CN117488756A - 一种用于风机塔筒安装的补偿装置及其补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风机塔筒安装的补偿装置及补偿方法，补偿装置包括塔架及抱桩器；塔架顶部及侧部分别设有与所述抱桩器补偿连接的主动补偿机构、辅助补偿机构；辅助补偿机构包括设置在所述抱桩器两侧的移动夹件；抱桩器两侧的连接耳分别通过调节转轴与移动夹件转动连接；移动夹件带动抱桩器沿水平方向前后移动；主动补偿机构包括补偿转轴及转动驱动组件；所述补偿转轴分别通过补偿绳带动抱桩器的一侧沿竖直方向向上或向下偏转；本发明通过提拉等操作带动与补偿转轴连接的补偿绳实现抱桩器带动塔筒进行水平方向及侧倾方向的海浪作用力的抵消补偿动作；消除塔筒在海浪作用下的摇晃现象，确保塔筒在安装过程中的稳定。

Description

一种用于风机塔筒安装的补偿装置及其补偿方法

技术领域

本发明涉及海上风电安装技术领域，尤其涉及一种用于风机塔筒安装的补偿装置及补偿方法。

背景技术

随着能源的紧缺，需要大力发展绿色能源，其中风力发电也得到了大力的发展，特别是海上风力发电技术发展迅速。海上风电技术的发展正朝着大型化、大功率化以及深远海方向发展。目前，深远海区投放风机基础一般采用如下两种方式：一种是采用整机拖航的方式，浮式风机基础在临岸码头完成组装，再通过运输船舶将浮式风机基础投放至指定的作业海域；另一种是采用海上组装投放，浮式风机基础被拆分了多个模组，通过运输船运输至指定投放海域，并通过作业船的吊机将各个模组在海上完成拼接投放。

由于符合浮式风机基础施工搭建条件的临海码头较少，深远海拖航的成本也较高，因此采用海上组装投放的方式较为常见，但海上作业需要面临海风和海浪所带来的不良影响，海水的波浪会对风机塔筒的海上装配造成多个不同方向力的作用，使得塔筒接驳过程中难以对准，严重时，甚至会造成海上施工事故的发生。但随着风力发电机的功率不断增大，在海上安装的难度也越来越大，安装技术及安全性也越来越重要。

因此如何实现安全、高效地完成风力发电机尤其是风机塔筒的海上安装成为研发的重点。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之一在于提供一种用于风机塔筒安装的补偿装置，通过设置在塔架顶部的齿轮传动式补偿机构，通过补偿齿轮与补偿齿条的啮合传动以实现移动台的前后移动，以及转动驱动组件的主动齿轮、从动齿轮与补偿转轴的刚性连接，在移动台前后移动的同时，控制补偿转轴转动的角度，通过提拉等操作带动与补偿转轴连接的补偿绳，改变抱桩器至少一侧在竖直方向上的偏转角度，实现抱桩器带动塔筒进行水平方向及侧倾方向的海浪作用力的抵消补偿动作；与此同时，安装在装配架上的平移油缸驱动移动夹件带动抱桩器前后移动补偿动作，这样可以稳定、高效地完成塔筒筒身的海浪补偿，消除塔筒在海浪作用下的摇晃现象，确保塔筒在安装过程中的稳定，同时大幅提升整机安装的作业窗口期。

本发明的目的之二在于提供一种用于风机塔筒安装的补偿方法，控制简单，各组件与塔架的连接稳定性高，且传动效率高，反应快；进一步地，抱桩器通过装配架与塔架刚性稳定连接，一定程度上可以简化荷载传递过程，减小了荷载计算难度，进一步提高海浪补偿效率，提高了风机安装效率，节约了工程作业时间，同时能有效避免发生安全事故的隐患。

本发明的目的之一通过以下技术方案实现：

一种用于风机塔筒安装的补偿装置，用于风机塔筒组件的海上安装作业，包括设置在船体上的塔架及活动设置在所述塔架上用于抱紧塔筒的抱桩器；所述塔架顶部及侧部分别设有与所述抱桩器补偿连接的主动补偿机构、辅助补偿机构；

所述塔架上设有装配架，所述辅助补偿机构包括设置在装配架上的移动组件；所述移动组件包括分别设置在所述抱桩器两侧的移动夹件及分别驱动所述移动夹件在所述装配架上移动的驱动装置；所述抱桩器两侧分别设有连接耳，两个所述连接耳分别通过调节转轴与移动夹件转动连接；两个所述驱动装置同步驱动对应的所述移动夹件带动所述抱桩器沿水平方向前后移动；

