CN112793710A - 转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器 - Google Patents

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周国平
王新宇
向淼
张梦婷
冯国垠
刘磊磊
尤恽
周渊昊
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Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute of CSSC No 604 Research Institute
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Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute of CSSC No 604 Research Institute
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Abstract

本发明公开了一种转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其包括设于转运驳船上的凸台附体和设于半潜式平台上的槽道附体，槽道附体为两个，凸台附体插设于两个槽道附体之间；两个槽道附体上均设有竖向分布的滑槽；滑槽的横剖面为梯形；凸台附体的两个侧面各开设有一个销轴孔，两个销轴孔内各穿设有一个销轴；销轴的尾部设有伸缩机构；两个销轴各插设于一个滑槽；两个销轴的中心轴线相重合；凸台附体的两个侧面、凸台附体的靠近半潜式平台的前端面均具有弧形面。本发明可以实现准确对接、快速连接以及紧密连接，可以释放连接界面之间的垂向自由度、横摇自由度及纵摇自由度这三个自由度。

Description

转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器
技术领域
本发明涉及海洋装备技术领域，特别涉及一种转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器。
背景技术
超大型浮式平台作为海上装备物资转运和航空岛平台基地，可快速布设浮动部署泊位于国家海洋战略重要海域或者国际水域，服务于国家海洋强国战略。超大型浮式平台的组建构型复杂且尺寸巨大，海上连接的目的是解决构型复杂超大型浮式平台的海上组建工程设计建造、海上运输、工程安装等问题。
工信部高技术船舶科研项目“浮式保障平台工程(三期)”专项中，对复杂构型浮式平台海上连接技术提出了新的研究需求。针对多模块转运驳船与大型半潜式平台海上快速连接技术需求，要求多模块转运驳船的纵向端部与大型半潜式平台的侧面连接，即转运驳船的端部与多个桩腿半潜式平台中的两个桩腿横向连接，形成多模块转运驳船与大型半潜式平台的T字形连接布设的超大型浮式平台。由于多模块转运驳船与大型半潜式平台这两种大型浮式结构物的形式存在极大差异，多模块转运驳船是由多个驳船船型模块所组成，而大型半潜式平台是设有多个桩腿的半潜式平台，在海上受风浪流海洋环境载荷作用，多模块转运驳船与大型半潜式平台成T字形连接布设，多模块转运驳船和大型半潜式平台各自的浮态、升沉幅度、横摇和纵摇的相对运动都不相同，也不会同步，从而使得连接界面间产生极高的载荷作用力。
目前国内海上结构物连接仅依靠系泊缆进行软连接，此连接方式仅适用于港口作业或较低海况下进行，尚无技术方案来解决高海况下船舶与浮式结构物对接问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其包括设于转运驳船上的凸台附体和设于半潜式平台上的槽道附体，槽道附体为两个，凸台附体插设于两个槽道附体之间；两个槽道附体上均设有竖向分布的滑槽；滑槽的横剖面为梯形；凸台附体的两个侧面各开设有一个销轴孔，两个销轴孔内各穿设有一个销轴；销轴的尾部设有可使销轴伸出凸台附体或缩回凸台附体的伸缩机构；两个销轴各插设于一个滑槽；两个销轴的中心轴线相重合；凸台附体的两个侧面、凸台附体的靠近半潜式平台的前端面均具有弧形面。
销轴的首部套设有滑块帽，销轴上固设有用于限制销轴脱离滑块帽的限位部件；限位部件位于滑块帽的内部；销轴的首端部为曲面；滑块帽的内腔具有可供销轴在滑块帽的内腔转动或轴向移动的容纳空间。
