一种系泊锚的制作方法

1.本发明涉及新能源发电技术领域，尤其涉及一种系泊锚。


背景技术：

2.太阳能作为一种清洁、无污染、可再生能源，越来越受到人们的青睐。水上光伏电站是利用水面浮体承载光伏组件进行发电。由于水上光伏电站无需占用土地资源，成为光伏发电领域一种新的发展方向。
3.为保证水上光伏电站运行的稳定性，需要对水面浮体进行系泊固定。传统方案中，通常采用重力锚对水面浮体进行系泊固定，重力锚通过锚链与水面浮体连接，利用自身重力使锚爪嵌入土层中。
4.采用传统的重力锚对水面浮体进行系泊固定时，重力锚在水流作用下容易产生移位，可靠性较差，导致水面浮体位置变动或者系泊缆绳松弛，影响光伏电站的正常运行。


技术实现要素：

5.本发明提供一种系泊锚，以解决现有技术中，采用重力锚对水面浮体进行系泊固定时，重力锚在水流作用下容易产生移位，可靠性较差，导致水面浮体位置变动或者系泊缆绳松弛，影响光伏电站的正常运行的问题。
6.为了解决上述问题，本发明是这样实现的：
7.本发明实施例提供了一种系泊锚，包括锚杆、锚爪以及锚链；
8.所述锚杆为中空结构，具有用于固定送桩器的容纳腔；
9.所述锚爪至少与所述锚杆的外表面铰接，所述锚爪相对于所述锚杆具有第一相对位置和第二相对位置；
10.沿所述锚杆的轴向，所述锚爪处于所述第一相对位置时的投影面积大于所述锚爪处于所述第二相对位置时的投影面积；
11.所述锚链的一端与所述锚杆连接，所述锚链的另一端用于与水面浮体连接。
12.可选地，所述容纳腔的侧壁设置有卡接部，所述卡接部用于与所述送桩器卡接。
13.可选地，沿所述锚杆的轴向，所述容纳腔的两端设置有扩口结构，所述扩口结构背离所述容纳腔处的投影面积大于所述扩口结构靠近所述容纳腔处的投影面积。
14.可选地，所述锚杆包括：主体部和辅助入土装置，所述容纳腔设置于所述主体部；
15.所述辅助入土装置设置于所述主体部远离所述锚链的一侧；
16.所述辅助入土装置与所述锚爪铰接；
17.沿所述锚杆的轴向，所述辅助入土装置背离所述主体部一侧的投影面积小于所述辅助入土装置靠近所述主体部一侧的投影面积；
18.所述辅助入土装置相对所述主体部具有第一位置和第二位置，其中，所述第一位置为所述辅助入土装置靠近所述主体部的位置，所述第二位置为所述辅助入土装置远离所述主体部的位置；
19.在所述辅助入土装置处于所述第一位置时，所述锚爪处于所述第一相对位置；
20.在所述辅助入土装置处于所述第二位置时，所述锚爪处于所述第二相对位置。
21.可选地，所述辅助入土装置包括锥形块和轴杆；
22.所述锥形块与所述锚爪铰接，沿所述锚杆的轴向，所述锥形块背离所述主体部一侧的投影面积小于所述锥形块靠近所述主体部一侧的投影面积；
23.所述轴杆穿设于所述容纳腔以及所述锥形块，所述轴杆与所述主体部滑动连接，所述锥形块与所述轴杆固定连接；
24.在所述锥形块背离所述主体部的一侧，所述轴杆凸出于所述锥形块，且沿所述锚杆的轴向，所述轴杆的投影面积小于所述锥形块的投影面积。
25.可选地，所述锚杆的外表面设置有第一安装部，所述锚爪与所述第一安装部铰接。
26.可选地，所述锥形块设置有第二安装部，所述锚爪与所述第二安装部铰接。
27.可选地，所述轴杆靠近所述主体部的一端与所述锚链连接。
28.可选地，所述锚爪的数量为至少两个，至少两个所述锚爪对称分布。
29.可选地，所述锚爪包括呈夹角分布的第一翼板和第二翼板；
30.由靠近所述锚杆至远离所述锚杆的方向，所述第一翼板的截面面积和/或所述第二翼板的截面面积逐渐减小。
