CN117087818B - 一种a型架潜器布放回收减摆装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种A型架潜器布放回收减摆装置及其工作方法。装置包括与A型架连接的定位机构、滑轮、减摆平台、伸缩套管和摆角传感器；定位机构通过液压缸与A型架铰接，滑轮通过螺栓与固定装置连接，减摆平台包括上平台、下平台、三个磁流变阻尼器和收放线绞车组组成，上平台通过连接板和电缸与定位机构连接，三个磁流变阻尼器圆周分布铰接在上、下平台，伸缩套管通过螺栓固定在减摆平台下平台，收放线绞车组通过钢丝绳的收放来控制伸缩套管的长度，摆角传感器布置在伸缩套管上。本发明结构简单，造价低，可适用于多种海上工况，避免潜器与甲板碰撞损坏的风险，降低人为事故风险，提高潜器布放回收效率，节省空间资源。

Description

一种A型架潜器布放回收减摆装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及海上吊装防晃技术领域，具体而言，尤其涉及一种A型架潜器布放回收减摆装置及其工作方法。

背景技术

随着海洋开发向深远海发展，海洋潜器的作用愈发重要。在海洋潜器布放回收的过程中，受到风浪流的作用，会出现潜器大幅度摆动的问题，潜器碰撞甲板会对甲板造成损坏，严重时甚至对工作人员造成伤害。目前多数方案采用降低收放速度来降低潜器碰撞风险的方法，或将船舶行驶至安全海域在进行回收布放，采用专门的防摆平台来降低潜器收放风险在实际应用中并不多。降低收放速度的防碰方法会降低作业效率，延长作业工期，增加作业的人工和时间成本；行驶至安全海域进行回收布放的方法不能适应恶劣工况和极端条件下的作业，应对海上突变环境的能力较差，不适合海上复杂多变的海洋环境吊装。目前采用的防摆装置主要为液压装置，通过液压缸来实现吊放时对摆动的主动补偿。但是控制液压缸工作时，需要布置液压站，并且需要布置大量管路线路，空间占用率高，操作布置复杂，因此在实际应用中，采用液压装置来进行摆动补偿的方式并不多。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种A型架潜器布放回收减摆装置及其工作方法。本发明主要通过将磁流变阻尼器应用于防摆装置中，潜器布放回收过程中，钢丝绳的晃动带动减摆装置摆动，磁流变阻尼器输出阻尼力，从而消耗晃动过程中产生的能量，是一种低耗能、效果好的防晃方案。

本发明采用的技术手段如下：

一种A型架潜器布放回收减摆装置，包括：与A型架连接的定位机构、与定位机构连接的滑轮、减摆平台、伸缩套管和摆角传感器；所述定位机构滑动连接在A型架上，所述A型架上安装有驱动机构，所述驱动机构与定位机构相连，用于驱动定位机构在A型架上进行移动，以调节潜器吊放位置；

所述减摆平台包括上平台、下平台、球铰连杆装置、多个磁流变阻尼器和安装在下平台上的收放线绞车组，所述上平台和下平台通过球铰连杆装置相连，所述多个磁流变阻尼器呈圆周分布，且每个磁流变阻尼器的上下两端分别与上平台和下平台相连，所述伸缩套管固定在下平台的下方，所述收放线绞车组通过钢丝绳与伸缩套管连接，通过钢丝绳的收放来控制伸缩套管的伸出长度，所述摆角传感器安装在伸缩套管上靠近下平台的位置，用以测量晃动产生的角度信号，测量减摆装置的摆动角度；所述上平台通过转动机构与定位机构相连，所述转动机构用于驱动上平台带着整个减摆平台进行摆动，用以控制减摆平台的俯仰角度；

甲板上固定连接有第一钢丝绳，第一钢丝绳绕过滑轮后依次穿过上平台、球铰连杆装置、下平台和伸缩套管与潜器连接装置连接。

进一步地，所述定位机构为方管型结构，套合在A型架上，所述驱动机构为液压缸，所述液压缸的一端与定位机构铰接，另一端与A型架铰接，用以控制定位机构的位置。

进一步地，所述定位机构的底部为孔板结构。

进一步地，所述上平台和下平台的中心位置各开设有圆孔，所述伸缩套管的内部中空，所述球铰连杆装置为空心结构，内部中空；所述第一钢丝绳绕过滑轮后依次穿过上平台中央圆孔、球铰连杆装置内部、下平台中央圆孔和伸缩套管内部与潜器连接装置连接；

