一种柔性连接机构、漂浮式平台和海上光伏发电站的制作方法

1.本发明涉及柔性连接机构技术领域，尤其涉及一种柔性连接机构、漂浮式平台和海上光伏发电站。


背景技术：

2.海上光伏电站的浮体通常由多个浮体模块组成，相邻的浮体模块之间通过连接机构连接，在海上风浪的作用下，浮体模块经常发生不同方向的运动，使得相邻浮体模块之间发生纵摇、纵荡和垂荡等现象，一方面，使得浮体模块与连接机构的连接处承受较大的载荷，导致浮体模块与连接机构的连接处经常发生极限破坏或者疲劳损伤；另一方面，相邻浮体模块之间发生纵摇、纵荡和垂荡时，连接机构本身会受到较大的拉伸力、剪切力和弯矩，导致连接结构本身经常发生极限破坏或者疲劳损伤，以上两个方面均会使浮体模块与连接机构的连接关系失效，降低浮体模块连接的可靠性和稳定性。
3.因此，如何提高浮体模块连接的可靠性和稳定性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种柔性连接机构，以提高浮体模块连接的可靠性和稳定性。
5.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种柔性连接机构，包括：
7.第一连杆，所述第一连杆的第一端用于转动连接第一浮体模块；
8.第二连杆，所述第二连杆的第一端用于转动连接第二浮体模块；
9.第一伸缩阻尼件，所述第一伸缩阻尼件的第一端与所述第一连杆的中部转动连接；
10.第二伸缩阻尼件，所述第二伸缩阻尼件的第一端与所述第二连杆的中部转动连接；以及
11.过渡连接件，所述过渡连接件设有第一连接部、第二连接部、第三连接部和第四连接部，所述第一连接部和所述第二连接部位于所述过渡连接件的纵向中心面的一侧，所述第三连接部和所述第四连接部位于所述过渡连接件的纵向中心面的另一侧，所述第一伸缩阻尼件的第二端与所述第一连接部转动连接，所述第一连杆的第二端与所述第二连接部转动连接，所述第二伸缩阻尼件的第二端与所述第三连接部转动连接，所述第二连杆的第二端与所述第四连接部转动连接。
12.可选地，在上述柔性连接机构中，还包括设置于所述第一浮体模块上的第一法兰连接件和设置于所述第二浮体模块上的第二法兰连接件，所述第一连杆与所述第一法兰连接件转动连接，所述第二连杆与所述第二法兰连接件转动连接。
13.可选地，在上述柔性连接机构中，所述第一法兰连接件与所述第一连杆之间，以及
所述第二法兰连接件与所述第二连杆之间均通过铰接销轴连接。
14.可选地，在上述柔性连接机构中，所述过渡连接件包括四个连接臂，相邻的所述连接臂之间的夹角为90
°
，且所述第一连接部、所述第二连接部、所述第三连接部和所述第四连接部分别设置于四个连接臂的端部。
15.可选地，在上述柔性连接机构中，所述第一伸缩阻尼件和所述第二伸缩阻尼件为弹簧减震器或者液压减震器。
16.可选地，在上述柔性连接机构中，设所述第一连杆的第一端与所述第一连杆的第二端的连线为第一连线，所述第一连杆的第二端与所述第一连接部的连线为第二连线，则所述第一连线和所述第二连线之间的角度小于90
°
。
17.可选地，在上述柔性连接机构中，所述第一伸缩阻尼件的第二端与所述第一连接部之间、所述第一连杆的第二端与所述第二连接部之间和所述第二伸缩阻尼件的第二端与所述第三连接部之间，以及所述第二连杆的第二端与所述第四连接部之间均通过铰接销轴连接。
18.可选地，在上述柔性连接机构中，所述第一连杆的中部切割有平面连接壁，所述平面连接壁设有用于与所述第一伸缩阻尼件铰接的铰接孔。
19.一种漂浮式平台，包括多个浮体模块和如上所述的柔性连接机构，相邻的所述浮体模块之间通过所述柔性连接机构连接。
20.一种海上光伏发电站，包括如上所述的柔性连接机构。
