CN109186936B - 沉船打捞液压提升及半主动升沉补偿模拟试验平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模拟双驳船同步提升的沉船打捞液压提升及半主动升沉补偿模拟试验平台。本发明沉船提升系统设置有补偿提升机构和提升机构，两种提升机构数量相同，方便做对比实验；每个二自由度模拟运动平台设置两个动力油缸和一个立柱，三者呈等腰三角形分布，不仅可以模拟驳船在海浪中的横摇和纵摇，更接近于真实打捞情况；提升机构通过设置单向锁紧机构锁定钢丝绳单向滑动，防止提升过程中钢丝绳回滑，且通过收线器防止钢丝绳缠绕，保障试验的安全性；沉船模拟沉箱为网格式腔体结构，网格式腔体内能够放置模块化配重，方便调节吨位，放置于真实的水域，符合真实的沉船状态。

Description

沉船打捞液压提升及半主动升沉补偿模拟试验平台

技术领域

本发明属于海洋工程技术领域，涉及海上沉船打捞技术,具体涉及模拟双驳船同步提升的沉船打捞液压提升及半主动升沉补偿模拟试验平台。

背景技术

沉船打捞一直是海事管理中的重点和难点，遇难船只吨位、沉船姿态、沉船深度等信息都会直接影响打捞的方式方法以及效率，尤其沉船打捞受环境影响很大，这就要求沉船打捞系统具备一定的补偿能力，而且由于沉船的吨位一般较大，要求系统具有很大的牵引力。

CN107631893A公开了一种模拟液压千斤顶同步提升沉船的升沉补偿试验台, 如图8所示，该实验台包括驳船Ⅰ模拟钢板、驳船Ⅱ模拟钢板、沉船模拟钢板、两个模拟运动平台和钢板地基,驳船模拟钢板和驳船且模拟钢板分别固定在两个模拟运动平台上,固定驳船模拟钢板的模拟运动平台是六自由度运动平台,六自由度运动平台包括六个电动缸、一个下平台和一个上平台,六个电动缸的缸筒通过万向节与下平台连接,下平台固定在钢板地基上,活塞杆通过虎克铰与上平台下面连接,驳船模拟钢板固定在上平台上面,沉船模拟钢板下面设有加载液压缸,加载液压缸的缸筒通过关节轴承与地基钢板连接,活塞杆通过虎克铰铰接在沉船模拟钢板下面,电动缸和加载液压缸分别与电控系统和液压控制系统相连地基钢板是带凹槽的钢结构,钢结构两边是两个平台,中间是下沉平台,两边的两个平台在中间的下沉平台两边对称布置,两个模拟运动平台分别固定在钢结构两边的两个平台上,沉船模拟钢板下面的加载液压缸连接在钢结构中间的下沉平台上。现有的驳船升沉补偿的模拟实验平台的存在以下不足：

1、该平台使用了两个六自由度平台作为驳船钢板的支撑，成本非常高，而在实际沉船打捞过程中，由于驳船有船锚固定，只有驳船的横摇和纵摇会对沉船打捞带来较大的影响，而升沉补偿也应该是针对这两个方面的；

2、该平台没有关于钢丝绳的单向锁紧和收线器方面的设计，没有单向锁紧机构钢丝绳在提升缸回程时势必造成钢丝绳向回滑，没有收线器会造成现场钢丝绳悬挂甚至缠绕；

3、该试验台采用两个加载液压缸作为动力的加载平台作为沉船模拟，与真实沉船相比有很大差距。

发明内容

为了实现在有海浪状态下的大型沉船打捞模拟，模拟海底大型沉船提升过程并且要就升沉补偿对同步提升性能的影响，本发明是设计了一种沉船打捞液压提升及半主动升沉补偿模拟试验平台，本发明通过两个二自由度模拟运动平台上及其上固定的沉船提升系统不仅可以模拟驳船在海浪中的横摇和纵摇，与真实打捞方案比较接近,而且还可以研究在沉船打捞过程中各机构比如钢丝绳的受力情况，研究升沉补偿策略，为真实的打捞工程提供数据和理论支持。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

