专利名称：一种自升式平台及其导向和锁紧系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种自升式(jack up)钻井平台及其导向和锁紧系统，其适用于海洋自升式钻井平台领域。
背景技术：
目前的自升式海洋平台使用的锁紧系统大多采用齿条独立锁紧，如图I所示，其主要是利用齿轮20’与齿条11’的啮合传递动力，齿轮20’在齿轮箱的带动下旋转，从而使平台100’或桩腿11’上下移动。其次，目前的自升式海洋平台是采用上下独立的导向系统U、L，通过导向块和齿条的摩擦接触进行导向，但这种摩擦接触方式对齿条的影响较大。而且，这种上下独立的导向系统，导向位置和桩腿的接触点少，桩腿的承受侧向载荷的接触点就少，接触点少对桩腿位置的集中力就大，集中力越大桩腿局部位置越容易破坏。另外，目 前的自升式海洋平台由于提升系统和自锁系统不能同时工作，因此锁紧系统可靠性差。一旦提升时突然出现问题，整个平台会整体或局部下滑而导致桩腿严重损坏。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种自升式平台及其导向和锁紧系统，可解决上述现有技术的缺陷，且形式简单，施工简单方便，易于推广。为了实现上述目的，本实用新型提供ー种导向和锁紧系统，其特点在于，用干与一自升式平台的梯型桩腿配合安装，所述梯型桩腿的至少ー侧部上设置有多个横杆，所述多个横杆呈上下排列且相邻两个所述横杆之间间隔ー距离，所述导向和锁紧系统包括提升架，对应设置于所述梯型桩腿的所述至少ー侧部的外侧，所述提升架包含分别与所述自升式平台连接的内轨单元和外轨单元，且所述内轨单元与所述外轨単元共同限定第一安装空间；锁紧机构，安装于所述第一安装空间内，其包含有传动机构、制动块、提升爪和动カ驱动装置，所述传动机构包括一端枢接在一起的第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆的另一端固定连接至所述外轨単元上，所述第二传动杆的另一端与所述提升爪通过第ー连接销同轴转动连接，所述第二传动杆上还具有制动槽，所述制动块通过限位件可移动地安装于所述制动槽中，所述动カ驱动装置包含升降液压缸，所述升降液压缸的一端固定于所述内轨单元上，而另一端则通过连杆与所述第一连接销驱动连接；其中，当所述升降液压缸停止动作时，所述提升架在所述自升式平台自身重力的作用下拉紧所述升降液压缸，所述升降液压缸通过所述连杆、所述第一连接销拉紧所述提升爪，使所述提升爪的一端与所述梯型桩腿的ー个所述横杆接触，此时所述提升爪绕着所述第一连接销转动并在转动到其另一端与所述制动块相接触时由所述制动块阻挡制动，从而限制所述自升式平台在竖直的Z方向上的自由度；侧导向轮，对应设置于由相邻于所述梯型桩腿的所述至少一侧部的另ー侧部与所述自升式平台共同限定的第二安装空间内，且所述侧导向轮安装在两个相対的安装板之间，而所述两个安装板与所述自升式平台相连，所述侧导向轮沿所述另ー侧部移动，并限制所述自升式平台在水平的Y方向上向所述梯型桩腿运动。在本实用新型一实施例中，所述升降液压缸的另一端与所述连杆的一端通过第二连接销同轴转动连接，所述内轨単元具有导向槽，并在所述第一连接销的至少一端和/或所述第二连接销的至少一端上设置有外导向轮，所述外导向轮沿所述导向槽移动。在本实用新型一实施例中，所述梯型桩腿包含两个H型材，所述两个H型材相对设置且通过中间板连接；所述升降液压缸为三个，且所述三个升降液压缸的一端通过固定销与所述内轨単元固定，而所述固定销上设置有两个内导向轮，所述两个内导向轮分别位于所述三个升降液压缸中的相邻两个升降液压缸之间并沿着由所述两个H型材的端部部分的外表面形成的滑轨滑动，所述内导向轮限制所述自升式平台在水平的X方向上向所述梯型桩腿运动。