CN112849370A - 一种多功能浮式平台 - Google Patents

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杜新光
杨蓓
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沈海钢
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Abstract

本发明公开了一种多功能浮式平台，包括浮体、收放机构和脐带缆。浮体包括支撑框架和外包裹层，外包裹层包裹于支撑框架并与支撑框架配合形成容置舱，支撑框架通过变换自身结构以改变浮体的体积。收放机构设于浮体的上表面，浮体的上表面和下表面之间设有贯穿孔，脐带缆的第一端连接收放机构，第二端穿过贯穿孔连接有水下测量设备，收放机构用于收放脐带缆。本发明通过变换支撑框架的结构来改变浮体的体积，从而改变整个多功能浮式平台的排水体积。当遇到台风等极端天气时，可以缩小浮体体积，减小排水量，沉入海中躲避，以避免恶劣环境对多功能浮式平台可能造成的损害，提高多功能浮式平台的安全性。

Description

一种多功能浮式平台
技术领域
本发明属于海洋工程领域，尤其涉及一种多功能浮式平台。
背景技术
浮式平台是一种大型浮体，有的可以迁移，有的不迁移。可迁移的浮式平台，又称活动平台，它是为适应勘探、施工、维修等海上作业必须经常更换地点的需要而发展起来的。
然而，如果遇到台风等极端天气，设于海中的浮式平台容易受到损坏，即使是可迁移的浮式平台，其迁移也是为更换海上作业地点设计的，遇到极端天气也无法及时迁移。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能浮式平台，以解决现有技术中浮式平台在遇到极端天气时容易损坏的问题。
本发明的技术方案为：
一种多功能浮式平台，包括：
浮体，包括支撑框架和外包裹层，所述外包裹层包裹于所述支撑框架并与所述支撑框架配合形成容置舱，所述支撑框架通过变换自身结构以改变所述浮体的体积；
收放机构和脐带缆，所述收放机构设于所述浮体的上表面，所述浮体的上表面和下表面之间设有贯穿孔，所述脐带缆的第一端连接所述收放机构，第二端穿过所述贯穿孔连接有水下测量设备，所述收放机构用于收放所述脐带缆。
优选地，所述支撑框架包括上舱壁和下舱壁，所述上舱壁和所述下舱壁通过若干支撑柱连接，所述外包裹层与所述上舱壁和所述下舱壁连接，与所述上舱壁和所述下舱壁配合形成所述容置舱；
所述上舱壁上设有第一通孔，所述下舱壁上设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔之间通过内包裹层连接以配合形成所述贯穿孔；
所述支撑柱上设有伸缩结构，用于改变所述上舱壁和所述下舱壁之间的距离。
优选地，所述上舱壁与所述下舱壁平行，且所述上舱壁的面积大于所述下舱壁的面积；
所述支撑柱包括上支撑柱和下支撑柱，所述上支撑柱的上端与所述上舱壁连接，所述上支撑柱的下端与所述下支撑柱的上端连接，所述下支撑柱的下端与所述下舱壁连接；
所述伸缩结构设于所述上支撑柱或/和所述下支撑柱，所述伸缩结构用于改变所述上支撑柱或/和所述下支撑柱的长度。
优选地，所述伸缩结构设于所述上支撑柱，所述上支撑柱的上端与所述上舱壁固连，所述上支撑柱的下端与所述下支撑柱的上端固连，所述下支撑柱的下端与所述下舱壁固连。
优选地，所述伸缩结构设于所述下支撑柱，所述上支撑柱的上端与所述上舱壁固连，所述上支撑柱的下端与所述下支撑柱的上端转动连接，所述下支撑柱的下端与所述下舱壁转动连接。
优选地，所述伸缩结构为伸缩缸。
优选地，所述浮体下表面设有若干液压支腿，所述液压支腿上连接有配重物，所述液压支腿和所述配重物相配合用于调整所述多功能浮式平台的重心。
优选地，所述脐带缆的第二端连接有水下机器人，所述水下测量设备设于所述水下机器人。
优选地，所述水下机器人配置有水下充电接口，用于水下充电。
优选地，所述浮体的上表面设有水上测量设备。
优选地，所述浮体的上表面设有至少一组太阳能板组件，所述太阳能板组件包括至少两个叠放的太阳能板，所述太阳能板组件通过展开结构展开或收拢所述太阳能板。
