CN111017125B - 一种浮游平台的展开装置及其展开方法 - Google Patents

Abstract

本申请中所述的一种浮游平台的展开装置及其展开方法，其用于浮游平台的第一浮箱与第二浮箱间，所述展开装置包括设于第一浮箱与第二浮箱间的扭动机构；扭动机构的两端部间设有扭力轴；扭力轴的一端固定于第一浮箱上、另一端在工作时抵触于第二浮箱上，首先，安装扭动机构于第一浮箱、第二浮箱间；其次，将第一浮箱、第二浮箱沿着扭动机构折叠、完成后紧固，两浮箱折叠迫使扭力装置扭转蓄力；再者，释放折叠的第一浮箱、第二浮箱，使两浮箱沿着扭动机构自动展开，利用浮游平台上扭动机构的折叠蓄力，在无外部驱动力下展开释放浮游平台，实现浮游平台的展开效率高、耗能小、耗工少、耗时短、失误率低，使用寿命长，安全性高的效果。

Description

一种浮游平台的展开装置及其展开方法

技术领域

本申请涉及海洋工程领域，具体为一种浮游平台的展开装置及其展开方法。

背景技术

折叠运输式的浮游平台是由多个浮箱单元通过铰链连接而成，具有一定承载能力。

浮游平台的使用要求其具有转移运输的高机动性，所以在非作业使用状态下浮游平台以折叠状态进行存放和运输；在到达目的地进行作业时，操作人员通过操作起重机构吊起浮游平台放于水中进行铺设作业，通过吊机移动、钩绳牵拉等操作使得折叠状态的浮游平台顺利展开，进入铺设状态。

上述展开浮游平台的过程中，使用吊机、拉绳的操作失误率高，容易出现展不开的情况，严重影响了浮游平台的铺设效率和质量。

发明内容

本申请的目的：不使用外部的驱动设备或驱动部件，即无外部驱动力下展开浮游平台。

本申请的目的是通过如下技术方案来完成的，一种浮游平台的展开装置，其用于浮游平台的第一浮箱与第二浮箱间，所述展开装置包括设于第一浮箱与第二浮箱间的扭动机构；扭动机构的两端部间设有扭力轴；扭力轴的一端固定于第一浮箱上、另一端在工作时抵触于第二浮箱上。

