上围绕连接柱均匀设置的弹簧阻尼器；所述水平阻尼装置为设于连接柱腔处的U型气囊，所述U型气囊开口下以包裹中空管材，当配重体因波浪冲击而运动时，U型气囊对配重体与H形承重梁间的碰撞力进行缓冲或消能以消减平台摇摆幅度。
所述作业平台处设有能源机构，所述能源机构内置发电设备，所述发电设备为波浪能发电装置、温差能发电装置、风能发电装置、光能发电装置中的一种或几种。
所述风能发电装置设于作业平台上的景观柱处；所述波浪能发电装置设有风压回收管与风能发电装置相通，当波浪能发电装置发电时，波浪产生的风压经风压回收管送至风能发电装置发电。
所述悬浮机构还包括可驱动作业平台在水面移动的低速驱动器。
所述作业平台处设有气泵，所述气泵以加气管与注水箱体上端面相通，所述注水箱体下端面处设有排水口；当需减少注水箱体贮水使作业平台上浮时，排水口开启，气泵向注水箱体内充气以排出箱内水直至满足作业平台上浮所需浮力后再关闭排水口；当需加大注水箱体贮水使作业平台下沉时，排水口开启，气泵关闭，水从排水口进入以调节浮力和配重量。
所述作业平台包括侧框和底框，所述侧框或底框安装有环境感知装置，所述环境感知装置包括水质传感器、水温传感器、流速传感器、波能传感器、定位传感器、激光扫描传感器、水下光源和摄像机；管理模块通过对传感器采集的物理信息、化学信息、摄像头捕捉图像进行整理、转换、比对，将真实图像和虚拟图像实时融合显示在管理模块屏幕上；管理模块可通过无线终端进行控制，管理模块也可以控制摄像头的转动。
所述作业平台处设有AR系统，所述AR系统与环境感知装置、气泵、注水箱及养殖投饵装置相连，使用者能够通过AR系统实时了解水下环境数据并控制作业平台的浮沉作业，还能通过AR系统投放饵料以观察水下环境变化。
所述作业平台的类型包括观光平台、公共配套设施平台和栈道平台，不同类型平台连接时，连接部位处设有连接位阻尼器；所述连接位阻尼器设于水平方向或垂直方向；连接位阻尼器以液压压力或电磁力为阻尼力源。
所述作业平台的平台地面为水泥地板面；水泥地板面采用玻璃钢螺纹条作为结构加强筋；平台上的建筑物的室内地板面涂覆环氧树脂地坪漆；平台上的建筑物的室外地板面经打磨处理后涂覆防晒、防腐、抗裂丙基酸地坪漆。
本发明所述平台的支撑点处设置阻尼器，可以大幅降低风浪对平台的影响，而且平台配重物在风浪较大时可潜坐于水底与地面相接触，大幅加强对平台的锚定能力，从而大幅提升平台的抗风浪能力。
本发明以注水箱体上端的空心管支撑平台悬于水面上，使得波浪对平台的冲击大大减小，而且注水箱体的壳体以高强度材料成型，即使注水箱潜坐于水底，注水箱体也有足够的强度来支撑平台，而且此状态下，空心管仍有足够的长度支撑平台悬于水面。
本发明中，由于同时设置了风能和波浪能发电装置，而且设有风管来回收波浪能发电时的衍生风力，从而利用了大型平台充裕的波浪能和风能，使得平台具备良好的发电供能能力。
本发明中，由于在平台处设置多种类型的传感器以感知水体环境，而且这些传感器能与AR装置相联，从而提升了使用者对大型平台的操控能力，而且也可以做为AR观光项目向游客推出。
本发明由于可实现大型的水上悬浮平台且具有优秀的抗风浪能力，并且能以阻尼结构保证平台上设施的平稳工作环境，因此能在平台上设置包括计算机、传输芯片和光纤的高速网络，形成水上的共享云平台，实现平台资源的专业开发、组群共建、协同管理、定制服务、快乐分享、精准分销、定向配送，拓展为生态养殖、旅游、休闲、观光、游乐的综合性平台。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的局部示意图；
附图2是悬浮平台拼接时接合部位的示意图；
附图3是本发明的平台上的限位模块示意图；
附图4是本发明的注水箱体的剖切示意图；
图中：100-作业平台；101-注水箱体；102-中空管材；103-T型板材；104-垂直阻尼装置；105-水平阻尼装置；106-波浪能发电装置；107-风压回收管；108-景观柱；109-风能发电装置；110-加气管；111-排水口；112-连接柱；113-连接柱腔；
201-卡钳；202-电磁机构；203-球台；204-限位模块。
具体实施方式
