CN113436493A - 船只甲板的起伏模拟设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水上船只模拟技术领域，提供船只甲板的起伏模拟设备，包括：负载平台；驱动部件；传动部件，传动部件包括传送带，传送带连接驱动部件和负载平台，适于在驱动部件作用下带动负载平台升降。根据本发明实施例的船只甲板的起伏模拟设备，驱动部件通过传送带带动负载平台升降。负载平台上可以用于安装用于人员升降或者物资升降的相关设备，因此该船只甲板的起伏模拟设备可以用来模拟海上风电的维护船在停靠风电塔筒后，受到海浪冲击的情况下甲板的起伏运动，进而以上负载平台可以为后续开发海上风电塔筒维护平台的相关设备提供测试环境。并且，以上负载平台还可以为海上的工程技术人员提供培训用模拟环境。
Description
技术领域
本发明涉及水上船只模拟技术领域，尤其涉及船只甲板的起伏模拟设备。
背景技术
海上风电近年来在世界各地飞速发展，目前海上风电正在新能源领域引发广泛关注，具备作为核心电源来推动未来全球低碳经济发展的条件，然而它具有高度依赖技术驱动的特质。
在海上风电建设和后期的运行和维护过程中，都需要工程技术人员从维护船上升到风电塔筒维护平台。海上风电提升装置的升降，与陆地风电最大区别是维护船在受到海浪的冲击时出现上下起伏运动，这种维护船的上下起伏运动使工程技术人员的站立不稳，提升装置载具在其胸前、头部，出现上下相对运动，这种相对运动的剧烈程度，取决于受海浪驱使的维护船甲板起伏运动的剧烈程度；这种起伏运动加大了工程技术人员上升风电塔筒维护平台的难度。
发明内容
本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种船只甲板的起伏模拟设备，其可以用来模拟海上风电的维护船在停靠风电塔筒后，维护船甲板受到海浪冲击产生的起伏运动，为后续开发海上风电塔筒维护平台的升降人员或升降物资的相关设备时提供测试环境；同时，可以为海上的工程技术人员提供培训用模拟环境。
根据本发明实施例的船只甲板的起伏模拟设备，包括：
负载平台；
驱动部件；
传动部件，所述传动部件包括传送带，所述传送带连接所述驱动部件和所述负载平台，适于在所述驱动部件作用下带动所述负载平台升降。
根据本发明实施例的船只甲板的起伏模拟设备，驱动部件通过传送带带动负载平台升降。负载平台上可以用于安装用于人员升降或者物资升降的相关设备，因此该船只甲板的起伏模拟设备可以用来模拟海上风电的维护船在停靠风电塔筒后，受到海浪冲击的情况下甲板的起伏运动，进而以上负载平台可以为后续开发海上风电塔筒维护平台的相关设备提供测试环境。并且，以上负载平台还可以为海上的工程技术人员提供培训用模拟环境。
根据本发明的一个实施例，所述驱动部件包括伺服电机以及连接所述伺服电机的伺服驱动器；所述传动部件包括依次连接的减速机、传送带轮和传送带。
根据本发明的一个实施例，所述负载平台安装于多根竖向导轨且适于沿着所述竖向导轨升降。
根据本发明的一个实施例，所述船只甲板的起伏模拟设备还包括：
第一限位开关，用于限制所述负载平台上极限位置；
第二限位开关，用于限制所述负载平台下极限位置；
所述第一限位开关和所述第二限位开关安装于所述竖向导轨。
根据本发明的一个实施例，所述船只甲板的起伏模拟设备还包括：
防坠锁具，适于在所述负载平台达到所述下极限位置的情况下吊装所述负载平台。
根据本发明的一个实施例，所述船只甲板的起伏模拟设备还包括：
两个止挡设备，分别设置于所述负载平台上方和所述负载平台下方，适于在所述负载平台达到所述上极限位置的情况下限制所述负载平台上升，或者，适于在所述负载平台达到所述下极限位置的情况下限制所述负载平台下降。
根据本发明的一个实施例，所述船只甲板的起伏模拟设备还包括：
控制部件，连接所述第一限位开关和所述第二限位开关，且所述控制部件被配置为基于所述第一限位开关的触发信号或所述第二限位开关的触发信号控制所述驱动部件停止。
根据本发明的一个实施例，所述第一限位开关和所述第二限位开关为微动开关，所述微动开关包括常闭触点。
根据本发明的一个实施例，所述船只甲板的起伏模拟设备还包括：