优选地，所述太阳能板组件包括固连于所述浮体上表面的第一太阳能板和叠放于所述第一太阳能板上方的第二太阳能板；所述展开结构包括驱动器和转轴，所述转轴与所述浮体的上表面或所述第一太阳能板转动连接，所述转轴与所述第二太阳能板固连，所述驱动器用于驱动所述转轴转动。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
(1)本发明能够通过变换支撑框架的结构来改变浮体的体积，从而改变整个多功能浮式平台的排水体积。当遇到台风等极端天气时，可以缩小浮体体积，减小排水量，沉入海中躲避，以避免恶劣环境对多功能浮式平台可能造成的损害，提高多功能浮式平台的安全性。等极端天气过后，通过变换支撑框架的架构来增大浮体的体积，增大排水量，从而使多功能浮式平台再次浮上海面，继续作业。因此。本发明解决了现有技术中浮式平台在遇到极端天气时容易损坏的问题。
(2)本发明一实施例中设有水下机器人，水下测量设备设置在水下机器人上，水下机器人可以带水下检测设备到达不同的检测地点，方便检测。同时，当遇到极端天气需要多功能浮式平台下沉躲避时，水下机器人也能够施加一个向下拖拽的力，配合浮体变形(支撑框架变形改变排水量)一起使多功能浮式平台下沉。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明的一种多功能浮式平台的结构示意图；
图2为本发明的一种多功能浮式平台的剖面示意图；
图3为本发明的一种多功能浮式平台的结构示意图；
图4为本发明工作时的状态示意图；
图5为本发明下沉时的状态示意图。
附图标记说明：
1：浮体；101：上支撑柱；102：下支撑柱；103：外包裹层；104：内包裹层；2：收放机构；3：脐带缆；4：水下机器人；5：太阳能板；6：转轴；7：舱盖；8：液压支腿；9：下支架；10：配重物。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
实施例1
参看图1至图5，本实施例提供一种多功能浮式平台，包括浮体1、收放机构2和脐带缆3。浮体1包括支撑框架和外包裹层103，外包裹层103包裹于支撑框架并与支撑框架配合形成容置舱，支撑框架通过变换自身结构以改变浮体1的体积。收放机构2设于浮体1的上表面，浮体1的上表面和下表面之间设有贯穿孔，脐带缆3的第一端连接收放机构2，第二端穿过贯穿孔连接有水下测量设备，收放机构2用于收放脐带缆3。
本实施例通过变换支撑框架的结构来改变浮体1的体积，从而改变整个多功能浮式平台的排水体积。当遇到台风等极端天气时，可以缩小浮体1体积，减小排水量，沉入海中躲避，以避免恶劣环境对多功能浮式平台可能造成的损害，提高多功能浮式平台的安全性。等极端天气过后，通过变换支撑框架的架构来增大浮体1的体积，增大排水量，从而使多功能浮式平台再次浮上海面，继续作业。
现对本实施例的结构进行说明。
支撑框架式可移动的钢结构，外包裹层103可随支撑框架改变外形，具有一定强度。这样的结构可以及时的调节浮体1的外形，用于调节本实施例的排水体积、适应不同的承载重量和不同的外壁环境。其中，外包裹层103可以采用气垫船的材料。
在本实施例中，支撑框架包括上舱壁和下舱壁，上舱壁和下舱壁通过若干支撑柱连接，外包裹层103与上舱壁和下舱壁连接，与上舱壁和下舱壁配合形成容置舱。上舱壁上设有第一通孔，下舱壁上设有第二通孔，第一通孔和第二通孔之间通过内包裹层104连接以配合形成贯穿孔。支撑柱上设有伸缩结构，用于改变上舱壁和下舱壁之间的距离。因此，上舱壁为本实施例多功能浮式平台的甲板，收纳机构就设置在甲板上；甲板上还设有进入容置舱的通道，该通道上设有舱盖7。内包裹层104可以采用与外包裹层103相同的材料。在本实施例中，收放机构2可以是绞车，在其他实施例中收放机构2还可以是其他设备，此处不做限制。
浮体1为上半部分为圆柱，下半部分为圆台的形状，上舱壁与下舱壁平行，且上舱壁的面积大于下舱壁的面积。支撑柱包括上支撑柱101和下支撑柱102，上支撑柱101的上端与上舱壁连接，上支撑柱101的下端与下支撑柱102的上端连接，下支撑柱102的下端与下舱壁连接。上支撑柱101部分为圆柱部分，下支撑柱102部分为圆台部分。伸缩结构设于上支撑柱101或下支撑柱102，伸缩结构用于改变上支撑柱101或下支撑柱102的长度。
