一种用于运维船的多自由度补偿夹持装置的制作方法

本发明涉及海上风电技术领域，尤其涉及一种用于运维船的多自由度补偿夹持装置。

背景技术：

我国的海上风电建设已起步，海上风电体系已初步建立。风电机作为海上风电体系的核心部件，对海上风电体系的正常运行起到了至关重要的作用。为了保障海上风电体系的正产运行，在风电机出现故障时，需要及时对风机进行维修。

目前，运维人员被运维船运送到风机基础附近后，登陆风机基础的方式是运维人员依靠运维船与风机基础直接接近，寻找机会攀爬风机基础上的攀爬梯登上风机基础，由于海上环境气候因素情况复杂，当运维船遇上大风浪时，运维船可接近性差，运维船靠近海上风机基础时受风浪影响晃动剧烈，运维人员很难找到合适的机会爬上攀爬梯，稍有不慎容易坠船，登陆变得非常困难而且具有相当的危险性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种稳定夹持的用于运维船的多自由度补偿夹持装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种用于运维船的多自由度补偿夹持装置，包括安装基座、举升补偿总成、夹持基座、夹持臂总成和旋转支撑总成；所述安装基座与运维船的甲板连接；所述举升补偿总成设置在所述安装基座，所述举升补偿总成的输出端与所述夹持基座连接；所述举升补偿总成沿所述夹持基座所在平面进行升降补偿；所述旋转支撑总成设置在所述安装基座，所述旋转支撑总成与所述夹持基座的其中一侧壁连接；所述夹持臂总成设置在所述夹持基座的另一侧壁连接。

优选的，所述举升补偿总成包括举升连接耳板、举升补偿油缸和举升侧向耳板；所述举升连接耳板设置有两个，两个所述举升连接耳板间隔设置在所述安装基座；所述举升侧向耳板设置有两个，两个所述举升侧向耳板设置在所述夹持基座的两侧；所述举升补偿油缸设置有两个，所述举升补偿油缸与所述举升连接耳板铰接，所述举升补偿油缸的输出端与所述举升侧向耳板铰接。

优选的，所述举升连接耳板与所述举升补偿油缸的铰接轴与所述夹持基座垂直；所述举升侧向耳板与所述举升补偿油缸的铰接轴与所述夹持基座垂直。

优选的，所述旋转支撑总成包括旋转连接耳板、旋转支撑油缸、连接球和球铰座；所述旋转连接耳板设置在所述安装基座，所述旋转支撑油缸与所述旋转连接耳板铰接，所述旋转支撑油缸的输出端与所述连接球连接，所述球铰座设置在所述夹持基座的侧壁，所述连接球与所述球铰座铰接。

优选的，所述旋转支撑油缸与所述旋转连接耳板的铰接轴与所述夹持基座相平行。

优选的，所述夹持臂总成包括两个夹臂单元，两个所述夹臂单元间隔设置在所述夹持基座的侧壁；所述夹臂单元包括纵向连接耳板、夹持油缸、连接梁、左夹持臂、右夹持臂、第一连接耳板、第二连接耳板和夹持臂安装座；所述夹持臂安装座设置在所述夹持基座的侧壁，所述左夹持臂的一端与所述夹持臂安装座铰接，所述右夹持臂的一端与所述夹持臂安装座铰接；所述第一连接耳板设置在所述左夹持臂的上表面，所述第二连接耳板设置在所述右夹持臂的上表面；所述夹持油缸与所述纵向连接耳板铰接，所述夹持油缸的输出端与所述连接梁铰接，所述连接梁设置有两个，其中一个所述连接梁与所述第一连接耳板铰接，其中另一个所述连接梁与所述第二连接耳板铰接。

优选的，所述连接梁为匚型结构，所述连接梁的开口一端与所述夹持油缸的输出端铰接，所述连接梁的闭合一端为圆柱结构，该圆柱结构与对应的所述第一连接耳板或所述第二连接耳板铰接。

优选的，还包括变幅补偿驱动总成，所述变幅补偿驱动总成包括虎克铰、变幅补偿油缸和连接基座；所述变幅补偿油缸设置有多个，所述虎克铰设置有多个，所述变幅补偿油缸的一端与通过对应的虎克铰与所述安装基座连接，所述变幅补偿油缸的另一端通过对应的虎克铰与所述连接基座连接。

优选的，所述虎克铰设置有至少四个第一虎克铰和至少四个第二虎克铰，所述变幅补偿油缸设置有至少四个；四个所述第一虎克铰设置在所述安装基座的侧壁；四个所述第二虎克铰设置在所述连接基座的侧壁；四个所述变幅补偿油缸连接在对应的第一虎克铰和第二虎克铰之间。