沉船打捞液压提升及半主动升沉补偿模拟试验平台，包括驳船Ⅰ模拟钢板、驳船Ⅱ模拟钢板、两个相同二自由度模拟运动平台、沉船模拟沉箱、两套沉船提升系统和地基钢板，其中：

沉船模拟沉箱置于地基挖出的水池中，两个相同二自由度模拟运动平台相对水池称对称分布，两个相同二自由度模拟运动平台底端分别固定于地基钢板上，地基钢板固定于对称设置于水池两侧的地基上；

驳船Ⅰ模拟钢板和驳船Ⅱ模拟钢板分别固定于两个二自由度模拟运动平台顶端，呈对称分布；

每个二自由度模拟运动平台分别设置有两个动力油缸和一个立柱，动力油缸下端通过关节轴承与地基钢板连接，动力油缸上端通过活塞杆连接的虎克铰与驳船Ⅰ模拟钢板或驳船Ⅱ模拟钢板的中后部的底面铰接，立柱上端通过虎克铰与驳船Ⅰ模拟钢板或驳船Ⅱ模拟钢板的中前部的底面铰接，立柱下端通过螺钉与地基钢板连接；

沉船提升系统在驳船Ⅰ模拟钢板1和驳船Ⅱ模拟钢板上各配置一套且水平固定于驳船Ⅰ模拟钢板1和驳船Ⅱ模拟钢板上，每套沉船提升系统包括若干组沉船提升机构，沉船提升机构包括补偿提升机构和提升机构，两套沉船提升系统的沉船提升机构数量和位置相同且呈对称分布，每套沉船提升系统的补偿提升机构和提升机构数量相同，且在其固定的驳船Ⅰ模拟钢板1或驳船Ⅱ模拟钢板呈轴对称布置；每组提升机构包括滑轮组、提升缸、滑轨、单向锁紧机构、收线器和钢丝绳，提升缸的活塞杆与缸筒分别与单向锁紧机构固定连接，滑轨由滑道和若干滑块构成，靠近沉船模拟沉箱一侧的一个滑块固定在滑道上，其它滑块均能沿着滑道运动，单向锁紧机构与滑道上的滑块相接，钢丝绳穿过单向锁紧机构且被单向锁紧机构单向锁紧，只允许钢丝绳从单方向通过；穿过单向锁紧机构的钢丝绳一端经过滑轮组的滑轮连接沉船模拟沉箱，另一端经过滑轮组的滑轮连接收线器；每组补偿提升机构除提升机构包括的部件外，配备主动补偿油缸和被动补偿油缸，主动补偿油缸和被动补偿油缸的活塞杆与缸筒与单向锁紧机构固定连接，其中一侧连接的单向锁紧机构与靠近沉船模拟沉箱一侧的固定滑块连接；

沉船提升机构两端设置有滑轮组的滑轮，穿过单向锁紧机构的钢丝绳一端经过滑轮组的滑轮连接沉船模拟沉箱，另一端经过滑轮组的滑轮连接收线器。

进一步地，所述的驳船Ⅰ模拟钢板和驳船Ⅱ模拟钢板的形状大小、质量完全相同。

进一步地，所述的沉船提升系统在驳船Ⅰ模拟钢板和驳船Ⅱ模拟钢板上各配置一套且水平固定于驳船Ⅰ模拟钢板和驳船Ⅱ模拟钢板上，每套沉船提升系统包括四组沉船提升机构，四组沉船提升机构包括两组补偿提升机构和两组提升机构，四组沉船提升机构呈对称分布，两套沉船提升系统的各四组沉船提升机构位置相同且呈对称分布，每套沉船提升系统的四组沉船提升机构在其固定的驳船Ⅰ模拟钢板1或驳船Ⅱ模拟钢板呈轴对称布置；