具体地，在本实施例中，伸缩结构设于上支撑柱101，上支撑柱101的上端与上舱壁固连，上支撑柱101的下端与下支撑柱102的上端固连，下支撑柱102的下端与下舱壁固连。当然，在其他实施例中，伸缩结构可以设置在下支撑柱102上或同时设置在上支撑柱101和下支撑柱102上；又或者支撑框架不是如本实施例这般采用上舱壁、下舱壁和支撑柱的设置方式，而是采用其他方式，只要能够使浮体1稳定变形即可，此处不做限制。
在其他实施中，当下支撑柱102上设有伸缩结构时，上支撑柱101的下端与下支撑柱102的上端的连接、下支撑柱102的下端与下舱壁的连接都需要是转动连接，具体的连接方式可以采用铰链连接等方式。
具体地，在本实施例中，伸缩结构可以是伸缩缸。
进一步地，在浮体1的下表面可以设置若干液压支腿8。在液压支腿8上连接配重物10，液压支腿8和配重物10相配合用于调整多功能浮式平台的重心。具体地，在本实施例汇中，在浮体1的下方设置下支架9，下支架9通过上述若干液压支腿8与浮体1连接，配重物10可以安置在下支架9上。下支架9与浮体1之间的距离可以通过液压支腿8控制，从而改变本实施例多功能浮式平台的重心位置，实时调节多功能浮式平台的稳定性。同时，在地面或船上运输时，下支架9可以用来支撑和固定整个多功能浮式平台。安置于下支架9上的配重物10，可以根据实际情况调配。
实施例2
参看图1至图5，本实施例提供一种基于实施例1的多功能浮式平台。
在本实施例中，甲板上搭载有各类水上测量设备，脐带缆3的第二端连接有水下机器人4，各类水下测量设备设置于水下机器人4。同时对水上和水下进行同步监测。即水下机器人4由甲板上的收放机构2用脐带缆3连接，水下机器人4通过推进器携带各类探测设备(即上述的水下测量设备)在水下移动，可以在以多功能浮式平台为基点的水下一定范围内的立体水域内移动探测。同时，若本实施例的多功能浮式平台遇到极端恶劣环境，可通过减小浮体1体积降低浮力，并通过水下机器人4向下拖曳，使整个多功能浮式平台下沉到水面以下以躲避恶劣环境对浮式平台可能造成的损害，提高多功能浮式平台的安全性。
具体地，可以在甲板上设置安装支架，用于安装各类水上检测设备和通讯设备等，例如避雷针、风速风向大气压力检测仪器、航标灯等仪器。安装支架可以采用可拆分式结构并配备多个规格的支架配件，可根据需要改变高度。在容置舱内部可以安装电子设备箱、能量装置、配重物等。在存放时，可以将水下机器人4放置在下支架9、若干液压支腿8和下舱壁围成的空间内，保护水下机器人4。
进一步地，可以在甲板上设置太阳能板5，用于太阳能发电。在甲板上设置至少一组太阳能板组件，太阳能板组件包括至少两个叠放的太阳能板5，太阳能板组件通过展开结构展开或收拢太阳能板5。在本实施例中甲板上设有三组太阳能板组件，每组太阳能板组件包括固连于浮体1上表面的第一太阳能板和叠放于第一太阳能板上方的第二太阳能板。展开结构包括驱动器和转轴6，转轴6与浮体1的上表面或第一太阳能板转动连接，转轴6与第二太阳能板固连，驱动器用于驱动转轴6转动，从而带动第二太阳能板转动，实现第一太阳能板和第二太阳能板折叠和展开。在环境适宜、不影响稳定性的情况下，第二太阳能板由驱动器和转轴6驱动展开，增大太阳能板组件的工作面积，提高能源储备的效率。驱动器可以是电机+减速器或液压等。在其他实施例中，太阳能板组件的折叠展开方式、以及驱动器等都可以有其他选择，此处不做限制。
进一步地，水下机器人4还可以配置水下充电接口，可以将太阳能板组件等能量收集装置收集并储存起来的能量给水下作业设备充电，为水下作业设备提供一个移动充电平台。
在本实施例中，水下机器人4可通过收放机构2释放和回收脐带缆3进行布放，水下机器人4上带有推进器可在脐带缆3牵引范围的任意位置悬停，也可在多功能浮式平台如遇到台风等极端天气时下潜避险提供拉力，水下机器人4带有充电接口，可下潜至水下作业设备进行充电。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种多功能浮式平台，其特征在于，包括：
