CN108016581B - 一种主动连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动连接器，包括可与浮体模块连接的左连接板和右连接板，在左连接板和右连接板之间设有可承受各方向力和扭矩的弹性组件，弹性组件内设有中空腔，中空腔内设有活塞缸，活塞缸的无杆端和有杆端分别对应与左连接板和右连接板铰接；活塞缸上设有进油口和出油口。本发明的弹性组件可以保证连接器的基本刚度并具有一定的柔韧性，可适当限制浮体模块自由度，在此基础之上，添加活塞缸，可根据超大型浮体模块系统的状态以及周围的环境状态实时调节活塞缸的输出力，可避免连接器载荷过大，实现主动控制浮体模块的状态，有效减小浮体模块的振动。

Description

一种主动连接器

技术领域

本发明涉及一种主动连接器，尤其适用于浮式结构物模块间的连接。

背景技术

大型浮式结构是一种大型的海洋工程技术领域的新型装备。大型浮式结构可用作海上采用平台、浮动机场、浮动城市等等。它体量巨大，长度为千米级，而排水量有数百万顿。

大型浮式结构一般由多个浮体模块相互连接而成，以便于制造和安装。因此，模块之间的连接器就关系到整个浮式结构的动态特性以及可靠性。常见的有焊接、刚性连接、铰接、柔性连接器等几种。这几种连接器各有优劣，如果要连接可靠，则连接器载荷过大，连接器的疲劳特性差；而如果释放模块自由度，则浮体振动过大，又不利于浮体的正常运行。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种可适当限制浮体模块自由度，但避免连接器载荷过大的主动连接器。

本发明解决问题的技术方案是：一种主动连接器，包括可与浮体模块连接的左连接板和右连接板，在左连接板和右连接板之间设有可承受各方向力和扭矩的弹性组件，所述弹性组件内设有中空腔，中空腔内设有活塞缸，活塞缸的无杆端和有杆端分别对应与左连接板和右连接板铰接；

所述活塞缸上设有进油口和出油口。

上述方案中，控制系统可根据指定算法，根据浮体系统的状态以及以及周围的环境状态实时控制液压油流进或流出的速度以及活塞缸的压力，输出主动控制力，从而主动控制浮体模块的状态，使其振动更小。

具体的，在左连接板和右连接板上分别设有球碗，在活塞缸的活塞杆外端固定设有右球头销，在活塞缸无杆端的缸体上固定设有左球头销；

左球头销和右球头销分别对应卡入左连接板和右连接板的球碗内，并通过卡环限位，防止左球头销和右球头销脱出。

采用球铰的形式，使得相邻两个浮体模块之间有相对运动时，活塞缸可整体运动。

进一步的，所述弹性组件包括由多层弹性材料块及钢板交替堆叠而成的复合弹簧，所述复合弹簧沿自身轴线开有贯通的中空腔，活塞缸设置于该中空腔内；

所述复合弹簧最外侧两端面为钢板，且最外侧两端面分别与左连接板和右连接板固定连接。

弹性组件的结构可以有多种形式，原则上只需保证可以承受各个方向的力和扭矩并具有一定的柔韧性，以保证此主动连接器的基本刚度。

弹性材料块具有一定的柔韧性，夹杂钢板可以增加强度。

优选的，所述弹性材料块为橡胶块，弹性材料块与钢板之间硫化固定。

采用硫化工艺可以将橡胶块和钢板相对固连在一起，同步运动，一方面防止钢板与橡胶块之间在循环受力时产生间隙而磨损，另一方面同步运动可承受更大载荷。

进一步的，还包括用于控制活塞缸进出油流量及压力的控制系统，所述控制系统包括控制器、以及与控制器电连接的压力传感器和节流阀，所述压力传感器设置于活塞缸内，节流阀与进油口和出油口连接。