所述主动补偿机构包括分别移动设置在所述塔架顶部两侧的移动台以及用于驱动所述移动台往复移动的移动驱动组件；所述移动台上设有补偿转轴及用于驱动所述补偿转轴转动的转动驱动组件；所述补偿转轴分别通过补偿绳与对应的所述转轴连接，并通过调整至少一侧的所述补偿绳的长度改变对应连接的所述转轴及连接耳的水平高度以实现所述抱桩器的一侧沿竖直方向向上或向下偏转。

进一步地，所述移动驱动组件包括沿所述移动台移动方向间隙设置在所述移动台下方的补偿导轨，所述补偿导轨的两侧设有补偿齿条；所述移动台下方两侧沿其长度方向分布有多个与所述补偿齿条啮合连接的补偿齿轮；所述移动台下表面分别设有与所述补偿齿轮传动连接的补偿电机，所述补偿齿轮与所述补偿电机的输出轴同轴连接；相邻的两个或两个以上所述补偿齿轮为一组并相互啮合；所述补偿电机输出轴带动对应的所述补偿齿轮转动并同步沿所述补偿齿条往复行走，从而带动所述移动台往复移动。

进一步地，所述补偿导轨包括导轨主体、沿所述导轨主体下部两侧水平向外延伸的导向凸台以及位于所述导轨主体顶部的导向平台；两个所述导向凸台的外侧壁均设有所述补偿齿条；所述移动台下表面两侧分别与每组相互啮合的补偿齿轮以及对应的补偿电机交错间隔设置多个夹爪；所述夹爪的末端连接有补偿导向轮；所述导向平台、导轨主体与两个所述导向凸台之间分别形成与所述导向轮相适配的滚动槽，所述导向轮滚动设置在所述滚动槽上。

进一步地，所述导向平台、导轨主体与两个所述导向凸台呈“工”型或“干”一体成型；所述导向平台与所述移动台之间设有辅助滚柱，所述辅助滚柱通过转轴设置在所述移动台下表面，并与所述导向平台上表面滚动抵接；多个所述辅助滚柱沿导向平台间隔分布。

进一步地，所述转动驱动组件包括安装在所述移动台上表面的支撑齿轮座，所述支撑齿轮座上设有转动电机及与转动电机输出轴同轴连接的主动齿轮；所述支撑齿轮座上还设有与所述主动齿轮啮合连接的从动齿轮，所述补偿转轴通过轴承与所述从动齿轮同轴连接在所述支撑齿轮座上；

所述支撑齿轮座上设有三组所述转动电机及主动齿轮；三组所述转动电机及主动齿轮沿所述从动齿轮外周周向分布。

进一步地，所述移动台上与所述支撑齿轮座同轴间隔设置若干辅助支撑座；所述补偿转轴通过轴承与所述辅助支撑座转动连接。

进一步地，所述补偿转轴的末端通过第一连接件与所述补偿绳连接；所述调节转轴通过第二连接件与所述补偿绳连接；所述第一连接件、第二连接件分别设有与对应所述补偿绳连接的张紧轮；每个所述移动夹件与同侧对应的所述调节转轴之间设有辅助油缸；所述辅助油缸的缸体通过转轴设置在所述移动夹件下方，辅助油缸的伸缩杆通过转轴与所述调节转轴连接。

进一步地，所述移动夹件包括用于与所述抱桩器活动连接的连接部及与所述装配架移动配合的移动夹持部；所述移动夹持部上分别设有沿竖直方向朝向所述抱桩器的弧形补偿滑槽，两个移动夹持部上的两个所述补偿滑槽弧度一致；每根所述调节转轴的两端分别伸入同侧对应的移动夹持部的两个所述补偿滑槽中并可往复移动。

进一步地，所述装配架的上下两侧分别设有导向槽，所述导向槽的长度大于所述移动夹持部的长度；所述移动夹持部的上下两端分别夹持在所述导向槽上并沿所述导向槽的延伸方向往复移动。

进一步地，所述驱动装置为平移油缸，所述装配架内侧设有开口朝向所述移动夹件的嵌槽，所述平移油缸的缸体固定在嵌槽上，平移油缸的伸缩杆末端连接有滑块，所述伸缩杆的伸缩方向与所述导向槽的延伸方向一致，并带动所述滑块在嵌槽上往复移动；所述滑块与所述移动夹持部的侧壁连接。

本发明的目的之二通过以下技术方案实现：

一种用于风机塔筒安装的补偿方法，包括上述用于风机塔筒安装的补偿装置，还包括用于感应海浪作用力方向的传感器及用于控制所述补偿装置工作的控制系统；其特征在于，所述补偿方法包括水平补偿方法及侧倾补偿，分别包括如下步骤：

