承载装置及其操作方法与流程

本发明涉及一种浮在水面上的承载装置及其操作方法，尤其涉及一种可自行脱困的浮在水面上的承载装置及其操作方法。

背景技术：

在休闲观光、研究量测或太阳光伏发电等领域中，常需在湖泊或水库等水域中设置水上浮式平台。例如在水上浮式平台上设置太阳能板来进行发电，除了可取得电力外，水上浮式平台的设计更可有效节约土地资源。

此浮式平台可随着水位上下起伏。然而，在浮式平台面临水位下降时，浮式平台底部容易沉陷入水域底层湿润的土壤中。若再经长时间缺水，土壤将会干枯硬化而让浮式平台牢牢固定于土壤中。在后续水位上升后，浮式平台自身所提供的浮力仍无法自行从固结的土壤中挣脱，将使得浮式平台上所搭载的物品因浸水而损坏。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种承载装置及其操作方法，可降低挠性单元与水中土壤之间的摩擦力，而使承载装置自行脱困。

本发明的承载装置包括：浮式平台，其可漂浮于一液体的液面上；以及至少一挠性单元，设于该浮式平台的底侧且其内部形成腔体，以于受力时产生形变。

本发明的再一目的在于提供一种承载装置的操作方法，包括：将如前述的承载装置放置于液面上，其中，该承载装置包括浮式平台及设于该浮式平台的底侧的挠性单元；在液面下降使该承载装置陷入位于液体内的沉积物时，该挠性单元受到该承载装置的重力以及来自该沉积物的应力而挤压产生形变；以及在液面上升时，该承载装置的浮力带动该挠性单元产生另一形变，以使该挠性单元进一步通过该承载装置的浮力而脱离该沉积物。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1a至图1c为本发明的承载装置及其操作方法的一实施例的示意图；

图2a至图2c为本发明的承载装置及其操作方法的另一实施例的示意图；

图3为本发明的承载装置的再一实施例的示意图；

图4为本发明的承载装置的运用示意图；以及

图5为本发明的承载装置的操作方法的流程图。

其中，附图标记

1水

10浮式平台

101顶侧

102底侧

11、11’挠性单元

111腔体

112润滑剂

113内层部分

114外层部分

12桩脚

121沟槽

13固定件

14太阳能板

2土壤

21空隙

g重力

f浮力

s、s’应力

s01～s03步骤

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

以下通过特定的具体实施例加以说明本发明的实施方式，而熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点和功效，也可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用。

请参阅图1a，本发明的承载装置应用于液面上的物品承载，包括浮式平台10及至少一挠性单元11。该浮式平台10具有相对应的顶侧101及底侧102，而该挠性单元11设于该浮式平台10的底侧102，且该挠性单元11内部则形成腔体111。也就是，浮式平台10可漂浮在例如水1的液体上，而挠性单元11则是沉浸在水1中。本发明的承载装置除可应用于水外，也可应用于其它可供漂浮其上的液体。

于一实施例中，挠性单元11的材料为橡胶或塑胶为等可挠性材料，因此，挠性单元11在受力时将会产生形变。而此挠性单元11在未受力时(即浮式平台10漂浮在水1上且挠性单元11沉浸在水1中受到水的浮力时，挠性单元11仍自然下垂的状态)可呈现锥体状，但本发明并不以此为限。

于一实施例中，挠性单元11的腔体111内为充填润滑剂112，此润滑剂112可为气体、水、油、蜡或其组合。气体可例如为氮气或其他惰性气体；油可例如为橄榄油或大豆油等食用植物油、机油或齿轮油等润滑油、猪油或牛油等食用动物油、黄油等润滑脂，或是硅油膏等等；蜡则可为固体的润滑蜡等，本发明并不以此为限。在本实施例中，挠性单元11的腔体111可完全以单一种润滑剂112来予以填满，也可以多种润滑剂112来予以填满，例如图1a所示，腔体111内可部分以油充填，腔体111内未被油充填的部分则可以气体充填，但本发明并不以此为限。腔体111为单一腔室或是至少一个腔室的设计，也就是具有多个分隔腔室，并且分别装入不同填充物或单一种填充物。