在本实用新型一实施例中，所述外轨単元由两个相对设置且截面呈H型的外轨组 成，且所述两个外轨的部分截面进一歩延伸连接在一起形成第一连接板并通过所述第一连接板与所述自升式平台连接；所述内轨単元由两个相对设置且截面呈H型的内轨组成，且其中ー个内轨通过第二连接板与所述自升式平台连接，另ー个内轨通过连接管和与之相对的一个所述外轨相连接，每一所述内轨的内侧形成所述导向槽。在本实用新型一实施例中，所述另ー个内轨的截面是呈h型。在本实用新型一实施例中，所述传动机构为四杆机构，其由两个相対的所述第一传动杆和两个相対的所述第二传动杆组成，其中所述两个第一传动杆的一端与所述两个第ニ传动杆的一端枢接，所述两个第一传动杆的另一端固定连接至所述外轨単元上，所述两个第二传动杆的另一端与所述提升爪同轴转动连接，每一所述第二传动杆上具有一个所述制动槽且位于所述两个第二传动杆上的两个所述制动槽也彼此相対。在本实用新型一实施例中，所述动カ驱动装置还包括转向齿轮组，其包含ー电机、与所述电机驱动连接的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合连接的第二齿轮，且所述第二齿轮同轴连接至所述第一连接销上，其中，所述电机在所述提升爪处于相邻两个所述横杆之间时驱动所述第一齿轮和第二齿轮转动，带动所述提升爪以所述第一连接销为轴转动。在本实用新型一实施例中，所述提升爪位于所述两个第二传动杆之间，所述连杆为两个，分别位于所述两个第二传动杆的外侧，所述转向齿轮组位于其中一个所述连杆的外侧，且所述电机安装干与所述转向齿轮组相邻的所述连杆上。在本实用新型一实施例中，相邻两个所述横杆之间间隔的所述距离与所述提升爪的长度相匹配。在本实用新型一实施例中，所述梯型桩腿的两个相对侧部上对称设置有所述横杆，在每一所述侧部上各设有六个所述锁紧机构，且以每相邻的三个为ー组分成上下两组，所述上下两组交替工作，位于所述两个相对侧部上的所述锁紧机构为对称分布。为了实现上述目的，本实用新型另提供一种自升式平台，其特点在于，其包括有平台单元以及桩腿单元，每一所述桩腿単元包含三个梯型桩腿，所述三个梯型桩腿呈三角形分布且相邻两个所述梯型桩腿之间通过支撑杆连接，每一所述梯型桩腿的至少ー侧部上设置有多个横杆，所述多个横杆呈上下排列且相邻两个所述横杆之间间隔ー距离，在每一所述梯型桩腿上设有如上所述的导向和锁紧系统，其中所述导向和锁紧系统的提升架内安装有多个锁紧机构且所述多个锁紧机构分成上下两组交替工作。在本实用新型另ー实施例中，在所述梯型桩腿的两个相对侧部上对称设置有所述横杆，在所述两个相对侧部的每ー侧部的外侧均相应设置有所述提升架，每一所述提升架上各装有六个所述锁紧机构，且以每相邻的三个为ー组分成上下两组，所述上下两组交替工作，位于所述两个提升架上的所述锁紧机构为对称分布。在本实用新型中，一方面，通过所述导向和锁紧系统的锁紧机构的升降液压缸的伸縮，可以使所述平台単元沿梯型桩腿上下移动，且在平台単元移动的过程中，通过侧导向轮可以限制平台単元在Y方向上的运动，以及通过内导向轮可以限制平台単元在X方向上的运动。而当所述升降液压缸停止动作时，通过提升爪与制动块和梯型桩腿的横杆的配合，可以限制平台単元在Z方向上的自由度。因此，本实用新型的导向和锁紧系统不仅可以作为提升系统对平台单元进行升降，也可以作为自锁系统在平台単元静止时对平台单元进行自锁。本实用新型通过提升系统和自锁系统同时工作，避免了提升系统突然出现故障时整 个平台単元整体或局部下滑的可能性。另ー方面，本实用新型可利用多个锁紧机构来构成多点滚动导向系统，例如在每条桩腿的两侧各有6个锁紧机构，即有6套滚轮，从而可与桩腿共形成12个导向接触点，由于本实用新型的导向和锁紧系统和桩腿的接触点多，分散了桩腿的侧向カ从而减小应カ集中。并且，由于本实用新型的导向和锁紧系统的滚轮和桩腿是无摩擦的滚动接触，对桩腿的损坏也减小。
