CN113401297A - 一种水面旋转平衡受力装置 - Google Patents

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    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers

Abstract

本发明涉及一种水面旋转平衡受力装置，包括中心轴、旋转支撑结构和浮力平台；所述旋转支撑结构包括圆形套筒和若干支撑架；每一所述支撑架包括横梁和斜撑连杆，所述横梁的一端与所述圆形套筒垂直连接，所述横梁的另一端与所述斜撑连杆连接，所述斜撑连杆的另一端与所述圆形套筒连接并位于所述横梁连接点的垂直下方，所述圆形套筒、所述横梁与所述斜撑连杆构成直角三角形；若干所述支撑架呈放射状均匀设置于所述圆形套筒外侧；所述浮力平台中心的预制孔嵌入所述圆形套筒的上端开口边沿与所述横梁之间并相互固定连接，所述中心轴垂直穿过所述圆形套筒。本申请将水面结构集中点受力分解为线和面旋转平衡受力，解决了水面结构稳定性差的技术问题。

Description

一种水面旋转平衡受力装置
技术领域
本发明涉及水资源开发利用的技术领域，具体涉及一种水面旋转平衡受力装置。
背景技术
对水资源的开发利用是人类进步过程中，不断升华的过程。
到目前为止，对水面的利用最大的领域是船运行业，这样就需要大的水面和长的河流来实现，其中水的最大特性是柔性。一直以来，由于在柔性的水中找不到力的支撑点，人类社会除了水生动物的养殖以外，基本上“望水兴叹”。再过去较长的时间内，在水里打桩对水面物体进行固定一直是比较常用的方法，但是由于桩的顶点受力直接传送到桩与水底层的受力点，桩基很容易歪斜。
近年来，随着我国经济的快速发展，各种污水的排放量大幅增加，大量废水未经过处理直接排放到水体，超过了水体自身可净化限度。从而导致水体供氧和耗氧失衡，水体呈缺氧乃至厌氧状态，出现水体腥臭和富营养化现象。这会使整个生态系统出现危机，严重影响生态环境，也给居民的生活造成了较大的影响。因此人们对所处生活的环境越来越关心，尤其是水环境质量和水上自然景观状况，采用水面浮法种植植物进行水生态修复的方法，经济效益高，无污染且可以带来其他经济收益，一举多得，是一种绝佳的水体生态修复手段，但是各种在水面进行浮法种植开展水生态修复的设施由于没有合理与实用的固定方法，最后都被风吹散。探索水面固定的方法一直在进行中，例如公告号为CN211620082U的实用新型专利，其公开了一种旋转组合式生态浮岛，包括一端固定在水底，另一端伸出水面的中心轴、与中心轴连接并在自然动力作用下能围绕中心轴旋转的浮岛本体，其中，专利文件中记载了所述中心轴由固定柱和套装在固定柱上的圆环组成，但是这种形式的中心轴在实际使用时，当圆环受到来自侧向的外来作用力时，圆环会直接作用于固定柱的上端局部，进而导致固定柱发生偏移，进而影响固定柱的下端稳定性，甚至导致整个系统因失去平衡而出现结构破坏问题。水面物体的固定，由于要同时解决水的垂直受力支撑点与侧向受力平衡这样两个问题，因而有必要提供一种保证水面生产或生活活动的设备更稳定运转的受力平衡装置。
发明内容
基于上述表述，本发明提供了一种水面旋转平衡受力装置，以解决现有技术中水面物体固定结构存在支撑点缺失和受力无法平衡导致稳定性差的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种水面旋转平衡受力装置，包括中心轴、旋转支撑结构和浮力平台；
所述旋转支撑结构包括圆形套筒和若干支撑架；每一所述支撑架包括横梁和斜撑连杆，所述横梁的一端与所述圆形套筒垂直连接，另一端与所述斜撑连杆连接，所述斜撑连杆远离所述横梁的一端与所述圆形套筒连接并位于所述横梁垂直下方，所述圆形套筒、所述横梁与所述斜撑连杆构成直角三角形；若干所述支撑架呈放射状均匀设置于所述圆形套筒外侧；
