CN116086768B - 一种浮式海洋平台系泊缆测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种浮式海洋平台系泊缆测试装置，属于海洋能源设备测试技术领域，包括底座、锚点位置设定模块、横向运动模块、控制模块；锚点位置设定模块固定设置于底座上，包括横向设置第一导轨、可沿第一导轨移动且可相对第一导轨固定的位置调节装置，用于调节锚点位置并固定系泊缆的底端；横向运动模块位于锚点位置设定模块的上方，包括横向设置的第二导轨、可输出沿第二导轨长度方向位移的横向位移输出装置，用于固定系泊缆的顶端；控制模块与横向位移输出装置连接，并配置为控制横向位移输出装置输出动态横向位移，对系泊缆进行横向一维动态性能测试。本发明实现对系泊缆的动态模拟测试，扩展装置测试功能，提高测试的准确性和可靠性。

Description

一种浮式海洋平台系泊缆测试装置

技术领域

本发明属于海洋能源设备测试技术领域，具体地说，是涉及一种浮式海洋平台系泊缆测试装置。

背景技术

目前，浮式海洋平台是海洋油气、海上风能、波浪能、海上光伏等开发活动的主力装备。浮式海洋平台工作环境恶劣、研发/制造与运维成本高昂，为保证结构安全，水池模型试验是浮式海洋平台研发设计所必需的环节。

系泊系统是浮式海洋平台的主要定位方式，对保障浮式海洋平台正常作业性能、系统安全至关重要，一旦发生破坏或失效，可能导致整个浮式海洋平台系统发生灾难性事故。因此，系泊系统的物理模型试验是整个浮式海洋平台物理模型试验的主要内容，系泊缆静/动力性能的准确模拟是保障浮式海洋平台性能、安全测试的核心内容之一。

在物理模型试验中，系泊缆性能参数主要包括静态刚度、动力响应特性等，这些参数的准确测定与检验需要专业的试验装置。而目前常用的系泊缆力学性能测试装置存在很多缺陷：1）目前测试装置大都是只能进行系泊缆静态标定的装置，无法对动力性能进行测试，但系泊缆的动力性能对系统设计更为重要；2）现有装置只关注导缆孔处一维运动（系泊缆平面内的横向运动）下的静态刚度测定，但事实上系泊缆顶端的运动是典型的三维运动；3）在标定过程中，大多数情况下需要依靠人工进行系泊缆模型的移动与各项参数的读取，消耗大量的人力物力，且易造成人为试验误差，导致测量精度较低，为系统设计带来安全隐患。

因此，研发一款试验装置，实现系泊缆模型静态刚度与动力特性的科学、快速、准确测定，是目前浮式海洋平台模型试验中急需解决的难题。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种浮式海洋平台系泊缆测试装置，通过控制模块控制横向运动模块输出动态横向位移，实现对系泊缆的动态模拟测试，扩展装置测试功能，提高自动化程度减少人为干预，提高测试的准确性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种浮式海洋平台系泊缆测试装置，包括：

底座，其用于稳固放置；

锚点位置设定模块，其固定设置于所述底座上，包括横向设置的平直的第一导轨、与所述第一导轨连接且可沿所述第一导轨移动的位置调节装置，所述位置调节装置可相对所述第一导轨固定，用于调节锚点位置并固定系泊缆的底端；

横向运动模块，其位于所述锚点位置设定模块的上方，包括横向设置的平直的第二导轨、与所述第二导轨连接且可输出沿所述第二导轨长度方向位移的横向位移输出装置，用于固定所述系泊缆的顶端，并可动态调节所述系泊缆的顶端的位置；

控制模块，其与所述横向位移输出装置连接，并配置为控制所述横向位移输出装置输出动态横向位移，对所述系泊缆进行横向一维动态测试。

在一具体的实施例中，所述位置调节装置包括至少一个与所述第一导轨滑动安装适配的调节滑块、对应所述调节滑块设置的锁紧模块、第一连接件；所述调节滑块与所述第一导轨滑动安装；所述锁紧模块与所述调节滑块连接，用于固定所述调节滑块与所述第一导轨；所述第一连接件与所述调节滑块固定连接，用于与所述系泊缆的底端固定连接。

在一具体的实施例中，所述位置调节装置还包括微调螺柱、微调手柄；所述调节滑块的数量为两个，分别为第一调节滑块、第二调节滑块；所述第一连接件与所述第一调节滑块固定连接；所述微调螺柱的一端与所述微调手柄固定连接，与所述第一调节滑块位置相对固定且可转动连接在一起；在所述第二调节滑块上形成有与所述微调螺柱螺纹连接适配的微调螺纹，其轴线与所述第一导轨的长度方向趋于平行；所述微调螺柱与所述第二调节滑块螺纹连接。