以下结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明。
图I是目前的自升式平台使用的导向系统的结构示意图；图2是本实用新型的自升式平台的俯视图；图3是图2中A部分的结构放大示意图；图4是本实用新型的导向和锁紧系统与梯型桩腿配合安装的结构示意图；图5是图4中B部分去除提升架之后的结构放大示意图；图6A 图6C是本实用新型的平台单元从静止状态到平台単元往上运动的过程示意图；图6D 图6F是本实用新型的平台单元从静止状态到平台単元往下运动的过程示意图；图7是本实用新型的导向和锁紧系统在平台単元升降过程中的剖面示意图；图8是本实用新型的导向和锁紧系统在桩腿升降过程中的剖面示意图。
具体实施方式
如图2所示，示出了本实用新型的自升式平台100的俯视图，本实用新型的自升式平台100，例如为海洋钻井平台，其包含有平台単元(即平台主体结构)、桩腿单元10、以及导向和锁紧单元20。在本实施例中，所述平台単元例如可为近似三角形结构，但在其它实施例中，其也可为例如四角形或其它结构，这些并不作为对本实用新型的限制。在本实施例中，在所述平台单元的三个角部分别设置有一容纳空间120，用于容纳所述桩腿单元10，其中每ー该桩腿单元10包含三个梯型桩腿12，所述三个梯型桩腿12呈三角形分布，且相邻两个所述梯型桩腿12之间通过支撑杆11连接，以将所述三个梯型桩腿12组成稳固的结构。较佳的，在相邻两个支撑杆11之间还设置有加强杆13，以加强桩腿单元的稳固性。并且，在每一所述梯型桩腿12上设置有所述导向和锁紧系统20，用以实现平台単元或桩腿单元的升降以及升降过程中的导向和自动锁紧。本实用新型的梯型桩腿12，如图3 图5所示，例如可包含两个H型材121，所述两个H型材121相对设置并通过中间板122连接。在一较佳实施例中，在所述梯型桩腿12的两个相对侧部12a和12b上对称设置有多个横杆123。具体地说，所述两个H型材121以及所述中间板122将该梯型桩腿12的两个侧部12a和12b形成两个侧部空间，每ー侧部空间内上下排列有所述多个横杆123，而相邻两个所述横杆123之间间隔ー距离(图中未标示，为上横杆的下表面与下横杆的上表面之间的距离)。并且，所述两个相対的H型材121位于同一侧的端部共同限定ー开ロ 124。请继续结合參考图3 图5，其示出了本实用新型的导向和锁紧系统20的结构。本 实用新型的导向和锁紧系统20主要包括提升架21、锁紧机构30以及侧导向轮41。在图:T图5所示的实施例中，两个提升架21a、21b分别对应设置于所述梯型桩腿12的设有横杆123的两个相对的侧部12a、12b的外側，每ー提升架21均包含有内轨单元211与外轨单元212，所述内轨单元211与所述外轨单元212分别与所述自升式平台100连接并共同限定一安装空间2120。优选地，如图4所示,所述外轨单元212例如可由两个相对设置且截面呈H型的外轨2121组成，所述内轨単元211例如可由两个相对设置且截面呈H型的内轨2111组成，且每一所述内轨2111的内侧可形成有导向槽2110。较佳地，如图3所示，所述两个外轨2122a和2122b的部分截面进ー步延伸连接在一起形成第一连接板2122并通过该第一连接板2122与所述自升式平台100连接；而其中一个内轨2111a通过第二连接板2112与所述自升式平台100连接，另ー个内轨2111b则通过连接管213和与之相対的一个外轨2122b相连接，从而使得整个提升架21与自升式平台100连接。更佳地，该第二连接板2112两端还可进一歩延伸至与两侧的第一连接板2121相连接。另外，所述另ー个内轨2111b的截面也可为h型。在本实用新型中，所述的提升架21例如可采用传统的标准H型材制作所述外轨2122、内轨2111，采用标准的API圆管制作所述连接管213。