31.在本发明实施例中，系泊锚包括锚杆、锚爪以及锚链；锚杆为中空结构，具有用于固定送桩器的容纳腔；锚爪至少与锚杆的外表面铰接，锚爪相对于锚杆具有第一相对位置和第二相对位置；沿锚杆的轴向，锚爪处于第一相对位置时的投影面积大于锚爪处于第二相对位置时的投影面积；锚链的一端与锚杆连接，锚链的另一端用于与水面浮体连接。在对水面浮体进行系泊时，可利用送桩器将系泊锚送入土层中的预设深度处，锚爪可牢牢嵌入土层中，大大增加了锚固力，降低了走锚的风险，提升了系泊的可靠性。并且，在送桩器将系泊锚送入土层过程中，锚爪在土层压力作用下收缩至第二相对位置，沿锚杆轴向的投影面积较小，便于系泊锚进入土层；系泊锚到达土层中的预设深度后，送桩器移除，在锚链的牵拉以及土层的压力作用下，锚爪张开至第一相对位置，沿锚杆轴向的投影面积较大，进一步提升了锚固力。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1表示本发明实施例的一种系泊锚结构示意图；
34.图2表示本发明实施例图1中沿a方向的结构示意图；
35.图3表示本发明实施例图1中沿b方向的结构示意图；
36.图4表示本发明实施例图1中沿c方向的结构示意图；
37.图5表示本发明实施例的一种系泊锚剖面结构示意图；
38.图6表示本发明实施例的一种送桩器结构示意图。
39.附图标记说明：
40.10-锚杆；101-容纳腔；102-卡接部；103-扩口结构；104-主体部；105-辅助入土装置；1051-锥形块；1052-轴杆；1053-第二安装部；106-第一安装部；20-锚爪；201-第一翼板；202-第二翼板；30-锚链；40-送桩器。
具体实施方式
41.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作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。
42.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
43.参照图1至图6所示，本发明实施例提出了一种系泊锚，包括锚杆10、锚爪20以及锚链30；锚杆10为中空结构，具有用于固定送桩器40的容纳腔101；锚爪20至少与锚杆10的外表面铰接，锚爪20相对于锚杆10具有第一相对位置和第二相对位置；沿锚杆10的轴向，锚爪20处于第一相对位置时的投影面积大于锚爪20处于第二相对位置时的投影面积；锚链30的一端与锚杆10连接，锚链30的另一端用于与水面浮体连接。
44.具体而言，如图1至图6所示，系泊锚包括锚杆10、锚爪20以及锚链30，锚杆10的外侧面设置有锚爪20，锚杆10通过锚链30与水面浮体连接，在锚链30和水面浮体的牵拉下，锚爪20能够与土层实现良好的锚固，从而对水面浮体实现可靠的系泊。水面浮体上可设置光伏支架、光伏组件、波浪力发电装置等发电设备，水面浮体的截面形状可以为棱台形、圆柱体、半球体等，截面可以为等截面，也可以为变截面。
45.锚杆10为中空结构具有容纳腔101，在施工时，可将送桩器40伸入锚杆10的容纳腔101内实现固定，送桩器40带动锚杆10以及锚爪20运动，以使锚杆10和锚爪20伸入土层中的预设深度，锚杆10和锚爪20在土层压力的作用下实现固定，该预设深度可通过前期的工程地质勘察，结合水下地质层的结构计算得出。相较于传统的重力锚，本发明实施例的系泊锚由于伸入土层内部，不易发生移位，可靠性更好。送桩器40可利用打桩船、打桩平台等进行作业。送桩器40本身为钢管桩结构，锚链30可穿过送桩器40，不会影响送桩器40伸入锚杆10的容纳腔101中。
