TWI580630B - 液壓式舉升系統及其運作方法 - Google Patents

Description

液壓式舉升系統及其運作方法

一種液壓式舉升系統及其運作方法，尤指一種利用中空六角柱作為本體，在其側邊加裝三個具有雙滑塊構造的液壓模組以用來攀爬舉升的液壓式舉升系統。

自升式平台是一種被廣泛利用於海洋工程上的技術，透過自升式平台，人們可以在海上進行資源採集或是建造工程等活動，凡舉離岸風電、潮流發電、波浪發電及洋流發電的機具架設建築，以及港口、堤防進行建設時的打樁、吊裝、埋管、量測及鑽探等等，或是將二氧化碳封存於海域、採集如天然氣等水合物，皆可利用自升式平台使人員得在海上完成上述事項。

由上述用途可得知，自升式平台必須具備相當高的垂直運動功能才能做到該些事項，因此舉升系統的應用便顯得相當重要。

在自升式平台中，舉升系統會被設置在自升式平台中許多需要垂直運動的部分，例如伸腳、預載、升台、降台、脫身等。

一般的舉升系統約可分為齒條式(Rack & Pinion)、絞機式(Winch & wire rope)、洞銷式(Pin & Hole)等形式，而依照不同的需求，其致動方式可以透過電動馬達、油壓馬達等方式進行驅動。

然最方便的仍是透過液壓致動配合洞銷式(Pin & Hole)的舉升系統，所謂的洞銷式指的便是當舉升系統中的滑塊被油壓致動升高到定點(通常是柱體上的孔洞)時，將樁針插入孔洞中固定，透過四邊連續作動的方式將整個舉升系統本體沿著柱體上的軌道拉升，藉以帶動平台上升。

傳統的本體結構，雖然構造看似簡單，但卻存在缺乏穩定性的問題，由於需透過連續作動以達到舉升的緣故，勢必會有其中一邊的滑塊呈現沒有樁針固定的情況，造成舉升系統在環抱本體時，會有單邊無固定力量的情況產生，使整個舉升系統本體受力不均，容易傾斜或脫落，造成人員或機具危險。

本發明有鑑於先前技術所提及之缺失，改良出一種結構簡單，方便拆卸且可是受力均勻的液壓式舉升系統及其運作方法。

其中該液壓式舉升系統包含一本體，該本體之為中空六腳柱狀，其側邊設有一第一容置槽、一第二容置槽以及一第三容置槽，該第一容置槽、該第二容置槽以及該第三容置槽中各設有一液壓模組。

該液壓模組包含一第一滑塊以及一第二滑塊，該第一滑塊上設有一第一動鎖以及複數個第一液壓缸，該第二滑塊則設有一第二動鎖以及複數個第二液壓缸。

該複數個第一液壓缸將該第一滑塊與該本體連接，該複數個第二液壓缸將該第二滑塊與該本體連接。

本發明之該液壓式舉升系統的運作方法係透過該第一液壓缸及該第二液壓缸以不同的動作，使該第一滑塊以及該第二滑塊在該第一 容置槽、該第二容置槽以及該第三容置槽中作連續且周而復始的的舉升運動，且無論在哪個步驟中，所有的容置槽中都至少有一個動鎖鎖固於柱體上，達到應力平衡且可使液壓式舉升系統穩定攀升的功效。

首先執行步驟(a)，步驟(a)中該本體利用側邊之該第一容置槽、該第二容置槽以及該第三容置槽中的該液壓模組，固定於該柱體上，其中該液壓模組具有：一第一動作，該液壓模組之一第二滑塊鎖固，一第一滑塊解鎖並向上攀升後鎖固。