人机交互部件，设置有交互窗口和数据接口，所述交互窗口适于接收用户选择的运行数据，所述数据接口用于输入预设模拟数据，所述人机交互部件连接所述控制部件，所述控制部件基于所述运行数据和所述预设模拟数据控制所述驱动部件。
根据本发明的一个实施例，所述控制部件包括定时器和计数器中的至少一个，所述定时器和所述计数器用于控制所述驱动部件的运行时长和运行次数。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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。
图1是本发明实施例提供的安装轴、安装套、锁芯安装体、密封件、与第一磁性件的装配关系示意图；
附图标记：
1、控制部件；2、驱动部件；201、伺服驱动器；202、伺服电机；3、传动部件；301、减速机；302、传送带轮；303、传送带；4、安全防护部件；401、防坠锁具；402、止挡设备；5、人机交互部件；501、数据接口；502、交互窗口；6、第一限位开关；7、第二限位开关；8、负载平台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
请参见图1，根据本发明实施例的船只甲板的起伏模拟设备，包括负载平台8、驱动部件2和传动部件3。传动部件3包括传送带303，传送带303连接驱动部件2和负载平台8，适于在驱动部件2作用下带动负载平台8升降。其中，传送带303连接驱动部件2和负载平台8指代的是传送带303可以将驱动部件2的动力传递至负载平台8的所有情形，包括传送带303直接连接驱动部件2和负载平台8的情形，也包括传送带303间接连接驱动部件2和负载平台8的情形。
根据本发明实施例的船只甲板的起伏模拟设备，驱动部件2通过传送带303带动负载平台8升降。负载平台8上可以用于安装用于人员升降或者物资升降的相关设备，因此该船只甲板的起伏模拟设备可以用来模拟海上风电的维护船在停靠风电塔筒后，受到海浪冲击的情况下甲板的起伏运动，进而以上负载平台8可以为后续开发海上风电塔筒维护平台的相关设备提供测试环境。并且，以上负载平台8还可以为海上的工程技术人员提供培训用模拟环境。
由于采用传送带303驱动负载平台8升降，传送带303可以使得负载平台8的升降行程达到甚至超过4米，进而可以保证负载平台8的升降行程。例如，本申请的船只甲板的起伏模拟设备可以模拟在海况5级及以下的海上船只受海浪驱使的情况下船只甲板的起伏运动。
根据本发明的实施例，负载平台8的结构没有特殊要求，可以模拟维护船的甲板构造负载平台8。在此基础上，负载平台8上可以用于安装任何维护船上实际需要安装的相关设备，以便于海上风电塔筒维护平台的相关设备开发以及海上的工程技术人员的培训。
根据本发明的实施例，驱动部件2包括伺服电机202以及连接伺服电机202的伺服驱动器201。伺服驱动器201控制伺服电机202的正转、反转、加速、减速、定位运行和定速运行，以实现负载平台8的升降模拟。其中，伺服驱动器201和伺服电机202之间可以但是不限于通过电缆连接。
根据本发明的实施例，传动部件3包括依次连接的减速机301、传送带轮302和传送带303。通过减速机301、传送带轮302和传送带303之间的配合，可以带动负载平台8模拟甲板在不同海况下的起伏运动。当然，传动部件3的具体结构形式不受限制，只要可以将驱动部件2的运动传递至负载平台8以带动负载平台8升降即可。
根据本发明的实施例，负载平台8安装于多根竖向导轨且适于沿着竖向导轨升降。通过竖向导轨安装负载平台8，可以对负载平台8的升降进行导向，以使得负载平台8沿着竖向导轨的长度方向运动。竖向导轨可以沿着负载平台8的边缘分布，以使得负载平台8安装于多根竖向导轨之间。例如，当负载平台8呈矩形的时候，此时竖向导轨可以沿着负载平台8的其中三个拐角设置，驱动部件2和传送带303沿着负载平台8剩下的一个拐角设置。
根据本发明的实施例，船只甲板的起伏模拟设备还包括第一限位开关6和第二限位开关7。其中，第一限位开关6用于限制负载平台8上极限位置；第二限位开关7用于限制负载平台8下极限位置；第一限位开关6和第二限位开关7安装于竖向导轨。进而，当负载平台8沿着竖向导轨向上运动至其上极限位置的时候，此时第一限位开关6被触发；当负载平台8沿着竖向导轨向下运动至其下极限位置的时候，此时第二限位开关7被触发。正常情况下，在负载平台8升降的时候，负载平台8始终在第一限位开关6和第二限位开关7之间运动，此时也即认为第一限位开关6位于负载平台8的上方，第二限位开关7位于负载平台8的下方。