滑块帽具有可与滑槽底部相抵接的矩形端面；该矩形端面的宽度和高度的比值为1:1.5～1:2。
滑块帽的矩形端面的宽度不大于滑槽底部的宽度。
销轴孔的孔口具有用于容纳滑块帽的容纳槽。
伸缩机构为液压伸缩机构；液压伸缩机构包括液压油缸，液压油缸的活塞连接于销轴的尾部。
液压油缸为具有恒顶撑力功能的液压油缸。
凸台附体的侧面上的弧形面分布于销轴孔的上侧和下侧，销轴孔的上侧的弧形面和销轴孔的下侧的弧线面均朝靠近销轴的中心轴线方向延伸。
凸台附体的前端面上的弧形面分布于销轴的中心轴线所在的水平面与凸台附体的前端面的交线处的上侧和下侧，交线处的上侧的弧形面和交线处的下侧的弧线面均朝靠近销轴的中心轴线方向延伸。
滑槽底部的宽度小于滑槽口部的宽度。
本发明的有益效果在于：本发明可以实现凸台附体和槽道附体之间的准确对接、快速连接以及紧密连接，销轴可在滑槽中上下自由滑动和轴向转动，可以释放转运驳船与半潜式平台连接布设的连接界面之间的垂向自由度、横摇自由度及纵摇自由度这三个自由度，以减少连接界面间对连接器的极大承载作用力要求。本发明的凸台附体端部和侧面设置弧形面，可有效避免相对纵摇与相对横摇产生的相互之间结构干涉。本发明的连接器允许转运驳船与半潜式平台的连接布设后的相对纵摇、横摇及升沉运动，但限制了连接界面之间的纵、横向线性位移及左右水平摇摆，可方便装备和物资能快速在转运驳船与半潜式平台之间通过跳板接驳转运。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的结构示意图。
图2为图1中A-A剖视示意图。
图3为图1中B-B剖视示意图。
图4为图1中C部分放大示意图。
图5为图4中D-D剖视示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其包括设于转运驳船10上的凸台附体20和设于半潜式平台11上的槽道附体30。
槽道附体30为两个，凸台附体20插设于两个槽道附体30之间。
两个槽道附体30上均设有竖向分布的滑槽31。滑槽31的横剖面为梯形。滑槽底部的宽度小于滑槽口部的宽度。
凸台附体20的两个侧面各开设有一个销轴孔21，两个销轴孔21内各穿设有一个销轴22。
销轴22的尾部设有可使销轴伸出凸台附体或缩回凸台附体的伸缩机构。伸缩机构为液压伸缩机构40；液压伸缩机构40包括液压油缸41，液压油缸41的活塞42连接于销轴22的尾部。本实施例中，液压油缸41为具有恒顶撑力功能的液压油缸。
两个销轴22各插设于一个滑槽31；两个销轴22的中心轴线相重合。
销轴22的首部套设有滑块帽23，销轴22上固设有用于限制销轴脱离滑块帽的限位部件24；限位部件24位于滑块帽23的内部。限位部件可以为环形板，环形板套设于销轴。
销轴22的首端部为曲面；滑块帽23的内腔具有可供销轴在滑块帽的内腔转动或轴向移动的容纳空间。
销轴可以在滑块帽内沿旋转，销轴也可以在滑块帽内微幅度地轴向移动。销轴可以随滑块帽沿滑槽上下滑动。
滑块帽23具有可与滑槽底部相抵接的矩形端面；该矩形端面的宽度和高度的比值为1:1.5～1:2。这样，可以以增大滑块帽与滑槽的接触面积，减小滑槽轨道上单位面积承载强度。
需要说明的是，图5中，为更清楚显示滑块帽的结构，故省略销轴尾部的部件。
滑块帽23的矩形端面的宽度不大于滑槽底部的宽度。
滑块帽上设置矩形端面，既可以增加滑块帽与滑槽的接触面积，以提高销轴和滑槽连接时的结构稳定性，还能使销轴能沿着滑槽上下移动，使销轴具有垂向的自由度。
销轴孔21的孔口具有用于容纳滑块帽的容纳槽25。当销轴缩回凸台附体时，滑块帽不凸出于凸台附体的表面。
凸台附体20的两个侧面、凸台附体20的靠近半潜式平台的前端面均具有弧形面。
凸台附体20的侧面51上的弧形面分布于销轴孔的上侧和下侧，销轴孔的上侧的弧形面和销轴孔的下侧的弧线面均朝靠近销轴的中心轴线方向延伸。当均插设于滑槽内的两个销轴分别沿滑槽做反方向滑动时，凸台附体不会触碰槽道附体。
凸台附体20的前端面52上的弧形面52分布于销轴的中心轴线所在的水平面与凸台附体的前端面的交线处的上侧和下侧，交线处的上侧的弧形面和交线处的下侧的弧线面均朝靠近销轴的中心轴线方向延伸。当凸台附体和槽道附体绕着销轴的中心轴线相向旋转时，凸台附体不会触碰半潜式平台。
对于具有多个桩腿的半潜式平台，本发明连接器的两个槽道附体可以设于一个桩腿上。为提高连接时结构的稳定性，可以分别在两个桩腿上设置本发明的连接器。
