波浪补偿稳定装置
技术领域
本实用新型涉及海洋运输装备领域，特别是涉及波浪补偿稳定装置。
背景技术
海洋中的浮式船舶在风、浪、流、潮等各种恶劣环境的影响下，会不可避免地会产生显著的摇摆和上下升沉。浮式船舶的这种不规则摇晃会直接影响到船舶之间货物补给工作的正常进行，具体地，货物补给通常需要利用船上的升降机等设备控制升降转运，而船舶的摇摆会使得货物的起降极难控制，货物在半空中容易相互碰撞引发安全事故；此外，实施深海采矿、铺设海底电缆和管道等工作的作业船一旦在波浪运动的作用下会发生较大幅度的摇摆晃动，船上的设备受到了作业船波浪运动的影响会同时剧烈晃动，直接影响到海底作业的进行。
实用新型内容
基于此，有必要针对船舶摇摆容易影响海上正常作业的问题，提供一种波浪补偿稳定装置。
一种波浪补偿稳定装置，包括：
支撑部件，用于支撑设于其表面的工作设备；
运动补偿部件，与所述支撑部件连接，用于在所述支撑部件相对于水平面倾斜时动作，以补偿所述支撑部件倾斜的位移。
上述波浪补偿稳定装置，至少具有以下有益的技术效果：
(1)在船舶摇荡时可对支撑部件的倾斜部位补偿，从而使支撑部件在空间上保持相对稳定，即使船舶在风浪中摇摆也能够补偿支撑部件倾斜的位移，使支撑部件表面可以保持水平，从而保证安装到支撑部件上的附着物(工作设备)的位置始终稳定。本实用新型减少了船舶在风浪中的摇摆和升沉运动对海上作业和设备的影响，有效保证船舶/平台作业安全，提高了工作效率。
(2)由于支撑部件受船舶的摇摆影响较小，升降机安装于支撑部件后位置较稳定，利用升降机驱动货物起降更加容易，货物升降过程中不会由于摇晃发生碰撞，降低了安全事故发生的概率；工作设备安装到支撑部件后不再受晃动的影响，从而不会影响海底的正常作业。
在其中一个实施例中，所述运动补偿部件围绕所述支撑部件的周向设置，且所述运动补偿部件与所述支撑部件周向边缘的不同位置相连接。
在其中一个实施例中，所述运动补偿部件包括多个伸缩补偿机构，多个所述伸缩补偿机构分别连接至分布于所述支撑部件周向边缘的多个连接点，所述伸缩补偿机构通过伸缩改变长度以调节所述连接点的水平位置。
在其中一个实施例中，所述伸缩补偿机构包括：
底座，
竖直伸缩杆，两端分别连接所述底座及所述支撑部件周向边缘的连接点；
平衡杆，两端分别与所述连接点及所述底座相连，且所述平衡杆与所述竖直伸缩杆不平行。
在其中一个实施例中，所述平衡杆通过平衡杆支架与所述底座连接。
在其中一个实施例中，所述支撑部件包括支撑平台及设于所述支撑平台下方的支撑架。
在其中一个实施例中，还包括：
姿态传感部件，设于所述支撑部件用于检测所述支撑部件的位姿；
控制单元，与所述姿态传感部件及所述运动补偿部件通讯连接，用于根据所述姿态传感部件检测的位姿参数驱动所述运动补偿部件。
在其中一个实施例中，所述姿态传感部件为姿态传感器。
在其中一个实施例中，还包括边沿锁紧部件，所述边沿锁紧部件包括：
锁压件，包括连接端和锁压端，所述连接端铰接于所述支撑部件表面；
驱动件，与所述锁压端连接，用于驱动所述锁压端将所述工作设备的边沿压紧于所述支撑部件表面。
在其中一个实施例中，所述驱动件包括油缸及用于安装所述油缸的油缸支座，所述油缸支座设于所述支撑部件表面，所述油缸两端分别铰接于所述油缸支座和所述锁压端。
在其中一个实施例中，所述边沿锁紧部件有多个，对应所述工作设备的边沿走向分布于所述支撑部件表面。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的波浪补偿稳定装置的立体结构示意图；
图2为图1所示波浪补偿稳定装置上安装工作设备的示意图；
图3为图2波浪补偿稳定装置的边沿锁紧部件配合锁紧工作设备边沿的主视图；
图4为图3中A处的放大图。
图中，100、支撑部件，110、支撑平台，120、支撑架，
200、运动补偿部件，210、伸缩补偿机构，211、底座，212、竖直伸缩杆，213、平衡杆，214、平衡杆支架，
