海上风电筒型基础全自由度限位的浮运固定装置的制作方法

1.本发明涉及海上风力发电技术领域，具体涉及一种海上风电筒型基础全自由度限位的浮运固定装置。


背景技术：

2.风能作为清洁可再生能源，成为近年来发展最快的新能源之一。海风与陆风不同，海上风力远远大于陆地，海上风电远离人群，又不占用耕地，发展空间巨大，完全有能力担任绿色可再生电力主力军角色，大力发展海上风电，战略价值巨大。海上风电近年来正在世界各地飞速发展。海上风机建设中基础结构最常见的是桩基础、重力式基础以及近年来发展较快的筒形基础。
3.筒型基础以其刚度大、抗倾覆能力强、总体造价低等优势被大量地运用于受台风影响以及岩层埋深较浅的海上风电场。但筒型基础体型较大、重量较大，底部筒裙分仓板等均为薄壁结构，无法直接承受筒型基础的大重量，因此无法放置在平板驳上直接运输，只能通过浮运方式进行运输。cn201310105975.6、cn201410049408.8、cn201410049409.2等专利中公布了重力式基础的浮运方法，但该专利均针对闭口结构的重力式风机基础，且基础运输方式为不借助大型辅助装备的直接拖航运输。筒型基础底部筒裙为开口结构，浮运过程中的稳定性和抗倾覆能力弱于闭口结构的基础型式，因此需要大型辅助装备对其进行运输作业。cn202010801345.2专利中公布了针对多边形筒型基础的辅助浮运装置，阐述了浮运船的结构型式以及多边形筒型基础和浮运船之间的连接型式，但浮运船没有限制住多边形筒型基础向上、浮运平台向下时的相对运动，未能实现浮运船和多边筒型基础相对运动全自由度限位。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种海上风电筒型基础全自由度限位的浮运固定装置，能够限制风机筒型基础与浮运平台之间在水平方向和垂直方向上所有相对位移，使得风机筒型基础与浮运平台连接固定为一个稳定紧密的整体，最大程度地实现浮运平台为风机筒型基础的浮式运输提供稳定性。
5.本发明的一种海上风电筒型基础全自由度限位的浮运固定装置，其技术方案为：包括风机筒型基础和浮运平台，还包括升降限位连杆和伸缩限位构件，所述风机筒型基础包括基础过渡段和固设于所述基础过渡段底部的筒裙，所述浮运平台紧密环绕筒裙设置，所述伸缩限位构件沿径向均匀分布于所述筒裙上表面，所述浮运平台上设有上下贯穿的浮体通孔，所述升降限位连杆上端设有顶部限位件，下端设有底部限位件，所述升降限位连杆穿设于所述浮体通孔内，所述升降限位连杆的顶部限位件与所述伸缩限位构件限位配合，所述升降限位连杆的底部限位件与筒裙的底面限位配合。
6.较为优选的，所述升降限位连杆上端设有横向贯穿的顶部通孔，下端设有限位托板，所述升降限位连杆的顶部通孔与所述伸缩限位构件限位配合，所述升降限位连杆的限
位托板与所述筒裙的底面限位配合。
7.较为优选的，所述浮运平台包括间隔设置且相互连接的ⅰ型浮体和ⅱ型浮体。
8.较为优选的，所述ⅰ型浮体与ⅱ型浮体在两侧位置固连。
9.较为优选的，所述ⅰ型浮体两侧水平设置有突出连接件，所述ⅱ型浮体两侧设有与所述突出连接件配合的凹槽，所述ⅰ型浮体两侧的突出连接件与所述ⅱ型浮体两侧的凹槽相互嵌合连接。
10.较为优选的，所述ⅰ型浮体两侧设有ⅰ型浮体固定构件，所述ⅰ型浮体固定构件上开设有ⅰ型浮体销钉孔，所述ⅱ型浮体两侧设有ⅱ型浮体固定构件，所述ⅱ型浮体固定构件上开设有ⅱ型浮体销钉孔，所述ⅰ型浮体和ⅱ型浮体通过穿过ⅰ型浮体销钉孔和ⅱ型浮体销钉孔的销钉固连。
11.较为优选的，所述ⅰ型浮体和ⅱ型浮体的上表面设有用于驱动升降限位连杆升降的升降驱动构件。