在一具体的实施例中，所述锁紧模块包括锁紧手柄、锁紧螺柱、第一锁紧片、第二锁紧片；

所述锁紧手柄与所述锁紧螺柱的一端固定连接，中部设置有凸出其柱体的圆台，另一端设置有锁紧螺纹；

所述调节滑块上形成有倒U型凹槽，包括第一滑体、第二滑体；所述第一锁紧片、所述第二锁紧片为方形平板结构，分别设置有小于所述圆台不小于所述锁紧螺柱的直径的第一通孔、第二通孔；在所述第一滑体、所述第二滑体的相对的侧壁上分别设置有与所述第一锁紧片、所述第二锁紧片安装适配的第一凹槽、第二凹槽；所述第一锁紧片、所述第二锁紧片分别安装在所述第一凹槽、所述第二凹槽内；

所述倒U型凹槽与所述第一导轨滑动安装适配，且安装在所述第一导轨上；所述第一滑体、所述第二滑体分别位于所述第一导轨的两侧；所述第一滑体上对应所述第一通孔的位置设置有与所述圆台安装适配的第三通孔；在所述第二滑体上对应所述第二通孔的位置设置有与所述锁紧螺纹连接适配的螺孔；所述第一导轨对应所述第一通孔的高度设置有长通孔；所述锁紧螺柱的另一端穿过所述第三通孔、所述第一通孔、所述长通孔、所述第二通孔与所述螺孔螺纹连接；所述圆台位于所述第一锁紧片的外侧。

在一具体的实施例中，所述横向位移输出装置包括至少一个横向位移螺杆、第一驱动设备、横向位移滑块、第二连接件；所述横向位移螺杆的两端分别与所述第二导轨的两端可转动连接；所述第一驱动设备与所述第二导轨的一端固定连接，与所述横向位移螺杆的一端传动连接，用于驱动所述横向位移螺杆正向或逆向旋转；所述横向位移滑块与所述横向位移螺杆螺纹连接，与所述第二导轨可滑动连接；所述第二连接件设置在所述横向位移滑块的下侧，与所述横向位移滑块可转动连接，用于固定连接所述系泊缆的顶端；

所述横向运动模块还包括张力传感器、第一位移传感器；所述张力传感器固定设置在所述横向位移滑块上，与所述第二连接件连接，与所述控制模块连接，用于检测所述第二连接件的张紧力并传输给所述控制模块；所述第一位移传感器固定设置在所述第二导轨的一端，与所述控制模块连接，用于检测所述横向位移滑块相对所述第二导轨一端的位移传输给所述控制模块并记为横向位移；

所述控制模块配置为向所述第一驱动设备输出横向位移控制曲线，同步接收所述张紧力、所述横向位移，并根据所述张紧力、所述横向位移获取所述系泊缆的横向一维动态性能测试曲线。

进一步的，还包括竖向运动模块，其包括竖向设置的第三导轨、与所述第三导轨连接且可输出沿所述第三导轨长度方向位移的竖向位移输出装置；所述竖向位移输出装置与所述横向运动模块连接，可动态调节所述横向运动模块的竖向位置；

所述控制模块与所述竖向位移输出装置连接，并配置为控制其输出动态竖向位移，对所述系泊缆进行竖向一维动态测试或横向和竖向二维动态测试。

在一具体的实施例中，所述竖向运动模块还包括至少一个竖向位移螺杆、第二驱动设备、竖向位移滑块；

所述竖向位移滑块套设安装在所述第三导轨上，与所述竖向位移螺杆螺纹连接，与所述第二导轨的一端连接；

所述竖向位移螺杆的两端分别与所述第三导轨的两端可转动连接；所述第二驱动设备与所述第三导轨的一端固定连接，与所述竖向位移螺杆传动连接，用于驱动所述竖向位移螺杆正向或逆向旋转；

所述竖向运动模块还包括第二位移传感器，其设置在所述底座的上侧，与所述控制模块连接，用于检测所述竖向位移滑块相对所述底座的距离传输给所述控制模块并记为竖向位移；

所述控制模块配置为向所述第二驱动设备输出竖向位移控制曲线，同步接收所述张紧力、所述横向位移、所述竖向位移，并根据所述张紧力、所述横向位移、所述竖向位移获取所述系泊缆的二维动态性能测试曲线，和/或根据所述张紧力、所述竖向位移获取竖向一维动态性能测试曲线。

进一步的，还包括旋转运动模块，其包括第三驱动设备、运动齿轮、第三架体、角度传感器；

所述运动齿轮与所述竖向位移滑块固定连接，套设安装在所述第三导轨上；所述第三架体包括第一圆筒结构，其套设在所述竖向位移滑块的外侧，与所述竖向位移滑块可转动连接；所述第三架体与所述第二导轨固定连接；所述第三驱动设备与所述第三架体固定连接，与所述运动齿轮啮合传动连接，用于驱动所述第三架体相对所述运动齿轮正向或逆向转动；

所述角度传感器与所述控制模块连接，用于检测所述第三架体相对所述运动齿轮转动的角度并传输给所述控制模块，记为旋转角度；

所述控制模块配置为向所述第三驱动设备输出旋转角度控制曲线，同步接收所述张紧力、所述横向位移、所述竖向位移、所述旋转角度，并根据所述张紧力、所述横向位移、所述竖向位移、所述旋转角度获取所述系泊缆三维动态性能测试曲线。