进一步地，所述的每套沉船提升系统的四组沉船提升机构在其固定的驳船Ⅰ模拟钢板1或驳船Ⅱ模拟钢板呈轴对称布置，两组补偿提升机构布置于两组提升机构的外侧。

进一步地，所述的每个二自由度模拟运动平台分别设置两个动力油缸和一个立柱，三者以两个动力油缸位置连线为底边、立柱位置为顶点呈等腰三角形分布，且立柱靠近沉船模拟沉箱一侧。

进一步地，所述的每组提升机构中设置两个单向锁紧机构，提升缸的活塞杆与缸筒两端分别连接两个单向锁紧机构，两个单向锁紧机构分别与滑轨滑道上的滑块固定连接；设置有补偿油缸的每组补偿提升机构中设置三个单向锁紧机构，主动补偿油缸和被动补偿油缸的活塞杆与缸筒的两侧分别与单向锁紧机构固定连接，其中一侧连接的单向锁紧机构与靠近沉船模拟沉箱一侧的固定滑块连接，另一侧连接的单向锁紧机构与提升缸共用。

进一步地，所述的沉船提升机构中单向锁紧机构与滑轨的滑道上的滑块相接，滑块的数量与沉船提升机构的单向锁紧机构的数量相同，一一对应固定连接。

进一步地，所述的单向锁紧机构包括横梁、左楔形块、右楔形块、左定位销和右定位销，左楔形块、右楔形块由横梁一侧插入，由从顶端插入的左定位销和右定位销限定其位置，钢丝绳从固定好的楔形块和横梁的前端穿入从后端穿出，在摩擦力的作用下，当钢丝绳从楔形块后端向前端运动时，将带动左楔形块和右楔形块运动，此时左楔形块和右楔形块会逐渐将钢丝绳夹紧，直至限制钢丝绳在此方向的运动；当钢丝绳从楔形块前端向后端运动时，钢丝绳带动左楔形块和右楔形块运动，此时左楔形块和右楔形块会自动松开，允许钢丝绳在此方向的运动，从而实现对钢丝绳单向锁紧的作用。

进一步地，所述的每套滑轮组包括三个定滑轮，其中两个固定在驳船Ⅰ模拟钢板或驳船Ⅱ模拟钢板上的沉船提升机构的两端且呈直线布置，另一个固定在地基钢板上且位于收线器前端。

进一步地，所述的沉船模拟沉箱为网格式腔体结构，网格式腔体内能够放置模块化配重。

进一步地，所述的沉船模拟沉箱的两个与二自由度模拟运动平台靠近的边上均设置有钢丝绳提拉孔或环，钢丝绳提拉孔或环与沉船提升机构的钢丝绳相对应，便于模拟沉船打捞沉船模拟沉箱时的钢丝绳的固定。

本发明模拟沉船同步提升的过程是：

通过配置沉船模拟沉箱中配重块的数量和位置模拟沉船打捞实验需要的沉船，将沉船模拟沉箱落入装有水的地基水池中，相对于水池对称布置的两个二自由度模拟运动平台上的沉船提升系统的钢丝绳末端固定连接沉船模拟沉箱上的钢丝绳提拉孔或环，钢丝绳另一端穿过沉船提升机构和滑轮组连接收线器，两个相同二自由度模拟运动平台上的沉船提升系统通过提升缸提拉钢丝绳从而开始提拉沉船模拟沉箱模拟沉船提升过程，此时两个二自由度模拟运动平台因设置有两个动力油缸和一个立柱，从而模拟真实驳船在波浪中的横摇和纵摇运动,带动平台上的驳船Ⅰ模拟钢板和驳船Ⅱ模拟钢板作响应的运动,因为驳船Ⅰ模拟钢板和驳船Ⅱ模拟钢板与沉船模拟沉箱之间是用钢丝绳连接的,沉船模拟沉箱也随之做相应的升沉摇摆运动，当采取升沉补偿措施时,可按照需求使用被动补偿油缸通过蓄能器进行被动补偿，主动补偿油缸通过阀控进行主动补偿，补偿油缸通过伸缩活塞杆来补偿沉船模拟沉箱的运动位移,保证沉船模拟沉箱的位移不受二自由度模拟运动平台运动的影响,达到稳定同步提升的目的。同时提拉沉船模拟沉箱的钢丝绳的另一端通过滑轮组导向作用和单向锁紧机构的单向锁紧功能，使钢丝绳在提升回程时方向顺畅且防止回滑，且通过收线器防止钢丝绳悬挂甚至缠绕。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、沉船提升系统设置有补偿提升机构和提升机构，两种提升机构数量相同，方便做对比实验，既可以用来研究有升沉补偿时的同步提升技术，也可以用来研究没有升沉补偿时的同步提升技术，还可以将两者进行对比；