浮体，包括支撑框架和外包裹层，所述外包裹层包裹于所述支撑框架并与所述支撑框架配合形成容置舱，所述支撑框架通过变换自身结构以改变所述浮体的体积；
收放机构和脐带缆，所述收放机构设于所述浮体的上表面，所述浮体的上表面和下表面之间设有贯穿孔，所述脐带缆的第一端连接所述收放机构，第二端穿过所述贯穿孔连接有水下测量设备，所述收放机构用于收放所述脐带缆。
2.根据权利要求1所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述支撑框架包括上舱壁和下舱壁，所述上舱壁和所述下舱壁通过若干支撑柱连接，所述外包裹层与所述上舱壁和所述下舱壁连接，与所述上舱壁和所述下舱壁配合形成所述容置舱；
所述上舱壁上设有第一通孔，所述下舱壁上设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔之间通过内包裹层连接以配合形成所述贯穿孔；
所述支撑柱上设有伸缩结构，用于改变所述上舱壁和所述下舱壁之间的距离。
3.根据权利要求2所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述上舱壁与所述下舱壁平行，且所述上舱壁的面积大于所述下舱壁的面积；
所述支撑柱包括上支撑柱和下支撑柱，所述上支撑柱的上端与所述上舱壁连接，所述上支撑柱的下端与所述下支撑柱的上端连接，所述下支撑柱的下端与所述下舱壁连接；
所述伸缩结构设于所述上支撑柱或/和所述下支撑柱，所述伸缩结构用于改变所述上支撑柱或/和所述下支撑柱的长度。
4.根据权利要求3所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述伸缩结构设于所述上支撑柱，所述上支撑柱的上端与所述上舱壁固连，所述上支撑柱的下端与所述下支撑柱的上端固连，所述下支撑柱的下端与所述下舱壁固连。
5.根据权利要求3所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述伸缩结构设于所述下支撑柱，所述上支撑柱的上端与所述上舱壁固连，所述上支撑柱的下端与所述下支撑柱的上端转动连接，所述下支撑柱的下端与所述下舱壁转动连接。
6.根据权利要求2至5任意一项所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述伸缩结构为伸缩缸。
7.根据权利要求1所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述浮体下表面设有若干液压支腿，所述液压支腿上连接有配重物，所述液压支腿和所述配重物相配合用于调整所述多功能浮式平台的重心。
8.根据权利要求1所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述脐带缆的第二端连接有水下机器人，所述水下测量设备设于所述水下机器人。
9.根据权利要求8所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述水下机器人配置有水下充电接口，用于水下充电。
10.根据权利要求1所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述浮体的上表面设有水上测量设备。
11.根据权利要求1所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述浮体的上表面设有至少一组太阳能板组件，所述太阳能板组件包括至少两个叠放的太阳能板，所述太阳能板组件通过展开结构展开或收拢所述太阳能板。
12.根据权利要求11所述的多功能浮式平台，其特征在于，所述太阳能板组件包括固连于所述浮体上表面的第一太阳能板和叠放于所述第一太阳能板上方的第二太阳能板；所述展开结构包括驱动器和转轴，所述转轴与所述浮体的上表面或所述第一太阳能板转动连接，所述转轴与所述第二太阳能板固连，所述驱动器用于驱动所述转轴转动。
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