一种具有补偿功能的海洋平台舷梯及其使用方法与流程

本发明涉及海上作业设备领域，尤其涉及一种具有补偿功能的海洋平台舷梯及其使用方法。

背景技术：

海洋平台为在海上进行钻井、采油、集运等活动提供生产和生活设施的构筑物，舷梯设置于海洋平台上，供人员上下船用。由于风浪的影响，海洋平台会产生无规律的摇摆，这严重影响了工作人员在海上作业登靠时的安全性。因此需要对舷梯进行波浪补偿，以补偿船体的摇摆和升沉，但现有的具有补偿功能的舷梯补偿精度低，补偿调节范围窄，承载能力差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种补偿精度高，补偿调节范围大，承载能力强的具有补偿功能的海洋平台舷梯及其使用方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有补偿功能的海洋平台舷梯，包括舷梯主体和主动补偿装置，所述舷梯主体安装于主动补偿装置上；

所述主动补偿装置包括第一平台和第二平台，所述第一平台和第二平台相互平行；第一平台和第二平台之间通过六个第一补偿液压缸铰接，并且所述第一平台的下端面和第二平台的上端面各设置三个不在同一直线上的第一铰接支座，相邻两个所述第一补偿液压缸铰接在同一个所述第一铰接支座；

所述舷梯主体和主动补偿装置之间设有回转支撑装置，所述回转支撑装置包括支撑平台、俯仰液压缸和回转液压马达，所述支撑平台安装在第一平台的上端面并由所述回转液压马达驱动其旋转；

所述舷梯主体的前端铰链在支撑平台，所述舷梯主体的末端为自由端；所述俯仰液压缸的缸体端安装在支撑平台，所述俯仰液压缸的活塞杆端铰链在所述舷梯主体的底部，所述俯仰液压缸驱动所述舷梯主体的末端上下摆动。

优选地，所述回转支撑装置还包括回转传动齿轮和回转轴承，所述支撑平台通过回转轴承安装在第一平台的上端面；所述回转液压马达安装在支撑平台上；所述回转传动齿轮套于所述回转液压马达的输出轴，并且所述回转传动齿轮和所述回转轴承的内齿相啮合。

优选地，所述舷梯主体包括固定舷梯、活动舷梯和舷梯伸缩调节装置，所述固定舷梯的前端铰链在支撑平台，所述活动舷梯的前端活动套接于固定舷梯内，所述活动舷梯的末端为自由端；

所述舷梯伸缩调节装置包括伸缩调节液压马达、滑动齿条和滑动齿轮，所述伸缩调节液压马达安装于所述固定舷梯的末端，所述滑动齿轮和所述伸缩调节液压马达的输出轴连接，所述滑动齿条安装于活动舷梯的底部并且从活动舷梯的前端延伸至活动舷梯的末端，所述滑动齿条与滑动齿轮相啮合。

优选地，所述舷梯主体还包括舷梯基座，所述舷梯基座安装于支撑平台上，所述固定舷梯的前端铰链在舷梯基座的一侧；所述舷梯基座的顶部设有入口栏杆；

还包括视觉传感器和红外测距传感器，所述视觉传感器和红外测距传感器均安装于活动舷梯的末端。

优选地，所述固定舷梯的两侧设有导向杆，所述活动舷梯的两侧设有限位凹面，所述导向杆和限位凹面相对；

还包括多个导向滚轮，所述活动舷梯的前端的底部安装所述导向滚轮并通过所述导向滚轮抵在所述固定舷梯上，所述活动舷梯的前端的限位凹面安装所述导向滚轮并通过所述导向滚轮和固定舷梯的导向杆相抵，所述固定舷梯的末端的顶部安装所述导向滚轮并通过所述导向滚轮和活动舷梯相抵，所述固定舷梯的末端的导向杆安装所述导向滚轮并通过所述导向滚轮和活动舷梯的限位凹面相抵。

优选地，还包括第三平台和六个第二补偿液压缸，所述第三平台和第二平台相互平行，所述第三平台和第二平台之间通过六个第二补偿液压缸连接，并且所述第二平台的下端面和第三平台的上端面各设置三个不在同一直线上的第二铰接支座，相邻两个所述第二补偿液压缸铰接在同一个所述第二铰接支座。

