一种用于承托海上工作平台的船舶举升系统的制作方法

1.本实用新型涉及海洋工程领域，尤其涉及一种用于承托海上工作平台的船舶举升系统。


背景技术：

2.海上工作平台是指高出海绵且具有水平天面的一种桁架构筑物，供进行生产作业或其他活动用，例如：海上钻井平台或油气开采平台等。目前的海上工作平台多采用桩式平台，其由承台好桩基构成，构筑时，将桩基打入海底，其上安装承台(即本技术中的工作平台)。在承台安装至桩基或承台从桩基上拆卸时，一般通过货船将承台运送至桩基处，并利用货船上的举升装置将承台举升或下降至与桩基适配的高度。尤其是将承台从桩基上拆除的过程中，先将空的货船移动至承台的下方，然后再将承台与桩基分离，使得举升装置承托承台，然后将承台运出。然而，货船运输承台的过程中，由于货船不免会受到波浪的冲击，使得货船与承台跟随波浪运动，但由于承台与货船的举升装置之间并无连接。因此，往往产生承台与货船的举升装置之间产生滑移，从而导致承台在货船上的压力不平衡，严重时出现翻船或承台落水。而且，在货船运输承台时，尤其是需要将承台从桩基上拆下时，需要将货船先停留在承台的下方，然而，由于波浪的冲击，货船会来回震荡，从而导致货船与承台之间不断撞击，造成货船以及举升装置的损伤。


技术实现要素：

3.本技术解决的问题是现有的用于运输海上工作平台的船舶上的举升装置在波浪冲击下，导致船舶上的举升装置与海上工作平台之间产生滑移，从而导致海上工作平台对船舶的压力不平衡，严重时出现翻船或承台落水的问题；而为了减小海上工作平台与船舶之间的滑移，一般将举升装置在船体的前后以及左右方向设置成可移动式来补偿波浪冲击带来海上工作平台的移动，但现有的举升装置在船体前后、左右方向的驱动一般是采用电机及齿轮齿条传动实现举升装置的移动，在锁止时，通过电机的启停和齿轮齿条的啮合力进行锁止，但齿轮齿条啮合锁止在这重载工况下很容易发生锁止失效，导致发生安全问题，本技术设计一种用于承托海上工作平台的船舶举升系统能够解决上述问题，其具体采用的技术方案为：
4.一种用于承托海上工作平台的船舶举升系统，包括：
5.两个滑动架，两个滑动架平行间隔滑动设置于船体，能够沿船体前后滑动；
6.主臂，主臂沿船体的左右方向滑动设置于两个滑动架之间；
7.第一驱动单元，第一驱动单元连接于滑动架与主臂之间，第一驱动单元包括：
8.导轨，导轨沿主臂的长度方向设置于主臂，在导轨上沿其长度方向间隔设有多个插孔；
9.运动块，运动块滑动设置于导轨；
10.插销，插销与运动块活动连接，以在收缩位置和止动位置之间切换，插销处止动位
置时能够伸入插孔，以止动运动块相对导轨朝第一方向滑动，插销在与第一方向相反的一侧设有抵接斜面，运动块受朝向第二方向推力作用下，插孔的孔壁与抵接斜面抵接并将插销推动至收缩位置，插销处于收缩位置时脱离插孔，以使得运动块能够朝向第二方向移动，第一方向与第二方向相反。
11.驱动件，设置于运动块与插销之间，以提供插销向止动位置移动的力；
12.伸缩缸，连接运动块与滑动架。
13.优选的，插销在运动块内沿垂直导轨的方向线性移动，使得插销能够插入插孔。
14.优选的，运动块内沿垂直导轨的方向设有阶梯孔，对应阶梯孔在远离插孔的一端的运动块上设有端盖，驱动件为弹簧，插销的一端具有轴肩，插销的轴肩设置于阶梯孔的过渡位置，弹簧设置于插销与端盖之间的阶梯孔内，以使得弹簧能够将插销压入插孔。
15.优选的，插销具有换向部，换向部能够相对插孔转动并在运动块上具有第一位置和第二位置，运动块上具有限位件，用于在第一位置和第二位置时锁止换向部，第一位置时，抵接斜面朝向伸缩缸所在的一侧，第二位置时，抵接斜面背向伸缩缸所在的一侧。