水平补偿：

S1：所述传感器感应到海浪对塔筒产生水平方向的作用力，并发送信号至控制系统；

S2：所述控制系统控制所述移动驱动组件的补偿电机工作，带动补偿齿轮在补偿齿条上行走，从而驱动所述移动台移动；同时所述控制系统控制装配架上的平移油缸通过滑块同步推动抱桩器两侧的移动夹件水平移动从而通过抱桩器带动塔筒进行水平方向的补偿；

侧倾补偿：

S1：所述传感器感应到海浪对塔筒产生倾斜角度方向上或向下的力，并发送信号至控制系统；

S2：所述控制系统控制塔架顶部至少一侧的所述转动驱动组件的转动电机工作，带动所述主动齿轮、从动齿轮转动，从而带动补偿转轴转动，通过补偿绳带动所述抱桩器的一侧沿竖直方向向上或向下偏转，带动塔筒完成倾侧方向的补偿。

相比现有技术，本发明至少具备以下有益效果：

1.本发明通过设置在塔架顶部的齿轮传动式补偿机构，通过补偿齿轮与补偿齿条的啮合传动以实现移动台的前后移动，以及转动驱动组件的主动齿轮、从动齿轮与补偿转轴的刚性连接，在移动台前后移动的同时，控制补偿转轴转动的角度，通过提拉等操作带动与补偿转轴连接的补偿绳，改变抱桩器至少一侧在竖直方向上的偏转角度，实现抱桩器带动塔筒进行水平方向及侧倾方向的海浪作用力的抵消补偿动作；与此同时，安装在装配架上的平移油缸驱动移动夹件带动抱桩器前后移动补偿动作，这样可以稳定、高效地完成塔筒筒身的海浪补偿，消除塔筒在海浪作用下的摇晃现象，确保塔筒在安装过程中的稳定，同时大幅提升整机安装的作业窗口期；

2.本发明的补偿机构以齿轮、齿条啮合传动为主，包括设置在塔架顶部的补偿导轨及补偿导轨两侧的补偿齿条、补偿齿轮的啮合连接，通过补偿电机的驱动以实现移动台的往复移动；具体地，所述补偿电机同步工作，带动同轴设置的补偿齿轮转动，由于补偿电机与移动台连接，补偿齿轮转动并同步沿所述补偿齿条往复行走；在本发明中，所述移动台的驱动通过多个补偿齿轮与补偿齿条之间的啮合来传递动力和转矩，在驱动过程中不需要换向、调力等操作，传动效率高，反应速度快且结构简单；进一步地，补偿齿轮及补偿齿条相对较为刚性的连接，传动的稳定性也更高，同时还可降低维护成本；

进一步地，所述补偿导轨采取“工”型或“干”一体成型，两侧设置导向凸台及补偿齿条，同时导向平台及导向凸台之间通过补偿导向轮及夹爪等结构支撑移动台，这样设置的好处是分别对移动台的两侧及中部提供稳定的支撑；具体地，位于下方两侧的支撑及动力由所述补偿齿轮及补偿齿条提供；位于中部更靠近中心的支持及移动由补偿导向轮及夹爪对补偿导轨的抓持力提供，最后，在补偿导轨的顶部即导向平台上还设置有辅助滚柱，两者提供位于上方对移动台的支撑作用；不仅从上中下三个部位共同实现移动台的稳定移动，三者还形成稳定的金字塔动力配合，重心更稳，对补偿导轨抓持力更强，整体结构强度更好，运行更稳定；在提供更稳定的支撑机构基础上，还通过补偿导向轮及辅助滚柱等降低摩擦的部件，进一步提高本发明补偿机构的结构强度、反应速度以及传动稳定性；

3.本发明的辅助补偿机构通过装配架与塔架固定，形成刚性连接，提高辅助补偿机构的稳定性；同时，本发明的辅助补偿机构结构简单，通过在装配架上下两面设置导向槽，改良移动夹件的结构，使其夹持在所述导向槽上往复移动；此外，在装配架内部设置安装平移油缸的嵌槽，内嵌的平移油缸伸缩杆的伸缩方向与导向槽的方向一致，即与移动夹件的移动方向一致；进一步地，所述平移油缸安装在装配架的内部，通过滑块与移动夹件刚性连接，且所述滑块与嵌槽相匹配设置，不仅提高与移动夹件的连接稳定性，另一方面也可以对平移油缸的伸缩杆末端起固定作用，使油缸伸缩稳定性更高，从而提高移动夹件的移动稳定性，避免伸缩杆在长期使用后的由于机械间隙造成偏差、不稳定等问题；同时，内嵌的平移油缸也可以大幅降低后期维护成本；