21.使用本发明所提供的柔性连接机构时，将第一连杆与第一浮体模块转动连接，第二连杆与第二浮体模块转动连接，由于第一伸缩阻尼件的第一端与第一连杆的中部转动连接，第二伸缩阻尼件的第一端与第二连杆的中部转动连接，第一伸缩阻尼件的第二端与过渡连接件的第一连接部转动连接，第一连杆的第二端与过渡连接件的第二连接部转动连接，第二伸缩阻尼件的第二端与过渡连接件的第三连接部转动连接，第二连杆的第二端与过渡连接件的第四连接部转动连接，因此，基于第一伸缩阻尼件和第二伸缩阻尼件的伸缩变换，以及第一伸缩阻尼件的两端分别与第一连杆和过渡连接件的转动连接，第二伸缩阻尼件的两端分别与第二连杆的和过渡连接件的转动连接，该柔性连接机构能够在一定范围内伸长和收缩，使第一浮体模块和第二浮体模块之间允许存在一定程度的纵荡运动(第一浮体模块和第二浮体模块在第一纵向上的相对晃动，第一纵向为自第一浮体模块朝向第二浮体模块的方向)、垂荡运动(第一浮体模块和第二浮体模块在竖直方向的相对晃动)和纵摇运动(第一浮体模块和第二浮体模块绕第二纵向上的转动，第二纵向为与第一纵向垂直且平行于水平面的方向)。
22.由此可见，本发明所提供的柔性连接机构具有以下有益效果：
23.(1)使得该柔性连接机构与第一浮体模块的连接处和该柔性连接机构与第二浮体模块的连接处，以及该柔性连接机构本身所受到的载荷均有所减小，减少了柔性连接机构和浮体模块连接处的疲劳损坏和极限损坏，提高了浮体模块连接的可靠性和稳定性。
24.(2)由于柔性连接机构使第一浮体模块和第二浮体模块所受到的载荷减小，因此，第一浮体模块和第二浮体模块均可以采用更轻量化的设计，降低了海上光伏电站的制造成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例所提供的一种柔性连接机构所连接的两个浮体模块在纵荡运动距离达到最大值时的结构示意图；
27.图2为本发明实施例所提供的一种柔性连接机构所连接的两个浮体模块在纵荡运动距离达到最小值时的结构示意图；
28.图3为本发明实施例所提供的一种柔性连接机构所连接的两个浮体模块在垂荡运动距离达到最大值时的结构示意图；
29.图4为本发明实施例所提供的一种柔性连接机构所连接的两个浮体模块在纵摇运动时的结构示意图。
30.其中，100为第一连杆，200为第二连杆，300为第一伸缩阻尼件，400为第二伸缩阻尼件，500为过渡连接件，600为第一浮体模块，700为第二浮体模块，800为第一法兰连接件，900为第二法兰连接件，c-c为纵向中心面，a为第一连线，b为第二连线，β为第一连线和第二连线之间的角度，x为第一纵向。
具体实施方式
31.有鉴于此，本发明的核心在于提供一种柔性连接机构，以提高浮体模块连接的可靠性和稳定性。
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.如图1至图4所示，本发明实施例公开了一种柔性连接机构，包括第一连杆100、第二连杆200、第一伸缩阻尼件300、第二伸缩阻尼件400和过渡连接件500。
34.其中，第一连杆100的第一端用于转动连接第一浮体模块600；第二连杆200的第一端用于转动连接第二浮体模块700；第一伸缩阻尼件300的第一端与第一连杆100的中部转动连接；第二伸缩阻尼件400的第一端与第二连杆200的中部转动连接；过渡连接件500设有第一连接部、第二连接部、第三连接部和第四连接部，第一连接部和第二连接部位于过渡连接件500的纵向中心面c-c的一侧，第三连接部和第四连接部位于过渡连接件500的纵向中心面c-c的另一侧，第一伸缩阻尼件300的第二端与第一连接部转动连接，第一连杆100的第二端与第二连接部转动连接，第二伸缩阻尼件400的第二端与第三连接部转动连接，第二连杆200的第二端与第四连接部转动连接。
35.上述纵向中心面c-c指的是在第一浮体模块600朝向第二浮体模块700的方向上，也就是在下文所述的第一纵向x上，位于第一浮体模块600和第二浮体模块700中间的平面；应当理解，上述第一连接部和第二连接部可以分别与第三连接部和第四连接部在纵向中心面c-c的两侧对称设置，也可以不对称设置，只要是能够满足使用要求的设置方式均属于本
你发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的第一连接部和第二连接部分别与第三连接部和第四连接部在纵向中心面c-c的两侧对称设置。
