CN113562123A - 一种多自由度风电塔登载栈桥 - Google Patents

一种多自由度风电塔登载栈桥 Download PDF

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刘刚
王有富
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    • E01D15/14—Floating bridges, e.g. pontoon bridges

Abstract

一种多自由度风电塔登载栈桥，包括安装在船首甲板上的支承机座和液压泵站，所述支承机座的底部中心位置安装有姿态传感器，所述支承机座的上端经橫摇机构连接方位转台，方位转台经俯仰机构与下舷梯连接，所述下舷梯内活动安装有上舷梯，上舷梯的一端设有风电塔靠船柱，风电塔靠船柱上安装有风电塔爬梯，所述上舷梯的底部经伸缩机构与下舷梯的底部连接。本发明通过控制上、下舷梯的横摇、俯仰、回转和伸缩运动，以补偿海浪引起的船体波动，确保运维人员能安全、快捷地登载风电塔基的爬梯；其具有体积小、重量轻、成本低、安全稳定、便于维护的特点，解决了运维人员登乘风电塔时的安全隐患。

Description

一种多自由度风电塔登载栈桥
技术领域
本发明涉及一种多自由度风电塔登载栈桥。
背景技术
目前，海上近岸风电塔登靠主要采用栈桥搭接、机械吊运、机械搭接、船首抵靠等方式。
栈桥搭接：运维船上配备的大型六自由度登乘栈桥，直接搭接到风电塔基础平台上，维修人员通过栈桥登上风电塔基础平台。
机械吊运：运维船上配备的大型机械吊运设备，将维修人员直接吊运到风电塔基础平台上。
机械搭接：运维船靠近风电塔基，通过船上配备的机械抱箍抱紧风电塔基的靠船柱或采用机械卡接装置与靠船装置对接，维修人员通过简易栈桥登上风电塔基的爬梯，经爬梯登上风电塔基础平台。
船首抵靠：运维船利用船舶动力，直接抵靠在风电塔基的靠船柱上，维修人员直接登上风电塔基的爬梯，经爬梯登上风电塔基础平台。
从实际登靠效果看，栈桥搭接和机械吊运的登乘方式安全可靠、登乘效率高，但登乘设备的重量和占用空间大、成本高，主要应用于国外大型运维船。机械搭接和船首抵靠登乘方式的设备重量和占用空间小、成本低，但登乘效率低，存在安全隐患，主要应用于国内小型运维船。
发明内容
本发明其目的就在于提供一种多自由度风电塔登载栈桥，解决了目前海上近岸风电塔登靠的设备存在重量和占用空间大、成本高、登乘效率低，存在安全隐患的问题。
为实现上述目的而采取的技术方案是，一种多自由度风电塔登载栈桥，包括安装在船首甲板上的支承机座和液压泵站，所述支承机座的底部中心位置安装有姿态传感器，所述支承机座的上端经橫摇机构连接方位转台，方位转台经俯仰机构与下舷梯连接，所述下舷梯内活动安装有上舷梯，上舷梯的一端设有风电塔靠船柱，风电塔靠船柱上安装有风电塔爬梯，所述上舷梯的底部经伸缩机构与下舷梯的底部连接；所述橫摇机构包括轴承座，所述轴承座的底部通过橫摇轴与支承机座连接，所述轴承座的底部还经上铰链座与橫摇油缸的一端连接，橫摇油缸的另一端经下铰链座与支承机座连接；所述方位转台包括安装在轴承座上端的四点支撑轴承，四点支撑轴承上端安装有方位转盘，方位转盘上安装有液压马达，液压马达的输出端连接有主动齿轮，主动齿轮的一侧啮合连接有套装在四点支撑轴承上的从动齿轮，所述方位转盘的上端与俯仰机构的一端连接；所述伸缩机构、俯仰机构、液压马达、橫摇油缸均与液压泵站连接。
进一步，所述液压泵站安装在船首甲板上的一侧，所述支承机座沿船体纵轴居中布置安装在船首甲板上。
进一步，所述轴承座通过横摇轴与支承机座铰接连接；所述方位转盘通过四点支撑轴承安装在轴承座上。
进一步，所述橫摇油缸、俯仰机构、伸缩机构均为液压油缸，所述俯仰机构的两端分别与方位转盘和下舷梯的一端铰接连接，所述伸缩机构的两端分别与上舷梯和下舷梯的底部铰接连接，所述橫摇油缸的两端分别与上铰链座和下铰链座铰接连接。
进一步，所述上舷梯活动安装在下舷梯上，上舷梯可在下舷梯内自由伸缩运动。
有益效果
与现有技术相比本发明具有以下优点。