如图:T图5所示，所述锁紧机构30安装于安装空间2120内，其包含有传动机构31、制动块322、提升爪32以及动カ驱动装置。所述传动机构31例如可为四杆机构，其包含两个相対的第一传动杆311和两个相対的第二传动杆312。其中，所述两个第一传动杆311的一端与所述两个第二传动杆312的一端通过枢接轴61枢接，所述两个第一传动杆311的另一端通过ー固定销62固定连接至所述外轨単元212的两个外轨2122上，所述两个第二传动杆312的另一端与所述提升爪32通过第一连接销63同轴转动连接。每一所述第二传动杆312上具有一制动槽310，且位于所述两个第二传动杆312上的两个制动槽310彼此相対。所述制动块322通过限位件可移动地安装于所述制动槽310中，例如可在制动块322两端设置卡销，使之与所述制动槽310卡接于所述第二传动杆312的外侧，或者也可使所述卡销卡接于所述第二传动杆312的内侧，或者也可将所述卡销替换成凸块或凸缘结构等，只要可以确保所述制动块322稳固地安装于制动槽310中并可在该制动槽310中自由移动即可。在其它实施例中，所述传动机构31例如也可是包含枢接的ー个第一传动杆311和ー个第二传动杆312。在本实用新型中，所述提升爪32的长度与所述梯型桩腿12的上下两个相邻的横杆123之间的距离相匹配，以确保所述提升爪32可顺利转动以及所述提升爪32的两端在转动至水平位置时可分别与所述制动块322的上表面或下表面、及所述梯形桩腿的横杆123的上表面或下表面相接触。在一实施例中，该距离较佳可为800mnT2000mm。所述动カ驱动装置可由升降液压缸35和转向齿轮组50组成。其中，所述升降液压缸35安装于所述安装空间2120内，且其一端通过固定销65固定于所述内轨单元211的两个内轨2111上，而其另一端则与ー连杆33的一端通过第二连接销64同轴连接，所述连杆33的另一端则同轴连接至所述第一连接销63上。所述转向齿轮组50包括ー电机51、与 所述电机51驱动连接的第一齿轮52、与所述第一齿轮52啮合连接的第二齿轮53，且所述第二齿轮53同轴连接至所述第一连接销63上。在一较佳实施例中，所述升降液压缸35可为多个，如图5所示，例如为3个。如图5所示，所述提升爪32较佳地可位于所述两个第二传动杆312之间，所述连杆33为两个，并且分别位于所述两个第二传动杆312的外侧，所述转向齿轮组50较佳地可相邻地位于其中ー个所述连杆33的外側。所述电机51可安装在与所述转向齿轮组50相邻的连杆33上。这样，在所述提升爪32位于相邻两个横杆123之间时，可通过所述电机51驱动所述第一齿轮52和第二齿轮53转动，进而带动所述提升爪32以所述第一连接销63为轴转动，并可转动至所述提升爪32的两端分别与所述制动块322的上表面或下表面、及ー横杆123的上表面或下表面相接触。而通过所述升降液压缸35的收缩或伸出，即可带动所述自升式平台100或所述梯型桩腿12往上或往下运动。所述侧导向轮41对应设置于由相邻于所述梯型桩腿12的侧部12a或12b的另ー侧部12c与所述自升式平台共同限定的第二安装空间40内，且所述侧导向轮41例如三个为ー组，并安装在两个相対的安装板42之间，而所述两个安装板42与所述自升式平台100相连，所述侧导向轮41沿所述另ー侧部12c移动，并限制所述自升式平台在水平的Y方向上向所述梯型桩腿12运动。较佳的，该侧导向轮41大致设置在与所述锁紧机构处于同一高度。如图5所示，在本实用新型一实施例中，在所述第一连接销63的两端和/或所述第二连接销64的两端还设置有外导向轮46，所述外导向轮46可容纳于所述内轨2111的导向槽2110内并沿所述导向槽2110上下(即Z方向)移动。在所述固定销65上还设置有两个内导向轮45，所述两个内导向轮45分别位于相邻两个所述升降液压缸35之间且其可沿着所述梯形桩腿12的所述两个H型材121的端部1213所形成的滑轨滑动。