根据本发明的实施例，船只甲板的起伏模拟设备还包括安全防护部件4。
在一个实施例中，安全防护部件4包括防坠锁具401和止挡设备402中的至少其中一个。其中，防坠锁具401适于在负载平台8达到下极限位置的情况下吊装负载平台8。防坠锁具401的作用在于保证船只甲板的起伏模拟设备上人员和设备的安全，以在特殊情况下锁止负载平台8，防止负载平台8坠落。防坠锁具401的具体结构形式不受限制，可以采用任何现有技术已经公开的吊装设备的结构。止挡设备402(机械死档限位机构)设置于负载平台8上方和下方，适于在负载平台8达到上极限位置的情况下限制负载平台8上升，或者，适于在负载平台8达到下极限位置的情况下限制负载平台8下降。止挡设备402在于保证船只甲板的起伏模拟设备上人员和设备的安全。
根据本发明的实施例，船只甲板的起伏模拟设备还包括控制部件1，控制部件1连接第一限位开关6和第二限位开关7，且控制部件1被构配置为：基于第一限位开关6的触发信号或第二限位开关7的触发信号控制驱动部件2停止。也即，当负载平台8运动至或者即将运动至上极限位置或者下极限位置的时候，驱动部件2会停止运动，以将负载平台8的运动形成控制在合理的范围之内。
在一个实施例中，控制部件1包括定时器和计数器中的至少一个，定时器和计数器用于控制驱动部件2的运行时长和运行次数。以驱动部件2包括伺服电机202为例，当伺服电机202的运动时长达到了预设时长的时候，或者当伺服电机202的实际转动次数达到了预设转动次数的时候，此时控制伺服电机202停止运动。其中，通过定时器或者计数器的设置，可以使得负载平台8在运行一定次数的升降往复运动之后自动停止。
在一个实施例中，控制部件1通过PN网络给伺服电机202的伺服驱动器201发送控制信号，以控制伺服电机202的正转、反转、加速、减速、定位运行和定速运行。
根据本发明的实施例，第一限位开关6和第二限位开关7为微动开关，微动开关包括常闭触点，此时第一限位开关6和第二限位开关7均为纯机械式的常闭检测开关。
根据本发明的实施例，船只甲板的起伏模拟设备还包括人机交互部件5，人机交互部件5设置有交互窗口502和数据接口501，交互窗口502适于接收用户选择的运行数据，数据接口501用于输入预设模拟数据，人机交互部件5连接控制部件1，控制部件1基于运行数据和预设模拟数据控制驱动部件2。其中，不同海况对应的预设模拟数据可以预先通过数据接口501输入，在此基础上，操作人员可以通过交互窗口502选择船只甲板的起伏模拟设备当前的运行数据。
下面结合图1对本发明的一个具体实施例进行说明：
请参见图1，船只甲板的起伏模拟设备包括第一限位开关6、第二限位开关7、人机交互部件5、控制部件1、驱动部件2、传动部件3、负载平台8、防坠锁具401和止挡设备402。其中，通过人机交互部件5接收到操作人员的控制与交互要求后，控制部件1可以控制负载平台8自动给出响应；操作人员在预设模拟数据中浏览预制的海况波形模型，并且选择其中一种海况波形模型作为当前要模拟的海况等级，再点击一键启动功能，此时负载平台8则开始模拟选定海况等级下的船只甲板运动情况。
在以上模拟过程中，船只甲板的起伏模拟设备的第一限位开关6、第二限位开关7、防坠锁具401和止挡设备402实时运行其保护机制，使船只甲板的起伏模拟设备的保护功能实时奏效，对船只甲板的起伏模拟设备自身以及负载平台8上的负载(人员或物资)进行全面而又实时的保护。
此外，伺服驱动器201接收控制部件1指令控制伺服电机202正转、反转、加速、减速、定长运行和定速运行。负载平台8在完成定位运行之后会自动延时一定时间，以完成上一阶段定位运行数据计算和下一阶段定位运行数据准备。