在一具体的实施例中，所述第一驱动设备、所述第二驱动设备、所述第三驱动设备均为伺服电机；所述横向位移控制曲线、所述竖向位移控制曲线、所述旋转角度控制曲线任意一个或任意多个或全部为简谐运动曲线或不规则运动曲线。

在一具体的实施例中，所述控制模块还配置为稳定输出多组所述第二连接件的所述横向位移、所述竖向位移、所述旋转角度，对所述系泊缆进行静态测试。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的浮式海上平台系泊缆测试装置通过锚点位置设定模块设定锚点位置，即固定系泊缆的位于下方的底端的位置，使其处于对应横向运动模块的第二导轨的合适的位置，实现横向运动模块在第二导轨上输出横向动态位移时，系泊缆的顶端的位移符合设定的动态模型，提高测试模型的准确性，提高测试结果的准确性。另外，横向运动模块输出的横向动态位移带动系泊缆的顶端实现动态运行，进而使浮式海上平台系泊缆测试装置实现浮式海上平台的系泊缆横向方向的一维动态性能测试，扩展装置测试功能，提高自动化程度减少人为干预，提高系泊缆测试模型的实用性，提高测试结果的准确性及可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明所提出的一种浮式海洋平台系泊缆测试装置的实施例的结构示意图；

图2是本发明所提出的一种浮式海洋平台系泊缆测试装置的实施例的结构示意图；

图3是图2中的浮式海洋平台系泊缆测试装置的实施例的局部结构放大示意图；

图4是图2中的浮式海洋平台系泊缆测试装置的实施例的局部结构放大示意图；

图5是本发明所提出的一种浮式海洋平台系泊缆测试装置的实施例的结构剖视示意图；

图6是图5中的A处的局部放大结构示意图；

图7是本发明所提出的一种浮式海洋平台系泊缆测试装置的实施例的结构剖视示意图；

图8是图7中的浮式海洋平台系泊缆测试装置的实施例的局部放大结构示意图；

图9是图7中的浮式海洋平台系泊缆测试装置的实施例的局部放大结构示意图；

图10是本发明所提出的一种浮式海洋平台系泊缆测试装置的实施例的局部结构分解示意图；

图11是本发明所提出的一种浮式海洋平台系泊缆测试装置的实施例的控制结构连接示意图。

图中，

1、锚点位置设定模块；2、横向运动模块；3、竖向运动模块；4、底座；5、旋转运动模块；6、控制模块；11、第一导轨；12、位置调节装置；14、调节滑块；111、长通孔；121、锁紧螺柱；122、锁紧手柄；123、第一连接件；124、圆台；125、第一锁紧片；126、第二锁紧片；127、第一通孔；128、第二通孔；131、微调手柄；132、微调螺柱；141、第一调节滑块；142、第二调节滑块；151、第一滑体；152、第二滑体；153、第三通孔；154、第一凹槽；155、倒U型凹槽；156、螺孔；157、第二凹槽；21、第二导轨；22、横向位移输出装置；23、第一位移传感器；211、第二滑槽；212、第一架体；221、横向位移螺杆；222、第一驱动设备；223、横向位移滑块；224、第二连接件；225、张力传感器；31、第三导轨；32、竖向位移输出装置；33、第二位移传感器；311、第三滑槽；312、第二架体；321、竖向位移螺杆；322、竖向位移滑块；323、第二驱动设备；324、第二圆筒结构；325、块体结构；41、第一滑槽；51、运动齿轮；52、第三驱动设备；53、旋转件；54、第三架体；541、第一圆筒结构；55、角度传感器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中至始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11，本发明的一种浮式海上平台系泊缆测试装置包括底座4、锚点位置设定模块1、横向运动模块2、控制模块6。

底座4用于稳固放置测试装置。锚点位置设定模块1固定设置在底座4上，包括横向设置的平直的第一导轨11、与第一导轨11连接可沿第一导轨11移动且可相对第一导轨11固定的位置调节装置12，用于调节锚点位置并固定系泊缆的底端。即，通过锚点位置设定模块1设定系泊缆的底端的位置并固定。

横向运动模块2位于锚点位置设定模块1的上方，包括横向设置的平直的第二导轨21、与第二导轨21连接且可输出沿第二导轨21长度方向的位移的横向位移输出装置22；系泊缆的顶端与横向位移输出装置22连接，实现系泊缆的顶端可在第二导轨21长度方向上动态移动。即，横向位移输出装置22用于固定系泊缆的顶端，并可动态调节系泊缆的顶端的位置。