本发明通过液压油缸和液压马达的驱动，控制上、下舷梯实现横摇、俯仰、回转和伸缩运动，使运维人员能安全、快捷地登载风电塔基的爬梯，具有体积小、重量轻、成本低、安全稳定、登乘效率高、便于维护的特点，解决了运维人员登乘风电塔时的安全隐患。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中横摇机构和方位转台的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明作进一步详述。
如图1、2所示，一种多自由度风电塔登载栈桥，包括安装在船首甲板1上的支承机座2和液压泵站5，所述支承机座2的底部中心位置安装有姿态传感器3，所述支承机座2的上端经橫摇机构4连接方位转台6，方位转台6经俯仰机构7与下舷梯9连接，所述下舷梯9内活动安装有上舷梯10，上舷梯10的一端设有风电塔靠船柱11，风电塔靠船柱11上安装有风电塔爬梯12，所述上舷梯10的底部经伸缩机构8与下舷梯9的底部连接；所述橫摇机构4包括轴承座402，所述轴承座402的底部通过橫摇轴401与支承机座2连接，所述轴承座402的底部还经上铰链座403与橫摇油缸405的一端连接，橫摇油缸405的另一端经下铰链座404与支承机座2连接；所述方位转台6包括安装在轴承座402上端的四点支撑轴承602，四点支撑轴承602上端安装有方位转盘601，方位转盘601上安装有液压马达604，液压马达604的输出端连接有主动齿轮605，主动齿轮605的一侧啮合连接有套装在四点支撑轴承602上的从动齿轮603，所述方位转盘601的上端与俯仰机构7的一端连接；所述伸缩机构8、俯仰机构7、液压马达604、橫摇油缸405均与液压泵站5连接。
所述液压泵站5安装在船首甲板1上的一侧，所述支承机座2沿船体纵轴居中布置安装在船首甲板1上。
所述轴承座402通过横摇轴401与支承机座2铰接连接；所述方位转盘601通过四点支撑轴承602安装在轴承座402上。
所述橫摇油缸405、俯仰机构7、伸缩机构8均为液压油缸，所述俯仰机构7的两端分别与方位转盘601和下舷梯9的一端铰接连接，所述伸缩机构8的两端分别与上舷梯10和下舷梯9的底部铰接连接，所述橫摇油缸405的两端分别与上铰链座403和下铰链座404铰接连接。
所述上舷梯10活动安装在下舷梯9上，上舷梯10在下舷梯9内自由伸缩运动。
本发明中，所述液压泵站5安装在船首甲板1上的一侧；所述支承机座2安装在船首甲板1上，沿船体纵轴居中布置；所述姿态传感器3安装在支承机座2底部的中心位置。
所述横摇机构4包括横摇轴401、轴承座402、上铰链座403、下铰链座404及横摇油缸405，轴承座402下端通过横摇油缸405与支承机座2铰接连接，轴承座402通过横摇轴401与支承机座2铰接连接。通过横摇油缸405驱动，可实现上、下舷梯的横摇运动。
所述方位转台6包括方位转盘601、四点支撑轴承602、从动齿轮603、液压马达604及主动齿轮605，方位转盘601通过四点支撑轴承602安装在横摇机构4的轴承座402上。经液压马达604的驱动可实现上、下舷梯的回转运动。
所述俯仰机构7的一端通过铰接安装在方位转台6上，另一端与下舷梯9铰接连接。通过俯仰机构7的伸缩可实现上、下舷梯的俯仰运动。
所述伸缩机构8的两端分别与下舷梯9和上舷梯10铰接连接。经伸缩机构8的伸缩驱动，可实现上舷梯10在下舷梯9内自由伸缩运动。
所述横摇机构4、俯仰机构7、伸缩机构8均由液压油缸驱动，方位转台6由液压马达604驱动。
所述俯仰机构7和伸缩机构8的复合运动，可实现对船体升沉和纵摇的动态补偿。
本发明在具体实施时，在运维船抵靠风电塔靠船柱11后，启动控制系统和液压泵站5，当控制系统接收到初始化指令后，由液压马达604驱动方位转台6回转至船首位置，俯仰机构7驱动下舷梯9至水平位置，伸缩机构8驱动上舷梯10至初始工作位置，完成系统初始化工作。姿态传感器3实时监测船体的运动姿态，并反馈至控制系统，控制横摇机构4实时补偿船体的横摇运动，控制俯仰机构7和伸缩机构8的复合运动，实时补偿船体的升沉和纵摇运动，使上弦梯10的一端与风电塔爬梯12之间形成相对静止状态，维修人员即可通过舷梯安全登载风电塔爬梯12。待维修人员作业完成、安全返回并离开设备后，系统将按指令进行复位。
本发明中的风电塔爬梯仅允许承载运维人员和维修设备的重量，不允许施加其它外力作用，风电塔爬梯与风电塔靠船柱固定，因此上舷梯的一端与风电塔靠船柱之间不能固定连接，只能是在运行过程中通过栈桥的运动补偿，使上舷梯的前端与风电塔爬梯之间保持相对静止的位置，便于运维人员登乘，上、下舷梯的重量是由俯仰机构承载。