优选地，所述第二平台和第三平台均设有水平传感器；所述第一补偿液压缸和第二补偿液压缸均设有位移传感器；所述第一补偿液压缸的行程大于所述第二补偿液压缸的行程。

优选地，还包括控制系统，所述控制系统安装于舷梯基座的内部，六个第一补偿液压缸、六个所述第二补偿液压缸、回转液压马达、俯仰液压缸、水平传感器和位移传感器分别与控制系统连接。

优选地，所述具有补偿功能的海洋平台舷梯的使用方法，包括以下步骤：

A、登靠前，所述第三平台的水平传感器检测所述第三平台的横摇值、纵摇值和升沉值并发送给控制系统，控制系统根据所述第三平台的横摇值、纵摇值和升沉值生成中平台运动补偿值，控制系统根据中平台运动补偿值控制六个所述第一补偿液压缸的伸缩，以使所述第二平台保持水平；

然后，所述第二平台的水平传感器检测所述第二平台的横摇值、纵摇值和升沉值并发送给控制系统，控制系统根据所述第二平台的横摇值、纵摇值和升沉值生成上平台运动补偿值，控制系统根据上平台运动补偿值控制六个所述第二补偿液压缸的伸缩，以使所述第一平台保持水平；

B、登靠时，控制系统首先控制所述回转液压马达和俯仰液压缸，所述回转液压马达驱动所述支撑平台旋转，所述俯仰液压缸驱动所述舷梯主体的末端上下摆动，直至所述舷梯主体对准登靠目标；

然后，控制系统控制所述伸缩调节液压马达转动，所述伸缩调节液压马达驱动所述活动舷梯向前伸出至于所述登靠目标对接；

C、对接后，控制系统仍采用登靠前的方法使所述第一平台保持水平，并且控制系统通过控制所述回转液压马达的转动和俯仰液压缸的伸缩，使所述舷梯主体保持水平并和所述登靠目标保持对接。

所述具有补偿功能的海洋平台舷梯通过所述主动补偿装置对舷梯主体进行横摇、纵摇和升沉的实时补偿，从而使舷梯主体在恶劣的海况中保持平稳，提高人员在登靠时的安全性和可靠性。所述回转支撑装置通过回转液压马达驱动安装在支撑平台的舷梯主体在水平面上360°旋转，既使舷梯主体在登靠时对准登靠目标，又能使舷梯主体在登靠后起到辅助补偿作用，使舷梯主体在船体摇晃的情况下仍能一直对准登靠目标。所述回转支撑装置还通过俯仰液压缸的伸缩改变舷梯主体在垂直面上的倾斜角度，既使舷梯主体与不在同一高度的登靠目标对接，又对舷梯主体起到辅助补偿作用，使舷梯主体在船体摇晃的情况下仍能一直和登靠目标对接。

附图说明

附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明其中一个实施例的海洋平台舷梯结构示意图；

图2是本发明其中一个实施例的回转支撑装置结构图；

图3是本发明其中一个实施例的舷梯主体正视图；

图4是本发明其中一个实施例的舷梯主体侧视图；

图5是本发明其中一个实施例的海洋平台舷梯优化结构图。

其中：舷梯主体3；主动补偿装置1；第一平台11；第二平台12；第一补偿液压缸14；第一铰接支座16；回转支撑装置2；支撑平台21；俯仰液压缸22；回转液压马达25；回转传动齿轮24；回转轴承26；固定舷梯31；活动舷梯32；舷梯伸缩调节装置33；伸缩调节液压马达36；滑动齿条37；滑动齿轮38；舷梯基座34；入口栏杆35；导向杆311；限位凹面321；导向滚轮39；第三平台13；第二补偿液压缸15；第二铰接支座17；水平传感器18。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例的具有补偿功能的海洋平台舷梯，如图1所示，包括舷梯主体3和主动补偿装置1，所述舷梯主体3安装于主动补偿装置1上；

所述主动补偿装置1包括第一平台11和第二平台12，所述第一平台11和第二平台12相互平行；第一平台11和第二平台12之间通过六个第一补偿液压缸14铰接，并且所述第一平台11的下端面和第二平台12的上端面各设置三个不在同一直线上的第一铰接支座16，相邻两个所述第一补偿液压缸14铰接在同一个所述第一铰接支座16；

所述舷梯主体3和主动补偿装置1之间设有回转支撑装置2，所述回转支撑装置2包括支撑平台21、俯仰液压缸22和回转液压马达25，所述支撑平台21安装在第一平台11的上端面并由所述回转液压马达25驱动其旋转；