控制模块6与横向位移输出装置22连接，并配置为控制横向位移输出装置22输出动态的横向位移，进而实现对系泊缆的横向方向的一维动态性能测试。

本实施例的浮式海上平台系泊缆测试装置通过锚点位置设定模块1设定锚点位置，即固定系泊缆位于下方的底端的位置，使其处于对应横向运动模块2的第二导轨21的合适的位置，实现横向运动模块2在第二导轨21上输出横向动态位移时，系泊缆的顶端的位移符合设定的动态模型，提高测试模型的准确性，提高测试结果的准确性。另外，横向运动模块2输出的横向动态位移带动系泊缆的顶端实现动态运行，进而使浮式海上平台系泊缆测试装置实现浮式海上平台的系泊缆横向方向的一维动态性能测试，扩展测试装置的测试功能及项目，提高自动化程度减少人为干预，提高系泊缆测试模型的实用性，提高测试结果的准确性及可靠性。

需要说明的是，动态的横向位移为以锚点位置的横向位置为参考点，系泊缆的顶端进行相对参考点的不同位移的运动。

或者，设定系泊缆顶端横向位置位于系泊半径点时为参考点，动态的横向位移为系泊缆的顶端进行相对参考点的不同位移的运动。系泊半径为锚点位置与系泊缆顶端横向位置的长度。

进一步的，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11，浮式海上平台系泊缆测试装置还包括竖向运动模块3，其包括竖向设置的第三导轨31、与第三导轨31连接且可输出沿第三导轨31长度方向的位移的竖向位移输出装置32；竖向位移输出装置32与横向运动模块2连接，可动态调节横向运动模块2的竖向位置，进而调节系泊缆的顶端的竖向方向的位置。

控制模块6与竖向位移输出装置32连接，并配置为控制竖向位移输出装置32输出动态的竖向位移，进而实现对系泊缆在竖向方向上的一维动态性能测试，或在横向方向及竖向方向上的二维动态性能测试。

本实施例的浮式海上平台系泊缆测试装置可实现系泊缆二维动态性能测试及竖向一维动态性能测试，进一步提高系泊缆测试模型的实用性，及进一提高测试结果的准确性。

需要说明的是，动态的竖向位移为以竖向设定的模拟水深高度为参考点，系泊缆的顶端进行相对参考点的竖向方向的不同位移的运动。

在一具体的实施例中，参照图1、图2、图4、图5、图7，位置调节装置12包括至少一个与第一导轨11滑动安装适配的调节滑块14、与调节滑块14对应设置的锁紧模块、第一连接件123。调节滑块14与第一导轨11滑动安装适配，并与第一导轨11滑动安装，实现调节滑块14可沿第一导轨11滑动调节其相对第一导轨11的位置。第一连接件123与调节滑块14固定连接，用于与系泊缆的底端固定连接。

锁紧模块连接第一导轨11、调节滑块14，用于实现第一导轨11与调节滑块14的固定连接及滑动连接。

本实施例通过调节滑块14实现第一连接件123的连续调节，进而实现固定系泊缆的底端的锚点位置的连续调节，扩展锚点位置调节的范围，方便系泊缆性能测试的进行。

在一具体的实施例中，参照图1、图2、图4、图5、图6、图7、图9，锁紧模块包括锁紧手柄122、锁紧螺柱121、第一锁紧片125、第二锁紧片126；锁紧手柄122与锁紧螺柱121的一端固定连接；锁紧螺柱121的中部设置有凸出于锁紧螺柱121的柱体的圆台124；即，圆台124为直径大于锁紧螺柱121的柱体的直径、轴线与锁紧螺柱121的柱体的轴线趋于重合并与锁紧螺柱121固定连接的柱体；调节滑块14上形成有倒U型凹槽155；调节滑块14包括第一滑体151、第二滑体152；第一锁紧片125、第二锁紧片126均为方形平板结构，分别设置有直径小于圆台124的直径、直径不小于锁紧螺柱121的直径的第一通孔127、第二通孔128；在第一滑体151、第二滑体152的相对的侧壁上分别设置有与第一锁紧片125、第二锁紧片126安装适配的第一凹槽154、第二凹槽157；第一锁紧片125、第二锁紧片126分别安装在第一凹槽154、第二凹槽157内。即，调节滑块14的倒U型凹槽155的相对的侧壁上分别设置有与第一锁紧片125、第二锁紧片126安装适配的第一凹槽154、第二凹槽157；第一锁紧片125、第二锁紧片126分别安装在第一凹槽154、第二凹槽157内。

倒U型凹槽155与第一导轨11滑动安装适配，且安装在第一导轨11上；第一滑体151、第二滑体152分别位于第一导轨11的两侧；在底座4的上侧对应第一滑体151、第二滑体152的位置设置有平行于第一导轨11的第一滑槽41；第一滑体151、第二滑体152分别安装在第一滑槽41内，限定调节滑块14的位置，提高调节滑块14沿第一导轨11滑动的稳定性。

第一滑体151上对应第一通孔127的位置设置有与圆台124安装适配的第三通孔153；第一导轨11对应第一通孔127的高度上设置有沿第一导轨11长度方向的长通孔111，其宽度不小于第一通孔127的直径。在第二滑体152上对应第二通孔128的位置设置有螺孔156，用于锁紧螺柱121的另一端旋进或旋出螺孔156带动圆台124推动第一锁紧片125使其压紧至第一导轨11上或使第一锁紧片125与第一导轨11的连接松懈。