在船只甲板的起伏模拟设备运行过程中，控制部件1接收第一限位开关6、第二限位开关7和人机交互部件5的相应信号，从而给出预设的动作响应；控制部件1通过干接点硬连线的方式监视第一限位开关6和第二限位开关7的信号输入，并通过PN网线经数据接口501和人机交互部件5进行双向数据交换，数据的上传与下发通过交互窗口502实现。操作人员通过交互窗口502预设驱动部件2的运行数据，伺服驱动器201根据预设模拟数据，例如加速时间、减速时间、延时时间、定长距离、运行速度等参数发出控制和驱动信号到伺服电机202，伺服电机202将运动数据信息经由减速机301传送到传送带轮302和传送带303(例如同步带轮和同步带)，然后再经由传送带303传递到负载平台8，负载平台8带动负载做预定的往复升降运动，从而模拟海上船只受海浪驱使的情况下甲板的运动情况。
当负载平台8运行到平台第一限位开关6或者第二限位开关7时，负载平台8停止运动，并将相关信息输出到交互窗口502，在负载平台8速度过高冲出第一限位开关6或者第二限位开关7设定的位置时，负载平台8在止挡设备402的保护下停止运行，并将相关信息输出至交互窗口502。
经由人机交互部件5预制5级海况及以下各种海况的运行模型，并一键调入相关运行数据到控制部件1；同时，操作人员可预制海浪模型循环次数和运行时长；当控制部件1监测到海浪模型的循环运行次数或者运行时长到达，则自动停止本次船只甲板受海浪驱使的情况下甲板起伏运动的模拟。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种船只甲板的起伏模拟设备，其特征在于，包括：
负载平台(8)；
驱动部件(2)；
传动部件(3)，所述传动部件(3)包括传送带，所述传送带连接所述驱动部件(2)和所述负载平台(8)，适于在所述驱动部件(2)作用下带动所述负载平台(8)升降。
2.根据权利要求1所述的船只甲板的起伏模拟设备，其特征在于，所述驱动部件(2)包括伺服电机(202)以及连接所述伺服电机(202)的伺服驱动器(201)；所述传动部件(3)包括依次连接的减速机(301)、传送带轮(302)和所述传送带(303)。
3.根据权利要求1或2所述的船只甲板的起伏模拟设备，其特征在于，所述负载平台(8)安装于多根竖向导轨且适于沿着所述竖向导轨升降。
4.根据权利要求3所述的船只甲板的起伏模拟设备，其特征在于，所述船只甲板的起伏模拟设备还包括：
第一限位开关(6)，用于限制所述负载平台(8)上极限位置；
第二限位开关(7)，用于限制所述负载平台(8)下极限位置；
所述第一限位开关(6)和所述第二限位开关(7)安装于所述竖向导轨。
5.根据权利要求4所述的船只甲板的起伏模拟设备，其特征在于，所述船只甲板的起伏模拟设备还包括：
防坠锁具(401)，适于在所述负载平台(8)达到所述下极限位置的情况下吊装所述负载平台(8)。
6.根据权利要求4所述的船只甲板的起伏模拟设备，其特征在于，所述船只甲板的起伏模拟设备还包括：
两个止挡设备(402)，分别设置于所述负载平台(8)上方和所述负载平台(8)下方，适于在所述负载平台(8)达到所述上极限位置的情况下限制所述负载平台(8)上升，或者，适于在所述负载平台(8)达到所述下极限位置的情况下限制所述负载平台(8)下降。
7.根据权利要求4所述的船只甲板的起伏模拟设备，其特征在于，所述船只甲板的起伏模拟设备还包括：
控制部件(1)，连接所述第一限位开关(6)和所述第二限位开关(7)，且所述控制部件(1)被配置为基于所述第一限位开关(6)的触发信号或所述第二限位开关(7)的触发信号控制所述驱动部件(2)停止。
8.根据权利要求4所述的船只甲板的起伏模拟设备，其特征在于，所述第一限位开关(6)和所述第二限位开关(7)为微动开关，所述微动开关包括常闭触点。
9.根据权利要求7所述的船只甲板的起伏模拟设备，其特征在于，所述船只甲板的起伏模拟设备还包括：
人机交互部件(5)，设置有交互窗口(502)和数据接口(501)，所述交互窗口(502)适于接收用户选择的运行数据，所述数据接口(501)用于输入预设模拟数据，所述人机交互部件(5)连接所述控制部件(1)，所述控制部件(1)基于所述运行数据和所述预设模拟数据控制所述驱动部件(2)。
10.根据权利要求7所述的船只甲板的起伏模拟设备，其特征在于，所述控制部件(1)包括定时器和计数器中的至少一个，所述定时器和所述计数器用于控制所述驱动部件(2)的运行时长和运行次数。
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