CN108068998B - 一种柔性连接器及浮式平台连接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性连接器，包括卡座和基座，卡座为回转体结构，卡座包括横截面为几字形的本体、固定连接于本体顶部的卡接部，所述卡接部上设有卡槽；基座为横截面为几字形的回转体，基座顶部插入卡座本体的下腔体中，在基座上表面和卡座本体下表面之间设有橡胶弹簧垫；卡座本体、橡胶弹簧垫、以及基座，三者固定连接；基座侧边缘的外径大于卡座本体侧边缘的外径。本发明的柔性连接器结构简单紧凑，可有效减小载荷，使其在发生拉压、弯曲等变形时均靠高强度橡胶材料传递载荷，确保超大型浮体安全运行。而且，该连接器为模块化结构，方便更换维护。与本发明的柔性连接器配合的浮式平台连接结构，可快速连接和脱离，实现六自由度弹性约束。

Description

一种柔性连接器及浮式平台连接结构
技术领域
本发明属于海洋工程领域，具体涉及一种柔性连接器及浮式平台连接结构。
背景技术
超大型浮式结构物是立足国家海洋权益维护和深海资源开发的重大高端海洋工程装备。它可用作远海快速运输交通枢纽、大型深远海开发操作平台、远洋物资存储中继站以及海上机动快速反应的综合军事平台等。由于超大型浮式结构物的尺寸巨大，从建造、运输以及日常维护等方面考虑，其注定采用模块化拼装结构。因此连接器成为模块化结构的关键部件，以往人们采用焊接、铰接等刚性或半刚性连接器，往往导致应力集中，结构难以承受。
中国发明专利“超大型海洋浮式结构物模块间连接器及连接方法（申请号：201210496392.6）”、“应用于超大型海洋浮式结构物模块间的连接器及连接方法（申请号：201410199638.2）”、“一种海洋浮体有动力可调节负压真空吸盘式连接器（申请号：201610161973.2）”等针对超大型海上浮式结构物的模块化连接，提出了若干柔性连接器装置，并且实现了快速安装拆卸的功能，但其大多涉及到复杂的执行机构如液压油缸、电磁吸盘、真空吸盘等，对于超大型浮式结构物所处的海上恶略环境来讲，其安全性和可靠性难以保证。
综上所述，现有技术的超大型浮式结构物之间的连接件以及连接的结构主要存在连接强度不够，以及很难实现快速拼装及解脱的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种可有效的减小结构应力、结构简单紧凑、方便更换维护的柔性连接器，以及可快速拆装的浮式平台连接结构。
本发明解决问题的技术方案是：一种柔性连接器，包括卡座和基座，所述卡座为回转体结构，卡座包括横截面为几字形的本体、固定连接于本体顶部的卡接部，所述卡接部上设有卡槽；
所述基座为横截面为几字形的回转体，基座顶部插入卡座本体的下腔体中，在基座上表面和卡座本体下表面之间设有第一橡胶弹簧垫；
卡座本体、第一橡胶弹簧垫、以及基座，三者固定连接；
基座侧边缘的外径大于卡座本体侧边缘的外径。
上述方案中，基座的侧边缘露在外面是为了与浮式结构物连接。
进一步的，所述第一橡胶弹簧垫与卡座本体和基座之间硫化在一起。采用硫化工艺可以将橡胶弹簧垫分别与卡座本体和基座相对固连在一起，同步运动，一方面防止在循环受力时产生间隙而磨损，一方面同步运动可承受更大载荷。
进一步的所述卡座本体的侧边缘、第一橡胶弹簧垫的边缘、以及基座侧边缘，三者通过螺栓固定连接，连接面处设有环形第二橡胶弹簧垫；
所述卡座的回转中心线与基座的回转中心线重合，沿二者的回转中心线设有将卡座本体、第一橡胶弹簧垫、以及基座的中心部位固定连接的螺栓，连接面处设有环形第三橡胶弹簧垫。
当卡座和基座发生相对运动，发生拉压弯曲等变形时均由橡胶弹簧垫传递载荷，且可承受较大的载荷。
为增加强度，所述第二橡胶弹簧垫和第三橡胶弹簧垫由多层橡胶及钢板交替堆叠而成，且其中心开有通孔。