所述球铰连杆装置的两端安装在上下平台的中心位置，一端与上平台铰接，另一端与下平台固定连接；

所述多个磁流变阻尼器呈圆周均匀分布，每个磁流变阻尼器的两端分别通过虎克铰与上平台和下平台铰接。

进一步地，所述转动机构包括两个连接板和电缸，所述两个连接板的一端与定位机构转动连接，另一端通过螺栓对称连接在上平台上；所述电缸的一端与定位机构铰接，另一端与上平台铰接。

进一步地，所述伸缩套管根据实际工况进行多级设计，末级伸缩套管通过螺栓与下平台连接，首级伸缩套管的两侧对称设有吊耳，两侧吊耳与钢丝绳连接，用以实现伸缩套管的收放。

进一步地，所述收放线绞车组包括两个收放线绞车、两个换向器和电机，所述电机通过螺栓与下平台固定连接，电机两侧的连接轴分别与两个收放线绞车连接，两个收放线绞车分别通过钢丝绳与伸缩套管连接，所述换向器与下平台通过螺栓固定连接，两条钢丝绳分别穿过两个换向器。

进一步地，所述换向器为双井字结构，用以实现钢丝绳的换向，避免钢丝绳与下平台摩擦。

进一步地，所述滑轮通过螺栓与定位机构连接。

本发明还提供了一种A型架潜器布放回收减摆装置的工作方法，包括如下步骤：

当船舶进行海洋潜器吊放时，受到海洋环境载荷的作用，潜器带动钢丝绳晃动，钢丝绳带动减摆装置摆动，布置在伸缩套管上的摆角传感器测量到减摆装置摆动角度，并将角度信号传递给中央处理器，中央处理器将角度信号转化为电信号，并将电信号输出给减摆装置的磁流变阻尼器，磁流变阻尼器输出阻尼力，消耗潜器摆动产生的能量，以此实现潜器布放回收的摆动抑制。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的A型架潜器布放回收减摆装置，通过磁流变阻尼器减摆装置实现了潜器摆动的抑制，相较于主动减摆装置减少了电缆布置，维修保养升本更小；相较于传统机械减摆装置，减摆效果更加明显。

2、本发明提供的A型架潜器布放回收减摆装置，通过电缸调节减摆装置角度，可适用于多种海上工况，节省空间资源，并且结构简单，造价低。

基于上述理由本发明可在海上吊装防晃等领域广泛推广。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种A型架潜器布放回收减摆装置的示意图。

图2为本发明一种A型架潜器布放回收减摆装置实船工作示意图。

图3为本发明减摆装置示意图。

图4为本发明双井字结构示意图。

图5为本发明伸缩套管示意图。

图6为本发明潜器连接装置示意图。

图7为本发明球铰连杆装置示意图。

图中：1、A型架；2、液压缸；3、定位机构；4、减摆装置；4.1、虎克铰；4.2、磁流变阻尼器；4.3、收放线绞车；4.4、换向器；4.5、电机；4.6、球铰连杆装置；4.7、连接板；5、摆角传感器；6、伸缩套管；6.1、首级伸缩套管；6.2、末级伸缩套管；6.3、吊耳；7、电缸；8、滑轮；9、潜器连接装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以使用其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-7所示，本发明实施例公开了一种适用于A型架布放回收的防摆装置，一种A型架1潜器布放回收减摆装置4，包括与A型架1连接的定位机构3、滑轮8、减摆平台、伸缩套管6和摆角传感器5；定位机构3通过液压缸2与A型架1铰接，调节潜器吊放位置，滑轮8通过螺栓与定位机构3连接，减摆平台包括上平台、下平台、球铰连杆装置4.6、三个磁流变阻尼器4.2和收放线绞车组，上平台通过连接板4.7、螺栓和电缸7与定位机构3连接，用以控制减摆平台俯仰角度，三个磁流变阻尼器4.2圆周分布且上下两端分别铰接在平台上和下平台上，伸缩套管6通过螺栓固定在减摆平台的下平台下方，收放线绞车组通过钢丝绳与伸缩套管6连接，通过钢丝绳的收放来控制伸缩套管6的伸出长度，摆角传感器5固定安装在末级伸缩套管6.2上，靠近下平台，用以测量晃动产生的角度信号，测量减摆装置摆动角度。在海上进行潜器吊装时，由于环境因素影响会产生六个方向自由度运动，本发明所述的一种A型架潜器布放回收减摆装置，钢丝绳穿过减摆平台与伸缩套管与潜器连接装置连接，在潜器布放回收产生晃动时，钢丝绳将晃动传递给减摆平台，摆角传感器将测量到的角度信号传递给中央处理器，中央处理器将角度信号转化为电流信号，传递给减摆平台，减摆平台上的磁流变阻尼器产生阻尼力，消耗产生的能量，从而避免潜器与甲板碰撞损坏的风险，降低了人为事故风险，提高了潜器布放回收效率。