优选地，所述扭动机构包括固定于第一浮箱上的花蝶铰与平蝶铰，扭力轴插接固定于花蝶铰、平蝶铰中；扭力轴上还套接有扭力凸轮，扭力凸轮在工作时抵触于第二浮箱上。

优选地，所述扭力轴一侧端套接在花蝶铰的内孔中；扭力轴另一侧端套接有两个平蝶铰；两个平蝶铰间的扭力轴上设有一个扭力凸轮；

扭力轴的端头与两个平蝶铰及一个扭力凸轮的结合类似“山”字形；扭力轴的端头位于“山”字形底部，两个平蝶铰位于“山”字形两侧，一个扭力凸轮位于“山”字形中间处。

优选地，所述平蝶铰中套接有衬套，衬套的截面为环形；衬套套接于扭力轴端头的平蝶铰中。

优选地，所述第一浮箱上设有挡体，挡体的截面类似“”形；挡体沿衬套外侧可拆卸地固定于第一浮箱上。

优选地，所述第一浮箱上还设有垫块，垫块为长方体块；垫块设于衬套外侧的第一浮箱上。

优选地，所述展开装置还包括设于第一浮箱与第二浮箱间的铰链；铰链设有两个，两个铰链固定于扭动机构的外侧。

优选地，所述第二浮箱上设有对应扭力凸轮的槽。

一种浮游平台的展开方法，包括

步骤一：安装扭动机构于第一浮箱、第二浮箱间；

步骤二：将第一浮箱、第二浮箱沿着扭动机构折叠、完成后紧固，两浮箱折叠迫使扭力装置扭转蓄力；

步骤三：释放折叠的第一浮箱与第二浮箱，使两浮箱沿着扭动机构自动展开。

本申请与现有技术相比，至少具有以下明显优点和效果：

1、利用浮游平台内扭动机构的折叠蓄力，在无外部驱动力下展开释放浮游平台，实现浮游平台的展开效率高、耗能小、耗工少、耗时短、失误率低，使用寿命长，安全性高的效果。

附图说明

图1为本申请中浮游平台的折叠状态图。

图2为本申请中浮游平台的展开状态图。

图3为本申请图2中A位置的放大视图。

图4为本申请图2中B位置的放大视图。

图5为本申请中花蝶铰的结构示意图。

图6为本申请中扭力凸轮的结构示意图。

元件标号说明书

100	浮游平台
		10	展开装置
1	第一浮箱
		2	第二浮箱
3	扭动装置
		4	铰链
5	槽
		31	垫块
32	垫片
		33	螺栓
34	挡体
		35	衬套
36	扭力凸轮
		37	平蝶铰
38	扭力轴
		39	花蝶铰

具体实施方式

结合附图和以下说明描述了本申请的特定实施例以教导本领域技术人员如何制造和使用本申请的最佳模式。为了教导申请原理，已简化或省略了一下常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施例的变形落在本申请的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式结合以形成本申请的多个变型。本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。由此，本申请并不局限于下述特定实施例，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

图1至6示出了本申请的模板的一种实施例。

在本申请实施例，具体为一种浮游平台的展开装置及其展开方法，其用于浮游平台100的第一浮箱1与第二浮箱2间，所述展开装置10包括设于第一浮箱1与第二浮箱2间的扭动机构3；扭动机构3的两端部间设有扭力轴38；扭力轴38的一端固定于第一浮箱1上、另一端在工作时抵触于第二浮箱2上，首先，安装扭动机构3于第一浮箱1、第二浮箱2间；其次，将第一浮箱1、第二浮箱2沿着扭动机构3折叠、完成后紧固，两浮箱折叠迫使扭力装置3扭转蓄力；步骤三：释放折叠的第一浮箱1与第二浮箱2，使两浮箱沿着扭动机构3自动展开，利用浮游平台内扭动机构3的折叠蓄力，在无外部驱动力下展开释放浮游平台，实现浮游平台的展开效率高、耗能小、耗工少、耗时短、失误率低，使用寿命长，安全性高的效果。

图1与图2的转变，该转变示出了本申请的实施例。

图1为浮游平台100上扭动机构3的折叠蓄力，图2为浮游平台100上扭动机构3的展开释放。

浮游平台100利用扭动机构3蓄力与释放，实现了浮游平台100折叠与展开。

浮游平台100沿着扭动机构3进行折叠，实现扭动机构3的扭动蓄力。浮游平台100一平面或水上放置时，浮游平台100内的扭动机构3释放蓄力，实现无动力驱动的展开。

浮游平台100类似长方体形，沿着长方体的边缘固定着呈轴状的扭动机构3。

如图2，展开装置10用于浮游平台100上，具体应用于组成浮游平台100的第一浮箱1与第二浮箱2上，展开装置10包括有整体呈轴状的扭动机构3，还包括条形结构的铰链4。

扭动机构3沿着第一浮箱1侧边与第二浮箱2侧边进行固定，第一浮箱1侧边与第二浮箱2侧边形成折叠的边，折叠的边上延伸着扭动机构3。

扭动机构3包括固定焊接于第一浮箱1上的花蝶铰39与平蝶铰37，长条形的扭力轴38插接固定于花蝶铰39、平蝶铰37中；采用插接的方式便于扭力轴38安装。

沿着扭力轴38两侧或两端插接花蝶铰39与平蝶铰37，两个蝶铰保证扭力轴38的旋转支撑。沿着扭力轴38的端头上套接扭力凸轮36，通过扭力凸轮36在工作时抵触于第二浮箱2上，保证扭力轴38上的扭力释放于第一浮箱1与第二浮箱2间。

如3图所示，扭动机构3通过扭力凸轮与安装于第二浮箱2上的槽5抵触，其中，槽5为一凹槽，槽5沿着第二浮箱2的表面向内凹陷呈凹状，在浮箱折叠过程中，扭力凸轮随之受力压迫，迫使扭力装置扭动蓄力。

扭动机构3内部设置长条形的扭力轴38，扭力轴38折叠扭动时蓄力，扭力轴38用于扭力释放。扭力轴38为一可蓄力的扭簧。根据扭簧的扭力适用范围，扭力轴38可选取低合金超高强度的钢制作。