请参阅图1b，图1b主要在于说明相对于图1a，当液体的液面下降而使承载装置陷入位于液体中的沉积物时，例如水1的水位已下降而使承载装置陷入土壤2中的情况。当水位持续下降时，承载装置的挠性单元11将会接触到土壤2，此时挠性单元11会受到承载装置的重力g以及来自土壤2的应力s而挤压产生形变(即图1b的挠性单元11’的外形)，例如从图1a的锥体状横向扩展形变为图1b的扁锥体状。而随着水位持续下降，由于此时土壤2仍是湿润尚未固结，故挠性单元11’沉陷入土壤2的部分将会越来越多，甚至被土壤2覆盖。

请进一步参阅图1c，在经历图1b水位下降的情况后，图1c主要为描述后续水位上升而使承载装置脱离土壤的情况。在水位上升时，承载装置的浮力f将会带动挠性单元11’产生另一形变，而使形变后的挠性单元11进一步通过承载装置的浮力f而脱离土壤2。详言之，在水位逐渐上升时，承载装置的浮力f逐渐增加，此浮力f所产生的应力s’(如图2c所示)会持续集中在挠性单元11与土壤2的交界处(即靠近浮式平台10的挠性单元11的上方边缘处)，在挠性单元11原本于图1b的扁锥体状逐渐形变为图1c的锥体状的过程中，挠性单元11与土壤2之间会产生空隙21。此空隙21可让水进入，水除了可软化土壤2外，更可以降低挠性单元11及土壤2之间的摩擦力。据此，承载装置就可以凭借着其自身浮力f带动挠性单元11变形，而可自行从固结的土壤2中挣脱。

请进一步参阅图2a，其为本发明的承载装置的另一实施例。以下仅说明本实施例中与前述实施例的不同处，相同技术内容于此不再赘述。

承载装置包括浮式平台10、至少一桩脚12以及至少一挠性单元11。该浮式平台10具有相对应的顶侧101及底侧102，而桩脚12则设于浮式平台10的底侧102并向下延伸。而该挠性单元11则同样设于浮式平台10的底侧102且固设包覆桩脚12，且该挠性单元11内部则形成腔体111。也就是，浮式平台10可漂浮在水1上，而挠性单元11及桩脚12则是沉浸在水1中。而挠性单元11的固设手段，例如挠性单元11可完整包覆整个桩脚12而固定于该桩脚12所接置的浮式平台10上，或是挠性单元11完整包覆整个桩脚12而固定于桩脚12与浮式平台10的交界处，更或是挠性单元仅包覆部分桩脚12而固定于桩脚12靠近浮式平台10的一端上，本发明并不以此为限。

于一实施例中，挠性单元11的材料为橡胶或塑胶等可挠性材料，因此，挠性单元11在受力时将会产生形变。而此挠性单元11在未受力时可呈现锥体状，但本发明并不以此为限。

于一实施例中，挠性单元11的腔体111内为充填润滑剂112，此润滑剂112可为气体、水、油、蜡或其组合。气体可例如为氮气或其他惰性气体；油可例如为橄榄油或大豆油等食用植物油、机油或齿轮油等润滑油、猪油或牛油等食用动物油、黄油等润滑脂，或是硅油膏等等；蜡则可为固体的润滑蜡等，本发明并不以此为限。在本实施例中，挠性单元11的腔体111可完全以单一种润滑剂112来予以填满，也可以多种润滑剂112来予以填满，但本发明并不以此为限。

请参阅图2b，图2b主要在于说明相对于图2a，水1的水位已下降而使承载装置陷入土壤2中的情况。当水位持续下降时，承载装置的挠性单元11将会接触到土壤2，此时挠性单元11会受到承载装置的重力g以及来自土壤2的应力s而挤压产生形变，而使得靠近土壤2的挠性单元11的下端将会因土壤2的应力s而贴覆在桩脚12上，且挠性单元11内部腔体111的润滑剂112将被逐渐挤压向上移动。随着水位持续下降，由于此时土壤2仍是湿润尚未固结，故挠性单元11’及桩脚12沉陷入土壤2的部分将会越来越多，甚至被土壤2覆盖。

请进一步参阅图2c，在经历图2b水位下降的情况后，图2c主要为描述后续水位上升而使承载装置脱离土壤的情况。在水位上升时，承载装置的浮力f将会带动桩脚12向上移动，且挠性单元11’产生另一形变，而使形变后的挠性单元11及桩脚12进一步通过承载装置的浮力f而脱离土壤2。