如图1-2所示，大型多组合深水稳定水上悬浮平台，悬浮平台以悬浮机构维持悬浮状态，所述悬浮机构包括支撑于水面上的作业平台100和浸于水中的配重体；所述配重体由以多个中空结构连接的多个注水箱体101组成；配重体潜于水下并通过阻尼器与作业平台相连；注水箱体101通过调整箱内水量以改变箱体浮力使作业平台100浮动状态改变。
所述中空结构包括若干中空管材102，所述中空管材内腔中填以发泡材料；各中空管材以T型板材103互相连接为H型组合体且中空管材沿T型板材长边方向设置，在T型板材与中空管材的连接处设有加强筋。
所述注水箱体设有刚性的壳体，注水箱体与中空结构下部相连，当注水箱体贮水量达到最大时，注水箱体潜坐于水底与地面相接触以强化对悬浮平台的锚定；
各悬浮平台边沿侧梁处设有多组球台203和内置弹性件及电磁机构202的卡钳201，当悬浮平台相互拼接时，悬浮平台的卡钳以弹性件弹力咬合另一平台的球台使两平台维持连接状态，当拼接状态的悬浮平台需要分离时，卡钳在电磁力作用下张开以释放球台。
所述作业平台底板处设有H形承重梁，H形承重梁底端处设有多个连接柱112，所述连接柱以下端开口的连接柱腔113套置于T型板材上端的中空管材102处；所述T型板材以垂直阻尼装置104和水平阻尼装置105与H形承重梁相连；所述垂直阻尼装置为在T型板材上围绕连接柱均匀设置的弹簧阻尼器；所述水平阻尼装置为设于连接柱腔处的U型气囊，所述U型气囊开口下以包裹中空管材，当配重体因波浪冲击而运动时，U型气囊对配重体与H形承重梁间的碰撞力进行缓冲或消能以消减平台摇摆幅度。
所述作业平台处设有能源机构，所述能源机构内置发电设备，所述发电设备为波浪能发电装置、温差能发电装置、风能发电装置、光能发电装置中的一种或几种。
所述风能发电装置109设于作业平台上的景观柱108处；所述波浪能发电装置106设有风压回收管107与风能发电装置相通，当波浪能发电装置发电时，波浪产生的风压经风压回收管送至风能发电装置发电。
所述悬浮机构还包括可驱动作业平台在水面移动的低速驱动器。
所述作业平台处设有气泵，所述气泵以加气管110与注水箱体上端面相通，所述注水箱体下端面处设有排水口111；当需减少注水箱体贮水使作业平台上浮时，排水口开启，气泵向注水箱体内充气以排出箱内水直至满足作业平台上浮所需浮力后再关闭排水口；当需加大注水箱体贮水使作业平台下沉时，排水口开启，气泵关闭，水从排水口进入以调节浮力和配重量。
所述作业平台包括侧框和底框，所述侧框或底框安装有环境感知装置，所述环境感知装置包括水质传感器、水温传感器、流速传感器、波能传感器、定位传感器、激光扫描传感器、水下光源和摄像机；管理模块通过对传感器采集的物理信息、化学信息、摄像头捕捉图像进行整理、转换、比对，将真实图像和虚拟图像实时融合显示在管理模块屏幕上；管理模块可通过无线终端进行控制，管理模块也可以控制摄像头的转动。
所述作业平台处设有AR系统，所述AR系统与环境感知装置、气泵、注水箱及养殖投饵装置相连，使用者能够通过AR系统实时了解水下环境数据并控制作业平台的浮沉作业，还能通过AR系统投放饵料以观察水下环境变化。
所述作业平台的类型包括观光平台、公共配套设施平台和栈道平台，不同类型平台连接时，连接部位处设有连接位阻尼器；所述连接位阻尼器设于水平方向或垂直方向；连接位阻尼器以液压压力或电磁力为阻尼力源。
所述作业平台的平台地面为水泥地板面；水泥地板面采用玻璃钢螺纹条作为结构加强筋；平台上的建筑物的室内地板面涂覆环氧树脂地坪漆；平台上的建筑物的室外地板面经打磨处理后涂覆防晒、防腐、抗裂丙基酸地坪漆。
本例中，悬浮平台还包括浮于水面的主浮力系统模块，主浮力系统模块处设有控制装置及气泵，注水箱体的刚性壳体为与箱体主体连接的立柱壳体。
本例中，当配重体的注水箱体因外力受损或老化时，通过调节配重箱体内水量以改变箱体浮力轮替更换任何一组箱体，可使平台结构使用年限成倍延长。
本例中，所述作业平台由带玻璃纤维加强筋的装配式拼接而成，轻型混凝土预制板与悬浮机构承重梁采用內填限位模块204进行垂直和水平锚固；所述作业平台上部结构采用复合材料集成装配式建筑，安装现场零排放；平台地面为轻型节能水泥地板面。
本例中，悬浮平台能够以低速驱动器调节平台离合方位和观光移动。
本例中，悬浮平台可通过智能管理模块设置离合编程，在移动终端通过密码验证确认离合安全操作。

Claims (10)

