一种被动式波浪补偿登船装置的制作方法

本发明涉及被动式波浪补偿登船装置，特别涉及波浪补偿海上风机的运维船登船装置。

背景技术：

目前，我国沿海海域海上风场的建设及规划逐年递增，国家对于海上风电风场风机数量、投资规模也逐步增加；但针对目前及未来海上风场的运营维护，登上海上风机进行设备维护保养、故障排查与检修一直缺少科学合理人员通道。因海上风浪及水流作用的影响，需要设计一种柔性的波浪补偿登船机构解决此类问题。

现有的技术存在问题：

1、目前国内船与海上风机攀爬通道常采用交通船带缆的方式，使用交通船靠泊基础桩固定限位，然后人员攀爬登上风机基础桩上的直梯。船舶之间的过驳通道一般采用钢质梯道。但是海上风浪、天气情况多变，给实际操作带来较大难度，且操作安全性极差，无法满足不同水域风浪中的作业需求。

2、现有海上风机登船装置为施工人员手动操作，只能满足海上浪高较小，无法实现风浪中操作的灵活性。

3、目前的海上风机登船装置，使用时对于施工人员的技术水平、安全意识要求较高，但自动化程度相对较低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种模拟不同海况条件下波高的限制，可以用于沿海风场的运营维护，也可以在船与船之间过驳，满足沿海水域运维交通船/艇安装，适应不同时段风电场运维施工需要的被动式波浪补偿海上风机登船装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种被动式波浪补偿登船装置，所述波浪补偿登船梯道，在所述波浪补偿登船梯道的两侧对称设有抱钩装置，所述浪补偿登船梯道的下端链接有铰座，所述波浪补偿登船梯道包括梯道固定段和梯道伸缩段和梯道固定段，在所述梯道伸缩段的后端连接有梯道伸缩油缸，在所述梯道固定段下端的两侧对称连接有变幅液压油缸的一端，所述变幅液压油缸的另一端与铰座相连，在所述铰座靠近波浪补偿登船梯道的一侧设有顶推滚轮。

本发明的进一步改进在于：所述抱钩装置包括抱钩油缸、液压抱钩和抱钩滚轮，在所述抱钩油缸的前端连接有液压抱钩，在所述液压抱钩上设有抱钩滚轮，所述抱钩滚轮与顶推滚轮夹住风机基础管桩，在波浪的作用下沿管桩上下滑动。

1、本发明具有操作简单，工作效率高，使用范围广，且安全可靠，自动化程度较高，消耗人工劳动成本低。具有一定经济实用性。

2、被动式波浪补偿海上风机登船梯，由桁架、板材焊接组成，结构紧凑，成套设备安装，运输方便。

3、波浪补偿梯道可根据不同使用条件、不同浪高进行梯道长度调整，以满足不同波高下运维船舶靠泊使用需要。

4、当液压抱钩系统抱住风机基础管架后，波浪补偿爬梯切换为随动状态，系统切换为液压被动补偿，蓄能器提供3-6MPa压力，以减缓波浪补偿爬梯随波浪变幅的速度，避免整套机构在波浪中刚性碰撞，提高系统稳定性。保证了波浪补偿爬梯机构使用寿命。

5、船舶两舷安装有橡胶顶轮，采用钢制筒体结构外层包橡胶,可以使顶轮获得较大摩擦力,沿着风机基础管架上下滚动，同时又不破坏风机基础管架外壁,顶轮满足在靠泊风机基础管架时强度要求。

附图说明：

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为顶推滚轮及波浪补偿梯道示意图；

图4为液压抱钩的结构示意图；

1-波浪补偿登船梯道、2-抱钩装置、3-梯道固定段、4-梯道伸缩段、5-顶推滚轮、6-梯道伸缩油缸、7-变幅液压油缸、8-铰座、9-抱钩油缸、10-液压抱钩、11-抱钩滚轮。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的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。