12.较为优选的，所述升降限位连杆的左右两侧设有齿条，所述ⅰ型浮体和ⅱ型浮体的上表面设有与所述齿条啮合并可驱动所述升降限位连杆升降的齿轮装置。
13.较为优选的，所述伸缩限位构件包括伸缩销钉和用于驱动所述伸缩销钉伸出或缩回的伸缩驱动装置，所述伸缩驱动装置沿径向均匀分布于所述筒裙上表面，所述伸缩销钉可在伸缩驱动装置的驱动下延伸至筒裙外侧并插入所述升降限位连杆的顶部通孔内。
14.较为优选的，所述风机筒型基础为风机六边形筒型基础，所述风机六边形筒型基础的筒裙具有六边形外壁结构，所述ⅰ型浮体和ⅱ型浮体各为三个，三个所述ⅰ型浮体和三个所述ⅱ型浮体的内侧面分别与筒裙的六个壁面紧密接触。
15.本发明的有益效果为：
16.(1)浮运平台内壁与筒裙边壁紧密贴合，浮运平台将筒裙紧密包裹、连接牢固，实现风机筒型基础和浮运平台在水平方向上的限位。升降限位连杆下部与筒裙底部限位配合，上部与筒裙上部的伸缩限位构件限位配合，使得筒裙被升降限位连杆从上下两个方向上夹紧，实现了风机筒型基础与浮运平台在垂直方向上的限位。最终达到了风机筒型基础与浮运平台之间水平方向和垂直方向全自由度限位的效果，两者连接固定为稳定紧密的整体，实现利用浮运平台为风机六边形筒型基础的浮式运输提供稳定性的目的。
17.(2)浮运平台ⅰ型浮体和ⅱ型浮体分别设置突出和凹槽，两种浮体相互咬合，连接紧密，实现两种浮体在垂直方向上的限位。其次，利用销钉穿过两种浮体设置的销钉孔，实现了两种浮体在水平方向上的限位。两种浮体进一步实现所有自由度上的限位，形成一个牢固紧密的整体。
附图说明
18.图1为本发明的立体结构示意图；
19.图2为本发明的分解结构示意图；
20.图3为本发明ⅰ型浮体的第一角度立体结构示意图；
21.图4为本发明ⅰ型浮体的第二角度立体结构示意图；
22.图5为本发明ⅱ型浮体的第一角度立体结构示意图；
23.图6为本发明ⅱ型浮体的第二角度立体结构示意图；
24.图7为浮运平台中ⅰ型浮体和ⅱ型浮体的拼接示意图；
25.图8为升降限位连杆结构示意图；
26.图9为风机六边形筒型基础和浮运平台在水平和垂直方向上的限位原理示意图；
27.图10为本发明底视图。
具体实施方式
28.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
30.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.实施例一
33.本实施例提供一种海上风电筒型基础全自由度限位的浮运固定装置，包括风机筒型基础j和浮运平台f，还包括升降限位连杆g和伸缩限位构件s，所述风机筒型基础包括基础过渡段j.1和固设于所述基础过渡段j.1底部的筒裙j.2，所述浮运平台f紧密环绕筒裙j.2设置，所述伸缩限位构件s沿径向均匀分布于所述筒裙j.2上表面，所述浮运平台f上设有上下贯穿的浮体通孔，所述升降限位连杆g上端设有顶部限位件，下端设有底部限位件，所述升降限位连杆g穿设于所述浮体通孔内，所述升降限位连杆g的顶部限位件与所述伸缩限位构件s限位配合，所述升降限位连杆g的底部限位件与筒裙j.2的底面限位配合。
34.所述升降限位连杆g上端设有横向贯穿的顶部通孔g.12，下端设有限位托板g.2，所述升降限位连杆g的顶部通孔g.12与所述伸缩限位构件s限位配合，所述升降限位连杆g的限位托板g.2与所述筒裙j.2的底面限位配合。
35.所述浮运平台f包括间隔设置且相互连接的ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2。
36.所述ⅰ型浮体f.1与ⅱ型浮体f.2在两侧位置固连。