16.优选的，运动块内设有安装孔，安装孔内可拆卸设有安装块，插销活动设置于安装块，驱动件设置于安装块，安装块在安装孔内具有两个安装位置，安装块在两个安装位置时，插销上的抵接斜面的朝向相反。
17.优选的，安装块设置在运动块靠近导轨的一端，安装块的底部设置安装槽，插销铰接于安装槽，驱动件连接于插销与安装块之间并位于插销铰接点的一侧，安装块上设有挡块，挡块位于插销铰接点的另一侧，以使得插销仅能绕其铰接点在驱动件所在一侧转动。
18.优选的，第一驱动单元设置两个，两个第一驱动单元共同连接于其中一个滑动架与主臂之间，两个第一驱动单元的导轨对称设置于主臂的前后两侧面。
19.优选的，其中一个滑动架设有上支撑轮和下支撑轮，主臂的上侧面和下侧面分别设有轨道槽，上支撑轮滑动设置于上侧面的轨道槽内，下支撑轮滑动设置于下侧面的轨道槽内。
20.优选的，滑动架上还设有侧向导轮，主臂的前侧面和后侧面分别设有导向槽，侧向导轮分别对应滑动设置于导向槽。
21.优选的，两个滑动架与船体之间还分别连接有第二驱动单元，第二驱动单元的结构与第一驱动单元结构相同，各第二驱动单元驱动滑动架沿船体的前后方向滑动。
22.通过上述伸缩缸带动运动块，使得运动块上的插销底端的抵接斜面在伸缩缸提供的第一方向的横向力的作用下依次插入多个插孔，在插销每插入一个插孔后，伸缩缸便改变伸缩方向提供与第一方向相反的力，但由于插销不能在与第一方向相反的方向滑动，因此反向促使滑动架沿与运动块相同的方向在导轨上移动，进而驱动主臂沿船体的前后方向移动来补偿海上工作平台在波浪冲击下沿与船体在前后方向的滑移，始终保证海上工作平台与主臂之间不发生滑移。插销不仅起到传动的作用，而且还能在移动后起到锁止的作用，锁止方式可靠，尤其适用于这种重载工况下，减小因现有齿轮齿条锁止失效的可能。
附图说明
23.图1为本实用新型的立体图；
24.图2为图1中的i处的放大图；
25.图3为移动机构的结构示意图；
26.图4为插销的另一种安装方式的结构示意图；
27.图5为两个移动机构共用一个滑动架的结构示意图；
28.图6图1中ii处的放大图；
29.图7为升降架的驱动方式的结构示意图。
30.图中，1、船体，2、移动机构，201、导轨，202、运动块，203、插孔，204、伸缩缸，205、挡板，206、插销，207、驱动件，208、横杆，209、阶梯孔，210、安装块，211、安装槽，212、抵接斜面，213、挡块，214、安装孔，3、主臂，301、轨道槽，302、导向槽，4、导槽，5、升降架，6、联动架，7、驱动伸缩缸，8、上支撑轮，9、侧向导轮，10、滑动架。
具体实施方式
31.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合附图，对本实用新型进行详细阐述。
32.另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
33.如图1
‑
7所示，一种用于承托海上工作平台的船舶举升系统，举升系统设置在船舶的船体，该举升系统包括两个滑动架10、主臂和第一驱动单元。
34.其中，两个滑动架10平行间隔滑动设置在船体上，能够沿船体前后滑动，主臂沿船体的左右方向滑动设置在两个滑动架10之间，第一驱动单元连接在滑动架10与主臂之间，使得主臂在滑动架10上左右滑动。
35.对于主臂与滑动架10之间的相对移动，是通过第一驱动单元进行驱动的，具体的，第一驱动单元包括导轨201、运动块202、插销206、驱动件207和伸缩缸204。
36.其中，导轨201沿主臂的长度方向固定在主臂上，在导轨201沿其长度方向间隔设有多个插孔203。
37.滑动架10不仅滑块设置在船体上，还滑动设置在导轨201上，滑动架10在受力时能够相对导轨201移动，从而实现主臂在相对船体的前后、左右均可移动。