2、每个二自由度模拟运动平台设置两个动力油缸和一个立柱，三者呈等腰三角形分布，不仅可以模拟驳船在海浪中的横摇和纵摇，与真实打捞方案接近, 而且还可以研究在沉船打捞过程中各机构比如钢丝绳的受力情况，研究升沉补偿策略，为真实的打捞工程提供数据和理论支持；

3、提升机构与沉船模拟沉箱之间采用钢丝绳连接,符合真实打捞情况,能够体现单根缆绳受力的情况从而更好的研究补偿效率，通过单向锁紧机构锁定钢丝绳单向滑动，防止钢丝绳回滑，且通过收线器防止钢丝绳缠绕，保障试验的安全性；

4、沉船模拟沉箱为网格式腔体结构，网格式腔体内能够放置模块化配重，方便调节吨位，放置于真实的水域，符合真实的沉船状态。

基于上述理由，本发明适于在海上沉船打捞模拟技术领域推广，对海上沉船打捞研究具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中的沉船打捞液压提升及半主动升沉补偿模拟试验平台的轴侧图；

图2为图1的正视图；

图3为图1的侧视图；

图4为图1中提升系统的结构示意图；

图5为图1中沉船模拟沉箱的结构示意图；

图6为图1中单向锁紧机构的结构示意图，其中(a)为单向锁紧机构的主视图，(b)为单向锁紧机构的俯视图；

图7为图1中二自由度模拟运动平台的动力油缸的结构示意图；

图8是现有技术一种模拟液压千斤顶同步提升沉船的升沉补偿试验台的结构示意图；

图中：1、驳船Ⅰ模拟钢板，2、驳船Ⅱ模拟钢板，3、地基钢板，4、沉船模拟沉箱，5、动力油缸，6、立柱，7、沉船提升机构，7-A、外侧沉船提升机构，7-B、中间沉船提升机构，71、主动补偿油缸，72、被动补偿油缸，73、滑轮组，74，提升缸、75、滑轨，76、单向锁紧机构，761、横梁，762、左楔形块，763、右楔形块，764、左定位销，765、右定位销，77、收线器，78、钢丝绳。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图1至3所示，沉船打捞液压提升及半主动升沉补偿模拟试验平台，包括驳船Ⅰ模拟钢板1、驳船Ⅱ模拟钢板2、两个相同二自由度模拟运动平台、沉船模拟沉箱4、两套沉船提升系统和地基钢板3，其中：

沉船模拟沉箱4置于地基挖出的水池中，两个二自由度模拟运动平台相对水池称对称分布，两个二自由度模拟运动平台底端分别固定于地基钢板3上，地基钢板3固定于对称设置于水池两侧的水泥地基上；

