非对称f型铰接垂荡浮式防波装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供非对称F型铰接垂荡浮式防波装置，包括防波堤、滑块机构、摇杆机构、铰接机构，防波堤底部为楔形结构，上部为长方体结构，其总体为倒梯形结构，滑块机构固定在防波堤的倒梯形结构的背浪面，可沿摇杆机构滑动的滑块机构套在摇杆机构上，摇杆机构的底部通过铰接机构铰接在水底，防波堤的迎浪面和背浪面上分别安装平行于波浪传播方向的前阻尼板和后阻尼板。本发明装置适用于浮动防波，其性能比现有浮式防波堤优越，与固定式防波堤相比，具有良好的水文交换功能，对使用海域环境影响较小。
【专利说明】非对称F型铰接垂荡淳式防波装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种水中防波装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着煤炭、石油、天然气等化石能源的供应日趋紧张，南海的能源开发迫 在眉睫，而南海海域水况复杂，需要一种能够减小波浪能的装置。而当水深较大、海底为 珊瑚地质时，固定防波堤不再适用，而相比之下，浮式防波堤具有轻便、机动、经济及良好的 海水交换功能等特点。因此为保障深水养殖网箱、港口在风浪的安全，采用浮式防波堤进行 掩护是较为可行的工程措施。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供具有良好消波性能的非对称F型铰接垂荡浮式防波装置。
[0004] 本发明的目的是这样实现的：
[0005] 本发明非对称F型铰接垂荡浮式防波装置，其特征是：包括防波堤、滑块机构、摇 杆机构、铰接机构，防波堤底部为楔形结构，上部为长方体结构，其总体为倒梯形结构，滑块 机构固定在防波堤的倒梯形结构的背浪面，可沿摇杆机构滑动的滑块机构套在摇杆机构 上，摇杆机构的底部通过铰接机构铰接在水底，防波堤的迎浪面和背浪面上分别安装平行 于波浪传播方向的前阻尼板和后阻尼板。
[0006] 本发明还可以包括：
[0007] 1、所述的防波堤里设置十字相交的横向肋骨和纵向肋骨，纵向肋骨连接防波堤的 迎浪面和背浪面，横向肋骨连接防波堤迎浪面两侧的侧端面。
[0008] 2、所述的摇杆机构包括第一-第二摇杆机构，铰接机构包括第一-第二铰接机构， 滑块机构包括第一-第四滑块机构，第一-第二滑块机构上下布置，第三-第四滑块机构上 下布置，第一-第二滑块机构套在第一摇杆机构上，第三-第四滑块机构套在第二摇杆机构 上，第一摇杆机构的底部安装第一铰接机构，第二摇杆机构的底部安装第二铰接机构。
[0009] 3、滑块机构为直线滑动滚珠箱式滑块轴承；铰接结构为销轴铰接单自由度摇摆机 构；摇杆机构为光滑淬火钢；防波堤为玻璃钢结构，横向肋骨和纵向肋骨为角钢结构材料， 前阻尼板和后阻尼板为钢筋混凝土结构；防波堤的横剖面宽为B，短边S1长度为0. 54B， 长边D长度为1. 04B ;防波堤处于静止正浮状态时，短边S1吃水为0. 125B，长边D吃水为 0. 625B〇
[0010] 本发明的优势在于：本发明具有如下特点：
[0011] (1)专业化功能的特点。装置适用于浮动防波，其性能比现有浮式防波堤优越。
[0012] ⑵多元化功能的特点。装置与固定式防波堤相比，具有良好的水文交换功能，对 使用海域环境影响较小。
[0013] (3)外形美观，具有较好的强度保证。
[0014] (4)易于加工和制造，拆装、搬运、使用、操作方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本发明的剖面形状图；