锁紧螺柱121的一端与锁紧手柄122固定连接，另一端穿过第三通孔153、第一通孔127、长通孔111、第二通孔128与螺孔156螺纹连接；此时，调节滑块14通过锁紧螺柱121与长通孔111的连接使调节滑块14只可沿第一导轨11移动，将调节滑块14限定在第一导轨11上；圆台124位于第一锁紧片125的外侧，与第一锁紧片125的外侧连接。

本实施例的浮式海洋平台系泊缆测试装置通过旋转锁紧手柄122带动锁紧螺柱121旋转，使锁紧螺柱121的另一端旋进或旋出螺孔156，调节圆台124及第一锁紧片125与第二锁紧片126之间的距离，进而通过圆台124推动第一锁紧片125调节其与第一导轨11之间的距离，使第一锁紧片125、第二锁紧片126与位于其之间的第一导轨11夹紧连接或松弛连接，使调节滑块14与第一导轨11锁紧或解锁。

本实施例通过锁紧螺柱121及安装在调节滑块14上的第一锁紧片125、第二锁紧片126实现锁紧及解锁功能，可靠、高效。

优选的，第一锁紧片125、第二锁紧片126采用刹车片材质，提高锁紧稳固性。

优选的，第二滑体152的下端为“凸”字形或近似“凸”字形结构；第一滑槽41的形状适应第二滑体152下端的形状；第二滑体152的下端安装在第一滑槽41内，实现第二滑体152的下端与底座4在竖向方向上的相对固定，提高第一连接件123的稳固性。

在一具体的实施例中，参照图1、图2、图4、图5、图5、图6、图7、图9，位置调节装置12还包括微调螺柱132、微调手柄131；微调螺柱132的一端与微调手柄131固定连接。调节滑块14的数量为两个，分别为第一调节滑块141、第二调节滑块142；第一连接件123与第一调节滑块141固定连接；微调螺柱132的一端与第一调节滑块141可转动连接，转轴为微调螺柱132的轴线；在第二调节滑块142上形成有与微调螺柱132螺纹连接适配的微调螺纹，其轴线与第一导轨11的长度方向趋于平行，与微调螺柱132同轴；微调螺柱132与第二调节滑块142螺纹连接。

本实施例的浮式海洋平台系泊缆测试装置包括分别与第一导轨11滑动连接的第一调节滑块141、第二调节滑块142；第一连接件123可随第一滑块141、第二滑块142沿第一导轨11的滑动调节其在横向方上的位置；此时，由于第一滑块141、第二滑块142沿第一导轨11的移动为滑动，所以第一滑块141、第二滑块142的移动只能粗略的调节第一连接件123在横向方向的位置。当第一滑块141带动第一连接件123及第二滑块142滑动至粗略位置；锁紧模块将第二滑块142相对第一导轨11固定，旋转微调手柄131改变微调螺柱132与第二滑块142的连接位置，即调节微调螺柱132的一端相对第二滑块142的位置，带动调节第一调节滑块141及第一连接件123相对第二调节滑块142的位置，实现第一连接件123在第一导轨11上的位置的微调，方便固定系泊缆底端的锚点位置的微调，提高调节效率及调节精度。

当然，第一连接件123也可以与第二调节滑块142固定连接。此时，微调螺柱132的一端与微调手柄131固定连接，与第二调节滑块142可转动连接，与第一调节滑块141螺纹连接；锁紧第一调节滑块141与第一导轨11，调节第二调节滑块142连同第一连接件123相对第一调节滑块141的位置。。即，只要为通过螺柱及双滑块原理实现微调的原理即为本发明的保护范围。

在一具体的实施例中，参照图1、图2、图3、图7、图8、图10、图11，横向位移输出装置22包括至少一个横向位移螺杆221、第一驱动设备222、横向位移滑块223、第二连接件224。

横向位移螺杆221的两端分别与第二导轨21的两端可转动连接，转轴为横向位移螺杆221的轴线；第一驱动设备222与第二导轨21的一端固定连接，与横向位移螺杆221的一端传动连接，用于驱动横向位移螺杆221正向或逆向旋转；横向位移滑块223与横向位移螺杆221螺纹连接，与第二导轨21可滑动连接，使横向位移滑块223可沿第二导轨21平移移动；第二连接件224设置在横向位移滑块223的下侧，与横向位移滑块223球接，用于固定连接系泊缆的顶端，并使系泊缆的顶端相对横向位移滑块223多轴可转动或可球面转动。

本实施例的浮式海洋平台系泊缆测试装置实现横向位移的动态输出的同时，使系泊缆的顶端不受其他附加外力的影响，提高系泊缆性能测试结果的准确性。

优选的，第二导轨21包括至少一个第二滑槽211、第一架体212；第二滑槽211与第一架体212固定连接；横向位移滑块223安装在第二滑槽211内，可沿第二滑槽211移动，提高横向位移滑块223横向运动的平稳性及可靠性。