优选的，所述卡座的本体与卡接部一体成型；所述卡槽的卡合面为斜面。当卡合面为斜面时，自锁能力更强。
相应的，本发明还提供一种浮式平台连接结构，包括浮体A和浮体B，还包括上述方案所述的柔性连接器，在浮体A朝向浮体B的侧面上设有可将基座侧边缘卡合固定的第一卡合装置，在浮体B朝向浮体A的侧面上设有可卡合于卡槽的并将卡接部固定的第二卡合装置。
具体的，所述第一卡合装置包括上端开口下端封闭的T形槽、以及可插入T形槽内的卡板，所述基座的侧边缘插入T形槽中并直达T形槽的封闭端，T形槽的上端开口通过插入卡板封盖，将基座固定连接在T形槽内。
所述第二卡合装置包括两扇对开的卡门、分别驱动两扇卡门对接和分离的驱动装置，所述驱动装置固定于浮体B；
两扇卡门的对接处，以同一圆心各自开有半径相同的半圆贯通孔，两扇卡门对接后所形成的圆的直径等于卡槽处的直径。
优选的，所述驱动装置为弹簧液压驱动机构，包括固定在卡门上的活塞缸、以及与活塞缸运动方向平行的弹簧。
本发明的柔性连接器结构简单紧凑，可有效减小载荷，使其在发生拉压、弯曲等变形时均靠高强度橡胶材料传递载荷，确保超大型浮体安全运行。而且，该连接器为模块化结构，方便更换维护。
与本发明的柔性连接器配合的浮式平台连接结构，可快速连接和脱离，实现六自由度弹性约束。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明柔性连接器剖视图。
图2为卡座结构图。
图3为本发明的第一卡合装置结构图。
图4为柔性连接器与第一卡合装置装配图。
图5为本发明的第二卡合装置结构图。
图6为柔性连接器与第二卡合装置装配图。
图7为浮体A和浮体B连接后的示意图。
图8为浮体A和浮体B之间某一个连接点的剖视图。
图中：1-卡座,2-第一橡胶弹簧垫，3-第二橡胶弹簧垫,4、6-螺栓,5-基座,7-第三橡胶弹簧垫，8-浮体A，9-浮体B，11-本体,12-卡接部，13-卡槽,81-T形槽,82-卡板,91-卡门,92-活塞缸,93-弹簧。
具体实施方式
如图1、2所示，一种柔性连接器，包括卡座1和基座5，所述卡座1为回转体结构，卡座1包括横截面为几字形的本体11、固定连接于本体11顶部的卡接部12，所述卡接部12上设有卡槽13。所述卡座1的本体11与卡接部12一体成型。所述卡槽13的卡合面为斜面。
所述基座5为横截面为几字形的回转体，基座5顶部插入卡座本体11的下腔体中，在基座5上表面和卡座本体11下表面之间设有第一橡胶弹簧垫2。
所述卡座本体11的侧边缘、第一橡胶弹簧垫2的边缘、以及基座5侧边缘，三者通过螺栓4固定连接，连接面处设有环形第二橡胶弹簧垫3。
所述卡座1的回转中心线与基座5的回转中心线重合，沿二者的回转中心线设有将卡座本体11、第一橡胶弹簧垫2、以及基座5的中心部位固定连接的螺栓6，连接面处设有环形第三橡胶弹簧垫7。
所述第二橡胶弹簧垫3和第三橡胶弹簧7垫由多层橡胶及钢板交替堆叠而成，且其中心开有通孔。
基座5侧边缘的外径大于卡座本体11侧边缘的外径。
所述第一橡胶弹簧垫2与卡座本体11和基座5之间硫化在一起。
如图3～8所示，本实施例还提供一种浮式平台连接结构，包括浮体A8和浮体B9，以及将浮体A8和浮体B9连接的至少一个柔性连接器。在浮体A8朝向浮体B9的侧面上设有可将基座5侧边缘卡合固定的第一卡合装置。在浮体B9朝向浮体A8的侧面上设有可卡合于卡槽13的并将卡接部12固定的第二卡合装置。
所述第一卡合装置包括上端开口下端封闭的T形槽81、以及可插入T形槽81内的卡板82。所述基座5的侧边缘插入T形槽81中并直达T形槽81的封闭端。T形槽81的上端开口通过插入卡板82封盖，将基座5固定连接在T形槽81内。