在平台单元沿梯型桩腿作上下(即沿竖直的Z方向)往复运动时，外导向轮46可沿导向槽2110上下滚动，而内导向轮45则沿梯型桩腿的H型材121的端部1213所形成的滑轨上下滚动。而当平台单元往梯型桩腿12的方向(即水平的X方向)水平运动时，如图3所示，因内导向轮45与梯型桩腿12的H型材121的端部1213的紧密接触，此时内导向轮45可以限制平台単元沿X方向向梯型桩腿12继续运动，从而实现平台単元在X方向的自动锁紫。而当平台単元往桩腿方向(即Y方向)运动吋，如图3所示，因侧导向轮41与梯型桩腿12的另ー侧部12c紧密滚动接触，此时侧导向轮41可以限制平台单元沿Y方向向梯型桩腿12继续运动，从而实现平台単元在Y方向上的自动锁紫。因此，所述内导向轮45、所述侧导向轮41不仅具有导向作用，还可限制平台単元沿X、Y方向运动起到自动锁紧的作用。而当平台単元静止时，升降液压缸35停止动作，此时在平台単元自身重力的作用下，提升架21拉紧固定销65，固定销65拉紧升降液压缸35，升降液压缸35拉紧第二连接销64，第二连接销64拉紧连杆33，连杆33拉紧第一连接销63，第一连接销63拉紧提升爪32，提升爪32的一端与桩腿的横杆123的上表面接触，此时提升爪32绕着第一连接销63转动，当转动到提升爪32的另一端与制动块322相接触时，在制动块322的阻挡下不再转动，从而抓牢梯型桩腿的横杆123，在横杆123的支撑下，从而限制平台単元在Z方向上的自由度，实现平台单元在Z方向的自动锁紧。本实用新型通过内导向轮45、侧导向轮41、外导向轮46以滚轮滚动接触的方式，限制住了平台単元在空间三个方向(X，Y，Z方向)的运动，从而实现了平台単元的滚轮动态联合锁紫，且在自动锁紧的同时起到导向的作用，即平台単元的导向和锁紧互相关联，同时起作用。 在本实用新型一较佳实施例中，如图6A所示，可以在每一所述梯型桩腿12的两个相対的侧部的外侧相应设置ー个提升架，每个提升架内各装设有六个所述锁紧机构30，SP一个侧部上具有六个锁紧点，ー个梯型桩腿12上一共形成十二个锁紧点。较佳的，每ー侧部上的所述六个锁紧机构30分成上下两组，构成两组导向和锁紧系统组20A和20B (20A’和20B’)，例如每相邻的三个为ー组，且上下两组导向和锁紧系统组20A和20B (20A’和20B’ )交替工作。优选地，位于每ー梯型桩腿12两侧的所述导向和锁紧系统20为对称分布，具体地说，每ー个提型桩腿12的两个相对侧部上的多个锁紧机构30对称分布。下面结合图6A 图6F以及图7，说明利用本实用新型的导向和锁紧系统实现平台単元升降的过程。图6A 图6C是本实用新型的平台单元从静止状态到平台単元往上运动的过程示意图，其中平台单元从静止到平台单元往上运动的过程为静止状态——)第一行程——)第二行程。静止状态如图6A所示，其示出了本实用新型的导向和锁紧系统20在平台单元静止时的状态，此时所有的导向和锁紧系统的提升爪32都处于抓紧状态，參考图7所示，此时所述提升爪32处于水平位置且其两端分别与所述制动块322的上表面及所述横杆123的上表面相接触，同时上面一组导向和锁紧系统组20A、20A’的升降液压缸35处于伸出的极限状态，下面一组导向和锁紧系统组20B、20B’的升降液压缸35处于收缩的极限状态。第一行程如图6B所示，上面一组导向和锁紧系统组20A、20A’的升降液压缸35收缩带动平台単元向上运动，同时下面一组导向和锁紧系统组20B、20B’的升降液压缸35伸出，带动提升爪32往上运动抓牢上面的横杆123，当上面一组导向和锁紧系统组20A、20A’的升降液压缸35收缩到极限状态时抓牢横杆123，停止动作，图6B示出了本实用新型的导向和锁紧系统20在平台上升至第一行程极限位置时的状态。第二行程如图6C所示，下面一组导向和锁紧系统组20B、20B’的升降液压缸35开始收缩带动平台単元继续往上运动，同时上面一组导向和锁紧系统组20A、20A’的升降液压缸35开始伸出，带动提升爪32往上运动抓牢上面的横杆123，然后重复这个动作从而实现平台的连续上升。如此循环上述第一、第二行程，即可实现平台単元的上升。图6D 图6F是本实用新型的平台单元从静止状态到平台単元往下运动的过程示意图，其中平台单元从静止到平台单元往下运动的过程为静止状态——)第一行程——)