详言之，在水位逐渐上升时，承载装置的浮力f逐渐增加，此浮力f所产生的应力s’将会持续集中在挠性单元11与土壤2的交界处(即靠近浮式平台10的挠性单元11的上方边缘处)。由于承载装置的浮力f带动桩脚12向上移动，原本在图2b中被逐渐挤压向上移动的挠性单元11内部腔体111的润滑剂112将会向下移动充填于桩脚12向上移动后的空间。而此一润滑剂112向下移动以及承载装置的浮力f带动桩脚12向上移动的行为，将会使得挠性单元11产生形变而会在其与土壤2之间产生空隙21。此空隙21可让水进入，水除了可软化土壤2外，更可以降低挠性单元11及土壤2之间的摩擦力。据此，承载装置就可以凭借着其自身浮力f带动挠性单元11变形以及桩脚12向上移动，而可自行从固结的土壤2中挣脱。

于一实施例中，桩脚12的底面可为平面或圆角，只要桩脚不会刺破挠性单元11即可，本发明并不限制桩脚12的底面的实施例。

请参阅图3，其为本发明的承载装置的再一实施例。在本实施例中，挠性单元11更包括内层部分113及外层部分114。内层部分113为贴附桩脚12，而外层部分114则是以未贴附桩脚12且其面积大于内层部分113的面积的方式，且于该外层部分114与内层部分113之间形成腔体111。于一实施例中，内层部分113及外层部分114为一体成型，但本发明并不以此为限。

于一实施例中，贴附内层部分113的桩脚12表面上形成至少一沟槽121，例如可为螺旋沟槽，或是连续锯齿沟槽。此沟槽121的目的在于增加其表面与挠性单元11的内层部分113之间的摩擦力，本发明并不限定沟槽121的具体实施例，只要能增加摩擦力的外型即可。

再于一实施例中，承载装置更包括一固定件13，用以将挠性单元11环设于桩脚12上并密封腔体111。

请参阅图4，其为本发明的承载装置的运用示意图。浮式平台10可由两条圆管并排组成，例如圆管直径为0.225公尺，圆管长度为10公尺，所组成的浮式平台10的宽度可为1.5公尺。在浮式平台10的底侧102可设置多个的桩脚12及其对应的挠性单元11，本发明并不限制挠性单元11及桩脚12的数量。而浮式平台10的顶侧101可设有至少一太阳能板14，本发明也不限制太阳能板14的数量。另本发明也不限制浮式平台10只能以两条圆管并排组成，浮式平台10实质上也可为平底板状或其他外型。

请参阅图5，一并参酌图1a～图1c或图2a～图2c，本发明的承载装置的操作方法，包括：将前述各实施例的承载装置放置于一液体的液面(例如水1的水面)上，其中，承载装置包括浮式平台10及设于浮式平台10的底侧102的挠性单元11(步骤s01)；水位下降使承载装置陷入位于该液体内的沉积物(例如土壤2)中，其中，挠性单元11受到承载装置的重力g以及来自土壤2的应力s而挤压产生形变(步骤s02)；在水位上升时，承载装置的浮力带动挠性单元11产生另一形变，以使挠性单元11进一步通过承载装置的浮力f而脱离土壤2(步骤s03)。于一实施例中，挠性单元11受到承载装置的重力g以及来自土壤2的应力s而挤压产生横向扩展的形变。而在水位逐渐上升时，该承载装置的浮力f所产生的应力s’将会持续集中在该挠性单元11与该土壤2的交界处，进而逐渐在该挠性单元11与该土壤2之间产生空隙21，使水1进入该空隙21以降低该挠性单元11及该土壤2之间的摩擦力。

通过本发明的承载装置及其操作方法，承载装置因自身重量及载重而沉陷于土壤中且更因土壤硬化而无法挣脱时，可通过水位上升时所产生的浮力令挠性单元产生形变，此形变迫使挠性单元与土壤之间产生间隙，使得水渗入间隙中，除了可软化土壤外，更可降低挠性单元与土壤之间的摩擦力，最终使承载装置自行脱困，不需要任何额外能源即可浮起。本发明的承载装置及操作方法实具有防止承载装置被水淹没且其制造、运转与维护成本低，同时可重复使用的功效。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。