在一具体的实施例中，参照图1、图2、图3、图7、图8、图10、图11，横向运动模块2还包括张力传感器225、第一位移传感器23；张力传感器225固定设置在横向位移滑块223上，与第二连接件224连接，检测系泊缆施于第二连接件224上的张紧力；张力传感器225与控制模块6连接，将检测的张紧力传输给控制模块6。

第一位移传感器23固定设置在第二导轨21的一端，与控制模块6连接，用于检测横向位移滑块223相对第二导轨21的一端的位移传输给控制模块6并记为横向位移。

控制模块6与第一驱动设备222连接并配置为向第一驱动设备222输出横向位移控制曲线，并同步接收张紧力、横向位移，并根据张紧力、横向位移获取横向动态性能测试曲线，表征系泊缆横向一维动态性能测试结果。

优选的，张力传感器225为水平张力传感器225，检测第二连接件224即系泊缆的顶端所受的水平张紧力。实现对系泊缆起主要作用的水平荷载的检测，提高测试的实用性及准确性。

另外，横向动态性能测试曲线则为系泊缆顶端进行横向动态运动时的刚性曲线，体现系泊缆横向一维动态刚性测试结果。

在一具体的实施例中，参照图1、图2、图3、图7、图8、图9、图10、图11，竖向运动模块3还包括至少一个竖向位移螺杆321、第二驱动设备323、竖向位移滑块322。

竖向位移滑块322套设安装在第三导轨31上，与竖向位移螺杆321螺纹连接，与第二导轨21的一端连接；竖向位移螺杆321的两端分别与第三导轨31的两端可转动连接，转轴为竖向调节螺纹的轴线；竖向位移滑块322随竖向位移螺杆321的旋转沿第三导轨31平移上下移动，进而带动第二导轨21上下平移移动。

第二驱动设备323与第三导轨31的一端固定连接，与竖向位移螺杆321传送连接，用于驱动竖向位移螺杆321正向或逆向旋转，进而驱动竖向位移滑块322沿第三导轨31的平移运动。

当然，第三导轨31位于第一导轨11的一端，且第三导轨31的一端与底座4固定连接；所以，第二驱动设备323可通过与底座4固定连接实现其与第三导轨31的固定连接。

另外，第三导轨31包括第三滑槽311、第二架体312；第三滑槽311与第二架体312固定连接，通过第二架体312与底座4的固定连接实现与底座4固定连接。竖向位移滑块322包括与第三滑槽311安装适配的块体结构325，安装在第三滑槽311内。

在一具体的实施例中，参照图1、图2、图3、图4、图5、图7、图8、图9、图10、图11，竖向运动模块3还包括第二位移传感器33，其固定设置在底座4的上侧，与控制模块6连接，用于检测竖向位移滑块322相对底座4的距离传输给控制模块6并记为竖向位移。

控制模块6与第二驱动设备323连接并配置为向第二驱动设备323输出竖向位移控制曲线，同步接收张紧力、横向位移、竖向位移，并根据张紧力、横向位移、竖向位移获取二维动态性能测试曲线，和/或根据张紧力、竖向位移获取竖向一维动态性能测试曲线，分别用于表征系泊缆横向、竖向二维动态性能测试结果，及表征系泊缆竖向一维动态性能测试结果，提高系泊缆性能测试模型的实用性及提高测试结果的准确性。

二维动态性能测试曲线则为系泊缆顶端进行横向、竖向二维动态运动时的刚性曲线，体现系泊缆横向、竖向二维动态刚性测试结果。竖向一维动态性能测试曲线则为系泊缆顶端进行竖向一维动态运动时的刚性曲线，体现系泊缆竖向一维动态刚性测试结果。

进一步的，参照图1、图2、图3、图5、图7、图8、图10、图11，浮式海洋平台系泊缆测试装置还包括旋转运动模块5，其包括运动齿轮51、旋转件53、第三架体54、第三驱动设备52、角度传感器55；运动齿轮51与竖向位移滑块322连接，套设安装在第三导轨31上；旋转件53分别与第三架体54、竖向位移滑块322连接，使第三架体54相对竖向位移滑块322可转动；第三架体54与第二导轨21的一端固定连接；第三架体54上设置有适配第三驱动设备52安装的平台；第三驱动设备52固定安装在第三架体54上，与运动齿轮51啮合传动连接，用于驱动第三架体54绕第三导轨31正向或逆向旋转；角度传感器55与控制模块6连接，用于检测第三架体54相对运动齿轮51的旋转角度并传输给控制模块6。

控制模块6与第三驱动设备52连接并配置为向第三驱动设备52输出动态旋转角度控制曲线，同步接收张紧力、横向位移、竖向位移、旋转角度，并根据张紧力、横向位移、竖向位移、旋转角度获取三维动态性能测试曲线，表征系泊缆横向、竖向、旋转三维动态性能测试结果，提高测试模型的实用性及提高测试结果的准确性。