第二行程。静止状态如图6D所示，其示出了本实用新型的导向和锁紧系统20在平台单元静止时的状态，此时所有的导向和锁紧系统20的提升爪32都处于抓紧状态，參考图7所示，此时所述提升爪32处于水平位置且其两端分别与所述制动块322的上表面及所述横杆123的上表面相接触，同时上面一组导向和锁紧系统组20A、20A’的升降液压缸35处于2/3的伸出状态，下面一组导向和锁紧系统组20B、20B’的升降液压缸35处于收缩的极限状态。第一行程如图6E所示，①上面一组导向和锁紧系统组20A、20A’的升降液压缸 35全部伸出，②然后通过电机带动转向齿轮组转动从而使提升爪32转动一定角度，使提升爪和横杆脱离开，參见图6E，图6E示出了本实用新型的导向和锁紧系统20在平台下降时第一行程中的提升爪和横杆脱离开的状态，③然后下面一组导向和锁紧系统组20B、20B’的升降液压缸35伸出，使平台单元往下运动，伸到升降液压缸的2/3后停止，与此同时上面ー组导向和锁紧系统组20A、20A’的升降液压缸35收缩，带动提升爪往下运动，④当到达两个横杆123之间时，电机带动提升爪转动到水平位置，⑤之后上面一组导向和锁紧系统组20A、20A’的升降液压缸35继续收缩直到提升爪抓住横杆的上表面(见图6F)，图6F示出了本实用新型的导向和锁紧系统20在平台下降至第一行程极限位置时的状态。第二行程下面一组导向和锁紧系统组20B、20B’的升降液压缸35重复上面液压缸①②④⑤的动作，上面一组导向和锁紧系统组20A、20A’的升降液压缸35的动作与③相同。如此循环上述的第一、第二行程，即可实现平台単元的下降。在本实用新型中，梯型桩腿的升降和平台単元的升降区别就是制动块322和横杆123位于提升爪32的上面，如图8所示，而升降液压缸35的运动为反方向，在此不再详述。如图8所示，当转向齿轮组转动带动提升爪32转动180°至水平位置吋，制动块322正好在提升爪32 —端的上面，提升爪32的另一端则与横杆123的下表面相接触，此时当升降液压缸35伸出时可带动提升爪32往上运动，从而带动梯型桩腿往上运动，反之升降液压缸35收缩时，可使梯型桩腿往下运动。在本实用新型中，可利用电器系统控制升降液压缸的运动速度和转向齿轮的角度。上下两组导向和锁紧系统组相互配合实现连续的上行和下行动作。本实用新型的导向和锁紧系统由液压系统提供动力，液压缸制造技术成熟，资源广，提升カ大，控制简单。在升降过程中，可通过调节液压缸的伸縮速度来控制平台単元的升降高度。由于梯型桩腿的制造精度要求较高，在精度要求范围内，即使两个横杆之间的距离有一定的误差也不影响提升动作的进行，通过调节液压缸的伸縮速度来自动纠正梯型桩腿加工时造成的加工误差，因此制造精度较齿轮制造精度可以放大。本实用新型通过所述导向和锁紧系统的锁紧机构的升降液压缸的伸縮，可以使所述平台単元沿梯型桩腿上下移动，且在平台単元移动的过程中，通过侧导向轮可以限制平台单元在Y方向上的运动，以及通过内导向轮可以限制平台单元在X方向上的运动。而当所述升降液压缸停止动作时，通过提升爪与制动块和梯型桩腿的横杆的配合，可以限制平台単元在Z方向上的自由度。因此，本实用新型的导向和锁紧系统不仅可以作为提升系统对平台单元进行升降，也可以作为自锁系统在平台単元静止时对平台单元进行自锁。本实用新型通过提升系统和自锁系统同时工作，避免了提升系统突然出现故障时整个平台単元整体或局部下滑的可能性。