38.运动块202同样也是滑动设置在导轨201上，并且其能够相对导轨201滑动，也能够实现固定在导轨201的目的，在运动块202固定在导轨201时，运动块202在导轨201不能进行滑动。
39.上述伸缩缸204连接在滑动架10与运动块202之间，伸缩缸204用于提供滑动架10在导轨201上移动的动力。
40.对于运动块202在导轨201上滑动或者在导轨201上固定是通过上述插销206实现的。具体的，上述插销206与运动块202活动连接，以实现插销206在收缩位置和止动位置之间切换，插销206处止动位置时能够伸入插孔203，以止动运动块202相对导轨201在第一方向滑动。而对于插销206如何从插孔203内脱出，具体是通过设置在插销206的底端面的抵接斜面212实现的，插销206在插入插孔203时，抵接斜面212与插孔203的孔壁抵接，抵接斜面
212设置在插销206的与第一方向相反的一侧，因此，当运动块202及插销206受到伸缩缸204提供的在第一方向相反的力时(也就是第二方向)，其中，第一方向与第二方向在附图3中标示，即力的方向垂直插销206的长度方向，插销206就会沿抵接斜面212向第二方向水平移动，同时在抵接斜面212的作用下插销206向上移动脱出插孔203，插销206在脱出插孔203时即为插销206的收缩位置。而当插销206插入插孔203时，如果运动块202及插销206受到伸缩缸204提供的沿第一方向的力时，插销206不能从插孔203内脱出，反而使得滑动架10沿导轨201在第二方向上滑动。
41.因此，通过伸缩缸204提供沿第二方向的力将运动块202上的插销206依次插入每个插孔203，在每插入一个插孔203后，伸缩杠再提供沿第一方向的力驱动滑动架10沿第二方向移动，如此，伸缩缸204便会驱动滑动架10在导轨201上滑动，实现主臂相对滑动架10移动。
42.对于插销206在运动块202内的活动，以实现插销206插入插孔203是通过上述驱动件207来实现的，驱动件207设置在插销206与运动块202之间，用于提供插销206向止动位置移动的力，当插销206在伸缩缸204的驱动下沿第二方向移动至下一个插孔203时，驱动件207便会将插销206插入插孔203内，实现运动块202与导轨201之间的止动。
43.需要说明的是，在本技术中，滑动架10及其上的主臂的重量远大于运动块202的重量，因此，在滑动架10和运动块202同时滑动设置在导轨201上的时，伸缩缸204提供沿第二方向的力时，会出现运动块202及其上的插销206脱出插孔203并沿导轨201滑动，而非滑动架10在导轨201上滑动。
44.通过这种方式实现对主臂的驱动，更适用于承载海上工作平台这种重载的工况，因为插销206不断插入插孔203的过程配合伸缩缸204不仅起到驱动主臂在滑动架10上左右移动的作用，而且插销206与插孔203之间还能够通过插销在插孔内转动90
°
的方式起到在某一位置的锁止作用，锁止方式可靠，尤其是对于重载工况，更能提供一种可靠的锁紧力，减小锁紧力失效的可能。
45.另外，这种驱动主臂在滑动架10上左右移动的方式，能够直接利用插销206插入插孔203的方式实现主臂与滑动架10之间在某一位置的锁止，减少因电控可能造成的故障。
46.当船体1在运输海上工作平台时，例如：钻井平台或油气开采工作平台，无论是海上工作平台的安装或拆卸，都需要船体1的运输，在运输时，船体1在波浪能的冲击下会带动船体1及其上的海上工作平台颠簸，为了防止海上工作平台与船体1发生滑移而发生安全事故，海上工作平台放置在主臂3上，当波浪冲击时，主臂3相对船体1前后左右移动，保持海上工作平台基本不动，只有船体1在波浪冲击下发生晃动，减小事故发生的可能。