所述舷梯主体3的前端铰链在支撑平台21，所述舷梯主体3的末端为自由端；所述俯仰液压缸22的缸体端安装在支撑平台21，所述俯仰液压缸22的活塞杆端铰链在所述舷梯主体3的底部，所述俯仰液压缸22驱动所述舷梯主体3的末端上下摆动。

所述具有补偿功能的海洋平台舷梯通过所述主动补偿装置1对舷梯主体3进行横摇、纵摇和升沉的实时补偿，从而使舷梯主体3在恶劣的海况中保持平稳，提高人员在登靠时的安全性和可靠性。所述主动补偿装置1安装在船体的甲板上，随船体一起发生摇晃；第一平台11和第二平台12之间通过六个第一补偿液压缸14铰接，通过六个第一补偿液压缸14的伸缩和摇摆来实时补偿第一平台11的横摇、纵摇和升沉，从而对舷梯主体3进行横摇、纵摇和升沉的实时补偿，使舷梯主体3保持平稳。

所述回转支撑装置2通过回转液压马达25驱动安装在支撑平台21的舷梯主体3在水平面上360°旋转，既使舷梯主体3在登靠时对准登靠目标，又能使舷梯主体3在登靠后起到辅助补偿作用，使舷梯主体3在船体摇晃的情况下仍能一直对准登靠目标。所述回转支撑装置2还通过俯仰液压缸22的伸缩改变舷梯主体3在垂直面上的倾斜角度，既使舷梯主体3与不在同一高度的登靠目标对接，又对舷梯主体3起到辅助补偿作用，使舷梯主体3在船体摇晃的情况下仍能一直和登靠目标对接。

优选地，如图2所示，所述回转支撑装置2还包括回转传动齿轮24和回转轴承26，所述支撑平台21通过回转轴承26安装在第一平台11的上端面；所述回转液压马达25安装在支撑平台21上；所述回转传动齿轮24套于所述回转液压马达25的输出轴，并且所述回转传动齿轮24和所述回转轴承26的内齿相啮合。所述支撑平台21通过回转轴承26安装在第一平台11的上端面，从而削弱旋转时所述支撑平台21和第一平台11之间的摩擦作用，减少能量损耗。工作时，所述回转液压马达25驱动回转传动齿轮24转动，从而带动回转轴承26转动，继而带动支撑平台21旋转。

优选地，如图1、图3所示，所述舷梯主体3包括固定舷梯31、活动舷梯32和舷梯伸缩调节装置33，所述固定舷梯31的前端铰链在支撑平台21，所述活动舷梯32的前端活动套接于固定舷梯31内，所述活动舷梯32的末端为自由端；所述舷梯伸缩调节装置33包括伸缩调节液压马达36、滑动齿条37和滑动齿轮38，所述伸缩调节液压马达36安装于所述固定舷梯31的末端，所述滑动齿轮38和所述伸缩调节液压马达36的输出轴连接，所述滑动齿条37安装于活动舷梯32的底部并且从活动舷梯32的前端延伸至活动舷梯32的末端，所述滑动齿条37与滑动齿轮38相啮合。

所述舷梯主体3设置固定舷梯31和活动舷梯32，并通过所述舷梯伸缩调节装置33调节活动舷梯32的伸缩行程，从而可根据船体与登靠目标间的距离调节所述舷梯主体3的整体长度，使得舷梯主体3能够架设到登靠目标上。所述舷梯伸缩调节装置33通过伸缩调节液压马达36驱动滑动齿轮38转动，从而带动与其啮合的滑动齿条37伸缩，继而带动和滑动齿条37连接的活动舷梯32伸缩。通过齿轮-齿条机构调节活动舷梯32的伸缩行程，传动更为可靠，有效防止打滑，并且可通过测量齿条的伸缩齿数来获取活动舷梯32的伸缩行程值，以便于控制系统控制活动舷梯32的伸缩。

优选地，如图3所示，所述舷梯主体3还包括舷梯基座34，所述舷梯基座34安装于支撑平台21上，所述固定舷梯31的前端铰链在舷梯基座34的一侧；所述舷梯基座34的顶部设有入口栏杆35；还包括视觉传感器和红外测距传感器，所述视觉传感器和红外测距传感器均安装于活动舷梯32的末端。所述舷梯基座34为固定舷梯31安装基座，也为舷梯的出入口，人员从舷梯基座34上进出舷梯，因此舷梯基座34的顶部设有入口栏杆35，保障人员安全。所述视觉传感器和红外测距传感器均与控制系统电连接，所述视觉传感器用于活动舷梯32的末端和登靠目标对准，所述视觉传感器捕捉所述活动舷梯32前方的实时图像并发送给控制系统，以便于控制系统控制回转液压马达25和俯仰液压缸22，实现活动舷梯32的末端和登靠目标自动对准，对准精度高；所述红外测距传感器用于检测活动舷梯32的末端和登靠目标之间的实时距离并发送给控制系统，以便于控制系统控制活动舷梯32的伸缩长度，实现活动舷梯32和登靠目标的自动对接。