所述第二卡合装置包括两扇对开的卡门91、分别驱动两扇卡门91对接和分离的驱动装置。所述驱动装置固定于浮体B9。两扇卡门91的对接处，以同一圆心各自开有半径相同的半圆贯通孔，两扇卡门对接后所形成的圆的直径等于卡槽13处的直径。
所述驱动装置为弹簧液压驱动机构，包括固定在卡门91上的活塞缸92、以及与活塞缸92运动方向平行的弹簧93。
浮体A和浮体B的连接过程为：
首先，将柔性连接器的基座5的侧边缘插入T形槽81中并直达T形槽81的封闭端。卡板82从T形槽81的上端开口插入，将基座5固定在T形槽81内。
然后，牵引浮体A8靠近浮体B9，当弹簧液压驱动机构的活塞缸92驱动两扇卡门91分离，将柔性连接器的卡接部12推入两扇卡门91之间的间隙，之后活塞缸92驱动两扇卡门91对接，卡门91的半圆口卡入卡槽13，实现固定锁紧。弹簧93作用在卡门91上，将两扇卡门91顶紧。

Claims (8)

1.一种柔性连接器，其特征在于：包括卡座（1）和基座（5），所述卡座（1）为回转体结构，卡座（1）包括横截面为几字形的本体（11）、固定连接于本体（11）顶部的卡接部（12），所述卡接部（12）上设有卡槽（13）；
所述基座（5）为横截面为几字形的回转体，基座（5）顶部插入卡座本体（11）的下腔体中，在基座（5）上表面和卡座本体（11）下表面之间设有第一橡胶弹簧垫（2）；
卡座本体（11）、第一橡胶弹簧垫（2）、以及基座（5），三者固定连接；
基座（5）侧边缘的外径大于卡座本体（11）侧边缘的外径；
所述卡座本体（11）的侧边缘、第一橡胶弹簧垫（2）的边缘、以及基座（5）侧边缘，三者通过螺栓（4）固定连接，连接面处设有环形第二橡胶弹簧垫（3）；
所述卡座（1）的回转中心线与基座（5）的回转中心线重合，沿二者的回转中心线设有将卡座本体（11）、第一橡胶弹簧垫（2）、以及基座（5）的中心部位固定连接的螺栓（6），连接面处设有环形第三橡胶弹簧垫（7）。
2.根据权利要求1所述的柔性连接器，其特征在于：所述第一橡胶弹簧垫（2）与卡座本体（11）和基座（5）之间硫化在一起。
3.根据权利要求1所述的柔性连接器，其特征在于：所述第二橡胶弹簧垫（3）和第三橡胶弹簧垫（7）由多层橡胶及钢板交替堆叠而成，且其中心开有通孔。
4.根据权利要求1所述的柔性连接器，其特征在于：所述卡座（1）的本体（11）与卡接部（12）一体成型；所述卡槽（13）的卡合面为斜面。
5.一种浮式平台连接结构，包括浮体A（8）和浮体B（9），其特征在于：还包括上述权利要求1～4任一项所述的柔性连接器，在浮体A（8）朝向浮体B（9）的侧面上设有可将基座（5）侧边缘卡合固定的第一卡合装置，在浮体B（9）朝向浮体A（8）的侧面上设有可卡合于卡槽（13）的并将卡接部（12）固定的第二卡合装置。
6.根据权利要求5所述的浮式平台连接结构，其特征在于：所述第一卡合装置包括上端开口下端封闭的T形槽（81）、以及可插入T形槽（81）内的卡板（82），所述基座（5）的侧边缘插入T形槽（81）中并直达T形槽（81）的封闭端，T形槽（81）的上端开口通过插入卡板（82）封盖，将基座（5）固定连接在T形槽（81）内。
7.根据权利要求5所述的浮式平台连接结构，其特征在于：所述第二卡合装置包括两扇对开的卡门（91）、分别驱动两扇卡门（91）对接和分离的驱动装置，所述驱动装置固定于浮体B（9）；
两扇卡门（91）的对接处，以同一圆心各自开有半径相同的半圆贯通孔，两扇卡门对接后所形成的圆的直径等于卡槽（13）处的直径。
8.根据权利要求7所述的浮式平台连接结构，其特征在于：所述驱动装置为弹簧液压驱动机构，包括固定在卡门（91）上的活塞缸（92）、以及与活塞缸（92）运动方向平行的弹簧（93）。
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