扭力轴38为无动力的驱动结构，扭力轴38的尺寸<长度及直径>与所需的扭矩有关，可根据所需扭矩的大小设定扭力轴38的具体尺寸。

在图1与图2的浮游平台100展开过程中，实现无外力驱动，依靠扭力轴38的扭矩作用，第一浮箱1和第二浮箱2绕着铰链4旋转，第一浮箱1和第二浮箱2在扭力轴38的扭矩作用下绕着铰链4及扭力轴38翻转展开，通过扭力轴38的安装角度可控制翻转的扭力。例：根据不同承载力的浮游平台，可设置扭力轴38处于不同的扭力状态，以实现浮游平台的无外力驱动的展开。

如图2所示，浮游平台100展开完成后，第一浮箱1和第二浮箱2铺开并浮于水面，此时扭力轴38的扭力释放完成。其中，展开装置10包括铰链4与扭动机构3。

如图3所示，扭动机构3包括扭力凸轮36、平蝶铰37、扭力轴38及花蝶铰39。

扭力轴38两端的轴头插接于平蝶铰37及花蝶铰39的内孔中，其中，扭力轴38一侧端插接或套接在花蝶铰39的内孔中；即轴与孔的插接配合，易于连接与拆卸更换。

花蝶铰39与平蝶铰37均固定于第一浮箱1侧边与第二浮箱2侧边的结合间隙中，扭力轴38沿着该结合间隙固定。

沿着第一浮箱1固定平蝶铰37、扭力轴38及花蝶铰39，花蝶铰39固定焊接于第一浮箱1侧边的一端头上，平蝶铰37固定焊接于第一浮箱1侧边的另一端头上，扭力轴38沿着第一浮箱1侧边的两端插接固定。

再沿着扭力轴38的端头套装扭力凸轮36，扭力凸轮36沿着扭力轴38的端头抵触于第二浮箱2上。

在图2中，扭力轴38左侧端套接有两个平蝶铰37；在图3中，两个平蝶铰37中间的扭力轴38上设有一个扭力凸轮36，在图3具体结构中，扭力轴38的端头与两个平蝶铰37及一个扭力凸轮36的结合类似“山”字形。扭力轴38的端头位于“山”字形底部，两个平蝶铰37位于“山”字形两侧，一个扭力凸轮36位于“山”字形中间处。该“山”字形中间位置的扭力凸轮36是沿着扭力轴38旋转的，扭力凸轮36可旋转地抵触于第二浮箱2上。

扭力轴38的两端通过轴与孔插接的配合扭力凸轮36、平蝶铰37与花蝶铰39。

花蝶铰39沿着扭力轴38的右端头固定焊接于第一浮箱1上；扭力凸轮36沿着扭力轴38左端头可旋转地抵触于第二浮箱2上；花蝶铰39与扭力凸轮36均固定于第一浮箱1与第二浮箱2的间隙中，扭力轴38沿着该折叠的间隙中由花蝶铰39向扭力凸轮36延伸，平蝶铰37固定支撑于扭力凸轮36两侧的第一浮箱1上。

如图3所示，扭力凸轮36与扭力轴38的交接位置安装有平蝶铰37，平蝶铰37用于支撑扭力轴38与扭力凸轮36的旋转，沿着扭力凸轮36的两侧设置两个平蝶铰37套接扭力轴38，利用两个平蝶铰37充分支撑扭力轴38定位稳定，实现扭力凸轮36稳定的旋转抵触第二浮箱2。

扭力凸轮37沿着第一浮箱1上固定设置有两个，扭力凸轮37见图3为块状结构，并固定在第一浮箱1上。其中，两个扭力凸轮37沿着第一浮箱1的侧边固定。进而使扭力凸轮37固定于第一浮箱1侧边的折叠间隙处。