三维动态性能测试曲线为系泊缆顶端进行横向、竖向、周向旋转三维动态运动时的刚性曲线，体现系泊缆横向、竖向、旋转三维动态刚性测试结果。

优选的，第三架体54包括第一圆筒结构541；竖向位移滑块322包括第二圆筒结构324；块体结构325固定设置在第二圆筒结构324的内侧；第一圆筒结构541的直径大于第二圆筒结构324的直径；第一圆筒结构541套设在第二圆筒结构324的外侧；旋转件53为轴承，位于第一圆筒结构541与第二圆筒结构324之间，分别与第一圆筒结构541、第二圆筒结构324固定连接。需要说明的是，动态的旋转角度为以对应第一导轨的位置为参考点，系泊缆的顶端进行相对参考点的旋转的不同角度的运动。

优选的，第三架体54与第一架体212的一端固定连接；进一步优选的，第三架体54与第一架体212为一体件。

在一具体的实施例中，参照图1、图2、图3、图5、图7、图8、图9、图10、图11，第一驱动设备222、第二驱动设备323、第三驱动设备52均为伺服电机。横向位移螺杆221、竖向位移螺杆321的数量均为两个；第一驱动设备222、第二驱动设备323分别与各横向位移螺杆221、各竖向位移螺杆321通过皮带传动机构连接。第三驱动设备52通过齿轮机构与运动齿轮51啮合连接。

在一具体的实施例中，横向位移控制曲线、竖向位移控制曲线、旋转角度控制曲线中的任意一个或任意多个或全部为简谐运动曲线。

在一具体的实施例中，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11，控制模块6控制第一驱动设备222和/或第二驱动设备323和/或第三驱动设备52停转并锁止，或设置极限位置堵转转矩或锁止，接收张紧力，测试一维变更位置、二维变更位置、三维变更位置的静态刚度测试。

即，控制模块6输出多组横向位移、竖向位移、旋转角度定值并持续设定时间，实时接收张紧力，测试系泊缆静态刚度性能。

在一具体的实施例中，锚点位置设定模块1还包括第三位移传感器，其固定设置在第一导轨11的一端，与控制模块6连接，用于测量第一连接件123距离第一导轨11一端的距离并传输给控制模块6，用于准确设定锚点位置。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种浮式海洋平台系泊缆测试装置，其特征在于，包括：

底座，其用于稳固放置；

锚点位置设定模块，其固定设置于所述底座上，包括横向设置的平直的第一导轨、与所述第一导轨连接且可沿所述第一导轨移动的位置调节装置，所述位置调节装置可相对所述第一导轨固定，用于调节锚点位置并固定系泊缆的底端；

横向运动模块，其位于所述锚点位置设定模块的上方，包括横向设置的平直的第二导轨、与所述第二导轨连接且可输出沿所述第二导轨长度方向位移的横向位移输出装置，用于固定所述系泊缆的顶端，并可动态调节所述系泊缆的顶端的位置；所述横向位移输出装置包括至少一个横向位移螺杆、第一驱动设备、横向位移滑块、第二连接件；所述横向位移螺杆的两端分别与所述第二导轨的两端可转动连接；所述第一驱动设备与所述第二导轨的一端固定连接，与所述横向位移螺杆的一端传动连接，用于驱动所述横向位移螺杆正向或逆向旋转；所述横向位移滑块与所述横向位移螺杆螺纹连接，与所述第二导轨可滑动连接；所述第二连接件设置在所述横向位移滑块的下侧，与所述横向位移滑块可转动连接，用于固定连接所述系泊缆的顶端；

控制模块，其与所述横向位移输出装置连接；所述横向运动模块还包括张力传感器、第一位移传感器；所述张力传感器固定设置在所述横向位移滑块上，与所述第二连接件连接，与所述控制模块连接，用于检测所述第二连接件的张紧力并传输给所述控制模块；所述第一位移传感器固定设置在所述第二导轨的一端，与所述控制模块连接，用于检测所述横向位移滑块相对所述第二导轨一端的位移传输给所述控制模块并记为横向位移；所述控制模块配置为向所述第一驱动设备输出横向位移控制曲线控制所述横向位移输出装置输出动态横向位移对所述系泊缆进行横向一维动态测试，同步接收所述张紧力、所述横向位移，并根据所述张紧力、所述横向位移获取所述系泊缆的横向一维动态性能测试曲线；

竖向运动模块，其包括竖向设置的第三导轨、与所述第三导轨连接且可输出沿所述第三导轨长度方向位移的竖向位移输出装置；所述竖向位移输出装置与所述横向运动模块连接，可动态调节所述横向运动模块的竖向位置；

所述控制模块与所述竖向位移输出装置连接，并配置为控制其输出动态竖向位移，对所述系泊缆进行竖向一维动态测试或横向和竖向二维动态测试；

所述竖向位移输出装置包括至少一个竖向位移螺杆、第二驱动设备、竖向位移滑块；

所述竖向位移滑块套设安装在所述第三导轨上，与所述竖向位移螺杆螺纹连接，与所述第二导轨的一端连接；

所述竖向位移螺杆的两端分别与所述第三导轨的两端可转动连接；所述第二驱动设备与所述第三导轨的一端固定连接，与所述竖向位移螺杆传动连接，用于驱动所述竖向位移螺杆正向或逆向旋转；

