一种海上风电运维船系泊系统及其工作方法
技术领域
本发明属于海上风电运维技术领域，具体涉及一种海上风电运维船系泊系统及其工作方法。
背景技术
海上风电场运行维护主要依靠海上运维船只，这种船只在进入目标风电机组数米范围内水域时，需依靠其接近系统(根据船只大小及需要，接近系统可能包括搭乘系统和系泊系统)将船身与风机连接起来，以起到固定船身、搭载人员或小型部件、维修工具等目的。由于海面上的情况复杂多变，海上运维船舶的接近系统需要建立船身与风机特定构件间的稳定联系，以保证系泊的高效性和准确性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种海上风电运维船系泊系统及其工作方法，结构设计合理，能够使海上运维船只快速准确地与目标风电机组建立可靠连接，提高海上风电运维的效率和可靠性。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种海上风电运维船系泊系统，包括固定装置、伸缩机械臂、固定机械臂、伸缩机构、滑环滑芯机构和球形电机驱动装置;伸缩机械臂嵌套在固定机械臂内部，伸缩机械臂的一端与固定装置连接，另一端与伸缩机构连接;固定机械臂与滑环滑芯机构的滑环连接;球形电机驱动装置包括转子输出轴，转子输出轴穿过滑环滑芯机构的滑芯与伸缩机构连接;球形电机驱动装置固定在海上风电运维船的船体上。
优选地，球形电机驱动装置还包括输出轴法兰、定子集中绕组、转子球体、定子外壳和底座;转子球体设在定子外壳内，转子球体与定子外壳之间设有若干定子集中绕组，转子球体与转子输出轴连接，转子输出轴与输出轴法兰连接，输出轴法兰与伸缩机构连接，定子外壳与底座连接，底座与海上风电运维船的船体连接。
优选地，球形电机驱动装置外部设有防护罩。
进一步优选地，防护罩上设有散热孔。
优选地，固定装置为机械爪环或机械锁扣。
优选地，固定装置设有防滑层。
优选地，伸缩机构为丝杠螺母传动系统或液压传动系统。
优选地，伸缩机械臂与固定机械臂之间设有限位装置。
优选地，伸缩机构与转子输出轴之间设有液压缓冲器。
本发明公开的上述海上风电运维船系泊系统的工作方法，包括：
海上运维船只进入目标风电机组附近水域时，球形电机驱动装置通过俯仰和偏航运动，使固定装置对准目标风电机组上的特定构件，伸缩机构伸长使伸缩机械臂从固定机械臂中伸出;同时通过球形电机驱动装置的自转运动，使转子输出轴在滑环滑芯机构中转动，进而带动伸缩机械臂转动，调整固定装置的角度，最终使固定装置与目标风电机组上的特定构件连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的一种海上风电运维船系泊系统，结合了球形电机驱动装置、伸缩机构和机械臂，球形电机的集成度高、体积和重量小，能够通过自转、俯仰和偏航的三自由度运动实现空间内的精确定位，配合伸缩机构的伸缩运动，使固定装置能够与目标风电机组上的特定构件进行快速、准确的连接。固定机械臂增加了系统的刚性，提高了连接的稳定和可靠性。该系统结构设计合理、操作简单，能够使海上运维船只快速准确地与目标风电机组建立可靠连接，提高海上风电运维的效率和可靠性。
进一步地，球形电机驱动装置外部设有防护罩，能够减少海上环境对球形电机驱动装置的损害，提高设备寿命。
更进一步地，防护罩上的散热孔能够提高散热性能，提高电机寿命。
进一步地，固定装置采用机械爪环或机械锁扣，结构可靠、操作简便。
进一步地，固定装置设有防滑层，提高连接的稳定性，避免海面起伏的引起剧烈颠簸。
进一步地，伸缩机构采用丝杠螺母传动系统或液压传动系统，传动效率高，能够实现系统的快速定位。
进一步地，伸缩机械臂与固定机械臂之间设有限位装置，能够防止伸缩机械臂因为海面不稳定伸出过长造成系统故障。
进一步地，伸缩机构与转子输出轴之间设有液压缓冲器，防止海面起伏造成轴向方向的硬性碰撞导致机构损坏，提高系统的安全性。
本发明公开的上述海上风电运维船系泊系统的工作方法，操作简便、能够使海上运维船只快速准确地与目标风电机组建立可靠连接，提高海上风电运维的效率和可靠性，运行和维护成本低，具有良好的应用前景
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的球形电机驱动装置的结构示意图;
图3为本发明的工作过程示意图。
图中：1为固定装置，2为伸缩机械臂，3为固定机械臂，4为伸缩机构，5为滑环滑芯机构，6为球形电机驱动装置，6-1为输出轴法兰，6-2为转子输出轴，6-3为定子集中绕组，6-4为转子球体，6-5为定子外壳，6-6为底座，7为防护罩。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
如图1，为本发明的海上风电运维船系泊系统，包括固定装置1、伸缩机械臂2、固定机械臂3、伸缩机构4、滑环滑芯机构5和球形电机驱动装置6;伸缩机械臂2嵌套在固定机械臂3内部，考虑到海面起伏不定，在伸缩机械臂2与固定机械臂3之间设置限位装置，能够防止伸缩机械臂因为海面不稳定伸出过长造成系统故障。伸缩机械臂2的一端与固定装置1连接，固定装置1可以采用机械爪环或机械锁扣，在机械爪环或机械锁扣外部设有防滑层，材质可以为橡胶、高分子材料等，避免海面起伏的引起剧烈颠簸。伸缩机械臂2的另一端与伸缩机构4连接，伸缩机构4可以采用丝杠螺母传动系统或液压传动系统。固定机械臂3与滑环滑芯机构5的滑环连接;
如图2，球形电机驱动装置6还包括输出轴法兰6-1、转子输出轴6-2、定子集中绕组6-3、转子球体6-4、定子外壳6-5和底座6-6;转子球体6-4设在定子外壳6-5内，转子球体6-4与定子外壳6-5之间设有若干定子集中绕组6-3，转子球体6-4与转子输出轴6-2连接，转子输出轴6-2穿过滑环滑芯机构5的滑芯与输出轴法兰6-1连接，输出轴法兰6-1与伸缩机构4连接，优选地，伸缩机构4与输出轴法兰6-1之间设有液压缓冲器，防止海面起伏造成轴向方向的硬性碰撞导致机构损坏，提高系统的安全性。定子外壳6-5与底座6-6连接，底座6-6与海上风电运维船的船体连接。
为了应对海面上的恶劣环境，在球形电机驱动装置6外部设置防护罩7，能够防止灰尘和海水的侵蚀，提高电机寿命;同时在防护罩7上设置散热孔，提高散热性能。
上述海上风电运维船系泊系统在工作时：
如图3，海上运维船只进入目标风电机组附近水域时，球形电机驱动装置6通过俯仰和偏航运动，使固定装置1对准目标风电机组上的特定构件，伸缩机构4伸长使伸缩机械臂2从固定机械臂3中伸出;同时通过球形电机驱动装置6的自转运动，使转子输出轴6-2在滑环滑芯机构5中转动，进而带动伸缩机械臂2转动，调整固定装置1的角度，最终使固定装置1与目标风电机组上的特定构件连接。
以上所述，仅为本发明实施方式中的部分，本发明中虽然使用了部分术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了方便的描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的内容，以便于更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。