一第二動作，該液壓模組之該第一滑塊解鎖，向上攀升後鎖固的同時解鎖該第二滑塊。

一第三動作，該液壓模組之該第二滑塊解鎖，向上攀升後鎖固的同時解鎖該第一滑塊。

接著依照(b1)、(b2)以及(b3)的順序執行。

(b1)該些液壓模組於該第一容置槽、該第二容置槽以及該第三容置槽的作動方式係分別進行該第一動作、該第二動作以及該第三動作。

(b2)該些液壓模組於該第一容置槽、該第二容置槽以及該第三容置槽的作動方式係分別進行該第二動作、該第三動作以及該第一動作。

(b3)該些液壓模組於該第一容置槽、該第二容置槽以及該第三容置槽的作動方式係分別進行該第三動作、該第一動作以及該第二動作。

最後執行步驟(c)。

(c)該些液壓模組以步驟(b1)~(b3)的順序周而復始，使該本體持續舉升。

1‧‧‧本體

111‧‧‧第一容置槽

1111‧‧‧滑槽

2‧‧‧液壓模組

21‧‧‧第一滑塊

211‧‧‧第一液壓缸

2111‧‧‧第一樞紐

212‧‧‧第一動鎖

22‧‧‧第二滑塊

221‧‧‧第二液壓缸

2211‧‧‧第二樞紐

222‧‧‧第二動鎖

P‧‧‧柱體

圖1係本發明液壓式舉升系統之結構示意圖。

圖2(a)係本發明滑槽之結構示意圖。

圖2(b)係本發明滑槽之俯視結構示意圖。

圖3(a)係本發明液壓模組之結構示意圖。

圖3(b)係本發明液壓模組之另一結構示意圖。

圖3(c)係本發明液壓模組之另一實施方式示意圖。

圖4係本發明液壓缸連接結構示意圖。

圖5(a)係本發明第一動鎖之固定示意圖。

圖5(b)係本發明第二動鎖之固定示意圖。

圖6(a)~6(h)係本發明第一滑塊與第二滑塊之作動示意圖。

為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：請參照圖1，圖1係本發明液壓式舉升系統之結構示意圖。如圖1所示，本體1呈現六角柱狀的中空結構，以俯視角度觀看後，從其六角形中心點向外延伸算120°夾角的面上可以各設有一個容置槽，為方便後續說明，暫且將其分為第一容置槽111、第二容置槽以及第三容置槽。

此外，本體1亦可依照使用者需求設置為四角柱狀的中空結構或其他幾何多邊形角柱狀的中空結構，本發明不以此為限，當本體1設置為四角柱狀的中空結構時，該本體1之側面設有第一容置槽111、第二容置槽、第三容置槽以及第四容置槽。

在本實施例為六角柱狀的中空結構之前提下，上述第二容置槽以及第三容置槽分別設於圖1中後方另外兩側，若將該本體1旋轉則可觀察到與圖1中第一容置槽111相同配置，也就是說，第一容置槽111、該第二容置槽以及第三容置槽分別設置於該本體之側邊不相鄰之任意三個面上。

該第一容置槽111、第二容置槽以及第三容置槽中皆配置有一個液壓模組2，也就是說，本發明中總共有三個液壓模組2，倘若本發明實施為四角柱狀的中空結構時，則本體1總共設有四個液壓模組2，個別設置於第一容置槽111、第二容置槽、第三容置槽以及第四容置槽中。

請同時參照圖2(a)及圖2(b)，圖2(a)係本發明滑槽之結構示意圖；圖2(b)係本發明滑槽之俯視結構示意圖。本發明本體1上之第一容置槽111、第二容置槽以及第三容置槽中各設有二滑槽1111，可讓液壓模組2中的第一滑塊21與第二滑塊22共同設置於該二滑槽1111上，利用共軌的方式進行滑動。

接著請同時參照圖3(a)以及圖3(b)，圖3(a)係本發明液壓模組之結構示意圖；圖3(b)係本發明液壓模組之另一結構示意圖。如圖3(a)所示，液壓模組2中包含前述提及之第一滑塊21及第二滑塊22，其中第一滑塊21上設有兩個第一液壓缸211以及第一動鎖212，而第二滑塊22上設有一個第二液壓缸221及第二動鎖222。