37.所述ⅰ型浮体f.1两侧水平设置有突出连接件f.11，所述ⅱ型浮体f.2两侧设有与所述突出连接件f.11配合的凹槽f.21，所述ⅰ型浮体f.1两侧的突出连接件f.11与所述ⅱ型浮体f.2两侧的凹槽f.21相互嵌合连接。
38.所述ⅰ型浮体f.1两侧设有ⅰ型浮体固定构件f.12，所述ⅰ型浮体固定构件f.12上开设有ⅰ型浮体销钉孔f.121，所述ⅱ型浮体f.2两侧设有ⅱ型浮体固定构件f.22，所述ⅱ型浮体固定构件f.22上开设有ⅱ型浮体销钉孔f.221，所述ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2通过穿过
ⅰ
型浮体销钉孔f.121和ⅱ型浮体销钉孔f.221的销钉x固连。
39.所述ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2的上表面设有用于驱动升降限位连杆g升降的升降驱动构件。
40.所述升降限位连杆g的左右两侧设有齿条g.11，所述ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2的上表面设有与所述齿条g.11啮合并可驱动所述升降限位连杆g升降的齿轮装置c。
41.所述伸缩限位构件s包括伸缩销钉s.2和用于驱动所述伸缩销钉s.2伸出或缩回的伸缩驱动装置s.1，所述伸缩驱动装置s.1沿径向均匀分布于所述筒裙j.2上表面，所述伸缩销钉s.2可在伸缩驱动装置s.1的驱动下延伸至筒裙j.2外侧并插入所述升降限位连杆g的顶部通孔g.12内。
42.实施例二
43.本实施例以风机六边形筒型基础为例进行说明，其中，图1示出了本技术较佳实施例提供的一种海上风电筒型基础全自由度限位的浮运固定装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
44.如图1所示，本发明是一种海上风电六边形筒型基础全自由度限位的浮运固定装置及方法，涉及海上风力发电技术领域。该体系包括风机六边形筒型基础j、浮运平台f、升降限位连杆g、伸缩限位构件s和齿轮装置c。
45.如图2所示，风机六边形筒型基础j包括基础过渡段j.1和筒裙j.2。浮运平台f包括ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2。
46.如图3、4所示，ⅰ型浮体f.1在两侧设置有突出结构f.11，安装时插入到相邻两个ⅱ型浮体f.2设置的凹槽f.21中实现紧密连接。ⅰ型浮体f.1在两侧设置有ⅰ型浮体固定构件f.12，ⅰ型浮体固定构件f.12上开设有ⅰ型浮体销钉孔f.121。ⅰ型浮体f.1上下表面开设有ⅰ型浮体通孔f.13，用以让升降限位连杆g从中间穿过。
47.如图5、6所示，ⅱ型浮体f.2在两侧设置有凹槽f.21，安装时ⅰ型浮体f.1的突出连接件f.11插入其中，限制ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2在垂直方向上的相对位移，实现ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2的紧密连接。ⅱ型浮体f.2在两侧设置有ⅱ型浮体固定构件f.22，ⅱ型浮体固定构件f.22上开设有ⅱ型浮体销钉孔f.221。ⅱ型浮体f.2上下表面开设有ⅱ型浮体通孔f.23，用以让升降限位连杆g从中间穿过。
48.如图7所示，当ⅰ型浮体f.1的突出结构f.11插入到相邻两个ⅱ型浮体f.2设置的凹槽f.21中，且ⅰ型浮体f.1的ⅰ型浮体固定构件f.12上的ⅰ型浮体销钉孔f.121和ⅱ型浮体f.2的ⅱ型浮体固定构件f.22上的ⅱ型浮体销钉孔f.221对准之后，用销钉x穿过两个浮体的销钉孔f.121和f.221，限制ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2在水平方向上的相对位移。