[0016] 图2为本发明的结构示意图；
[0017] 图3为本发明安装在实验水槽时的装置结构图；
[0018] 图4为本发明的侧视图；
[0019] 图5为本发明的俯视图；
[0020] 图6为本发明背浪面一侧的立体图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
[0022] 结合图1?6,本发明一种非对称F型铰接垂荡浮式防波装置，主要包括滑块机构 1，铰接结构2,摇杆机构3,防波堤主体结构4,横向肋骨5,纵向肋骨6,前阻尼板7,后阻尼 板8和试验水槽9等部分。
[0023] 滑块机构1用于防波堤自由升沉；铰接结构2用于防波堤摇摆运动约束；摇杆机 构3用于连接铰接部位与防波堤结构，并束缚防波堤沿着直线轴运动；防波堤主体结构4用 于防波；横向肋骨5和纵向肋骨6起支撑和加强作用。
[0024] 滑块机构1为直线滑动滚珠箱式滑块轴承；铰接结构2为销轴铰接单自由度摇摆 机构；摇杆机构3为光滑淬火钢；防波堤主体结构4为玻璃钢结构，横向肋骨5和纵向肋骨 6为角钢结构材料，前阻尼板7和后阻尼板8为钢筋混凝土结构。
[0025] 防波堤主体结构4底部为楔形结构，上部为长方体结构，总体为倒梯形结构。滑块 机构1布置在倒梯形的背浪面，与防波堤主体刚性连接。直线轴3穿过滑块机构1，使防波 堤主体可以沿直线轴做自由升沉运动，其下端与铰接结构相连接，实现摇摆运动。前阻尼板 7和后阻尼板8增加装置运动阻尼，从而增加了其固有运动周期。
[0026] 装置主要由F型剖面结构的浮体和铰接在水底的摇杆组成。所述摇杆与浮体相互 连接，浮体受到摇杆限制，只能沿摇杆长度方向运动。该装置工作时，浮体在波浪作用下作 垂荡运动同时随摇杆转动，阻尼板可提供良好的阻尼，针对长周期波浪，理论计算上很大程 度上降低了透射系数，并且由于浮体剖面的不对称性，装置具有良好的消波效果。
[0027] 本发明一种非对称F型铰接垂荡浮式防波装置，包括防波堤主体结构、滑块机构、 铰接结构、阻尼板、摇杆机构、横向肋骨和纵向肋骨支撑等结构，其附属实验机构包括波浪 水槽、数据采集系统、固定装置等。所述滑块机构用于防波堤自由升沉；所述铰接结构用于 防波堤摇摆运动约束；所述阻尼板用于增加防波堤升沉运动时的阻尼系数，以提高针对长 周期波浪的防波性能，若应用发电机利用波浪发电增加阻尼也可实现，其原理与设置阻尼 板相同；所述摇杆机构用于连接铰接部位与防波堤结构，并束缚防波堤沿着摇杆机构运动； 所述横向肋骨和纵向肋骨起支撑和加强作用；所述波浪水槽用于容水和造波，包含钢骨架 结构，玻璃壁面；所述位移传感器包括垂向位移测量部分和角度测量部分，下端与防波堤相 连，用于测量防波堤的升沉和摇摆；所述数据采集与分析处理部分主要包括计算机、数据采 集与分析处理系统、供电电源和数据线，用于采集和分析防波堤的升沉和摇摆。所述防波堤 主体结构，其外形美观，结构强度高，易于加工和制造，拆装、搬运、使用、操作方便，主要用 于南海二沙市港口、确岛等防波。
[0028] 滑块机构1与防波堤主体4刚性连接，对称布置在防波堤背浪面，其内部结构为滚 珠轴承，以减小与直线轴之间的摩擦，用于防波堤自由升沉。
[0029] 铰接结构2为销轴铰链机构，锚固于海底，与摇杆3端部相连接，用于防波堤摇摆 运动约束。
[0030] 阻尼板垂平行于波浪传播方向，为多个阻尼板单元组成，各个单元相互独立工作， 增加整个装置运动时的阻尼系数。
[0031] 摇杆机构3 -端连接铰接部位，另一端自由伸出水面，与滑块机构1共同束缚防波 堤沿着直线轴运动。
[0032] 横向肋骨5和纵向肋骨6为钢材，均匀对称布置于防波堤内部，起支撑和加强作 用，提供总纵强度和弯矩。