本发明采用凸台附体与槽道附体的凹凸组合构型，确保转运驳船的凸台附体与半潜式平台的槽道附体的对接准确性，还实现了快速对接，凸台附体端部和侧面设置弧形面，可有效避免相对纵摇与相对横摇产生的相互之间结构干涉。
转运驳船的凸台附体与半潜式平台的槽道附体对接后，采用液压伸缩机构推动销轴伸出并进行连接，销轴端部嵌入槽道附体的滑槽内，同时液压伸缩机构提供持续恒顶撑力，保持销轴端部与滑槽的紧密连接。
本发明在保证凸台附体和槽道附体之间的紧密连接的同时，销轴可在滑槽中上下自由滑动和轴向转动，可以释放转运驳船与半潜式平台T字形连接布设的连接界面之间的垂向自由度、横摇自由度及纵摇自由度这三个自由度，以减少连接界面间对连接器的极大承载作用力要求。
本发明的连接器允许转运驳船与半潜式平台的T字形连接布设后的相对纵摇、横摇及升沉运动，但限制了连接界面之间的纵、横向线性位移及左右水平摇摆，可方便装备和物资能快速在转运驳船与半潜式平台之间通过跳板接驳转运。
本发明可以满足转运驳船与半潜式平台海上快速连接技术需求，可方便、可靠、快速、安全地连接。而且，本发明不对转运驳船和半潜式平台进行较大的改动，可作为设备附体安装于多模块转运驳船和大型半潜式平台主体结构上，方便装备和物资能快速在多模块转运驳船与大型半潜式平台之间通过跳板接驳转运。
本发明具有结构简单、可快速连接、操作安全、连接可靠的优点，其制造成本低，具有极大的经济价值。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其特征在于，其包括设于转运驳船上的凸台附体和设于半潜式平台上的槽道附体，槽道附体为两个，凸台附体插设于两个槽道附体之间；两个槽道附体上均设有竖向分布的滑槽；滑槽的横剖面为梯形；凸台附体的两个侧面各开设有一个销轴孔，两个销轴孔内各穿设有一个销轴；销轴的尾部设有可使销轴伸出凸台附体或缩回凸台附体的伸缩机构；两个销轴各插设于一个滑槽；两个销轴的中心轴线相重合；凸台附体的两个侧面、凸台附体的靠近半潜式平台的前端面均具有弧形面。
2.如权利要求1所述的转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其特征在于，销轴的首部套设有滑块帽，销轴上固设有用于限制销轴脱离滑块帽的限位部件；限位部件位于滑块帽的内部；销轴的首端部为曲面；滑块帽的内腔具有可供销轴在滑块帽的内腔转动或轴向移动的容纳空间。
3.如权利要求2所述的转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其特征在于，滑块帽具有可与滑槽底部相抵接的矩形端面；该矩形端面的宽度和高度的比值为1:1.5～1:2。
4.如权利要求3所述的转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其特征在于，滑块帽的矩形端面的宽度不大于滑槽底部的宽度。
5.如权利要求2所述的转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其特征在于，销轴孔的孔口具有用于容纳滑块帽的容纳槽。
6.如权利要求1所述的转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其特征在于，伸缩机构为液压伸缩机构；液压伸缩机构包括液压油缸，液压油缸的活塞连接于销轴的尾部。
7.如权利要求6所述的转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其特征在于，液压油缸为具有恒顶撑力功能的液压油缸。
8.如权利要求1所述的转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其特征在于，凸台附体的侧面上的弧形面分布于销轴孔的上侧和下侧，销轴孔的上侧的弧形面和销轴孔的下侧的弧线面均朝靠近销轴的中心轴线方向延伸。
9.如权利要求1所述的转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其特征在于，凸台附体的前端面上的弧形面分布于销轴的中心轴线所在的水平面与凸台附体的前端面的交线处的上侧和下侧，交线处的上侧的弧形面和交线处的下侧的弧线面均朝靠近销轴的中心轴线方向延伸。
10.如权利要求1所述的转运驳船与半潜式平台连接的三自由度滑槽式连接器，其特征在于，滑槽底部的宽度小于滑槽口部的宽度。
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