4.本发明的塔筒筒身的海浪补偿方法控制简单，各组件与塔架的连接稳定性高，且传动效率高，反应快；进一步地，抱桩器通过装配架与塔架刚性稳定连接，一定程度上可以简化荷载传递过程，减小了荷载计算难度，进一步提高海浪补偿效率，提高了风机安装效率，节约了工程作业时间，同时能有效避免发生安全事故的隐患。

附图说明

图1为本发明较佳实施例用于风机塔筒安装的补偿装置的整体结构示意图；

图2为图1中A处局部结构放大示意图；

图3为图1中B处局部结构放大示意图；

图4为本发明较佳实施例用于风机塔筒安装的补偿装置的主动补偿机构整体结构示意图；

图5为本发明较佳实施例用于风机塔筒安装的补偿装置的主动补偿机构整体结构另一角度示意图；

图6为本发明较佳实施例用于风机塔筒安装的补偿装置的主动补偿机构整体结构俯视图；

图7为图6中C-C反向剖面结构示意图；

图8为图6中D处局部结构放大示意图；

图9为本发明较佳实施例用于风机塔筒安装的补偿装置的辅助补偿机构整体结构示意图；

图10为本发明较佳实施例用于风机塔筒安装的补偿装置的辅助补偿机构整体结构俯视图；

图11为图10中E-E反向剖面结构示意图；

图12为本发明较佳实施例用于风机塔筒安装的补偿装置与塔架、船体装配正面结构示意图；

图13为本发明较佳实施例用于风机塔筒安装的补偿装置与塔架、船体、塔筒装配正面结构示意图。

图中：

1、塔架；

2、抱桩器；21、连接耳；22、调节转轴；

3、主动补偿机构；31、移动台；311、夹爪；312、补偿导向轮；32、移动驱动组件；321、补偿导轨；3211、导轨主体；3212、导向凸台；3213、导向平台；322、补偿齿条；323、补偿齿轮；324、补偿电机；325、滚动槽；326、辅助滚柱；33、补偿转轴；34、转动驱动组件；341、支撑齿轮座；342、转动电机；343、主动齿轮；344、从动齿轮；345、辅助支撑座；35、补偿绳；36、第一连接件；37、第二连接件；38、张紧轮；

4、辅助补偿机构；41、移动组件；411、移动夹件；4111、连接部；4112、移动夹持部；4113、补偿滑槽；412、驱动装置；413、滑块；42、辅助油缸；

5、装配架；51、导向槽；52、嵌槽；

10、船体；20、塔筒。

具体实施方式

为了便于理解本发明，以下结合附图及实施例，对所述发明的技术方案及优点进行进一步详细说明。以下以示例的方式对本发明具体结构及特点进行说明，不应将构成对本发明的任何限制。同时，有关下列所提及(包括隐含或公开)的任何一个技术特征，以及被直接显示或隐含在图中的任何一个技术特征，均可以在这些技术特征之间继续进行任意组合或删减，从而形成可能没有在本发明中直接或间接提到的更多其他实施例。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明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方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本发明的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如各种元件的尺寸、结构、形状和比例等)。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。

如图1-13所示，本发明提供一种用于风机塔筒安装的补偿装置，用于风机塔筒组件的海上安装作业，包括设置在船体10上的塔架1及活动设置在所述塔架1上用于抱紧塔筒20的抱桩器2；需要说明的是，本发明所述的塔筒20组件海上安装作业还包括其他本发明未提及的安装作业流程及设备，包括但不限于塔筒20的起吊及抱桩器2对塔筒20的夹紧操作等，本发明不做赘述以及限定；本发明的补偿装置用于在塔筒20已完成与抱桩器2的抱紧对接后的补偿；包括竖立并抱紧固定塔筒20后进行机舱及叶片的组装过程等需要保持塔筒20稳定的工序；此外，本发明为针对风机塔筒在垂直方向上的补偿。

如图1、13所示，具体地，所述塔架1顶部及侧部分别设有与所述抱桩器2补偿连接的主动补偿机构3、辅助补偿机构4；在本发明中，所述主动补偿机构3、辅助补偿机构4可单独工作，也可同步工作，根据实际海浪补偿的需求设定。

所述塔架1上设有装配架5，所述辅助补偿机构4包括设置在装配架5上的移动组件41；所述移动组件41包括分别设置在所述抱桩器2两侧的移动夹件411及分别驱动所述移动夹件411在所述装配架5上移动的驱动装置412；所述抱桩器2两侧分别设有连接耳21，两个所述连接耳21分别通过调节转轴22与移动夹件411转动连接；两个所述驱动装置412同步驱动对应的所述移动夹件411带动所述抱桩器2沿水平方向前后移动。在本发明中，如图9所示，所述抱桩器2左右两侧分别设有所述移动夹件411，每个所述驱动装置412与所述移动夹件411传动连接，带动移动夹件411在所述装配架5上往复移动。