根据上述实施例：具体描述扭力轴38的试验工艺、安装和使用过程。

1、扭力轴38加工完成后，进行扭力轴38的静扭转试验。

在扭转台上进行试验，将扭力轴38：按照逆时针方向扭转及按照顺时针方向、逆时针方向扭转到设计扭转角度。每根扭力轴38按规定的扭力角和规定的方向，连续扭转三次，要求在第三次扭转中不在产生新的扭转残余变形即残余扭角，扭转时应缓慢均匀地加力，达到规定的扭力角后，间歇5分钟，然后卸载，卸载间歇5分钟后，不需做任何调整即进行第二次扭转；扭力轴38经过预扭转后，在端面做上表示扭转方向的标志。

试验装置中应带有扭转角度测量装置，测量精度不应低于±0.5°。

试验后无变形、无裂纹，恢复到原来状态，方达到标准。

2、安装无动力驱动的扭动机构3。

平蝶铰37和花蝶铰39的安装，要求保证其轴孔与浮游平台翻转铰链即沿着铰链4的轴孔的同轴度和相对位置精度。

再进行扭力轴38的预扭后安装。安装的工作方向和其预扭方向保持一致，内外花键和衬套35表面应涂抹润滑油；安装完成后进行水上翻转试验，如果展不开，调整扭力，调整时卸下扭力轴38，将扭力凸轮36重新按照设计角度安装，直到可以自动翻转展开为止。

3、实际使用过程和水上翻转试验过程相同。折叠状态的浮游平台靠运载车或者驳船运输到指定试验水域，运载车或驳船上设有平台的装载和卸载机构，可以将平台卸入水中，具体是靠操作起重吊臂来实现，放入水中后限制平台的钢索释放放松，此时自动扭力装置的扭力轴38处于蓄力状态，产生的扭转力作用于扭力凸轮36，扭力凸轮36作用于槽5，整体是第一浮箱1对第二浮箱2之间产生一个翻转扭矩，迫使浮游平台自动展开；展开过程中，扭力轴38不断释放扭力，直到翻转完成，扭力释放完毕，达到铺设状态，自动展开过程中浮游平台留系留绳，来保证平台的相对位置不会有太大波动。

如图3，所述平蝶铰37中套接有衬套35，衬套35用于保持扭力轴38端头旋转稳定，衬套35为一环形的轴瓦，轴瓦的截面为环形；轴瓦套接于扭力轴38端头的平蝶铰37中，轴瓦与扭力轴38端头的配合。

其中，衬套35外侧第一浮箱1上设有挡体34，挡体34用于固定保持衬套35的位置。挡体34的截面类似“7”形；利用“7”形结构一侧边可拆卸的固定、另一侧侧边阻隔衬套35的位置。

挡体34沿衬套35外侧可拆卸地固定于第一浮箱1上，即挡体34通过螺栓33紧固于垫块31上，再通过垫片32、螺栓33及垫块31形成可拆卸的连接结构，在第一浮箱1和第二浮箱2长期折叠时，拆下挡体34即可抽出扭力轴38。例：在运输状态下，长时间不进行铺设作业，可将扭动机构3调节到无扭力的状态，减少运输过程中的风险，具体做法是：拧开螺栓33，拆除挡体34，卸下扭力轴38，将扭力凸轮36调整到无扭力的角度重新安装。

当然，垫块31也可焊接在第一浮箱1上，如垫块31为长方体块，长方体块设于衬套35外侧的第一浮箱1上，长方体块与螺栓33结合安装挡体34，进而由挡体34限制扭力轴38的位置。也可在垫块31上插接螺栓33与垫片32，进一步地紧固挡体34的位置。

在运输状态下，如果长时间不进行铺设作业，可将扭动机构3调节到无扭力的状态，减少运输过程中的风险，具体做法是：拧开螺栓33，拆除挡体34，卸下扭力轴38，将平蝶铰36调整到无扭力的角度重新安装。