所述浮力平台的中心嵌设在所述圆形套筒的上端开口边沿并与所述横梁之间固定连接，所述中心轴垂直穿过所述圆形套筒。
与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
本申请提供的水面旋转平衡受力装置，通过旋转支撑结构中三角形形状的设置，当浮力平台受到外部力量的推动时，斜撑连杆将外力向其延伸方向分解，使圆形套筒对中心轴的实际施力作用点下移，进而使中心轴偏转的运动趋势转变为水平平移的运动趋势，由于中心轴的下端部分固定于水底，因而中心轴水平位移需要将包裹住下端部分的泥沙石头等全部推走，其所需要的力量远远大于中心轴偏移的力量，因而本申请旋转支撑结构和浮力平台的设计，将水平面结构集中受力点分解为线和面分布受力，解决了水中结构稳定性差的技术问题，有效的保证了中心轴的稳定性，使浮力平台能够平稳转动。
进一步的，所述横梁连接于所述圆形套筒的上端，所述斜撑连杆连接于所述圆形套筒的下端。
进一步的，所述中心轴为圆柱形的中空管状柱体。
进一步的，所述中心轴为多个圆形的中空管状柱体连接形成的上下粗细均匀的管束。
进一步的，每一所述支撑架还包括加强杆，所述加强杆的两端分别连接于所述直角三角形的斜边和任一直角边。
进一步的，每一所述支撑架包括两个加强杆，两个所述加强杆的一端均连接于所述斜撑连杆上，另一端分别与所述横梁及所述圆形套筒连接。
进一步的，所述浮力平台为以所述中心轴中心为中心的正多边形结构。
进一步的，所述浮力平台为以PC板材作为外壳且内部填充浮力材料的复合结构。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种水面旋转平衡受力装置的结构示意图；
图2位本实施例的俯视结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、中心轴；2、旋转支撑结构；3、浮力平台；21、圆形套筒；22、支撑架；221、横梁；222、斜撑连杆；223、加强杆。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
如图1和图2所示，本申请实施例公开了一种水面旋转平衡受力装置，包括中心轴1、旋转支撑结构2和浮力平台3。
其中，所述中心轴1的一端固定于水底，另一端伸出水面，所述中心轴1相对所述水面垂直设置。
对面某些中心轴1所需受力较小的情况下，所述中心轴1为圆柱形的中空管状柱体；在部分情况下，单根管状结构所能承受的力道不足以进行平稳支撑时，所述中心轴1可以为多个圆柱形中空管状柱体捆扎形成的上下粗细均匀的管束。
所述旋转支撑结构2包括圆形套筒21和若干支撑架22；每一所述支撑架22包括横梁221和斜撑连杆222，所述横梁221的一端与所述圆形套筒21垂直连接，另一端与所述斜撑连杆222连接，所述斜撑连杆222远离所述横梁221的一端与所述圆形套筒21连接并位于所述横梁221垂直下方，所述圆形套筒21、所述横梁221与所述斜撑连杆222构成直角三角形；若干所述支撑架呈放射状均匀设置于所述圆形套筒外侧。
所述浮力平台3的中心嵌设在所述圆形套筒21的上端开口边沿并与所述横梁221之间固定连接，所述中心轴1垂直穿过所述圆形套筒21，其中，圆形套筒21可相对中心轴1自由转动且能够沿中心轴1上下滑动，从而实现了浮力平台3绕中心轴1的自由转动，所述浮力平台3部分浮于水面以上，所以还实现了使浮力平台3随水面升降。