如图2、4-7、12所示，所述主动补偿机构3包括分别移动设置在所述塔架1顶部两侧的移动台31以及用于驱动所述移动台31往复移动的移动驱动组件32；所述移动台31上设有补偿转轴33及用于驱动所述补偿转轴33转动的转动驱动组件34；所述补偿转轴33分别通过补偿绳35与对应的所述转轴连接，并通过调整至少一侧的所述补偿绳35的长度改变对应连接的所述转轴及连接耳21的水平高度以实现所述抱桩器2的一侧沿竖直方向向上或向下偏转；具体地，在本发明中，如图4所示，所述移动台31的往复移动方向为前后移动，通过调整至少一侧的所述补偿绳35的长度改变对应连接的所述转轴及连接耳21的水平高度具体指的是牵拉补偿绳35使至少一侧的连接耳21提升，以通过补偿绳35与抱桩器2的连接，对抱桩器2施加与海浪作用力相反的作用力，抵消海浪对塔筒的作用力，参考图12所示。

作为进一步优选方案，所述移动驱动组件32包括沿所述移动台31移动方向间隙设置在所述移动台31下方的补偿导轨321，所述补偿导轨321的两侧设有补偿齿条322；所述移动台31下方两侧沿其长度方向分布有多个与所述补偿齿条322啮合连接的补偿齿轮323；所述移动台31下表面分别设有与所述补偿齿轮323传动连接的补偿电机324，所述补偿齿轮323与所述补偿电机324的输出轴同轴连接；具体地，所述补偿电机324同步工作，带动同轴设置的补偿齿轮323转动，由于补偿电机324与移动台31连接，补偿齿轮323转动并同步沿所述补偿齿条322往复行走；

相邻的两个或两个以上所述补偿齿轮323为一组并相互啮合；所述补偿电机324输出轴带动对应的所述补偿齿轮323转动并同步沿所述补偿齿条322往复行走，从而带动所述移动台31往复移动。在本发明中，相邻的两个或两个以上所述补偿齿轮323为一组并相互啮合，指的是相邻的两个或以上补偿齿轮323相互啮合，同时分别与齿条相互啮合；因此，在控制补偿电机324转动带动补偿齿轮323转动时，同一组的补偿齿轮323运动的同步性可以提高。在其他可选的实施方式中，同一组的两个补偿齿轮323还可以通过同一补偿电机324驱动，通过驱动与其同轴设置的补偿齿轮323带动第二个补偿齿轮323运动即可，只要其动力可以满足即可；这样设置还可以一定程度上使所述移动驱动组件32结构简单化，以及，即使同一组补偿齿轮323的补偿电机324其中有一部出现故障也不影响其运行。

在本发明中，所述移动台31的驱动通过多个补偿齿轮323与补偿齿条322之间的啮合来传递动力和转矩，在驱动过程中不需要换向、调力等操作，传动效率高，反应速度快且结构简单；进一步地，补偿齿轮323及补偿齿条322相对较为刚性的连接，传动的稳定性也更高，同时还可降低维护成本。

作为进一步优选方案，所述补偿导轨321包括导轨主体3211、沿所述导轨主体3211下部两侧水平向外延伸的导向凸台3212以及位于所述导轨主体3211顶部的导向平台3213；两个所述导向凸台3212的外侧壁均设有所述补偿齿条322；所述移动台31下表面两侧分别与每组相互啮合的补偿齿轮323以及对应的补偿电机324交错间隔设置多个夹爪311；所述夹爪311的末端连接有补偿导向轮312；所述导向平台3213、导轨主体3211与两个所述导向凸台3212之间分别形成与所述导向轮相适配的滚动槽325，所述导向轮滚动设置在所述滚动槽325上。