46.锚爪20与锚杆10的外表面铰接，锚爪20的数量可以为两个、三个、四个等。在本发明实施例中，锚杆10的外表面设置有四个锚爪20，四个锚爪20对称设置，在锚杆10的外表面均匀分布，受力更加均匀。锚爪20可通过与锚杆10的相对转动在第一相对位置和第二相对位置之间切换，锚爪20处于第一相对位置时，锚爪20相对于锚杆10处于张开状态，锚爪20处于第二相对位置时，锚爪20相对于锚杆10处于收拢状态，沿锚杆10的轴向，锚爪20处于第一相对位置时的投影面积大于锚爪20处于第二相对位置时的投影面积。
47.在施工时，送桩器40带动锚杆10和锚爪20伸入土层，在土层压力作用下，锚爪20受力收拢至第二相对位置，投影面积较小，便于锚杆10和锚爪20伸入土层。锚杆10和锚爪20伸入土层中的预设深度后，送桩器40撤出，锚链30缓慢施加拉力，锚爪20在土层压力和锚链30
的拉力作用下，会张开至第一相对位置，投影面积增大，锚爪20与土层之间紧密贴合，作用力增大，并且水面浮体和锚链30施加的拉力越大，锚爪20所受张力也越大，降低了走锚风险，提升了系泊的可靠性。
48.锚链30与锚杆10之间可采用焊接、卡接等方式进行固定，例如，可以在锚杆10的端部设置圆环结构，锚链30通过圆环结构与锚杆10实现装配。锚链30可以为铁链，也可以采用其他耐腐蚀、耐牵拉的材质制成。
49.在本发明实施例中，在对水面浮体进行系泊时，可利用送桩器40将系泊锚送入土层中的预设深度处，锚爪20可牢牢嵌入土层中，大大增加了锚固力，降低了走锚的风险，提升了系泊的可靠性。并且，在送桩器40将系泊锚送入土层过程中，锚爪20在土层压力作用下收缩至第二相对位置，沿锚杆10轴向的投影面积较小，便于系泊锚进入土层；系泊锚到达土层中的预设深度后，送桩器40移除，在锚链30的牵拉以及土层的压力作用下，锚爪20张开至第一相对位置，沿锚杆10轴向的投影面积较大，进一步提升了锚固力。
50.可选地，参照图5所示，容纳腔101的侧壁设置有卡接部102，卡接部102用于与送桩器40卡接。
51.具体而言，如图5所示，送桩器40采用筒状结构，送桩器40下部设置卡接配合部，利用容纳腔101侧壁的卡接部102与卡接配合部之间的配合，便于送桩器40向系泊锚施力。卡接部102的形状可以为在容纳腔101的侧壁对称设置的凸块，送桩器40下部设置收缩的凸台结构，凸台结构与凸块卡接，送桩器40即可带动系泊锚向土层中运动。
52.可选地，参照图1和图2所示，沿锚杆10的轴向，容纳腔101的两端设置有扩口结构103，扩口结构103背离容纳腔101处的投影面积大于扩口结构103靠近容纳腔101处的投影面积。
53.具体而言，如图1和图2所示，为便于送桩器40和锚链30伸入容纳腔101内部，沿锚杆10的轴向，容纳腔101的两端设置有扩口结构103，扩口结构103背离容纳腔101处的投影面积大于扩口结构103靠近容纳腔101处的投影面积，送桩器40和锚链30能够通过扩口结构103顺利与锚杆10实现装配，同时，扩口结构103也能起到一定的导向作用，降低送桩器40与容纳腔101的装配难度，提高施工效率。
54.锚杆10和锚爪20伸入土层中的预设深度后，送桩器40拔出，如果送桩器40的直径太大，则在拔出以后对孔洞进行原位土回填压实。