而圖3(b)中所示的液壓模組2與圖3(a)之差異僅為第二滑塊22上的第二液壓缸221之設計更變為兩隻短的液壓缸，相較於圖3(a)的實施例，圖3(b)為本發明較佳且優先採用之實施方式。

由圖3(a)以及圖3(b)中可得而知，第一滑塊21設置的位置相較於第二滑塊22還要靠本體1的外側，因此，第二液壓缸221的設置位置便顯得相當重要，當有損壞的情況發生時，由於第二液壓缸221設置的位置未被第一液壓缸211阻擋，因此使用者可以輕易的將第二液壓缸221拆除並替換。

接著請參照圖3(c)，圖3(c)係本發明液壓模組之另一實施方式示意圖。如圖3(c)所示，該實施方式係將前述圖3(a)及圖3(b)中之機構設置設計為上下顛倒後安裝於第一容置槽、第二容置槽或第三容置槽，然該實施方式亦可達到本發明功效，屬於本發明所包含之範圍。

請參照圖4，圖4係本發明液壓缸連接結構示意圖。圖4闡明了本發明第一液壓缸211及第二液壓缸221是如何分別與第一滑塊21、第二滑塊22以及第一容置槽111連接，其中，同樣的連接方式也適用於第二容置槽及第三容置槽中。

如圖4所示，兩個第一液壓缸211個別透過四個第一樞紐2111分別設置於第一滑塊21及該第一容置槽111上；而第二液壓缸221亦透過四個第二樞紐2211分別設置於第二滑塊21及該第一容置槽111上，第一樞紐2111以及第二樞紐2211的設置係為方便使用者調整第一液壓缸211以及第二液壓缸221的各種角度及狀態，亦方便於將其拆卸。

此外，當本體1為六角柱狀的中空結構時，第一容置槽111、第二容置槽以及第三容置槽中的液壓模組2皆設置有如圖4所示的第一樞紐 2111及第二樞紐2211之結構。同理，當本體1為四角柱狀的中空結構時，第一容置槽111、第二容置槽、第三容置槽以及第四容置槽中的液壓模組2亦設有相同的結構。

接著請同時參照圖5(a)及圖5(b)，圖5(a)係本發明第一動鎖之固定示意圖；圖5(b)係本發明第二動鎖之固定示意圖。如圖5(a)及圖5(b)所示，除了可以看出圖1中本體1的俯視六角構型之外，亦可理解本體1係透過何種方式環抱於柱體P上，並透過將第一動鎖212以及第二動鎖222打入柱體P中的方式進行固定。

關於本發明液壓式舉升系統的其運作方法，請參照圖6(a)~4(h)，圖6(a)~6(h)係本發明第一滑塊與第二滑塊之作動示意圖。為方便說明，將第一液壓缸211以及第二液壓缸221在圖中移除，僅留下第一滑塊21及第二滑塊22和其上的第一動鎖212及第二動鎖222進行說明，但需提醒的一點是，第一滑塊21及第二滑塊22之運動仍是透過第一液壓缸211以及第二液壓缸221以液壓致動的方式達成。

本發明的運作方法係透過第一容置槽111、第二容置槽以及第三容置槽中三個液壓模組2固定於柱體P上，並同時以不同的作動方式作動而達到舉升之功效，以下將進行說明。

首先，液壓模組2的作動模式有三種，分別為：

(1)第一動作：液壓模組2的第二滑塊22鎖固，第一滑塊21解鎖並向上攀升後鎖固。

(2)第二動作：液壓模組2之第一滑塊21解鎖，向上攀升後鎖固的同時解鎖第二滑塊22。

(3)第三動作：液壓模組2之該第二滑塊22解鎖，向上攀升後鎖固的同時解鎖第一滑塊21。

上述第一動作、第二動作以及第三動作中所述之解鎖以及鎖固係指第一動鎖212以及第二動鎖222之拔除或插入柱體之動作，請先參照圖4(a)，圖4(a)中第一動鎖212為白色，代表的意義為解鎖，意即第一動鎖212未插入柱體P上的黑色圓圈(孔洞)中固定，反之，第二動鎖222上塗有灰色網點，代表之意義為鎖固，以下將藉由鎖固以及解鎖的定義，進行第一動作、第二動作以及第三動作圖文合併之敘明。