为进一步提高结构稳定性，如图7所示，作为进一步优选方案，所述导向平台3213、导轨主体3211与两个所述导向凸台3212呈“工”型或“干”一体成型；所述导向平台3213与所述移动台31之间设有辅助滚柱326，所述辅助滚柱326通过转轴设置在所述移动台31下表面，并与所述导向平台3213上表面滚动抵接；多个所述辅助滚柱326沿导向平台3213间隔分布。在本发明中，所述补偿导轨321采取“工”型或“干”一体成型，两侧设置导向凸台3212及补偿齿条322，同时导向平台3213及导向凸台3212之间通过补偿导向轮312及夹爪311等结构支撑移动台31，这样设置的好处是分别对移动台31的两侧及中部提供稳定的支撑，具体地，位于下方两侧的支撑及动力由所述补偿齿轮及补偿齿条提供；位于中部更靠近中心的支持及移动由补偿导向轮及夹爪对补偿导轨的抓持力提供，最后，在补偿导轨的顶部即导向平台上还设置有辅助滚柱，两者提供位于上方对移动台的支撑作用；不仅从上中下三个部位共同实现移动台的稳定移动，三者还形成稳定的金字塔动力配合，重心更稳，对补偿导轨抓持力更强，整体结构强度更好，运行更稳定；在提供更稳定的支撑机构基础上，还通过补偿导向轮312及辅助滚柱326等降低摩擦的部件，进一步提高本发明补偿机构的结构强度、反应速度以及传动稳定性。

作为进一步优选方案，所述转动驱动组件34包括安装在所述移动台31上表面的支撑齿轮座341，所述支撑齿轮座341上设有转动电机342及与转动电机342输出轴同轴连接的主动齿轮343；所述支撑齿轮座341上还设有与所述主动齿轮343啮合连接的从动齿轮344，所述补偿转轴33通过轴承与所述从动齿轮344同轴连接在所述支撑齿轮座341上；

所述支撑齿轮座341上设有三组所述转动电机342及主动齿轮343；三组所述转动电机342及主动齿轮343沿所述从动齿轮344外周周向分布。在本发明中，所述转动电机342及主动齿轮343沿所述从动齿轮344外周周向分布，与从动齿轮344的转向高度匹配，进一步提高传动效率。

进一步地，所述移动台31上与所述支撑齿轮座341同轴间隔设置若干辅助支撑座345；所述补偿转轴33通过轴承与所述辅助支撑座345转动连接。设置所述辅助支撑座可以辅助支撑所述补偿转轴33，所述辅助支撑座345也可以设置所述主动齿轮343、从动齿轮344，进一步提高传动效率及稳定性。

作为进一步优选方案，所述补偿转轴33的末端通过第一连接件36与所述补偿绳35连接；所述调节转轴22通过第二连接件37与所述补偿绳35连接；所述第一连接件36、第二连接件37分别设有与对应所述补偿绳35连接的张紧轮38；每个所述移动夹件411与同侧对应的所述调节转轴22之间设有辅助油缸42；所述辅助油缸42的缸体通过转轴设置在所述移动夹件411下方，辅助油缸42的伸缩杆通过转轴与所述调节转轴22连接。设置所述辅助油缸42用于辅助提供对所述抱桩器2一侧连接耳21在竖直方向向上或向下的动力，配合补偿绳35、转动驱动组件34的动作，从而使抱桩器2的角度偏转调整更稳定，同时还可以提供抱桩器在水平方向左右位移的调节作用力。

作为进一步优选方案，所述移动夹件411包括用于与所述抱桩器2活动连接的连接部4111及与所述装配架5移动配合的移动夹持部4112；所述移动夹持部4112上分别设有沿竖直方向朝向所述抱桩器2的弧形补偿滑槽4113，两个移动夹持部4112上的两个所述补偿滑槽4113弧度一致；具体地，所述弧形补偿滑槽4113朝向所述抱桩器2，指的是所述补偿滑槽4113朝向抱桩器2的两侧外凸设置，其弧度可根据抱桩器2的偏转调节幅度计算并每根所述调节转轴22的两端分别伸入同侧对应的移动夹持部4112的两个所述补偿滑槽4113中并可往复移动。

作为进一步优选方案，所述装配架5的上下两侧分别设有导向槽51，所述导向槽51的长度大于所述移动夹持部4112的长度；所述移动夹持部4112的上下两端分别夹持在所述导向槽51上并沿所述导向槽51的延伸方向往复移动。在本明的实施方式中，所述导向槽51的开口沿竖直方向开设，所述移动夹持部4112的上下两端分别夹持在所述导向槽51上并沿所述导向槽51的延伸方向往复移动。

作为进一步优选方案，所述驱动装置412为平移油缸，所述装配架5内侧设有开口朝向所述移动夹件411的嵌槽52，所述平移油缸的缸体固定在嵌槽52上，平移油缸的伸缩杆末端连接有滑块413，所述伸缩杆的伸缩方向与所述导向槽51的延伸方向一致，并带动所述滑块413在嵌槽52上往复移动；所述滑块413与所述移动夹持部4112的侧壁连接。在本实施方式中，内嵌的平移油缸伸缩杆的伸缩方向与导向槽51的方向一致，即与移动夹件411的移动方向一致；进一步地，所述平移油缸安装在装配架5的内部，通过滑块413与移动夹件411刚性连接，且所述滑块413与嵌槽52相匹配设置，不仅提高与移动夹件411的连接稳定性，另一方面也可以对平移油缸的伸缩杆末端起固定作用，使油缸伸缩稳定性更高，从而提高移动夹件411的移动稳定性，避免伸缩杆在长期使用后的由于机械间隙造成偏差、不稳定等问题；同时，内嵌的平移油缸也可以大幅降低后期维护成本。