1.大型多组合深水稳定水上悬浮平台，其特征在于：悬浮平台以悬浮机构维持悬浮状态，所述悬浮机构包括支撑于水面上的作业平台和浸于水中的配重体；所述配重体由以多个中空结构连接的多个注水箱体组成；配重体潜于水下并通过阻尼器与作业平台相连；注水箱体通过调整箱内水量以改变箱体浮力使作业平台浮动状态改变；
所述中空结构包括若干中空管材，所述中空管材内腔中填以发泡材料；各中空管材以T型板材互相连接为H型组合体且中空管材沿T型板材长边方向设置，在T型板材与中空管材的连接处设有加强筋；
所述注水箱体设有刚性的壳体，注水箱体与中空结构下部相连，当注水箱体贮水量达到最大时，注水箱体潜坐于水底与地面相接触以强化对悬浮平台的锚定；
各悬浮平台边沿侧梁处设有多组球台和内置弹性件及电磁机构的卡钳，当悬浮平台相互拼接时，悬浮平台的卡钳以弹性件弹力咬合另一平台的球台使两平台维持连接状态，当拼接状态的悬浮平台需要分离时，卡钳在电磁力作用下张开以释放球台。
2.根据权利要求1所述的大型多组合深水稳定水上悬浮平台，其特征在于：所述作业平台底板处设有H形承重梁，H形承重梁底端处设有多个连接柱，所述连接柱以下端开口的连接柱腔套置于T型板材上端的中空管材处；所述T型板材以垂直阻尼装置和水平阻尼装置与H形承重梁相连；所述垂直阻尼装置为在T型板材上围绕连接柱均匀设置的弹簧阻尼器；所述水平阻尼装置为设于连接柱腔处的U型气囊，所述U型气囊开口下以包裹中空管材，当配重体因波浪冲击而运动时，U型气囊对配重体与H形承重梁间的碰撞力进行缓冲或消能以消减平台摇摆幅度。
3.根据权利要求1所述的大型多组合深水稳定水上悬浮平台，其特征在于：所述作业平台处设有能源机构，所述能源机构内置发电设备，所述发电设备为波浪能发电装置、温差能发电装置、风能发电装置、光能发电装置中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的大型多组合深水稳定水上悬浮平台，其特征在于：所述风能发电装置设于作业平台上的景观柱处；所述波浪能发电装置设有风压回收管与风能发电装置相通，当波浪能发电装置发电时，波浪产生的风压经风压回收管送至风能发电装置发电。
5.根据权利要求1所述的大型多组合深水稳定水上悬浮平台，其特征在于：所述悬浮机构还包括可驱动作业平台在水面移动的低速驱动器。
6.根据权利要求1所述的大型多组合深水稳定水上悬浮平台，其特征在于：所述作业平台处设有气泵，所述气泵以加气管与注水箱体上端面相通，所述注水箱体下端面处设有排水口；当需减少注水箱体贮水使作业平台上浮时，排水口开启，气泵向注水箱体内充气以排出箱内水直至满足作业平台上浮所需浮力后再关闭排水口；当需加大注水箱体贮水使作业平台下沉时，排水口开启，气泵关闭，水从排水口进入以调节浮力和配重量。
7.根据权利要求6所述的大型多组合深水稳定水上悬浮平台，其特征在于：所述作业平台包括侧框和底框，所述侧框或底框安装有环境感知装置，所述环境感知装置包括水质传感器、水温传感器、流速传感器、波能传感器、定位传感器、激光扫描传感器、水下光源和摄像机；管理模块通过对传感器采集的物理信息、化学信息、摄像头捕捉图像进行整理、转换、比对，将真实图像和虚拟图像实时融合显示在管理模块屏幕上；管理模块可通过无线终端进行控制，管理模块也可以控制摄像头的转动。
8.根据权利要求7所述的大型多组合深水稳定水上悬浮平台，其特征在于：所述作业平台处设有AR系统，所述AR系统与环境感知装置、气泵、注水箱及养殖投饵装置相连，使用者能够通过AR系统实时了解水下环境数据并控制作业平台的浮沉作业，还能通过AR系统投放饵料以观察水下环境变化。
9.根据权利要求6所述的大型多组合深水稳定水上悬浮平台，其特征在于：所述作业平台的类型包括观光平台、公共配套设施平台和栈道平台，不同类型平台连接时，连接部位处设有连接位阻尼器；所述连接位阻尼器设于水平方向或垂直方向；连接位阻尼器以液压压力或电磁力为阻尼力源。
10.根据权利要求9所述的大型多组合深水稳定水上悬浮平台，其特征在于：所述作业平台的平台地面为水泥地板面；水泥地板面采用玻璃钢螺纹条作为结构加强筋；平台上的建筑物的室内地板面涂覆环氧树脂地坪漆；平台上的建筑物的室外地板面经打磨处理后涂覆防晒、防腐、抗裂丙基酸地坪漆。
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