47.进一步的，对于插销206活动设置在运动块202内，具体的是插销206在运动块202内沿垂直导轨201的方向线性移动，使得插销206能够插入插孔203，那么驱动件207则是驱动插销206在垂直导轨201的方向移动，实现插销206插入插孔203。
48.进一步的，对于插销206在运动块202内沿垂直导轨201的方向移动，具体实现方式为，在运动块202内沿垂直导轨201的方向设有阶梯孔209，对应阶梯孔209上端的运动块202上设有端盖，端盖封闭阶梯孔209的上端，如此便形成阶梯孔209底端开放，上端封闭的状态，阶梯孔209的上段孔径大于下段孔径，驱动件207为弹簧，弹簧则放置在阶梯孔209对应上段的位置，插销206设置在阶梯孔209对应下段的位置，同时插销206的上端具有轴肩，插
销206的轴肩抵接在阶梯孔209的过渡位置，弹簧位于插销206的上方，插销206在伸缩缸204提供的横向力作用下沿其抵接斜面212向上移动的同时压缩弹簧，在进入下一个插孔203时，弹簧的弹力再将插销206压入插孔203。
49.在可替换的实施例中，上述插销206在运动块202内沿垂直导轨201的方向移动，也可以通过如下方式实现，具体的，上述安装孔214位直孔，端盖同样将安装孔214的上端封闭，弹簧和插销206放置在安装孔214内，弹簧位于插销206的上端，因为，在插销206整个运动过程中都会与导轨201接触，所以，插销206不会从安装孔214内脱出。
50.进一步的，为了实现滑动架10能够双向移动，插销206上还具有换向部，在本实施例中，插销206的上端向上伸出端盖设置，换向部则设置在插销206伸出端盖的一端换向部为一个垂直插销206设置的横杆208，在端盖上设有限位件，用于限位横杆208的转动，在本实施例中，上述限位件为设置在端盖上且与横杆208平行的十字限位槽，该十字限位槽可以直接在端盖上开槽，也可以通过在端盖上设置多个挡板205，在本实施例中设置四个挡板205，四块挡板205与挡板205之间具有间隙，间隙则形成了十字限位槽，当横杆208在转动180
°
后卡入限位槽实现横板的限位，旋转90
°
则实现了运动块202的锁止。由此，在双向运动时，插销206在横板的带动下具有两个位置，即第一位置和第二位置，第一位置和第二位置时，插销206下端的抵接斜面212朝向相反的方向，第一位置时，抵接斜面212朝向伸缩缸204的一侧，第二位置时，抵接斜面212背向伸缩缸204的一侧。
51.换向时：人工向上拉动横杆208，使得横杆208脱离限位槽，然后再转动180
°
再次将横杆208卡入限位槽内，从而实现插销206下端的抵接斜面212的换向，通过插销206下端的抵接斜面212的换向，进而实现滑动架10在导轨201上的双向滑动。
52.在一个实施例中，上述插销206上的抵接斜面212的换向也可以通过下述方式实现，具体的，在运动块202内设有安装孔214，安装孔214内可拆卸设有安装块210，插销206活动设置在安装块210上，驱动件207也设置在安装块210，需要改变抵接斜面212的朝向，使之抵接斜面212与之前朝向相反时，可以将安装块210从安装孔214内拆卸，然后将安装块210转动180
°
，再将安装块210安装在安装孔214，如此便实现了插销206上的抵接斜面212的方向的改变，实现滑动架10的在导轨201上的双向滑动。
53.上述安装块210在安装孔214内的可拆卸连接可以是螺栓固定拆卸连接，也可以是在安装孔214内设置对称的两个卡槽，安装块210上设置卡凸，在安装块210转动180
°
后，仍然能够将安装块210上的卡凸卡在卡槽内。