如图1、4、9、12-13所示，本发明还提供一种用于风机塔筒安装的补偿方法，包括上述用于风机塔筒安装的补偿装置，还包括用于感应海浪作用力方向的传感器及用于控制所述补偿装置工作的控制系统；所述补偿方法包括水平补偿方法及侧倾补偿，分别包括如下步骤：

水平补偿：

S1：所述传感器感应到海浪对塔筒产生水平方向的作用力，并发送信号至控制系统；

S2：所述控制系统控制所述移动驱动组件32的补偿电机324工作，带动补偿齿轮323在补偿齿条322上行走，从而驱动所述移动台31移动；同时所述控制系统控制装配架5上的平移油缸通过滑块413同步推动抱桩器2两侧的移动夹件411水平移动从而通过抱桩器2带动塔筒进行水平方向的补偿；

侧倾补偿：

S1：所述传感器感应到海浪对塔筒产生倾斜角度方向上或向下的力，并发送信号至控制系统；

S2：所述控制系统控制塔架1顶部至少一侧的所述转动驱动组件34的转动电机342工作，带动所述主动齿轮343、从动齿轮344转动，从而带动补偿转轴33转动，通过补偿绳35带动所述抱桩器2的一侧沿竖直方向向上或向下偏转，带动塔筒完成倾侧方向的补偿。

在本实施方式中，所述传感器与控制系统的信号传送、系统控制等均根据塔筒安装作业需求设定。本发明对此不作赘述。

本发明的塔筒筒身的海浪补偿方法控制简单，各组件与塔架1的连接稳定性高，且传动效率高，反应快；进一步地，抱桩器2通过装配架5与塔架1刚性稳定连接，一定程度上可以简化荷载传递过程，减小了荷载计算难度，进一步提高海浪补偿效率，提高了风机安装效率，节约了工程作业时间，同时能有效避免发生安全事故的隐患。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于风机塔筒安装的补偿装置，用于风机塔筒组件的海上安装作业，其特征在于，包括设置在船体上的塔架及活动设置在所述塔架上用于抱紧塔筒的抱桩器；所述塔架顶部及侧部分别设有与所述抱桩器补偿连接的主动补偿机构、辅助补偿机构；

所述塔架上设有装配架，所述辅助补偿机构包括设置在装配架上的移动组件；所述移动组件包括分别设置在所述抱桩器两侧的移动夹件及分别驱动所述移动夹件在所述装配架上移动的驱动装置；所述抱桩器两侧分别设有连接耳，两个所述连接耳分别通过调节转轴与移动夹件转动连接；两个所述驱动装置同步驱动对应的所述移动夹件带动所述抱桩器沿水平方向前后移动；

所述主动补偿机构包括分别移动设置在所述塔架顶部两侧的移动台以及用于驱动所述移动台往复移动的移动驱动组件；所述移动台上设有补偿转轴及用于驱动所述补偿转轴转动的转动驱动组件；所述补偿转轴分别通过补偿绳与对应的所述转轴连接，并通过调整至少一侧的所述补偿绳的长度改变对应连接的所述转轴及连接耳的水平高度以实现所述抱桩器的一侧沿竖直方向向上或向下偏转。

2.如权利要求1所述的用于风机塔筒安装的补偿装置，其特征在于，所述移动驱动组件包括沿所述移动台移动方向间隙设置在所述移动台下方的补偿导轨，所述补偿导轨的两侧设有补偿齿条；所述移动台下方两侧沿其长度方向分布有多个与所述补偿齿条啮合连接的补偿齿轮；所述移动台下表面分别设有与所述补偿齿轮传动连接的补偿电机，所述补偿齿轮与所述补偿电机的输出轴同轴连接；相邻的两个或两个以上所述补偿齿轮为一组并相互啮合；所述补偿电机输出轴带动对应的所述补偿齿轮转动并同步沿所述补偿齿条往复行走，从而带动所述移动台往复移动。