本实施例通过旋转支撑结构2中直角三角形形状的设置，当浮力平台3受到外部力量的推动时，斜撑连杆222将外力向其延伸方向分解，使圆形套筒21对中心轴1的实际施力作用点下移，进而使中心轴1偏转的运动趋势转变为水平平移的运动趋势，由于中心轴1的下端部分固定于水底，因而中心轴1水平位移需要将包裹住下端部分的泥沙石头等全部推走，其所需要的力量远远大于中心轴偏移的力量，因而本申请旋转支撑结构2和浮力平台3的设计，将水平面结构集中受力点分解为线和面分布受力，解决了水中结构稳定性差的技术问题，有效的保证了中心轴1的稳定性，使浮力平台3能够平稳转动。
支撑架22呈放射状的均匀设置于所述圆形套筒外侧，可以使当浮力平台3收到各个方向上的外力时，均能够将中心轴1偏转的运动趋势转变为水平平移的运动趋势，进而保证中心轴1的稳定性。
优选的，所述横梁221连接于所述圆形套筒21的上端，所述斜撑连杆222连接于所述圆形套筒21的下端。
为了保证支撑架22的连接稳定性，每一所述支撑架22还包括加强杆223，所述加强杆223的两端分别连接于直角三角形的斜边和任一直角边，优选的，每一所述支撑架22包括两个加强杆223，两个所述加强杆223的一端均连接于所述斜撑连杆222上，另一端分别与所述横梁221及所述圆形套筒21连接。
在本申请优选的实施例中，所述浮力平台3为以所述中心轴1中心为中心的正多边形结构，以便于在浮力平台3的周围均匀安装生态修复装置，如正方形、正六边形等，其中圆形也属于一种特殊的正多边形，但是圆形在实际使用中并不适用；该正多边形结构的浮力平台3可以在水面的侧向受力不均衡时，通过其围绕所述中心轴1的旋转实现平衡受力。
更优选的，所述浮力平台为以PC板材作为外壳且内部填充浮力材料的复合结构。
可以理解的是，圆形套筒21的长度、所述支撑架22的数量与有效展开面积的大小、所述浮力平台3的强度与浮力大小、所述中心轴1的强度与长度，均与该水面旋转平衡受力装置的能量发挥呈协同性正相关关系，在实际使用中，本领域技术人员根据使用环境进行合理设计。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水面旋转平衡受力装置，其特征在于，包括中心轴、旋转支撑结构和浮力平台；
所述旋转支撑结构包括圆形套筒和若干支撑架；每一所述支撑架包括横梁和斜撑连杆，所述横梁的一端与所述圆形套筒垂直连接，所述横梁的另一端与所述斜撑连杆连接，所述斜撑连杆的另一端与所述圆形套筒连接并位于所述横梁与所述圆形套筒连接点的垂直下方，所述圆形套筒、所述横梁与所述斜撑连杆构成直角三角形；若干所述支撑架呈放射状均匀设置于所述圆形套筒外侧；
所述浮力平台的中心嵌设在所述圆形套筒的上端开口边沿并与所述横梁之间固定连接，所述中心轴垂直穿过所述圆形套筒。
2.根据权利要求1所述的水面旋转平衡受力装置，其特征在于，所述横梁连接于所述圆形套筒的上端，所述斜撑连杆连接于所述圆形套筒的下端。
3.根据权利要求1所述的水面旋转平衡受力装置，其特征在于，所述中心轴为圆柱形的中空管状柱体。
4.根据权利要求1所述的水面旋转平衡受力装置，其特征在于，所述中心轴为多个圆形的中空管状柱体连接形成的上下粗细均匀的管束。
5.根据权利要求1所述的水面旋转平衡受力装置，其特征在于，每一所述支撑架还包括加强杆，所述加强杆的两端分别连接于所述直角三角形的斜边和任一直角边。
6.根据权利要求4所述的水面旋转平衡受力装置，其特征在于，每一所述支撑架包括两个加强杆，两个所述加强杆的一端均连接于所述斜撑连杆上，另一端分别与所述横梁及所述圆形套筒连接。
7.根据权利要求1所述的水面旋转平衡受力装置，其特征在于，所述浮力平台为以所述中心轴中心为中心的正多边形结构。
8.根据权利要求1所述的水面旋转平衡受力装置，其特征在于，所述浮力平台为以PC板材作为外壳且内部填充浮力材料的复合结构。
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