优选地，如图3、图4所示，所述固定舷梯31的两侧设有导向杆311，所述活动舷梯32的两侧设有限位凹面321，所述导向杆311和限位凹面321相对；

还包括多个导向滚轮39，所述活动舷梯32的前端的底部安装所述导向滚轮39并通过所述导向滚轮39抵在所述固定舷梯31上，所述活动舷梯32的前端的限位凹面321安装所述导向滚轮39并通过所述导向滚轮39和固定舷梯31的导向杆311相抵，所述固定舷梯31的末端的顶部安装所述导向滚轮39并通过所述导向滚轮39和活动舷梯32相抵，所述固定舷梯31的末端的导向杆311安装所述导向滚轮39并通过所述导向滚轮39和活动舷梯32的限位凹面321相抵。

所述导向杆311和限位凹面321的两端均装有导向滚轮39，以用于对活动舷梯32进行导向限位。位于所述活动舷梯32的前端的底部的导向滚轮39，协助齿轮-齿条机构带动活动舷梯32伸缩，同时和位于固定舷梯31的末端的顶部的导向滚轮39对活动舷梯32起到支撑作用。位于活动舷梯32的前端的限位凹面321的导向滚轮39，和位于固定舷梯31的末端的导向杆311的导向滚轮39对对活动舷梯32起到限位作用，使活动舷梯32和固定舷梯31始终在同一直线上，防止活动舷梯32翘起。活动舷梯32的导向滚轮39均安装于其前端，固定舷梯31的导向滚轮39均安装于其末端，从而当活动舷梯32伸展至最大行程时，活动舷梯32的导向滚轮39和固定舷梯31的导向滚轮39贴紧，阻止活动舷梯32继续伸展，从而有效防止活动舷梯32和固定舷梯31分离，提高使用可靠性。

优选地，如图5所示，还包括第三平台13和六个第二补偿液压缸15，所述第三平台13和第二平台12相互平行，所述第三平台13和第二平台12之间通过六个第二补偿液压缸15连接，并且所述第二平台12的下端面和第三平台13的上端面各设置三个不在同一直线上的第二铰接支座17，相邻两个所述第二补偿液压缸15铰接在同一个所述第二铰接支座17。第三平台13和第二平台12之间通过六个第二补偿液压缸15连接，通过六个第二补偿液压缸15的伸缩和摇摆来实时补偿第二平台12的横摇、纵摇和升沉，从而对舷梯主体3进行二次横摇、纵摇和升沉的实时补偿。在给第二平台12的补偿中，补偿幅度较大，使舷梯主体3从倾斜状态恢复到水平状态；由于第二平台12经过补偿后已基本恢复水平状态，因此给第一平台11的补偿为微调补偿，使舷梯主体3更为平稳，从而大大地提高补偿精度。同时，设置两层补偿结构，既使结构更为稳定，增强承载力；又使与舷梯主体3的第一平台11产生至少12个自由度方向的复杂运动，扩大补偿调节范围，使舷梯主体3在更大幅度的摇晃中也能保持平稳。

优选地，如图5所示，所述第二平台12和第三平台13均设有水平传感器18；所述第一补偿液压缸14和第二补偿液压缸15均设有位移传感器；所述第一补偿液压缸14的行程大于所述第二补偿液压缸15的行程。所述第二平台12和第三平台13均设有水平传感器18，用于检测所述第二平台12和第三平台13随船体升沉摆动的运动状态。所述第一补偿液压缸14和第二补偿液压缸15均设有位移传感器，用于检测第一补偿液压缸14和第二补偿液压缸15的活塞杆伸缩量。所述第一补偿液压缸14的行程大于所述第二补偿液压缸15的行程，这是因为所述第一补偿液压缸14用于对舷梯主体3实现第一次补偿，为粗补偿，补偿幅度较大，所以需要使用大行程液压缸；而所述第二补偿液压缸15用于对舷梯主体3实现第二次补偿，为精补偿，补偿幅度小但精度要求高，所以需要使用行程小但精度高的液压缸。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。