請同時參照圖6(b)~6(d)，圖6(b)~6(d)詮釋了第一動作的作動流程。如圖6(b)~6(d)所示，首先，圖6(b)中液壓模組2的第二滑塊22鎖固，接著進入圖6(c)的動作，第一滑塊21解鎖並向上攀升，攀升到一定的位置時，將第一動鎖212插入柱體P之後，如圖6(d)所示進行鎖固。

接著是第二動作，請同時參照圖6(e)~6(g)。如圖6(e)所示，液壓模組2之第一滑塊21解鎖，接著如圖6(f)一般向上攀升後進行鎖固，且如圖6(g)一般，在第一滑塊21鎖固的同時解鎖第二滑塊22。

最後是第三動作，請同時參照圖6(h)以及圖6(b)。如圖6(h)所示，液壓模組2之該第二滑塊22解鎖，向上攀升後如圖6(b)一般，第二滑塊22鎖固的同時解鎖第一滑塊21。

上述第一動作、第二動作以及第三動作實際上在第一容置槽111、第二容置槽以及第三容置槽中各以不同的次序進行並同時作動，值得強調的一點是，上述動作可利用可程式邏輯控制器(PLC,Programmable Logic Controller)來達成，透過硬體中的韌體設置延遲的參數，以達到如此精密且 準確的動作控制。

此外，依照此方式作動的最大優點是，可以保持第一容置槽111、第二容置槽以及第三容置槽每一個容置槽中皆有至少一個動鎖固定於柱體P上，且其中一面的容置槽甚至會同時鎖固兩個動鎖，可有效改善先前技術中所提及舊有的舉升系統存在的支撐力不平均，導致自升式平台產生歪斜造成意外等情況產生。

接著請參照表1，表1中展示了第一容置槽111、第二容置槽以及第三容置槽的液壓模組2同時運作的狀態，可使本發明的運作方法更淺顯易懂。

表1中，同一時點之狀態(圖6(b)~6(h))欄中所述第一容置槽111、第二容置槽以及第三容置槽同一縱列顯示了同時該三個容置槽同時的作動狀態，可見得每一個容置槽均不斷重複相同的動作模式，也就是第一動作、第二動作以及第三動作，僅三個容置槽間有不同的作動時間延遲間隔，使得本發明能在連續作動攀升的狀態下，還得以達到同時固定座有作用面均勻受力的功效。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單 的等效變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。

1‧‧‧本體

111‧‧‧第一容置槽

2‧‧‧液壓模組

Claims (9)