55.可选地，参照图1至图5所示，锚杆10包括：主体部104和辅助入土装置105，容纳腔101设置于主体部104；辅助入土装置105设置于主体部104远离锚链30的一侧；辅助入土装置105与锚爪20铰接；沿锚杆10的轴向，辅助入土装置105背离主体部104一侧的投影面积小于辅助入土装置105靠近主体部104一侧的投影面积；辅助入土装置105相对主体部104具有第一位置和第二位置，其中，第一位置为辅助入土装置105靠近主体部104的位置，第二位置为辅助入土装置105远离主体部104的位置；在辅助入土装置105处于第一位置时，锚爪20处于第一相对位置；在辅助入土装置105处于第二位置时，锚爪20处于第二相对位置。
56.具体而言，如图1至图5所示，锚杆10包括主体部104和辅助入土装置105，辅助入土装置105相较于主体部104具有较小的投影面积，在本发明实施例中，辅助入土装置105可以为尖头结构，能够在系泊锚进入土层时，顺利破开土层，提高施工效率。
57.锚爪20可通过与锚杆10的相对转动在第一相对位置和第二相对位置之间切换，具
体可以仅通过土层压力以及锚链30的拉力实现切换，例如，送桩器40带动锚杆10和锚爪20伸入土层，在土层压力作用下，锚爪20受力收拢至第二相对位置；锚杆10和锚爪20伸入土层中的预设深度后，送桩器40撤出，锚链30缓慢施加拉力，锚爪20在土层压力和锚链30的拉力作用下，会张开至第一相对位置。
58.锚爪20与辅助入土装置105铰接，锚爪20在第一相对位置和第二相对位置之间切换，还可通过辅助入土装置105实现切换。辅助入土装置105相对主体部104具有第一位置和第二位置，其中，第一位置为辅助入土装置105靠近主体部104的位置，第二位置为辅助入土装置105远离主体部104的位置。在辅助入土装置105处于第一位置时，锚爪20处于第一相对位置；在辅助入土装置105运动至第二位置时，会带动锚爪20处于第二相对位置。
59.辅助入土装置105在第一位置和第二位置之间的切换可通过送桩器40和锚链30的作用力实现控制。在送桩器40将系泊锚送入土层过程中，在送桩器40的推理作用下，辅助入土装置105被推抵至第二位置，同时带动锚爪20处于收拢状态的第二相对位置，便于系泊锚进入土层。锚杆10和锚爪20伸入土层中的预设深度后，送桩器40撤出，锚链30缓慢施加拉力，牵拉辅助入土装置105运动至第一位置，同时带动锚爪20处于张开状态的第一相对位置，锚爪20与土层之间紧密贴合，作用力增大，并且水面浮体和锚链30施加的拉力越大，锚爪20所受张力也越大，降低了走锚风险，提升了系泊的可靠性。
60.辅助入土装置105在第一位置和第二位置之间的切换还可通过送桩器40或者系泊锚上的动力装置进行控制，例如气缸等，本发明实施例对此不做限定。
61.可选地，参照图1至图5所示，辅助入土装置105包括锥形块1051和轴杆1052；锥形块1051与锚爪20铰接，沿锚杆10的轴向，锥形块1051背离主体部104一侧的投影面积小于锥形块1051靠近主体部104一侧的投影面积；轴杆1052穿设于容纳腔101以及锥形块1051，轴杆1052与主体部104滑动连接，锥形块1051与轴杆1052固定连接；在锥形块1051背离主体部104的一侧，轴杆1052凸出于锥形块1051，且沿锚杆10的轴向，轴杆1052的投影面积小于锥形块1051的投影面积。
62.具体而言，如图1至图5所示，锥形块1051可采用三角钢板围成，锥形块1051背离主体部104一侧的投影面积小于锥形块1051靠近主体部104一侧的投影面积，也即锥形块1051的尖端背离主体部104，朝向土层一侧，便于系泊锚进入土层。并且，轴杆1052穿设于容纳腔101以及锥形块1051，在锥形块1051背离主体部104的一侧，轴杆1052凸出于锥形块1051，且沿锚杆10的轴向，轴杆1052的投影面积小于锥形块1051的投影面积，也即轴杆1052的尖端也朝向土层一侧，进一步提升了施工效率。