300、边沿锁紧部件，310、锁压件、311、连接端，312、锁压端，320、驱动件，321、油缸，322、油缸支座，
400、工作设备，401、边沿。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型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例。本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本实用新型的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。
应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本实用新型一实施例中，提供一种波浪补偿稳定装置，包括：
支撑部件100，用于支撑设于其表面的工作设备400；
运动补偿部件200，与支撑部件100连接，用于在支撑部件100相对于水平面倾斜时动作，以补偿支撑部件100的倾斜位移，从而保证支撑部件100可稳定地支撑工作设备400，使得支撑部件100表面的不同部位保持于同一水平面。
船舶的摇荡主要有下列六种形式：横摇、纵摇、艏摇、垂荡、横荡、纵荡。其中纵摇和急速垂荡对船舶航行的影响最大，当船舶摇荡时，会导致支撑部件100相对于水平面倾斜，此时可通过驱动运动补偿部件200动作补偿支撑部件100倾斜的位移，达到使支撑部件100表面的不同部位始终保持于同一水平面的效果。
本实用新型在船舶摇荡时可对支撑部件100的倾斜部位补偿，从而使支撑部件100在空间上保持相对稳定，即使船舶在风浪中摇摆也能够使支撑部件100表面能够基本保持水平，从而保证安装到支撑部件100上的附着物(工作设备400)的位置始终稳定。本实用新型减少了船舶在风浪中的摇摆和升沉运动对海上作业和设备的影响，有效保证船舶/平台作业安全，提高了工作效率。
由于支撑部件100受船舶的摇摆影响较小，升降机安装于支撑部件100后位置较稳定，利用升降机驱动货物起降更加容易，货物升降过程中不会由于摇晃发生碰撞，降低了安全事故发生的概率；工作设备400安装到支撑部件100后不再受晃动的影响，从而不会影响海底的正常作业。
参考图1，在一些实施例中，运动补偿部件200围绕支撑部件100的周向设置，且运动补偿部件200与支撑部件100周向边缘的不同位置相连接。运动补偿部件200与支撑部件100周向边缘的不同位置相连接，当其中一个位置升高或降低时，围绕支撑部件100的运动补偿部件200即可动作使该位置保持与其他位置处于同一水平面，相较于调节支撑部件100的中间部位来说，调节效率更高，效果更好。在其他一些实施例中，运动补偿部件200可设于支撑部件100的正下方，此处不作限制。
继续参考图1，在一些实施例中，运动补偿部件200包括多个伸缩补偿机构210，多个伸缩补偿机构210分别连接至分布于支撑部件100周向边缘的多个连接点，伸缩补偿机构210通过伸缩改变长度以调节连接点的水平位置。连接点处上下移动导致支撑部件100倾斜时，多个伸缩补偿机构210通过伸缩改变长度，从而可调节改变连接点处的水平位置，以及补偿倾斜处连接点的位移，最终使支撑部件100表面处于同一水平面。本实施例可对应调节各个连接点的水平位置，对不同位置作针对性的调节，且多个伸缩补偿机构210相互间不干涉，独立驱动能够保证调节的精确度。
优选的，伸缩补偿机构210包括底座211、竖直伸缩杆212和平衡杆213。竖直伸缩杆212两端分别连接底座211及支撑部件100周向边缘的连接点；平衡杆213两端分别与连接点及底座211相连，且平衡杆213与竖直伸缩杆212不平行。竖直伸缩杆212通过伸缩改变长度调节改变连接点处的水平高度，从而能够使支撑部件100表面处于同一水平面，需要说明的是，本实用新型的平衡杆213直接与连接点和底座211连接，平衡杆213具有平衡的功能，一方面可以支撑竖直伸缩杆212，防止竖直伸缩杆212受侧向力发生倾斜；另一方面，平衡杆213、竖直伸缩杆212与底座211共同配合形成三角形的支撑结构，该支撑结构空间稳定性更强、平衡性更好，使得伸缩补偿机构210整体结构更加稳定。优选的，竖直伸缩杆212为伸缩油缸。进一步的，平衡杆213通过平衡杆支架214与底座211连接，平衡杆支架214使平衡杆213与底座211的连接更稳固，增强了整个伸缩补偿机构210稳定性。可以理解的，在其他一些实施例中，伸缩补偿机构210只包括竖直伸缩杆212，此处不作限制。