驳船Ⅰ模拟钢板1和驳船Ⅱ模拟钢板2分别固定于两个二自由度模拟运动平台顶端，呈对称分布；驳船Ⅰ模拟钢板1和驳船Ⅱ模拟钢板2的形状大小、质量完全相同；

每个二自由度模拟运动平台分别设置有两个动力油缸5和一个立柱6，三者以两个动力油缸5位置连线为底边、立柱6位置为顶点呈等腰三角形分布，且立柱6靠近沉船模拟沉箱4一侧；动力油缸5下端通过关节轴承与地基钢板3 连接，动力油缸5上端通过活塞杆连接的虎克铰与驳船Ⅰ模拟钢板1或驳船Ⅱ模拟钢板2的中后部的底面铰接，立柱6上端通过虎克铰与驳船Ⅰ模拟钢板1 或驳船Ⅱ模拟钢板2的中前部的底面铰接，立柱6下端通过螺钉与地基钢板3 连接。

如图4所示，沉船提升系统在驳船Ⅰ模拟钢板1和驳船Ⅱ模拟钢板2上各配置一套且水平固定于驳船Ⅰ模拟钢板1和驳船Ⅱ模拟钢板2上，呈对称分布，每套沉船提升系统又包括四组沉船提升机构7，其中位于外侧的两组补偿提升机构7-A配备两个主动补偿油缸71和两个被动补偿油缸72，位于中间的两组提升机构7-B不配备补偿油缸，每套沉船提升系统在其固定的驳船Ⅰ模拟钢板1或驳船Ⅱ模拟钢板2呈轴对称布置，两套沉船提升系统的沉船提升机构7各四组沉船提升机构7，其数量和位置相同且呈对称分布；

位于中间的两组提升机构7-B，每组提升机构7-B包括一套(共三个定滑轮) 滑轮组73、两个提升缸74、一条滑轨75、两个单向锁紧机构76、一个收线器 77和一条钢丝绳78，滑轨75由滑道和两个滑块构成，靠近沉船模拟沉箱4一侧的滑块固定在滑道上，另一个滑块能沿着滑道运动，单向锁紧机构76与滑道上的滑块固定连接，滑块与单向锁紧机构76的数量相同且一一对应固定连接；提升缸74一侧通过活塞杆与固定在能沿着滑道运动的滑块上的单向锁紧机构76 固定连接，提升缸74另一侧缸筒与固定在靠近沉船模拟沉箱4一侧的固定滑块上的单向锁紧机构76固定连接；钢丝绳78穿过单向锁紧机构76且被单向锁紧机构76单向锁紧，只允许钢丝绳78从单方向通过；穿过单向锁紧机构76的钢丝绳78一端经过滑轮组73的滑轮连接沉船模拟沉箱4，另一端经过滑轮组73 的滑轮连接收线器77；滑轮组73包括三个定滑轮，其中两个固定在驳船Ⅰ模拟钢板1或驳船Ⅱ模拟钢板2上的提升机构7-B的两端且呈直线布置，另一个固定在地基钢板3上且位于收线器77前端；

布置于外侧的两组补偿提升机构7-A，每组补偿提升机构7-A除提升机构 7-B包括的部件外，还配备两个主动补偿油缸71和两个被动补偿油缸72，主动补偿油缸71和被动补偿油缸72的活塞杆与缸筒与单向锁紧机构76固定连接，其中一侧通过油缸连接的单向锁紧机构76与靠近沉船模拟沉箱4一侧的固定滑块连接，另一侧通过活塞连接的单向锁紧机构76与提升缸74共用，提升缸74 两侧连接的单向锁紧机构76均与能够能沿着滑轨75的滑道运动滑块上。

如图5所示，沉船模拟沉箱4为网格式腔体结构，网格式腔体内能够放置模块化配重。船模拟沉箱4两个与二自由度模拟运动平台靠近的边上设置有钢丝绳提拉孔或环，钢丝绳提拉孔或环与沉船提升机构7的钢丝绳相对应，便于模拟沉船打捞沉船模拟沉箱4时的钢丝绳固定。