49.如此，ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2在水平和垂直方向上的相对位移均被限制，相邻ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2被完全锁死，所有ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2形成一个牢固紧密的整体，即浮运平台f。
50.如图8所示，升降限位连杆g包括连杆g.1和限位托板g.2，连杆g.1左右两侧各设置有齿条g.11，顶部设置有顶部通孔g.12。
51.如图9、10所示，伸缩限位构件s包括伸缩驱动装置s.1和伸缩销钉s.2，伸缩销钉s.2可在伸缩驱动装置s.1的驱动下进行伸出或回缩。升降限位连杆g从ⅰ型浮体f.1开设的ⅰ型浮体通孔f.13或ⅱ型浮体f.2开设的ⅱ型浮体通孔f.23中穿过，齿条g.11通过固定在浮
运平台上f的齿轮装置c进行齿轮齿条传动，实现升降限位连杆g和浮运平台f之间的相对升降运动。当升降限位连杆g上升至限位托板g.2托住筒裙j.2的底部时，停止升降。此时伸缩限位构件s的伸缩驱动装置s.1驱动伸缩销钉s.2向前伸出，穿过升降限位连杆装置g的顶部开孔g.12，使得筒裙j.2被升降限位连杆g从上下两个方向上夹紧，风机六边形筒型基础j和浮运平台f之间在垂直方向上不会产生相对位移，实现了风机六边形筒型基础j与浮运平台f在垂直方向上的限位。
52.此外，ⅰ型浮体f.1和ⅱ型浮体f.2各为三个，三个ⅰ型浮体f.1和三个所ⅱ型浮体f.2的内侧面分别与筒裙j.2的六个壁面紧密接触。从而实现浮运平台f的六边形内壁与筒裙j.2的六边形边壁紧密贴合，浮运平台f将筒裙j.2紧密包裹、连接牢固，使得风机六边形筒型基础j和浮运平台f之间在水平方向上不会产生相对位移，实现风机六边形筒型基础j和浮运平台f在水平方向上的限位。
53.如此，实现了风机六边形筒型基础j与浮运平台f之间水平方向和垂直方向相对位移的限位，使得风机六边形筒型基础j与浮运平台f连接固定为一个稳定紧密的整体，达到利用浮运平台f为风机六边形筒型基础j的浮式运输提供稳性的目的。
54.本发明提供了一种海上风电六边形筒型基础全自由度限位的浮运固定装置及方法，具有能够限位风机六边形筒型基础与浮运平台之间在水平方向和垂直方向上所有相对位移的优点。以上所述仅仅是本发明的优选实施方案，但是本发明并不局限于上述的具体实施方案。在本领域的普通技术人员在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干修改、补充或改用类似的方法替代，这些也应视作本发明的保护范围。
55.尽管本发明较多地使用了：风机六边形筒型基础j、基础过渡段j.1、筒裙j.2、浮运平台f、ⅰ型浮体f.1、突出连接件f.11、ⅰ型浮体固定构件f.12、ⅰ型浮体销钉孔f.121、ⅰ型浮体通孔f.13、ⅱ型浮体f.2、凹槽f.21、ⅱ型浮体固定构件f.22、ⅱ型浮体销钉孔f.221、ⅱ型浮体通孔f.23、销钉x、升降限位连杆g、连杆g.1、齿条g.11、顶部通孔g.12、限位托板g.2、伸缩限位构件s、伸缩驱动装置s.1、伸缩销钉s.2、齿轮装置c等术语，但并不能排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明的精神相违背的。
56.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。