所述定位机构3为方管型结构，套合在A型架1上，定位机构3与A型架1滑动连接，液压缸2一端与定位机构3铰接，另一端与A型架1铰接，用以控制定位机构3的位置。通过液压缸2驱动定位机构3在A型架1上移动。

所述定位机构3底部为孔板结构，可增强结构稳定性。

所述滑轮8通过螺栓与定位机构3连接。

所述的一种A型架1潜器布放回收减摆装置4，减摆平台包括上平台、下平台、球铰连杆装置4.6、三个磁流变阻尼器4.2和收放线绞车组。上、下平台中心位置均开有圆孔，上平台通过连接板4.7、螺栓和电缸7与定位机构3连接，用以控制减摆平台俯仰角度，其中，两个连接板4.7的一端与定位机构3转动连接，另一端通过螺栓对称连接在上平台上；电缸7的一端与定位机构3铰接，另一端与上平台铰接。球铰连杆装置4.6一端与上平台铰接，另一端与下平台固定连接，三个磁流变阻尼器4.2呈圆周均匀分布，每个磁流变阻尼器4.2的两端通过虎克铰4.1铰接在上平台和下平台上。

所述球铰连杆装置4.6为空心结构，内部中空，且两端分别安装在上下平台的中心位置。

所述伸缩套管6内部中空，根据实际工况多级设计，末级伸缩套管6.2通过螺栓与下平台连接，首级伸缩套管6.1的两侧对称设有吊耳6.3，两侧吊耳6.3用于与两条钢丝绳连接，用以实现伸缩套管6的收放。

所述收放线绞车组包括两个收放线绞车4.3、电机4.5、两个换向器4.4。电机4.5通过螺栓与下平台固定连接，电机4.5与两个收放线绞车分别通过连接轴连接，两个连接轴同轴，两个收放线绞车4.3分别通过钢丝绳与伸缩套管6连接，换向器4.4与下平台通过螺栓固定连接，两条钢丝绳分别穿过两个换向器4.4。

所述换向器4.4为双井字结构，钢丝绳依次在上面和侧面井字结构中的滚轮中穿过，用以实现钢丝绳的换向，避免钢丝绳与下平台摩擦。

甲板上还固定连接有第一钢丝绳，第一钢丝绳绕过滑轮8后依次穿过上平台中央圆孔、球铰连杆装置4.6、下平台中央圆孔和伸缩套管6与潜器连接装置9连接。滑轮8用以实现钢丝绳的换向，承受吊装重力，实现吊放。

所述摆角传感器5安装在末级伸缩套管6.2，测量减摆装置4摆动角度，并将角度信号传递给中央处理器(现有设备)。

本发明减摆装置可适用于多种吊重吊装，在吊装不同的潜器时，换用不同的连接方式。

本发明还提供了一种A型架潜器布放回收减摆装置的使用方法，包括以下步骤：

当船舶进行海洋潜器吊放时，受到海洋环境载荷的作用，潜器带动钢丝绳晃动，钢丝绳带动减摆装置4摆动，布置在伸缩套管6上的摆角传感器5测量到减摆装置摆动角度，并将角度信号传递给中央处理器，中央处理器将角度信号转化为电信号，并将电信号输出给减摆装置4的磁流变阻尼器4.2，磁流变阻尼器输出阻尼力，消耗潜器摆动产生的能量，以此实现潜器布放回收的摆动抑制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种A型架潜器布放回收减摆装置，其特征在于，包括：与A型架（1）连接的定位机构（3）、与定位机构（3）连接的滑轮（8）、减摆平台、伸缩套管（6）和摆角传感器（5）；所述定位机构（3）滑动连接在A型架（1）上，所述A型架（1）上安装有驱动机构，所述驱动机构与定位机构（3）相连，用于驱动定位机构（3）在A型架（1）上进行移动，以调节潜器吊放位置；