Claims (5)

1.一种多自由度风电塔登载栈桥，包括安装在船首甲板（1）上的支承机座（2）和液压泵站（5），其特征在于，所述支承机座（2）的底部中心位置安装有姿态传感器（3），所述支承机座（2）的上端经橫摇机构（4）连接方位转台（6），方位转台（6）经俯仰机构（7）与下舷梯（9）连接，所述下舷梯（9）内活动安装有上舷梯（10），上舷梯（10）的一端设有风电塔靠船柱（11），风电塔靠船柱（11）上安装有风电塔爬梯（12），所述上舷梯（10）的底部经伸缩机构（8）与下舷梯（9）的底部连接；所述橫摇机构（4）包括轴承座（402），所述轴承座（402）的底部通过橫摇轴（401）与支承机座（2）连接，所述轴承座（402）的底部还经上铰链座（403）与橫摇油缸（405）的一端连接，橫摇油缸（405）的另一端经下铰链座（404）与支承机座（2）连接；所述方位转台（6）包括安装在轴承座（402）上端的四点支撑轴承（602），四点支撑轴承（602）上端安装有方位转盘（601），方位转盘（601）上安装有液压马达（604），液压马达（604）的输出端连接有主动齿轮（605），主动齿轮（605）的一侧啮合连接有套装在四点支撑轴承（602）上的从动齿轮（603），所述方位转盘（601）的上端与俯仰机构（7）的一端连接；所述伸缩机构（8）、俯仰机构（7）、液压马达（604）、橫摇油缸（405）均与液压泵站（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度风电塔登载栈桥，其特征在于，所述液压泵站（5）安装在船首甲板（1）上的一侧，所述支承机座（2）沿船体纵轴居中布置安装在船首甲板（1）上。
3.根据权利要求1所述的一种多自由度风电塔登载栈桥，其特征在于，所述轴承座（402）通过横摇轴（401）与支承机座（2）铰接连接；所述方位转盘（601）通过四点支撑轴承（602）安装在轴承座（402）上。
4.根据权利要求1所述的一种多自由度风电塔登载栈桥，其特征在于，所述橫摇油缸（405）、俯仰机构（7）、伸缩机构（8）均为液压油缸，所述俯仰机构（7）的两端分别与方位转盘（601）和下舷梯（9）的一端铰接连接，所述伸缩机构（8）的两端分别与上舷梯（10）和下舷梯（9）的底部铰接连接，所述橫摇油缸（405）的两端分别与上铰链座（403）和下铰链座（404）铰接连接。
5.根据权利要求1所述的一种多自由度风电塔登载栈桥，其特征在于，所述上舷梯（10）活动安装在下舷梯（9）上，上舷梯（10）在下舷梯（9）内自由伸缩运动。
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