1. 一種液壓式舉升系統，包含：一本體，該本體為六角柱狀或四角柱狀的中空結構，該本體為六角柱狀的中空結構時，該本體之側面設有一第一容置槽、一第二容置槽以及一第三容置槽；該本體為四角柱狀的中空結構時，該本體之側面設有該第一容置槽、該第二容置槽、該第三容置槽以及一第四容置槽；其中，該第一容置槽、該第二容置槽、該第三容置槽以及該第四容置槽中各設置一液壓模組，該液壓模組包含：一第一滑塊；複數個第一液壓缸，設於該第一滑塊上，該複數個第一液壓缸與該本體連接；一第一動鎖，設置於該第一滑塊上；一第二滑塊；複數個第二液壓缸，設於該第二滑塊上，該複數個第二液壓缸與該本體連接；以及一第二動鎖，設置於該第二滑塊上；該第二滑塊設置的位置相對於該第一滑塊靠近該本體之內部中心；其中，該本體為四角柱狀的中空結構時，每一該複數個第一液壓缸透過複數個第一樞紐分別設置於該第一滑塊、該第一容置槽、該第二容置槽、該第三容置槽以及該第四容置槽中。
2. 如請求項1所述之液壓式舉升系統，其中該第一容置槽、該第二容置槽以 及該第三容置槽分別設置於該本體之側邊不相鄰之任意三個面上。
3. 如請求項1所述之液壓式舉升系統，其中該第一容置槽、該第二容置槽以及該第三容置槽中各設有二滑槽，該第一滑塊與該第二滑塊共同設置於該二滑槽上。
4. 如請求項1所述之液壓式舉升系統，其中每一該複數個第一液壓缸透過複數個第一樞紐分別設置於該第一滑塊、該第一容置槽、該第二容置槽、該第三容置槽中。
5. 如請求項1所述之液壓式舉升系統，其中每一該複數個第二液壓缸透過複數個第二樞紐分別設置於該第二滑塊、該第一容置槽、該第二容置槽、該第三容置槽中。
6. 如請求項1所述之液壓式舉升系統，其中該複數個第一動鎖及該複數個第二動鎖為液壓驅動。
7. 一種液壓式舉升系統，包含：一本體，該本體為六角柱狀或四角柱狀的中空結構，該本體為六角柱狀的中空結構時，該本體之側面設有一第一容置槽、一第二容置槽以及一第三容置槽；該本體為四角柱狀的中空結構時，該本體之側面設有該第一容置槽、該第二容置槽、該第三容置槽以及一第四容置槽；其中，該第一容置槽、該第二容置槽、該第三容置槽以及該第四容置槽中各設置一液壓模組，該液壓模組包含：一第一滑塊；複數個第一液壓缸，設於該第一滑塊上，該複數個第一液壓缸與該本體 連接；一第一動鎖，設置於該第一滑塊上；一第二滑塊；複數個第二液壓缸，設於該第二滑塊上，該複數個第二液壓缸與該本體連接；以及一第二動鎖，設置於該第二滑塊上；該第二滑塊設置的位置相對於該第一滑塊靠近該本體之內部中心；其中，該本體為四角柱狀的中空結構時，每一該複數個第二液壓缸透過複數個第二樞紐分別設置於該第二滑塊、該第一容置槽、該第二容置槽、該第三容置槽以及該第四容置槽中。
8. 一種液壓式舉升系統的運作方法，包含：(a)一本體利用側邊一第一容置槽、一第二容置槽以及一第三容置槽中的一液壓模組，固定於一柱體上，其中該液壓模組具有：一第一動作，該液壓模組之一第二滑塊鎖固，一第一滑塊解鎖並向上攀升後鎖固；一第二動作，該液壓模組之該第一滑塊解鎖，向上攀升後鎖固的同時解鎖該第二滑塊；一第三動作，該液壓模組之該第二滑塊解鎖，向上攀升後鎖固的同時解鎖該第一滑塊；(b1)該些液壓模組於該第一容置槽、該第二容置槽以及該第三容置槽的作動方式係分別進行該第一動作、該第二動作以及該第三動作；(b2)該些液壓模組於該第一容置槽、該第二容置槽以及該第三容置槽的作 動方式係分別進行該第二動作、該第三動作以及該第一動作；(b3)該些液壓模組於該第一容置槽、該第二容置槽以及該第三容置槽的作動方式係分別進行該第三動作、該第一動作以及該第二動作；以及(c)該些液壓模組以步驟(b1)~(b3)的順序周而復始，使該本體持續舉升。
9. 如請求項8所述之液壓式舉升系統的運作方法，其中步驟(b1)、(b2)及(b3)之該第一滑塊與該第二滑塊向上攀升係透過複數個液壓缸舉升，帶動該本體持續舉升。