3.如权利要求2所述的用于风机塔筒安装的补偿装置，其特征在于，所述补偿导轨包括导轨主体、沿所述导轨主体下部两侧水平向外延伸的导向凸台以及位于所述导轨主体顶部的导向平台；两个所述导向凸台的外侧壁均设有所述补偿齿条；所述移动台下表面两侧分别与每组相互啮合的补偿齿轮以及对应的补偿电机交错间隔设置多个夹爪；所述夹爪的末端连接有补偿导向轮；所述导向平台、导轨主体与两个所述导向凸台之间分别形成与所述导向轮相适配的滚动槽，所述导向轮滚动设置在所述滚动槽上。

4.如权利要求3所述的用于风机塔筒安装的补偿装置，其特征在于，所述导向平台、导轨主体与两个所述导向凸台呈“工”型或“干”一体成型；所述导向平台与所述移动台之间设有辅助滚柱，所述辅助滚柱通过转轴设置在所述移动台下表面，并与所述导向平台上表面滚动抵接；多个所述辅助滚柱沿导向平台间隔分布。

5.如权利要求1所述的用于风机塔筒安装的补偿装置，其特征在于，所述转动驱动组件包括安装在所述移动台上表面的支撑齿轮座，所述支撑齿轮座上设有转动电机及与转动电机输出轴同轴连接的主动齿轮；所述支撑齿轮座上还设有与所述主动齿轮啮合连接的从动齿轮，所述补偿转轴通过轴承与所述从动齿轮同轴连接在所述支撑齿轮座上；

所述支撑齿轮座上设有三组所述转动电机及主动齿轮；三组所述转动电机及主动齿轮沿所述从动齿轮外周周向分布。

6.如权利要求1所述用于风机塔筒安装的补偿装置，其特征在于，所述补偿转轴的末端通过第一连接件与所述补偿绳连接；所述调节转轴通过第二连接件与所述补偿绳连接；所述第一连接件、第二连接件分别设有与对应所述补偿绳连接的张紧轮；每个所述移动夹件与同侧对应的所述调节转轴之间设有辅助油缸；所述辅助油缸的缸体通过转轴设置在所述移动夹件下方，辅助油缸的伸缩杆通过转轴与所述调节转轴连接。

7.如权利要求1所述用于风机塔筒安装的补偿装置，其特征在于，所述移动夹件包括用于与所述抱桩器活动连接的连接部及与所述装配架移动配合的移动夹持部；所述移动夹持部上分别设有沿竖直方向朝向所述抱桩器的弧形补偿滑槽，两个移动夹持部上的两个所述补偿滑槽弧度一致；每根所述调节转轴的两端分别伸入同侧对应的移动夹持部的两个所述补偿滑槽中并可往复移动。

8.如权利要求1所述的用于风机塔筒安装的补偿装置，其特征在于，所述装配架的上下两侧分别设有导向槽，所述导向槽的长度大于所述移动夹持部的长度；所述移动夹持部的上下两端分别夹持在所述导向槽上并沿所述导向槽的延伸方向往复移动。

9.如权利要求8所述的用于风机塔筒安装的补偿装置，其特征在于，所述驱动装置为平移油缸，所述装配架内侧设有开口朝向所述移动夹件的嵌槽，所述平移油缸的缸体固定在嵌槽上，平移油缸的伸缩杆末端连接有滑块，所述伸缩杆的伸缩方向与所述导向槽的延伸方向一致，并带动所述滑块在嵌槽上往复移动；所述滑块与所述移动夹持部的侧壁连接。

10.一种用于风机塔筒安装的补偿方法，包括如权利要求1-9任一项所述的用于风机塔筒安装的补偿装置，还包括用于感应海浪作用力方向的传感器及用于控制所述补偿装置工作的控制系统；其特征在于，所述补偿方法包括水平补偿方法及侧倾补偿，分别包括如下步骤：

水平补偿：

S1：所述传感器感应到海浪对塔筒产生水平方向的作用力，并发送信号至控制系统；

S2：所述控制系统控制所述移动驱动组件的补偿电机工作，带动补偿齿轮在补偿齿条上行走，从而驱动所述移动台移动；同时所述控制系统控制装配架上的平移油缸通过滑块同步推动抱桩器两侧的移动夹件水平移动从而通过抱桩器带动塔筒进行水平方向的补偿；

侧倾补偿：

S1：所述传感器感应到海浪对塔筒产生倾斜角度方向上或向下的力，并发送信号至控制系统；

S2：所述控制系统控制塔架顶部至少一侧的所述转动驱动组件的转动电机工作，带动所述主动齿轮、从动齿轮转动，从而带动补偿转轴转动，通过补偿绳带动所述抱桩器的一侧沿竖直方向向上或向下偏转，带动塔筒完成倾侧方向的补偿。