如图6所示，所述的单向锁紧机构76包括横梁761、左楔形块762、右楔形块763、左定位销764和右定位销765，左楔形块762、右楔形块763由横梁一侧插入，由从顶端插入的左定位销764和右定位销765限定其位置，钢丝绳 78从固定好的楔形块和横梁761的前端穿入从后端穿出，在摩擦力的作用下，当钢丝绳从楔形块后端向前端运动时，将带动左楔形块762 和右楔形块763运动，此时左楔形块762和右楔形块763会逐渐将钢丝绳78夹紧，直至限制钢丝绳78在此方向的运动；当钢丝绳78从楔形块前端向后端运动时，钢丝绳78带动左楔形块762和右楔形块763运动，此时左楔形块762和右楔形块763会自动松开，允许钢丝绳78在此方向的运动，从而实现对钢丝绳 78单向锁紧的作用。

模拟沉船同步提升的过程是：

通过配置沉船模拟沉箱4中配重块的数量和位置模拟沉船打捞实验需要的沉船，将沉船模拟沉箱4落入装有水的地基水池中，相对于水池对称布置的两个二自由度模拟运动平台上的沉船提升系统的钢丝绳78末端固定连接沉船模拟沉箱4上的钢丝绳提拉孔或环，钢丝绳78另一端穿过沉船提升机构7和滑轮组 73连接收线器77，两个相同二自由度模拟运动平台上的沉船提升系统通过提升缸74提拉钢丝绳78从而开始提拉沉船模拟沉箱4模拟沉船提升过程，此时两个二自由度模拟运动平台因设置有两个动力油缸5和一个立柱6，从而模拟真实驳船在波浪中的横摇和纵摇运动,带动平台上的驳船Ⅰ模拟钢板和驳船Ⅱ模拟钢板作响应的运动,因为驳船Ⅰ模拟钢板1和驳船Ⅱ模拟钢板2与沉船模拟沉箱4之间是用钢丝绳78连接的,沉船模拟沉箱4也随之做相应的升沉摇摆运动，当采取升沉补偿措施时,可按照需求使用被动补偿油缸72通过蓄能器进行被动补偿，主动补偿油缸71通过阀控进行主动补偿，补偿油缸通过伸缩活塞杆来补偿沉船模拟沉箱4的运动位移,保证沉船模拟沉箱4的位移不受二自由度模拟运动平台运动的影响,达到稳定同步提升的目的。同时提拉沉船模拟沉箱4的钢丝绳78的另一端通过滑轮组73导向作用和单向锁紧机构76的单向锁紧功能，使钢丝绳78在提升回程时方向顺畅且防止回滑，且通过收线器77防止钢丝绳78 悬挂甚至缠绕。

本发明试验平台沉船提升系统的功能是两个，提升和半自动补偿，提升是靠提升缸74实现，而半自动补偿是靠主动补偿油缸71和被动补偿油缸72结合到一起实现的。但为了能做对比试验，中间两组是不带补偿的提升机构7-B，带补偿油缸的补偿提升机构7-A布置于外侧，模拟沉船打捞提升沉船模拟沉箱4 时，提拉沉船模拟沉箱4的钢丝绳78，从沉船模拟沉箱4到收线器77依次经过的机构顺序为：沉船模拟沉箱4、平台上近沉船模拟沉箱4处滑轮组73的定滑轮、固定单向锁紧机构76、补偿油缸(有补偿油缸)、可沿滑轨运动的单向锁紧机构76(有补偿油缸)、提升缸74、可沿滑轨运动的单向锁紧机构、平台上近收线器77处定滑轮、地基钢板3上收线器前端的定滑轮、收线器77。