所述减摆平台包括上平台、下平台、球铰连杆装置（4.6）、多个磁流变阻尼器（4.2）和安装在下平台上的收放线绞车组，所述上平台和下平台通过球铰连杆装置（4.6）相连，所述多个磁流变阻尼器（4.2）呈圆周分布，且每个磁流变阻尼器（4.2）的上下两端分别与上平台和下平台相连，所述伸缩套管（6）固定在下平台的下方，所述收放线绞车组通过钢丝绳与伸缩套管（6）连接，通过钢丝绳的收放来控制伸缩套管（6）的伸出长度，所述摆角传感器（5）安装在伸缩套管（6）上靠近下平台的位置，用以测量晃动产生的角度信号，测量减摆装置的摆动角度；所述上平台通过转动机构与定位机构（3）相连，所述转动机构用于驱动上平台带着整个减摆平台进行摆动，用以控制减摆平台的俯仰角度；

甲板上固定连接有第一钢丝绳，第一钢丝绳绕过滑轮（8）后依次穿过上平台、球铰连杆装置（4.6）、下平台和伸缩套管（6）与潜器连接装置（9）连接；

所述定位机构（3）为方管型结构，套合在A型架（1）上，所述驱动机构为液压缸（2），所述液压缸（2）的一端与定位机构（3）铰接，另一端与A型架（1）铰接，用以控制定位机构（3）的位置；

所述上平台和下平台的中心位置各开设有圆孔，所述伸缩套管（6）的内部中空，所述球铰连杆装置（4.6）为空心结构，内部中空；所述第一钢丝绳绕过滑轮（8）后依次穿过上平台中央圆孔、球铰连杆装置（4.6）内部、下平台中央圆孔和伸缩套管（6）内部与潜器连接装置（9）连接；

所述球铰连杆装置（4.6）的两端安装在上下平台的中心位置，一端与上平台铰接，另一端与下平台固定连接；

所述多个磁流变阻尼器（4.2）呈圆周均匀分布，每个磁流变阻尼器（4.2）的两端分别通过虎克铰（4.1）与上平台和下平台铰接；

所述转动机构包括两个连接板（4.7）和电缸（7），所述两个连接板（4.7）的一端与定位机构（3）转动连接，另一端通过螺栓对称连接在上平台上；所述电缸（7）的一端与定位机构（3）铰接，另一端与上平台铰接。

2.根据权利要求1所述的A型架潜器布放回收减摆装置，其特征在于，所述定位机构（3）的底部为孔板结构。

3.根据权利要求1所述的A型架潜器布放回收减摆装置，其特征在于，所述伸缩套管（6）至少包括两级，末级伸缩套管（6.2）通过螺栓与下平台连接，首级伸缩套管（6.1）的两侧对称设有吊耳（6.3），两侧吊耳（6.3）与钢丝绳连接，用以实现伸缩套管（6）的收放。

4.根据权利要求1所述的A型架潜器布放回收减摆装置，其特征在于，所述收放线绞车组包括两个收放线绞车（4.3）、两个换向器（4.4）和电机（4.5），所述电机（4.5）通过螺栓与下平台固定连接，电机（4.5）两侧的连接轴分别与两个收放线绞车（4.3）连接，两个收放线绞车（4.3）分别通过钢丝绳与伸缩套管（6）连接，所述换向器（4.4）与下平台通过螺栓固定连接，两条钢丝绳分别穿过两个换向器（4.4）。

5.根据权利要求4所述的A型架潜器布放回收减摆装置，其特征在于，所述换向器（4.4）为双井字结构，用以实现钢丝绳的换向，避免钢丝绳与下平台摩擦。

6.根据权利要求1所述的A型架潜器布放回收减摆装置，其特征在于，所述滑轮（8）通过螺栓与定位机构（3）连接。

7.一种如权利要求1-6任意一项权利要求所述的A型架潜器布放回收减摆装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

当船舶进行海洋潜器吊放时，受到海洋环境载荷的作用，潜器带动钢丝绳晃动，钢丝绳带动减摆装置（4）摆动，布置在伸缩套管（6）上的摆角传感器（5）测量到减摆装置摆动角度，并将角度信号传递给中央处理器，中央处理器将角度信号转化为电信号，并将电信号输出给减摆装置（4）的磁流变阻尼器（4.2），磁流变阻尼器输出阻尼力，消耗潜器摆动产生的能量，以此实现潜器布放回收的摆动抑制。