另外，本实用新型还利用多个锁紧机构来构成多点滚动导向系统，例如在每条桩腿的两侧各有6个锁紧机构，即有6套滚轮，从而可与梯型桩腿共形成12个导向接触点，由于本实用新型的导向和锁紧系统和桩腿的接触点多，分散了桩腿的侧向カ从而减小应カ集中。并且，由于本实用新型的导向和锁紧系统的滚轮和桩腿是无摩擦的滚动接触，对桩腿的损坏也减小。应当指出，虽然通过上述实施方式对本实用新型进行了描述，然而本实用新型还可有其它多种实施方式。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人 员显然可以对本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本实用新型所附权利要求及其等效物所保护的范围内。
权利要求1.一种导向和锁紧系统，其特征在于，用干与一自升式平台的梯型桩腿配合安装，所述梯型桩腿的至少ー侧部上设置有多个横杆，所述多个横杆呈上下排列且相邻两个所述横杆之间间隔ー距离，所述导向和锁紧系统包括 提升架，对应设置于所述梯型桩腿的所述至少ー侧部的外侧，所述提升架包含分别与所述自升式平台连接的内轨单元和外轨单元，且所述内轨单元与所述外轨単元共同限定第一安装空间； 锁紧机构，安装于所述第一安装空间内，其包含有传动机构、制动块、提升爪和动カ驱动装置，所述传动机构包括一端枢接在一起的第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆的另一端固定连接至所述外轨単元上，所述第二传动杆的另一端与所述提升爪通过第一连接销同轴转动连接，所述第二传动杆上还具有制动槽，所述制动块通过限位件可移动地安装于所述制动槽中，所述动カ驱动装置包含升降液压缸，所述升降液压缸的一端固定于所述内轨単元上，而另一端则通过连杆与所述第一连接销驱动连接； 其中，当所述升降液压缸停止动作时，所述提升架在所述自升式平台自身重力的作用下拉紧所述升降液压缸，所述升降液压缸通过所述连杆、所述第一连接销拉紧所述提升爪，使所述提升爪的一端与所述梯型桩腿的ー个所述横杆接触，此时所述提升爪绕着所述第一连接销转动并在转动到其另一端与所述制动块相接触时由所述制动块阻挡制动，从而限制所述自升式平台在竖直的Z方向上的自由度； 侧导向轮，对应设置于由相邻于所述梯型桩腿的所述至少一侧部的另ー侧部与所述自升式平台共同限定的第二安装空间内，且所述侧导向轮安装在两个相対的安装板之间，而所述两个安装板与所述自升式平台相连，所述侧导向轮沿所述另ー侧部移动，并限制所述自升式平台在水平的Y方向上向所述梯型桩腿运动。
2.根据权利要求I所述的导向和锁紧系统，其特征在于，所述升降液压缸的另一端与所述连杆的一端通过第二连接销同轴转动连接，所述内轨単元具有导向槽，并在所述第一连接销的至少一端和/或所述第二连接销的至少一端上设置有外导向轮，所述外导向轮沿所述导向槽移动。
3.根据权利要求2所述的导向和锁紧系统，其特征在干，所述梯型桩腿包含两个H型材，所述两个H型材相对设置且通过中间板连接；所述升降液压缸为三个，且所述三个升降液压缸的一端通过固定销与所述内轨単元固定，而所述固定销上设置有两个内导向轮，所述两个内导向轮分别位于所述三个升降液压缸中的相邻两个升降液压缸之间并沿着由所述两个H型材的端部部分的外表面形成的滑轨滑动，所述内导向轮限制所述自升式平台在水平的X方向上向所述梯型桩腿运动。
4.根据权利要求3所述的导向和锁紧系统，其特征在于，所述外轨単元由两个相对设置且截面呈H型的外轨组成，且所述两个外轨的部分截面进一歩延伸连接在一起形成第一连接板并通过所述第一连接板与所述自升式平台连接；所述内轨単元由两个相对设置且截面呈H型的内轨组成，且其中ー个内轨通过第二连接板与所述自升式平台连接，另ー个内轨通过连接管和与之相対的一个所述外轨相连接，每一所述内轨的内侧形成所述导向槽。