优选的，沿竖直方向的两个所述第一虎克铰之间的间距大于沿竖直方向的两个所述第二虎克铰之间的间距。

本申请采用上述结构，通过夹持臂总成与风机的防撞柱连接，连接结构稳定，防止脱落松动的情况发生。举升补偿总成和旋转支撑总成配合，能够对运维船的晃动进行补偿，保持运维船的稳定，保证运维人员登陆安全。

本申请夹持臂总成与风机防撞柱接触后，夹持臂总成可立即锁定防撞柱，当运维船受到波浪作用发生剧烈运动时，通过本装置可以补偿运维船的纵摇，从而提高作业的稳定性，同时还可以减少因海浪作用对夹持臂总成的冲击，提高装置整体使用寿命，具有补偿性能好、安全性高、使用寿命长等特点。

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是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的侧视结构示意图；

图3是本发明夹持基座的侧视结构示意图；

图4是本发明安装基座的结构示意图。

其中：安装基座1、举升补偿总成2、举升连接耳板21、举升补偿油缸22、举升侧向耳板23；

夹持基座3；

夹持臂总成4、纵向连接耳板41、夹持油缸42、连接梁43、左夹持臂44、右夹持臂45、第一连接耳板46、第二连接耳板47、夹持臂安装座48；

旋转支撑总成5、旋转连接耳板51、旋转支撑油缸52、连接球53；球铰座54；

变幅补偿驱动总成6、虎克铰61、变幅补偿油缸62、连接基座63。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1至图4所示，本实施例的一种用于运维船的多自由度补偿夹持装置，包括安装基座1、举升补偿总成2、夹持基座3、夹持臂总成4和旋转支撑总成5。

所述安装基座1与运维船的甲板连接。

所述举升补偿总成2设置在所述安装基座1，所述举升补偿总成2的输出端与所述夹持基座3连接。

所述举升补偿总成2沿所述夹持基座3所在平面进行升降补偿。

所述旋转支撑总成5设置在所述安装基座1，所述旋转支撑总成5与所述夹持基座3的其中一侧壁连接。

所述夹持臂总成4设置在所述夹持基座3的另一侧壁连接。

采用这种结构，通过夹持臂总成4与风机的防撞柱连接，连接结构稳定，防止脱落松动的情况发生。举升补偿总成2和旋转支撑总成5配合，能够对运维船的晃动进行补偿，保持运维船的稳定，保证运维人员登陆安全。

本申请夹持臂总成4与风机防撞柱接触后，夹持臂总成4可立即锁定防撞柱，当运维船受到波浪作用发生剧烈运动时，通过本装置可以补偿运维船的纵摇，从而提高作业的稳定性，同时还可以减少因海浪作用对夹持臂总成4的冲击，提高装置整体使用寿命，具有补偿性能好、安全性高、使用寿命长等特点。

本申请中，所述举升补偿总成2包括举升连接耳板21、举升补偿油缸22和举升侧向耳板23。

所述举升连接耳板21设置有两个，两个所述举升连接耳板21间隔设置在所述安装基座1。

所述举升侧向耳板23设置有两个，两个所述举升侧向耳板23设置在所述夹持基座3的两侧。

所述举升补偿油缸22设置有两个，所述举升补偿油缸22与所述举升连接耳板21铰接，所述举升补偿油缸22的输出端与所述举升侧向耳板23铰接。

采用这种结构，通过两侧的举升补偿油缸22同时同步动作带动夹持基座3上升或下降，对安装基座1起到纵向的补偿作用。通过两侧的举升补偿油缸22进行不同步动作，其中一个举升补偿油缸22伸长，另一个举升补偿油缸22收缩，使安装基座1朝举升补偿油缸22收缩的一侧倾斜，对安装基座1起到水平方向的补偿作用，这种结构满足不同状态下的作业需求。

本实施例中，两个所述举升连接耳板21以安装基座1的中线为中心，对称设置安装基座1的两侧，此对称式结构设计简单、同时也保证了安装基座1在作业过程中受力均匀。

具体地，所述举升连接耳板21与所述举升补偿油缸22的铰接轴与所述夹持基座3垂直。

所述举升侧向耳板23与所述举升补偿油缸22的铰接轴与所述夹持基座3垂直。

采用这种结构，通过对举升连接耳板21与所述举升补偿油缸22，举升侧向耳板23与所述举升补偿油缸22铰接的方向进行限定，从而保证了夹持基座3与举升补偿油缸22始终处于同一纵向平面，起到了良好的限位作用。

具体地，所述旋转支撑总成5包括旋转连接耳板51、旋转支撑油缸52、连接球53和球铰座54。

所述旋转连接耳板51设置在所述安装基座1，所述旋转支撑油缸52与所述旋转连接耳板51铰接，所述旋转支撑油缸52的输出端与所述连接球53连接，所述球铰座54设置在所述夹持基座3的侧壁，所述连接球53与所述球铰座54铰接。