本沉船提升系统设置有补偿提升机构和提升机构，两种提升机构数量相同，方便做对比实验，既可以用来研究有升沉补偿时的同步提升技术，也可以用来研究没有升沉补偿时的同步提升技术，还可以将两者进行对比；每个二自由度模拟运动平台设置两个动力油缸和一个立柱，三者呈等腰三角形分布，不仅可以模拟驳船在海浪中的横摇和纵摇，与真实打捞方案比较接近,而且还可以研究在沉船打捞过程中各机构比如钢丝绳的受力情况，研究升沉补偿策略，为真实的打捞工程提供数据和理论支持；提升机构与沉船模拟沉箱之间采用钢丝绳连接,符合真实打捞情况,能够体现单根缆绳受力的情况从而更好的研究补偿效率，通过单向锁紧机构锁定钢丝绳单向滑动，防止钢丝绳回滑，且通过收线器防止钢丝绳缠绕，保障试验的安全性；沉船模拟沉箱为网格式腔体结构，网格式腔体内能够放置模块化配重，方便调节吨位，放置于真实的水域，符合真实的沉船状态。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (1)

1.沉船打捞液压提升及半主动升沉补偿模拟试验平台，其特征在于，包括驳船Ⅰ模拟钢板(1)、驳船Ⅱ模拟钢板(2)、两个相同二自由度模拟运动平台、沉船模拟沉箱(4)、两套沉船提升系统和地基钢板(3)，其中：

沉船模拟沉箱(4)置于地基挖出的水池中，两个相同二自由度模拟运动平台相对水池称对称分布，两个相同二自由度模拟运动平台底端分别固定于地基钢板(3)上，地基钢板(3)固定于对称设置于水池两侧的地基上；

驳船Ⅰ模拟钢板(1)和驳船Ⅱ模拟钢板(2)分别固定于两个二自由度模拟运动平台顶端，呈对称分布；

每个二自由度模拟运动平台分别设置有两个动力油缸(5)和一个立柱(6)，动力油缸(5)下端通过关节轴承与地基钢板(3)连接，动力油缸(5)上端通过活塞杆连接的虎克铰与驳船Ⅰ模拟钢板(1)或驳船Ⅱ模拟钢板(2)的中后部的底面铰接，立柱(6)上端通过虎克铰与驳船Ⅰ模拟钢板(1)或驳船Ⅱ模拟钢板(2)的中前部的底面铰接，立柱(6)下端通过螺钉与地基钢板(3)连接；

沉船提升系统在驳船Ⅰ模拟钢板(1)和驳船Ⅱ模拟钢板(2)上各配置一套且水平固定于驳船Ⅰ模拟钢板(1)和驳船Ⅱ模拟钢板(2)上，每套沉船提升系统包括若干组沉船提升机构(7)，沉船提升机构(7)包括补偿提升机构(7-A)和提升机构(7-B)，两套沉船提升系统的沉船提升机构(7)数量和位置相同且呈对称分布，每套沉船提升系统的补偿提升机构(7-A)和提升机构(7-B)数量相同，且在其固定的驳船Ⅰ模拟钢板(1)或驳船Ⅱ模拟钢板(2)呈轴对称布置；每组提升机构(7-B)包括滑轮组(73)、提升缸(74)、滑轨(75)、单向锁紧机构(76)、收线器(77)和钢丝绳(78)，提升缸(74)的活塞杆与缸筒分别与单向锁紧机构(76)固定连接，滑轨(75)由滑道和若干滑块构成，靠近沉船模拟沉箱(4)一侧的一个滑块固定在滑道上，其它滑块均能沿着滑道运动，单向锁紧机构(76)与滑道上的滑块相接，钢丝绳(78)穿过单向锁紧机构(76)且被单向锁紧机构(76)单向锁紧，只允许钢丝绳(78)从单方向通过；穿过单向锁紧机构(76)的钢丝绳(78)一端经过滑轮组(73)的滑轮连接沉船模拟沉箱(4)，另一端经过滑轮组(73)的滑轮连接收线器(77)；每组补偿提升机构(7-A)除提升机构(7-B)包括的部件外，配备主动补偿油缸(71)和被动补偿油缸(72)，主动补偿油缸(71)和被动补偿油缸(72)的活塞杆与缸筒与单向锁紧机构(76)固定连接，其中一侧连接的单向锁紧机构(76)与靠近沉船模拟沉箱(4)一侧的固定滑块连接；