所述竖向运动模块还包括第二位移传感器，其设置在所述底座的上侧，与所述控制模块连接，用于检测所述竖向位移滑块相对所述底座的距离传输给所述控制模块并记为竖向位移；

所述控制模块配置为向所述第二驱动设备输出竖向位移控制曲线，同步接收所述张紧力、所述横向位移、所述竖向位移，并根据所述张紧力、所述横向位移、所述竖向位移获取所述系泊缆的二维动态性能测试曲线，和/或根据所述张紧力、所述竖向位移获取竖向一维动态性能测试曲线；

还包括旋转运动模块，其包括第三驱动设备、运动齿轮、第三架体、角度传感器；

所述运动齿轮与所述竖向位移滑块固定连接，套设安装在所述第三导轨上；所述第三架体包括第一圆筒结构，其套设在所述竖向位移滑块的外侧，与所述竖向位移滑块可转动连接；所述第三架体与所述第二导轨固定连接；所述第三驱动设备与所述第三架体固定连接，与所述运动齿轮啮合传动连接，用于驱动所述第三架体相对所述运动齿轮正向或逆向转动；

所述角度传感器与所述控制模块连接，用于检测所述第三架体相对所述运动齿轮转动的角度并传输给所述控制模块，记为旋转角度；

所述控制模块配置为向所述第三驱动设备输出旋转角度控制曲线，同步接收所述张紧力、所述横向位移、所述竖向位移、所述旋转角度，并根据所述张紧力、所述横向位移、所述竖向位移、所述旋转角度获取所述系泊缆三维动态性能测试曲线。

2.根据权利要求1所述的浮式海洋平台系泊缆测试装置，其特征在于，所述位置调节装置包括至少一个与所述第一导轨滑动安装适配的调节滑块、对应所述调节滑块设置的锁紧模块、第一连接件；所述调节滑块与所述第一导轨滑动安装；所述锁紧模块与所述调节滑块连接，用于固定所述调节滑块与所述第一导轨；所述第一连接件与所述调节滑块固定连接，用于与所述系泊缆的底端固定连接。

3.根据权利要求2所述的浮式海洋平台系泊缆测试装置，其特征在于，所述位置调节装置还包括微调螺柱、微调手柄；所述调节滑块的数量为两个，分别为第一调节滑块、第二调节滑块；所述第一连接件与所述第一调节滑块固定连接；所述微调螺柱的一端与所述微调手柄固定连接，与所述第一调节滑块位置相对固定且可转动连接在一起；在所述第二调节滑块上形成有与所述微调螺柱螺纹连接适配的微调螺纹，其轴线与所述第一导轨的长度方向趋于平行；所述微调螺柱与所述第二调节滑块螺纹连接。

4.根据权利要求2所述的浮式海洋平台系泊缆测试装置，其特征在于，所述锁紧模块包括锁紧手柄、锁紧螺柱、第一锁紧片、第二锁紧片；

所述锁紧手柄与所述锁紧螺柱的一端固定连接，中部设置有凸出其柱体的圆台，另一端设置有锁紧螺纹；

所述调节滑块上形成有倒U型凹槽，包括第一滑体、第二滑体；所述第一锁紧片、所述第二锁紧片为方形平板结构，分别设置有小于所述圆台不小于所述锁紧螺柱的直径的第一通孔、第二通孔；在所述第一滑体、所述第二滑体的相对的侧壁上分别设置有与所述第一锁紧片、所述第二锁紧片安装适配的第一凹槽、第二凹槽；所述第一锁紧片、所述第二锁紧片分别安装在所述第一凹槽、所述第二凹槽内；

所述倒U型凹槽与所述第一导轨滑动安装适配，且安装在所述第一导轨上；所述第一滑体、所述第二滑体分别位于所述第一导轨的两侧；所述第一滑体上对应所述第一通孔的位置设置有与所述圆台安装适配的第三通孔；在所述第二滑体上对应所述第二通孔的位置设置有与所述锁紧螺纹连接适配的螺孔；所述第一导轨对应所述第一通孔的高度设置有长通孔；所述锁紧螺柱的另一端穿过所述第三通孔、所述第一通孔、所述长通孔、所述第二通孔与所述螺孔螺纹连接；所述圆台位于所述第一锁紧片的外侧。

5.根据权利要求1至4任一项所述的浮式海洋平台系泊缆测试装置，其特征在于，所述第一驱动设备、所述第二驱动设备、所述第三驱动设备均为伺服电机；所述横向位移控制曲线、所述竖向位移控制曲线、所述旋转角度控制曲线任意一个或任意多个或全部为简谐运动曲线或不规则运动曲线。

6.根据权利要求5所述的浮式海洋平台系泊缆测试装置，其特征在于，所述控制模块还配置为稳定输出多组所述第二连接件的所述横向位移、所述竖向位移、所述旋转角度，对所述系泊缆进行静态测试。