54.在一个实施例中，如图4所示，插销206在运动块202上的活动设置也可以采用以下方式实现，具体的，安装块210设置在运动块202靠近导轨201的一端，安装块210的底部设置安装槽211，插销206铰接在安装槽211，驱动件207连接在插销206与安装块210之间并位于背向插销206的抵接斜面212方向的一侧(即上述第一方向)，安装块210上同样设有挡块213，挡块213位于朝向插销206的抵接斜面212方向的一侧(即上述第二方向)，两侧相对，如此能够实现插销206仅能绕其铰接点在驱动件207所在一侧转动。在本实施例中，对于伸缩缸204驱动滑动架10的在导轨201上滑移的方式与上述实施例中的方式相同，在此不对其赘述。
55.进一步的，上述第一驱动单元设置两个，两个第一驱动单元共同连接在其中一个滑动架10与主臂之间，两个第一驱动单元的导轨对称设置于主臂的前后两侧面。
56.进一步的，其中一个滑动架10上设有上支撑轮8和下支撑轮(下支撑轮由于视角原因未画出)，主臂3的上侧面和下侧面分别设有轨道槽301，上支撑轮8滑动设置于上侧面的轨道槽301内，对于主臂3有一个下压力，防止主臂3翘起，下支撑轮滑动设置于下侧面的轨道槽301内，用于给予主臂3一个支撑力，同时还能够降低主臂3与滑动架10之间的摩擦力，方便主臂3在其上滑动。
57.进一步的，在滑动架10上还设有侧向导轮9，主臂3的前侧面和后侧面分别设有导向槽302，侧向导轮9分别对应滑动设置于导向槽302；通过侧向导论能够防止主臂3在水平方向内发生扭转，侧向导论能够对主臂3起到一定的限位作用。
58.进一步的，上述两个滑动架10在船体上沿前后方向的滑动的动力驱动具体是通过如下方式实现的，两个滑动架10与船体之间还分别连接有第二驱动单元，第二驱动单元的结构与第一驱动单元结构相同，即第二驱动单元的导轨沿船体的前后方向设置在船体上，第二驱动单元中的运动块同样滑动设置在导轨上，第二驱动单元中的伸缩缸连接在运动块与滑动架10之间，第二驱动单元驱动滑动架10沿船体的前后方向滑动；整体将升降系统的动力驱动采用这种插销插孔203配合伸缩缸的形式，能够利用同一结构实现运动和锁止两个功能，结构简单，机械锁止的方式锁止可靠，安全性能好，尤其适用于这种海上工作平台的运输高安全要求的工况。
59.另外，如图6所示的，在主臂3的一端还竖向设有导槽4，导槽4内设有升降架5，升降架5能够沿导槽4在竖直方向升降，从而实现海上工作平台在竖直方向的升降。此处升降多应用在海上工作平台拆卸的过程中，因为正常情况下，海上工作平台是利用桩基固定在海平面上，在需要拆卸海上工作平台时，先将船体1停止在海上工作平台的下方，然后再拆卸海上工作平台使其被承托在升降架上。在船体1承托海上工作平台之前，船体1由于波浪的冲击会不断撞击海上工作平台，此时就需要通过升降架5不断升降来补偿波浪造成的冲击，当波浪冲击使得船体1涨高时，此时的升降架5下降，避免与海上平台撞击，当波浪冲击使得船体1下降时，此时可以下降升降架5。
60.对于上述升降架5的驱动，具体的，在主臂3上铰接有驱动伸缩缸7和联动架6，驱动伸缩缸7可采用气缸或油缸，联动架6铰接在主臂3上，能够绕铰接处转动，驱动伸缩缸7的缸体端铰接在主臂3上，伸缩杆端铰接在联动架6的一端，升降架5上沿垂直升降的方向设有滑轨，滑轨上滑动设有滑块，滑块与联动架6的另一端铰接。当驱动伸缩缸7伸出时，带动联动架6绕其铰接点转动，联动架6驱动升降架5升降的同时，滑块还沿着滑轨水平移动。
61.上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
62.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。