[0033] 波浪水槽9用于容水和造波，钢骨架结构，玻璃壁面，此装置在实验中起作用。
[0034] 姿态仪包括垂向位移测量部分和角度测量部分，下端与防波堤相连，用于测量防 波堤的升沉和摇摆；所述数据采集与分析处理部分主要包括计算机、数据采集与分析处理 系统、供电电源和数据线，用于采集和分析防波堤的升沉和摇摆。
[0035] 防波堤主体4材料为玻璃钢，密封性好，耐腐蚀。底部为楔形结构，上部为长方体 结构，总体为倒梯形结构，利用其非对称性进行防波。
[0036] 图1为该装置的横剖面视图，其剖面尺寸相对比例为：设装置横剖面宽为B，则 短边S1长度为0. 54B，长边D长度为1. 04B ;当装置处于静止正浮状态时，短边S1吃水为 0. 125B，长边D吃水为0. 625B。短边S1为迎浪面。
[〇〇37] 铰接结构2类似船锚固定在海底，摇杆机构3与防波堤主体结构4及铰接结构相 互连接，防波堤主体结构受到摇杆限制，只能沿摇杆长度方向运动。该装置工作时，浮体在 波浪作用下作垂荡运动同时随摇杆转动。阻尼板增大装置运动阻尼，针对长周期波浪，能有 效降低其透射系数。防波堤迎浪面吃水浅，背浪面吃水深，由于浮体剖面的不对称性，装置 具有良好的消波效果。
【权利要求】
1. 非对称F型铰接垂荡浮式防波装置，其特征是：包括防波堤、滑块机构、摇杆机构、铰 接机构，防波堤底部为楔形结构，上部为长方体结构，其总体为倒梯形结构，滑块机构固定 在防波堤的倒梯形结构的背浪面，可沿摇杆机构滑动的滑块机构套在摇杆机构上，摇杆机 构的底部通过铰接机构铰接在水底，防波堤的迎浪面和背浪面上分别安装平行于波浪传播 方向的前阻尼板和后阻尼板。
2. 根据权利要求1所述的非对称F型铰接垂荡浮式防波装置，其特征是：所述的防波 堤里设置十字相交的横向肋骨和纵向肋骨，纵向肋骨连接防波堤的迎浪面和背浪面，横向 肋骨连接防波堤迎浪面两侧的侧端面。
3. 根据权利要求1或2所述的非对称F型铰接垂荡浮式防波装置，其特征是：所述的 摇杆机构包括第一-第二摇杆机构，铰接机构包括第一-第二铰接机构，滑块机构包括第 一-第四滑块机构，第一-第二滑块机构上下布置，第三-第四滑块机构上下布置，第一-第 二滑块机构套在第一摇杆机构上，第三-第四滑块机构套在第二摇杆机构上，第一摇杆机 构的底部安装第一铰接机构，第二摇杆机构的底部安装第二铰接机构。
4. 根据权利要求1或2所述的非对称F型铰接垂荡浮式防波装置，其特征是：滑块机 构为直线滑动滚珠箱式滑块轴承；铰接结构为销轴铰接单自由度摇摆机构；摇杆机构为光 滑淬火钢；防波堤为玻璃钢结构，横向肋骨和纵向肋骨为角钢结构材料，前阻尼板和后阻尼 板为钢筋混凝土结构；防波堤的横剖面宽为B，短边S1长度为0. 54B，长边D长度为1. 04B ; 防波堤处于静止正浮状态时，短边S1吃水为0. 125B，长边D吃水为0. 625B。
5. 根据权利要求3所述的非对称F型铰接垂荡浮式防波装置，其特征是：滑块机构为 直线滑动滚珠箱式滑块轴承；铰接结构为销轴铰接单自由度摇摆机构；摇杆机构为光滑淬 火钢；防波堤为玻璃钢结构，横向肋骨和纵向肋骨为角钢结构材料，前阻尼板和后阻尼板为 钢筋混凝土结构；防波堤的横剖面宽为B，短边S1长度为0. 54B，长边D长度为1. 04B ;防波 堤处于静止正浮状态时，短边S1吃水为0. 125B，长边D吃水为0. 625B。
【文档编号】E02B3/06GK104099895SQ201410373363
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】段文洋, 马山, 徐潜龙, 徐树鹏 申请人:哈尔滨工程大学