如图1-4示出了本发明一种被动式波浪补偿登船装置的实施方式：所述波浪补偿登船梯道1，在所述波浪补偿登船梯道1的两侧对称设有抱钩装置2，所述浪补偿登船梯道1的下端链接有铰座8，所述波浪补偿登船梯道1包括梯道固定段3和梯道伸缩段4，在所述梯道伸缩段4的后端连接有梯道伸缩油缸6，在所述梯道固定段3下端的两侧对称连接有变幅液压油缸7的一端，所述变幅液压油缸7的另一端与铰座8相连，在所述铰座8靠近波浪补偿登船梯道1的一侧设有顶推滚轮5。

所述抱钩装置2包括抱钩油缸9、液压抱钩10和抱钩滚轮11，在所述抱钩油缸9的前端连接有液压抱钩10，在所述液压抱钩10上设有抱钩滚轮11，所述抱钩滚轮11与顶推滚轮5夹住风机基础管桩，在波浪的作用下沿管桩上下滑动。

液压抱钩是高强度钢板焊接而成的半包围箱体，抱钩变幅油缸，控制抱钩环抱变幅，船艏中间设置被动式波浪补偿海上风机登船梯，通过梯道伸缩油缸驱动调整梯道长度，梯道伸缩段端部设计成挂钩形状，用来在挂靠风机管架的直梯上，梯道固定段与铰座连接，爬梯固定段下缘两侧设置变幅液压油缸2根，实现梯道的变幅角度变换。当液压抱钩抱住风机基础管桩，且波浪补偿爬梯与风机管架直梯对接完成后，液压系统切换为随动状态，液压蓄能器恒定压力，整套动作由液压系统控制，控制面板集中在船舶架控台上，驾驶室操控可以方便观察机构就位情况。

具体工作过程：

1、首先调整好运维船的靠泊及波浪补偿登船梯的姿态,在接近风机基础管桩前将顶推滚轮朝向风机基础管桩靠帮(单管桩)。

2、在波浪中将运维船靠近风机基础管桩,顶推滚轮沿着垂向管桩靠帮上下滚动,此时动力定位控制船舶定位或舵桨与侧推配合工作控制船舶与风机基础的相对位移。

3、在波浪中液压抱钩油缸驱动抱钩抱住风机基础管桩,单侧抱钩油缸伸出抱住风机基础管架,利用侧推进或全回转舵浆控制运维船姿态,另一侧抱钩抱住风机基础管架。

4、当抱钩抱住风机基础管桩时，被动式波浪补偿海上风机登船梯系统各变幅油缸工作方式通过液压系统中电磁阀切换为随动模式,即被动式波浪补偿状态。通过液压系统中空压机向蓄能器中充气，调整系统压力3-6MPa，在此状态下运维船全回转舵桨或侧推持续工作，避免水流使运维船绕风机基础管桩漂移，缓解抱钩对风机基础管桩结构的压力和扭力。被动式波浪登船装置在风浪中提供风机维护人员安全通道。

5、离开风机基础管桩前，风机维护人员通过波浪补偿登船梯道回到运维船上，此时动力定位控制船舶定位或舵桨与侧推持续工作，顶推滚轮和抱钩滚轮沿着风机基础管桩上下滚动,逐一打开风机基础管架两侧液压抱钩，倒车驶离管桩靠泊作业区域，此时，完成一台海上风机保养/维修工作。

本发明具有操作简单，工作效率高，使用范围广，且安全可靠，自动化程度较高，消耗人工劳动成本低；被动式波浪补偿海上风机登船梯，由桁架、板材焊接组成，结构紧凑，成套设备安装，运输方便；波浪补偿梯道可根据不同使用条件、不同浪高进行梯道长度调整，以满足不同波高下运维船舶靠泊使用需要；当液压抱钩系统抱住风机基础管架后，波浪补偿爬梯切换为随动状态，系统切换为液压被动补偿，蓄能器提供3-6MPa压力，以减缓波浪补偿爬梯随波浪变幅的速度，避免整套机构在波浪中刚性碰撞，提高系统稳定性。保证了波浪补偿爬梯机构使用寿命；船舶两舷安装有橡胶顶轮，采用钢制筒体结构外层包橡胶,可以使顶轮获得较大摩擦力,沿着风机基础管架上下滚动，同时又不破坏风机基础管架外壁,顶轮满足在靠泊风机基础管架时强度要求。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。