[实用新型]一种四自由度主动波浪补偿运维登靠装置

说明书

一种四自由度主动波浪补偿运维登靠装置，包括连接于登靠栈桥的纵摇补偿结构，纵摇补偿机构依次连接有横摇补偿结构、艏摇补偿结构及升沉补偿结构，升沉补偿结构设置于船体的甲板上，甲板上设有姿态传感器，姿态传感器连接于控制系统，姿态传感器用于检测并实时反馈船体在世界坐标系下的偏移值发送给控制系统，控制系统实时计算船体在纵摇、横摇、艏摇及升沉自由度方向的补偿值，并把补偿值信号传输给纵摇补偿结构、横摇补偿结构、艏摇补偿结构及升沉补偿结构，以控制它们的运动，从而主动补偿船体受波浪影响产生的纵摇、横摇、艏摇及升沉四个自由度方向的位移，可提高登靠平稳性，增加登靠安全性，维护工作人员生命安全，提高工作舒适度。

技术领域

本实用新型涉及海洋装备技术领域，特别是涉及一种四自由度主动波浪补偿运维登靠装置。

背景技术

海上风力发电是如今应用广泛的一种新能源，风力发电塔需要定期进行维护，运维船在水面上受到波浪的影响，会产生升沉，艏摇，纵摇，横摇，横荡，纵荡6个自由度的位移，维护人员从船体登靠风力发电塔时，也会随着船体的震动而摆动，工作舒适度与生命安全受到严重影响。

随着我国能源需求的日益增加，海上风力发电行业迅猛发展，海上风力发电机装机量大幅增加。且装机地点离岸越来越远，功率越来越大，海况也愈恶劣。海上风力发电机在台风，气候等因素的影响下，需要进行定期的保养以及维护。然而，在恶劣的海况下，运维船在波浪的影响下，会产生升沉，艏摇，纵摇，横摇，横荡，纵荡等6个自由度位移。这给维护人员登靠风力发电塔带来了极大的困难与挑战，同时，维护人员的生命安全也受到威胁。所以研制一种主动波浪补偿装置，主动补偿运维船6个自由度不规则运动已成为一个亟待解决的问题。

由于运维船在作业过程中，船头是紧靠着风力发电塔的，在运维船6个不规则的自由度中，横荡和纵荡可以依靠运维船自身的动力系统进行补偿，另4个自由度则需要借助主动波浪补偿装置来进行补偿运动，以达到登靠平稳性的目的。目前，国内已有相关技术方案出现。该方案主要通过液压马达驱动齿轮旋转基座，液压缸驱动横摇基座和纵摇基座来补偿船体艏摇，横摇和纵摇产生的位移。其中登陆栈桥通过横摇液压缸与铰链结构安装在纵摇基座上，纵摇基座通过纵摇液压缸和铰链结构安装在旋转基座上，旋转基座则通过液压马达与齿轮结构进行驱动。

现有技术主要有两个缺点，其一，旋转机构采用液压马达与齿轮结构，由于登靠栈桥比较重，所需要的齿轮强度要求较高，尺寸也比较大。这种齿轮，制造技术要求高，且成本高，不利于该技术的推广及产业化。其二，该技术不能补偿船体升沉自由度方向的位移，在远离海岸的海况比较恶劣的区域，船体在风力的影响下，升沉较大，登靠装置受升沉影响仍然较大。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种提高登靠平稳性、增加登靠安全性的四自由度主动波浪补偿运维登靠装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种四自由度主动波浪补偿运维登靠装置，包括连接于登靠栈桥的纵摇补偿结构，所述纵摇补偿机构依次连接有横摇补偿结构、艏摇补偿结构及升沉补偿结构，所述所述升沉补偿结构设置于船体的甲板上，所述甲板上设有姿态传感器，所述姿态传感器连接于控制系统，所述姿态传感器用于检测并实时反馈所述船体在世界坐标系下的偏移值发送给所述控制系统，所述控制系统实时计算船体在纵摇、横摇、艏摇及升沉自由度方向的补偿值，并把补偿值信号传输给所述纵摇补偿结构、所述横摇补偿结构、所述艏摇补偿结构及所述升沉补偿结构，以控制它们的运动。

进一步，所述纵摇补偿结构包括纵摇基座和纵摇驱动器，所述纵摇基座通过纵摇铰链连接于所述登靠栈桥，所述纵摇驱动器的两端分别铰接于所述纵摇基座和所述登靠栈桥，通过所述纵摇驱动器的伸缩实现纵摇自由度方向的摆动，用以主动补偿所述船体在纵摇自由度方向的位移。