本发明结构简单紧凑，可确保超大型浮体安全运行，具体效果表现在：主动连接器的弹性组件可以保证连接器的基本刚度并具有一定的柔韧性，可适当限制浮体模块自由度，在此基础之上，添加活塞缸，可根据超大型浮体模块系统的状态以及周围的环境状态实时调节活塞缸的输出力，可避免连接器载荷过大，实现主动控制浮体模块的状态，有效减小浮体模块的振动冲击。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明主动连接器立体图。

图2为主动连接器剖视图。

图中：1-左连接板，2-右连接板，3-弹性组件,4-中空腔，5-活塞缸，6-右球头销，7-左球头销，8-卡环,31-弹性材料块，32-钢板，51-活塞杆。

具体实施方式

为了便于描述，各部件的相对位置关系（如：左、右等）的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。

如图1～2所示，一种主动连接器，包括可与浮体模块连接的左连接板1和右连接板2。

在左连接板1和右连接板2之间设有可承受各方向力和扭矩的弹性组件3。所述弹性组件3包括由多层弹性材料块31及钢板32交替堆叠而成的复合弹簧。所述复合弹簧沿自身轴线开有贯通的中空腔4。所述复合弹簧最外侧两端面为钢板，且最外侧两端面分别与左连接板1和右连接板2固定连接。所述弹性材料块31为橡胶块，弹性材料块31与钢板32之间硫化固定。

在中空腔4内设有活塞缸5，活塞缸5的无杆端和有杆端分别对应与左连接板1和右连接板2铰接。在左连接板1和右连接板2上分别设有球碗。在活塞缸5的活塞杆51外端固定设有右球头销6，在活塞缸5无杆端的缸体上固定设有左球头销7。

左球头销7和右球头销6分别对应卡入左连接板1和右连接板2的球碗内，并通过卡环8限位，防止左球头销7和右球头销6脱出。

所述活塞缸5上设有进油口和出油口。

还包括用于控制活塞缸5进出油流量及压力的控制系统。所述控制系统包括控制器、以及与控制器电连接的压力传感器和节流阀。所述压力传感器设置于活塞缸5内。节流阀与进油口和出油口连接。控制系统可根据超大型浮体模块系统的状态以及周围的环境状态实时调节活塞缸5的输出力，可避免连接器载荷过大，实现主动控制浮体模块的状态。

Claims (2)

1.一种主动连接器，包括可与浮体模块连接的左连接板（1）和右连接板（2），其特征在于：还包括用于控制活塞缸（5）进出油流量及压力的控制系统；在左连接板（1）和右连接板（2）之间设有可承受各方向力和扭矩的弹性组件（3），所述弹性组件（3）内设有中空腔（4），中空腔（4）内设有活塞缸（5），活塞缸（5）的无杆端和有杆端分别对应与左连接板（1）和右连接板（2）铰接；

所述活塞缸（5）上设有进油口和出油口；在左连接板（1）和右连接板（2）上分别设有球碗，在活塞缸（5）的活塞杆（51）外端固定设有右球头销（6），在活塞缸（5）无杆端的缸体上固定设有左球头销（7）；

左球头销（7）和右球头销（6）分别对应卡入左连接板（1）和右连接板（2）的球碗内，并通过卡环（8）限位，防止左球头销（7）和右球头销（6）脱出；所述弹性组件（3）包括由多层弹性材料块（31）及钢板（32）交替堆叠而成的复合弹簧，所述复合弹簧沿自身轴线开有贯通的中空腔（4），活塞缸（5）设置于该中空腔（4）内；

所述复合弹簧最外侧两端面为钢板，且最外侧两端面分别与左连接板（1）和右连接板（2）固定连接；所述控制系统包括控制器、以及与控制器电连接的压力传感器和节流阀，所述压力传感器设置于活塞缸（5）内，节流阀与进油口和出油口连接。

2.根据权利要求1所述的主动连接器，其特征在于：所述弹性材料块（31）为橡胶块，弹性材料块（31）与钢板（32）之间硫化固定。

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