沉船提升机构(7)两端设置有滑轮组(73)的滑轮，穿过单向锁紧机构(76)的钢丝绳(78)一端经过滑轮组(73)的滑轮连接沉船模拟沉箱(4)，另一端经过滑轮组(73)的滑轮连接收线器(77)；

所述的每个二自由度模拟运动平台分别设置两个动力油缸(5)和一个立柱(6)，三者以两个动力油缸(5)位置连线为底边、立柱(6)位置为顶点呈等腰三角形分布，且立柱(6)靠近沉船模拟沉箱(4)一侧；

所述的沉船提升系统在驳船Ⅰ模拟钢板(1)和驳船Ⅱ模拟钢板(2)上各配置一套且水平固定于驳船Ⅰ模拟钢板(1)和驳船Ⅱ模拟钢板(2)上，每套沉船提升系统包括四组沉船提升机构(7)，四组沉船提升机构(7)包括两组补偿提升机构(7-A)和两组提升机构(7-B)，四组沉船提升机构(7)呈对称分布，两套沉船提升系统的各四组沉船提升机构(7)位置相同且呈对称分布，每套沉船提升系统的四组沉船提升机构(7)在其固定的驳船Ⅰ模拟钢板(1)或驳船Ⅱ模拟钢板(2)呈轴对称布置；

所述的每套沉船提升系统的四组沉船提升机构(7)在其固定的驳船Ⅰ模拟钢板(1)或驳船Ⅱ模拟钢板(2)呈轴对称布置，两组补偿提升机构(7-A)布置于两组提升机构(7-B)的外侧；

所述的每组提升机构(7-B)中设置两个单向锁紧机构(76)，提升缸(74)的活塞杆与缸筒两端分别连接两个单向锁紧机构(76)，两个单向锁紧机构(76)分别与滑轨(75)滑道上的滑块固定连接；设置有补偿油缸的每组补偿提升机构(7-A)中设置三个单向锁紧机构(76)，主动补偿油缸(71)和被动补偿油缸(72)的活塞杆与缸筒的两侧分别与单向锁紧机构(76)固定连接，其中一侧连接的单向锁紧机构(76)与靠近沉船模拟沉箱(4)一侧的固定滑块连接，另一侧连接的单向锁紧机构(76)与提升缸(74)共用；

所述的沉船提升机构(7)中单向锁紧机构(76)与滑轨(75)的滑道上的滑块相接，滑块的数量与沉船提升机构(7)的单向锁紧机构(76)的数量相同，一一对应固定连接；

所述的单向锁紧机构(76)包括横梁(761)、左楔形块(762)、右楔形块(763)、左定位销(764)和右定位销(765)，左楔形块(762)和右楔形块(763)由横梁一侧插入，由从顶端插入的左定位销(764)和右定位销(765)限定其位置，钢丝绳(78)从固定好的楔形块和横梁(761)的前端穿入从后端穿出；

所述的驳船Ⅰ模拟钢板(1)和驳船Ⅱ模拟钢板(2)的形状大小、质量完全相同；

所述的每套滑轮组(73)包括三个定滑轮，其中两个固定在驳船Ⅰ模拟钢板(1)或驳船Ⅱ模拟钢板(2)上的沉船提升机构(7)的两端且呈直线布置，另一个固定在地基钢板(3)上且位于收线器(77)前端；

所述的沉船模拟沉箱(4)为网格式腔体结构，网格式腔体内能够放置模块化配重；沉船模拟沉箱(4)的两个与二自由度模拟运动平台靠近的边上均设置有钢丝绳提拉孔或环，钢丝绳提拉孔或环与沉船提升机构(7)的钢丝绳(78)相对应。

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