36.使用本发明所提供的柔性连接机构时，将第一连杆100与第一浮体模块600转动连接，第二连杆200与第二浮体模块700转动连接，由于第一伸缩阻尼件300的第一端与第一连杆100的中部转动连接，第二伸缩阻尼件400的第一端与第二连杆200的中部转动连接，第一伸缩阻尼件300的第二端与过渡连接件500的第一连接部转动连接，第一连杆100的第二端与过渡连接件500的第二连接部转动连接，第二伸缩阻尼件400的第二端与过渡连接件500的第三连接部转动连接，第二连杆200的第二端与过渡连接件500的第四连接部转动连接，因此，基于第一伸缩阻尼件300和第二伸缩阻尼件400的伸缩变换，以及第一伸缩阻尼件300的两端分别与第一连杆100和过渡连接件500的转动连接，第二伸缩阻尼件400的两端分别与第二连杆200的和过渡连接件500的转动连接，该柔性连接机构能够在一定范围内伸长和收缩，使第一浮体模块600和第二浮体模块700之间允许存在一定程度的纵荡运动(第一浮体模块600和第二浮体模块700在第一纵向x上的相对晃动，第一纵向x为自第一浮体模块600朝向第二浮体模块700的方向)、垂荡运动(第一浮体模块600和第二浮体模块700在竖直方向的相对晃动)和纵摇运动(第一浮体模块600和第二浮体模块700绕第二纵向上的转动，第二纵向为与第一纵向x垂直且平行于水平面的方向)。
37.由此可见，本发明所提供的柔性连接机构具有以下有益效果：
38.(1)使得该柔性连接机构与第一浮体模块600的连接处和该柔性连接机构与第二浮体模块700的连接处，以及该柔性连接机构本身所受到的载荷均有所减小，减少了柔性连接机构和浮体模块连接处的疲劳损坏和极限损坏，提高了浮体模块连接的可靠性和稳定性。
39.(2)由于柔性连接机构使第一浮体模块600和第二浮体模块700所受到的载荷减小，因此，第一浮体模块600和第二浮体模块700均可以采用更轻量化的设计，降低了海上光伏电站的制造成本。
40.需要说明的是，上述“第一连杆100的中部”指的是第一连杆100的第一端到第二连杆200的第二端的任意距离，包括但不仅限于第一连杆100的中心位置；同样地，“第二连杆200的中部”指的是第二连杆200的第一端到第二连杆200的第二端的任意距离，包括但不仅限于第二连杆200的中心位置。
41.另外，上述第一浮体模块600可以与第一连杆100直接连接，也可以通过另外设置的连接件连接第一浮体模块600和第一连杆100，同样地，第二浮体模块700可以与第二连杆200直接连接，也可以通过另外设置的连接件连接第二浮体模块700和第二连杆200，只要是能够满足使用要求的连接方式均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的柔性连接机构还包括设置于第一浮体模块600上的第一法兰连接件800和设置于第二浮体模块700上的第二法兰连接件900，以通过另外设置的第一法兰连接件800转动连接第一连杆100，通过另外设置的第二法兰连接件900转动连接第二连杆200，以便于在浮体模块与该柔性连接机构连接处发生损坏时，直接更换第一法兰连接件800和第二法兰连接件900即可，不需要对浮体模块进行维修和更换，提高了后期维护的便捷性和维护效率。
42.本发明所提供的第一法兰连接件800与第一连杆100之间，以及第二法兰连接件900与第二浮体模块700之间均可以通过转动接头、万向轴承或者销轴等连接方式实现转动
连接，只要是能够满使用要求的连接方式均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的第一法兰连接件800与第一连杆100之间，以及第二法兰连接件900与第二浮体模块700之间均通过铰接销轴连接，结构简单，成本较低，具有较好的经济性。
43.应当理解，本发明所提供的过渡连接件500可以是板状件、连接支架或者多个连接臂的组合等形式，只要是能够满足使用要求的零件类型均属于本发明保护范围内；可选地，如图1至图4所示，本发明实施例所提供的过渡连接件500包括四个连接臂，相邻的连接臂之间的夹角为90
°
，且第一连接部、第二连接部、第三连接部和第四连接部分别设置于四个连接臂的端部，以形成十字型结构的过渡连接件500，将第一连接部、第二连接部、第三连接部和第四连接部分别设置于十字型结构的端部，实现过渡连接件500的轻量化设计，降低制造成本。