当然，在其他一些实施例中，运动补偿部件200包括置于支撑部件100下表面的摆动油缸，通过驱动摆动油缸发生摆动从而调节支撑部件100使其表面保持与水平面平行。
参考图1，在一些实施例中，支撑部件100包括支撑平台110及设于支撑平台110下表面的支撑架120。支撑架120用于支撑并强化支撑平台110的整体强度，即使在恶劣海洋条件下也能够保证使用安全性。
在一些实施例中，还包括姿态传感部件和控制单元。姿态传感部件设于支撑部件100用于检测支撑部件100的位姿；控制单元与姿态传感部件及运动补偿部件200通讯连接，用于根据姿态传感部件检测的位姿参数驱动运动补偿部件200。
具体的，姿态传感部件为姿态传感器，姿态传感器是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统，主要利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据，从而实时采集支撑部件100的摇摆姿态。当控制单元基于姿态传感部件检测的参数判断支撑部件100相对于水平面倾斜时，控制驱动运动补偿部件200动作补偿支撑部件100的倾斜位移，可使支撑部件100上的不同部位保持于同一水平面。具体的，当运动补偿部件200为液压油缸时，控制单元可通过控制液压系统向各液压油缸输注液压油，通过改变各液压油缸的长度补偿所述支撑部件100倾斜的位移，最终达到使支撑部件100上的不同部位保持于同一水平面；当运动补偿部件200为电动伸缩杆时，控制单元可直接控制电动伸缩杆伸长或缩短补偿支撑部件倾斜的位移，最终可使支撑部件100上的不同部位保持于同一水平面。
实际操作发现，置于支撑部件100表面的工作设备400在大风浪环境下容易倾倒，尤其是设备的运输过程中，颠簸的环境很容易引起工作设备400的倾斜甚至直接从支撑平台110上掉落。为此，在一些实施例中，还包括边沿锁紧部件300，边沿锁紧部件300包括锁压件310和驱动件320。锁压件310包括连接端311和锁压端312，连接端311铰接于支撑部件100表面；驱动件320与锁压端312连接，用于驱动锁压端312将工作设备400的边沿401压紧于支撑部件100表面。
将工作设备400的边沿401置于锁压件310下方，驱动件320驱动锁压端312下压将工作设备400的边沿401压紧于支撑部件100表面。如图2-图4，以工作设备400为风力发电机为例，竖直放置的风力发电机塔筒底部的边沿401(法兰圈)被锁紧固定后即可保证整个风力发电机在船舶上的安装位置稳固，降低发生相对于支撑平台110倾斜或脱离支撑平台110的概率，从而保证安装到支撑平台110上的附着物(工作设备400)的位置稳固，进一步提升了船舶/平台作业的安全性。
优选的，驱动件320包括油缸321及用于安装油缸321的油缸支座322，油缸支座322设于支撑部件100表面，油缸321两端分别铰接于油缸支座322和锁压端312。
优选的，边沿锁紧部件300有多个，对应工作设备400的边沿401走向分布于支撑部件100表面。具体的，边沿锁紧部件300的数量可以根据工作设备400如风力发电机塔筒的重量以及高度进行调整，当工作设备的重量以及高度较大时，需要布置数量较多的边沿锁紧部件以增强对于工作设备的锁紧力；当工作设备的重量以及高度较小时，布置数量较少的边沿锁紧部件即可满足使用需求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