优选的，所述旋转支撑油缸52与所述旋转连接耳板51的铰接轴与所述夹持基座3相平行。

采用这种结构，旋转支撑油缸52、连接球53和球铰座54配合，当运维船受波浪作用发生纵摇时，通过与举升补偿油缸22的配合，举升补偿油缸22一条伸出、另一条缩回，使夹持基座3绕旋转支撑油缸52的缸筒方向转动，从而完成对纵摇的补偿。此过程中，旋转支撑油缸52起到固定支撑作用，提高装置整体可靠性。连接球53和球铰座54配合形成万向结构，提高旋转支撑油缸52与夹持基座3连接的灵活性。

具体地，所述夹持臂总成4包括两个夹臂单元，两个所述夹臂单元间隔设置在所述夹持基座3的侧壁。

所述夹臂单元包括纵向连接耳板41、夹持油缸42、连接梁43、左夹持臂44、右夹持臂45、第一连接耳板46、第二连接耳板47和夹持臂安装座48。

所述夹持臂安装座48设置在所述夹持基座3的侧壁，所述左夹持臂44的一端与所述夹持臂安装座48铰接，所述右夹持臂45的一端与所述夹持臂安装座48铰接。

所述第一连接耳板46设置在所述左夹持臂44的上表面，所述第二连接耳板47设置在所述右夹持臂45的上表面。

所述夹持油缸42与所述纵向连接耳板41铰接，所述夹持油缸42的输出端与所述连接梁43铰接，所述连接梁43设置有两个，其中一个所述连接梁43与所述第一连接耳板46铰接，其中另一个所述连接梁43与所述第二连接耳板47铰接。

采用这种结构，夹持油缸42收缩时，带动两个连接梁43的一端朝上移动，两个连接梁43的下端分别通过第一连接耳板46和第二连接耳板47带动左夹持臂44和右夹臂转动收合，左右夹臂配合夹紧风机的防撞柱。通过对夹持油缸42进行控制可调节夹持臂的夹持力大小。左、右夹持臂均呈半圆弧状，与防撞柱接触时，可以更好进行定位夹持，当防撞柱与夹持臂接触时，圆弧状结构可以有效的分散应力。

夹持臂安装座中设有缓冲装置，当与风机防撞柱接触时，可尽量减小与夹持器的冲击力，提高设备的使用寿命。

优选的，所述连接梁43为匚型结构，所述连接梁43的开口一端与所述夹持油缸42的输出端铰接，所述连接梁43的闭合一端为圆柱结构，该圆柱结构与对应的所述第一连接耳板46或所述第二连接耳板47铰接。

优选的，还包括变幅补偿驱动总成6，所述变幅补偿驱动总成6包括虎克铰61、变幅补偿油缸62和连接基座63；

所述变幅补偿油缸62设置有多个，所述虎克铰61设置有多个，所述变幅补偿油缸62的一端与通过对应的虎克铰61与所述安装基座1连接，所述变幅补偿油缸62的另一端通过对应的虎克铰61与所述连接基座63连接。

具体地，所述虎克铰61设置有至少四个第一虎克铰和至少四个第二虎克铰，所述变幅补偿油缸62设置有至少四个；四个所述第一虎克铰设置在所述安装基座1的侧壁；四个所述第二虎克铰设置在所述连接基座63的侧壁；四个所述变幅补偿油缸62连接在对应的第一虎克铰和第二虎克铰之间。

具体地，沿竖直方向的两个所述第一虎克铰之间的间距大于沿竖直方向的两个所述第二虎克铰之间的间距。

采用这种结构，变幅补偿油缸总成由四个变幅补偿油缸62组成，每两个变幅补偿油缸62分为一组，这两个变幅补偿油缸62处于同一水平面，变幅补偿油缸62的前端通过虎克铰连接在安装基座1，后端通过虎克铰连接在连接基座63，两组变幅补偿油缸62对称布置在安装基座1，并通过主动和/或被动补偿的方式，调整四个变幅补偿油缸62的伸出长度及角度，补偿运维船四个自由度运动纵荡、横摇、纵摇、艏摇，从而提高运动稳定性，补偿性能好。

本实施例中，同一竖直方向的两个第二虎克铰412相互靠近，能够方便在移动补偿过程中，减小连接基座63的移动量，使补偿过程更加稳定。

本申请中，变幅补偿油缸62的活塞杆均采用陶瓷涂层，有利于防止活塞杆发生腐蚀，提高执行元件的使用寿命，变幅补偿油缸62的前后端通过虎克铰连接风机的防撞柱和运维船，通过虎克铰结构可以满足变幅补偿油缸62多自由度运动。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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。