44.本发明所提供的第一伸缩阻尼件300和第二伸缩阻尼件400均可以是弹簧减震器或者液压减震器等类型，只要是能够伸缩，同时起到缓冲作用的零件类型均属于本发明保护范围内。
45.进一步地，设第一连杆100的第一端与第一连杆100的第二端的连线为第一连线a，第一连杆100的第二端与第一连接部的连线为第二连线b，则第一连线a和第二连线b之间的角度β小于90
°
，以防止第一连线a和第二连线b的角度等于90
°
时，过渡连接件500顶住第一连杆100，导致该柔性连接机构卡死，无法实现缓冲作用，并且，防止第一连线a和第二连线b的角度大于90
°
时，第一浮体模块600和第二浮体模块700在第一纵向x作互相靠近运动时，第一伸缩阻尼件300继续伸长。
46.同理，设第二连杆200的第一端与第二连杆200的第二端的连线为第三连线，第二连杆200的第二端与第三连接部的连线为第四连线，则第三连线和第四连线之间的角度小于90
°
，以防止第三连线和第四连线的角度等于90
°
时，过渡连接件500顶住第二连杆200，导致该柔性连接机构卡死，无法实现缓冲作用，并且，防止第三连线和第四连线的角度大于90
°
时，第一浮体模块600和第二浮体模块700在第一纵向x靠近运动时，第二伸缩阻尼件400继续伸长。
47.本发明对上述第一伸缩阻尼件300和第二伸缩阻尼件400的伸缩行程、第一连杆100的尺寸规格、第二连杆200的尺寸规格和过渡连接件500的尺寸规格均不作具体限定，只要是能够满足使用要求的尺寸规格均属于本发明保护范围内。
48.更进一步地，第一伸缩阻尼件300的第二端与第一连接部之间、第一连杆100的第二端与第二连接部之间和第二伸缩阻尼件400的第二端与第三连接部之间，以及第二连杆200的第二端与第四连接部之间均通过铰接销轴连接，以实现第一连接部与第一伸缩阻尼件300之间、第二连接部与第一连杆100、第三连接部与第二伸缩阻尼件400之间和第四连接部与第二连杆200之间实现转动连接，配合第一伸缩阻尼件300和第二伸缩阻尼件400的伸缩功能使该柔性连接机构允许第一浮体模块600和第二浮体模块700之间的纵荡运动、垂荡运动和纵摇运动。
49.另外，为便于第一连杆100与第一伸缩阻尼件300的转动连接，在第一连杆100的中部切割有平面连接壁，平面连接壁设有铰接孔，该铰接孔与第一伸缩阻尼件300上的铰接孔通过铰接销轴实现铰接连接。
50.该柔性连接机构的安装步骤具体为：
51.1、在第一浮体模块600和第二浮体模块700制造完成后，将第一法兰连接件800安装在第一浮体模块600的指定位置，将第二法兰连接件900安装在第二浮体模块700的指定位置，然后通过铰接销轴依次连接第一法兰连接件800和第一连杆100的第一端，通过铰接销轴依次连接第二法兰连接件900和第二连杆200的第一端。
52.2、第一浮体模块600和第二浮体模块700之间连接时，首先通过铰接销轴将第一连杆100的第二端与过渡连接件500的第二连接部连接，通过铰接销轴将第一伸缩阻尼件300的第二端与过渡连接件500的第一连接部连接，通过铰接销轴将第一伸缩阻尼件300的第一端与第一连杆100的中部连接；然后，通过铰接销轴将第二连杆200的第二端与过渡连接件500的第四连接部连接，通过铰接销轴将第二伸缩阻尼件400的第二端与过渡连接件500的第三连接部连接，通过铰接销轴将第二伸缩阻尼件400的第一端与第二连杆200的中部连接，完成安装。
53.此外，本发明还公开了一种漂浮式平台和海上光伏发电站，均包括多个浮体模块和如上所述的柔性连接机构，相邻的浮体模块之间通过柔性连接机构连接，由于包括了如上所述的柔性连接机构，因此兼具了上述柔性连接结构的所有技术效果，本文在此不再一一赘述。
54.应当理解，本发明所提供的柔性连接机构能够但不仅限于用于海上光伏发电站，还可以用于海上风电发电站或者海上捕捞系统等技术领域，因此，本发明对上述柔性连接结构的应用范围不作具体限定。
55.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
56.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。