63.轴杆1052穿设于容纳腔101以及锥形块1051，轴杆1052与主体部104滑动连接，锥形块1051与轴杆1052固定连接。利用送桩器40推抵轴杆1052，即可带动轴杆1052和锥形块1051同时运动，并使轴杆1052和锥形块1051的整体，也即辅助入土装置105，由第一位置切换至第二位置，从而带动锚爪20也转动至收拢状态的第二相对位置，提高系泊锚的入土效率。
64.可选地，参照图1至图5所示，锚杆10的外表面设置有第一安装部106，锚爪20与第一安装部106铰接。
65.具体而言，如图1至图5所示，锚杆10外表面延伸设置有第一安装部106，第一安装部106上开设有铰接孔，对应地，锚爪20上也设置有铰接孔，锚爪20通过第一安装部106以及
转轴与锚杆10铰接，实现在第一相对位置和第二相对位置之间的切换，第一安装部106的数量与锚爪20的数量相匹配。通过设置第一安装部106，无需在锚杆10上直接开孔，避免影响锚杆10的结构强度。
66.可选地，参照图1至图5所示，锥形块1051设置有第二安装部1053，锚爪20与第二安装部1053铰接。
67.具体而言，如图1至图5所示，锥形块1051上延伸设置有第二安装部1053，第二安装部1053上开设有铰接孔，对应地，锚爪20上也设置有铰接孔，锚爪20通过第二安装部1053以及转轴与锚杆10铰接，可通过锥形块1051和轴杆1052的整体在第一位置和第二位置之间的切换，控制锚爪20在第一相对位置和第二相对位置之间的切换，第二安装部1053的数量与锚爪20的数量相匹配。通过设置第二安装部1053，无需在锥形块1051上直接开孔，避免影响锥形块1051的结构强度。
68.可选地，参照图5所示，轴杆1052靠近主体部104的一端与锚链30连接。
69.具体而言，如图5所示，轴杆1052与锚链30直接连接，在锚杆10和锚爪20伸入土层中的预设深度后，送桩器40撤出，锚链30缓慢施加拉力，牵拉轴杆1052和锥形块1051的整体，也即辅助入土装置105，运动至第一位置，同时带动锚爪20处于张开状态的第一相对位置，锚爪20与土层之间紧密贴合，作用力增大，并且水面浮体和锚链30施加的拉力越大，锚爪20所受张力也越大，降低了走锚风险，提升了系泊的可靠性。
70.可选地，参照图1至图5所示，锚爪20的数量为至少两个，至少两个锚爪20对称分布。
71.具体而言，如图1至图5所示，锚爪20的数量可以为两个或多个，并且锚爪20在锚杆10的外表面对称分布，能够保证每个锚爪20均匀受力，提升系泊锚的耐久性。
72.可选地，参照图1所示，锚爪20包括呈夹角分布的第一翼板201和第二翼板202；由靠近锚杆10至远离锚杆10的方向，第一翼板201的截面面积和/或第二翼板202的截面面积逐渐减小。
73.具体而言，如图1所示，锚爪20包括呈夹角分布的第一翼板201和第二翼板202，该夹角优选直角，也可以为其它角度，具体可根据实际情况进行设置。利用第一翼板201和第二翼板202的组合结构，能够提升锚爪20的结构强度，在锚爪20与土层接触时，也能够增大锚爪20与土层之间的接触面积，提升系泊可靠性。
74.由靠近锚杆10至远离锚杆10的方向，第一翼板201的截面面积和/或第二翼板202的截面面积逐渐减小，便于锚爪20伸入土层。
75.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
76.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。