5.根据权利要求4所述的导向和锁紧系统，其特征在于，所述另ー个内轨的截面是呈h型。
6.根据权利要求I所述的导向和锁紧系统，其特征在于，所述传动机构为四杆机构，其由两个相対的所述第一传动杆和两个相対的所述第二传动杆组成，其中所述两个第一传动杆的一端与所述两个第二传动杆的一端枢接，所述两个第一传动杆的另一端固定连接至所述外轨単元上，所述两个第二传动杆的另一端与所述提升爪同轴转动连接，每一所述第二传动杆上具有一个所述制动槽且位于所述两个第二传动杆上的两个所述制动槽也彼此相对。
7.根据权利要求6所述的导向和锁紧系统，其特征在干，所述动カ驱动装置还包括转向齿轮组，其包含ー电机、与所述电机驱动连接的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合连接的第ニ齿轮，且所述第二齿轮同轴连接至所述第一连接销上，其中，所述电机在所述提升爪处于相邻两个所述横杆之间时驱动所述第一齿轮和第二齿轮转动，带动所述提升爪以所述第一连接销为轴转动。
8.根据权利要求7所述的导向和锁紧系统，其特征在干，所述提升爪位于所述两个第ニ传动杆之间，所述连杆为两个，分别位于所述两个第二传动杆的外侧，所述转向齿轮组位于其中ー个所述连杆的外侧，且所述电机安装干与所述转向齿轮组相邻的所述连杆上。
9.根据权利要求I所述的导向和锁紧系统，其特征在于，相邻两个所述横杆之间间隔的所述距离与所述提升爪的长度相匹配。
10.根据权利要求I所述的导向和锁紧系统，其特征在于，所述梯型桩腿的两个相对侧部上对称设置有所述横杆，在所述两个相对侧部的每ー侧部的外侧均相应设置有所述提升架，每一所述提升架上各装有六个所述锁紧机构，且以每相邻的三个为ー组分成上下两组，所述上下两组交替工作，位于所述两个提升架上的所述锁紧机构为对称分布。
11.一种自升式平台，其特征在于，其包括有平台单元以及桩腿单元，每一所述桩腿单元包含三个梯型桩腿，所述三个梯型桩腿呈三角形分布且相邻两个所述梯型桩腿之间通过支撑杆连接，每一所述梯型桩腿的至少ー侧部上设置有多个横杆，所述多个横杆呈上下排列且相邻两个所述横杆之间间隔ー距离，在每一所述梯型桩腿上设有如权利要求I、中任ー权利要求所述的导向和锁紧系统，其中所述导向和锁紧系统的提升架内安装有多个锁紧机构且所述多个锁紧机构分成上下两组交替工作。
12.根据权利要求11所述的自升式平台，其特征在于，在所述梯型桩腿的两个相对侧部上对称设置有所述横杆，在所述两个相对侧部的每ー侧部的外侧均相应设置有所述提升架，每一所述提升架上各装有六个所述锁紧机构，且以每相邻的三个为ー组分成上下两组，所述上下两组交替工作，位于所述两个提升架上的所述锁紧机构为对称分布。
专利摘要一种自升式平台及其导向和锁紧系统。导向和锁紧系统与平台的梯型桩腿配合安装，桩腿的至少一侧部上设有多个横杆。该系统包括提升架、锁紧机构以及侧导向轮，提升架包含内轨单元和外轨单元，锁紧机构包含传动机构、制动块、提升爪和动力驱动装置，传动机构包括连动的第一和第二传动杆，提升爪通过第一连接销与第二传动杆同轴转动连接，当动力驱动装置的升降液压缸停止动作时，提升架在平台自身重力作用下拉紧液压缸，进而拉紧提升爪，使其一端与桩腿的横杆接触，此时提升爪绕第一连接销转动并在转动到其另一端与制动块相接触时被阻挡制动，从而限制平台在Z方向上的自由度；而侧导向轮沿另一侧部移动可限制平台在Y方向上向桩腿运动。
文档编号E02D17/06GK202610805SQ20122027319
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者赵延剧, 李磊, 韩华伟, 滕瑶, 贺昌海, 井秀萍 申请人:烟台中集来福士海洋工程有限公司, 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司