如图1与2所示，展开装置10还包括设于第一浮箱1与第二浮箱2间的铰链4；铰链4设有两个，两个铰链4固定于扭动机构3的外侧。

安装铰链4固定于第一浮箱1与第二浮箱2上，提高第一浮箱1与第二浮箱2间的连接效果，保证翻转稳定实现。

第一浮箱1与第二浮箱2的折叠间隙中还布置有用于支撑两者进行翻转的铰链4。第一浮箱1和第二浮箱2沿着两端部设置的铰链4进行翻转。

铰链4应用于浮游平台的三种状态分别为运输状态、展开状态和铺设状态。

如图3所示，第二浮箱2上设有对应扭力凸轮36的槽5。扭力凸轮36与凹槽对接。

调节槽5为一凹槽结构，进而扭力凸轮36可在浮箱折叠过程中旋转角度的抵触于槽5中，形成扭力轴38的蓄力。

应当说明的是，使用上述展开装置及其展开方法不仅解决了折叠运输浮游平台铺设过程中的相关问题，而且操作人员只需将折叠浮游平台卸入水中，无需再提供任何动力操作，浮游平台靠扭动机构3自动展开；也无需再添加人力操作，只需系留部分绳索以整体定位即可。

需要说明的是：由于翻转沿着扭动机构3自动进行，可最大程度的保障人员安全；总体减少了操作步骤，节省了铺设时间，提高了效率。同时，此自动的扭动机构3还可调节产生的扭力，适应于不同承载类型的浮游平台。

综上，本申请还额外解决了以下问题：

1、耗能大。使用起重设备展开折叠浮游平台消耗动能源，没有经济性，增加成本。

2、耗工多。起重设备进行翻转，同时还需人力辅助，增加操作人员。

3、耗时长。原翻转方法步骤繁琐，影响了平台铺设进程，效率低下。

4、失误率高。因为水面以及浮游平台自身状态的不确定性，导致作业可控性低下，平台展开失误率高，容易产生不可逆转的后果。

5、高强度的起重翻转作业，浮游平台中浮箱分段碰撞率加大，降低装备的使用寿命。

6、需要人为牵拉参与翻转操作，降低作业的安全性。

由于本领域技术人员能够很容易想到，利用申请的构思和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种浮游平台的展开装置，其用于浮游平台(100)的第一浮箱(1)与第二浮箱(2)间，其特征在于，所述展开装置(10)包括设于第一浮箱(1)与第二浮箱(2)间的扭动机构(3)；

扭动机构(3)的两端部间设有扭力轴(38)；

扭力轴(38)的一端固定于第一浮箱(1)上、另一端在工作时抵触于第二浮箱(2)上；

所述扭动机构(3)包括固定于第一浮箱(1)上的花蝶铰(39)与平蝶铰(37)，

扭力轴(38)插接固定于花蝶铰(39)、平蝶铰(37)中；

扭力轴(38)上还套接有扭力凸轮(36)，扭力凸轮(36)在工作时抵触于第二浮箱(2)上；所述第二浮箱(2)上设有对应扭力凸轮(36)的槽(5)；

所述扭力轴(38)一侧端套接在花蝶铰(39)的内孔中；

扭力轴(38)另一侧端套接有两个平蝶铰(37)；

两个平蝶铰(37)间的扭力轴(38)上设有一个扭力凸轮(36)；

扭力轴(38)的端头与两个平蝶铰(37)及一个扭力凸轮(36)的结合类似“山”字形；

扭力轴(38)的端头位于“山”字形底部，两个平蝶铰(37)位于“山”字形两侧，一个扭力凸轮(36)位于“山”字形中间处；

所述平蝶铰(37)中套接有衬套(35)，衬套(35)的截面为环形；

衬套(35)套接于扭力轴(38)端头的平蝶铰(37)中；

所述花蝶铰(39)和所述扭力凸轮(36)上均设有内轮齿，所述扭力轴(38)上设有与所述内轮齿配合的外轮齿。

2.根据权利要求1所述浮游平台的展开装置，其特征在于：

所述第一浮箱(1)上设有挡体(34)，挡体(34)的截面类似“7”形；

挡体(34)沿衬套(35)外侧可拆卸地固定于第一浮箱(1)上。

3.根据权利要求2所述浮游平台的展开装置，其特征在于：

所述第一浮箱(1)上还设有垫块(31)，垫块(31)为长方体块；

垫块(31)设于衬套(35)外侧的第一浮箱(1)上。

4.根据权利要求1所述浮游平台的展开装置，其特征在于：

所述展开装置(10)还包括设于第一浮箱(1)与第二浮箱(2)间的铰链(4)；

铰链(4)设有两个，两个铰链(4)固定于扭动机构(3)的外侧。

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