一种浮动风电平台靠泊装置的制作方法

1.本发明涉及海上风电技术领域，尤其涉及一种浮动风电平台靠泊装置。


背景技术：

2.海上浮式风电装备有一半是坐落于深远海区域，这些区域相较近海的海况更为恶劣，具体表现为海浪的波高更高，流速更快。深远海的风电装置在运维过程中，运维船往往需要顶靠在海洋结构物上，海浪会对船体产生冲击，导致运维船会对海洋结构物产生碰撞，涌浪还会导致运维船做垂直方向的运动，这些运动不可避免会对运维船和海上构筑物造成损伤，同时人员登乘时也存在较大安全隐患。为了保护船体与浮动平台以及保障人员作业的安全性，需要在运维船与平台顶靠位置处设置靠泊装置，传统靠泊装置无法控制船只靠近和靠泊时的运动和姿态，而且受涌浪影响，登乘时易发生危险。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种可在较为恶劣海况下进行平稳停靠的浮动风电平台靠泊装置，该装置使用柔性装置连接、电磁吸引等方式抑制由于涌浪和海流引起的运维船与浮动平台的相对运动，使登乘的过程更加安全。
4.本发明是通过以下技术方案来实现的：一种浮动风电平台靠泊装置，包括平台靠泊部分和船用靠泊部分，所述平台靠泊部分包括登乘平台、平台护弦和平台磁铁，所述登乘平台设置在浮动风电平台的立柱上，登乘平台俯视呈u型，所述平台护弦设置在所述登乘平台的边沿上，用于船体与登乘平台的接触防护，起到缓冲作用，避免硬性碰撞，所述平台磁铁设置在所述平台护弦内。
5.所述船用靠泊部分包括登乘设备、船用护弦和船用磁铁，所述登乘设备设置在船体的船首上，用于与所述登乘平台对接，登乘人员由登乘设备在登乘平台与船体之间过渡，所述船用护弦设置在船体的船首周围，用于船体与登乘平台的接触防护，所述船用磁铁设置在所述船用护弦内，用于船体靠近登乘平台时通过与平台磁铁之间的斥力作用缓冲船体与登乘平台可能存在的碰撞，以及船体靠泊时通过与平台磁铁之间的吸力作用来稳定船体与登乘平台之间的连接，使船体安稳停靠。
6.进一步地，所述登乘平台包括左护柱、右护柱和平台甲板，所述左护柱和右护柱竖直设置在浮动风电平台的立柱上，所述平台甲板设置在所述左护柱和右护柱之间，用于与所述登乘设备对接，登乘人员由船体经登乘设备来到平台甲板上，或由平台甲板经登乘设备回到船体上，平台甲板的左右两端分别与左护柱和右护柱相连，其内侧与浮动风电平台的立柱相连，且其宽度小于平台甲板左护柱和右护柱的宽度，使得左护柱、右护柱和平台甲板在水平方向上（俯视）形成u型，船体靠泊时其船首进入所述u型的槽内。
7.进一步地，所述平台甲板的高度低于所述左护柱和右护柱的顶端，使得左护柱、右护柱和平台甲板在竖直方向上（正视）形成u型，相当于登乘人员站立在平台甲板上时左右两侧有护柱进行防护，提高安全性。
8.进一步地，所述平台护弦设置在左护柱、右护柱和平台甲板所围成的u型槽内部，平台护弦为d型橡胶护舷，d型的平面与登乘平台相贴合，所述平台磁铁嵌设在d型的平面上。
9.进一步地，所述船用护弦为d型橡胶护舷，d型的平面与船首周围相贴合，所述船用磁铁嵌设在d型的平面上。
10.进一步地，所述平台磁铁为第一电磁铁，所述第一电磁铁连接有电源，所述电源设置在所述登乘平台上；所述船用磁铁为第一永磁铁。
11.进一步地，所述登乘设备包括登乘梯和翻转电机，所述登乘梯的一端通过转轴连接在船体的船首位置，所述翻转电机与所述登乘梯的转轴驱动连接，登乘梯的另一端为自由端，翻转电机用于驱动登乘梯的一端绕其转轴转动，直至登乘梯的自由端搭靠在所述登乘平台上。
12.进一步地，所述登乘梯自由端的前端通过柔性连接结构连接有第二永磁铁，所述登乘平台上设置有与所述第二永磁铁相配合的第二电磁铁，第二电磁铁和第二永磁铁之间相互吸附以实现登乘梯与登乘平台的连接固定。
13.进一步地，所述柔性连接结构包括柔性材料，所述柔性材料由若干金属链节沿长度方向和宽度方向相互连接而成；或所述柔性材料为多层纤维编织材料；或所述柔性材料由多层不同弯曲度且都具有一定弹性的金属薄板叠合而成，登乘梯静置于船体上时，金属薄板向上弯曲，金属板由上至下弯曲度依次降低，登乘梯转动与登乘平台搭靠时由于第二永磁铁与登乘平台之间的吸附力以及金属薄板的弹性作用，登乘梯的一端固定在登乘平台上；或所述柔性材料包括多个平行排列的弹簧。
14.进一步地，所述翻转电机通过齿轮组与登乘梯的转轴驱动连接，所述齿轮组包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与翻转电机的输出轴驱动连接，所述从动齿轮与登乘梯的转轴驱动连接；所述登乘梯与船体之间连接有索链或折叠伸缩杆，用于登乘梯转动过程中的控制和防护，所述折叠伸缩杆的一端铰接在船首上，另一端铰接在登乘梯的中部位置，折叠伸缩杆由两根或两根以上的连杆铰接而成。
15.本发明通过在浮动平台的立柱上设置u型的登乘平台，在登乘平台和靠泊船只的船首周围设置护弦，并在护舷内埋设磁铁件，依靠磁吸力在船只靠泊时固定船只，减小船只因波浪而对船只本身和浮动平台造成的碰撞损伤，使运维船安稳靠泊，人员平稳行走；登乘平台上的磁铁件设置为电磁铁，可通过改变通过电磁铁的电流大小即可改变船只受到的合力大小和方向，以适应不同的风浪情况，同时可通过改变通过电磁铁的电流方向即可根据需要选择登乘平台与船首之间是斥力还是吸力，以满足靠近和靠泊这两种情况下的要求；登乘梯通过电机驱动实现自动搭靠，登乘梯的前端通过柔性连接结构设置有电磁铁，登乘梯通过电磁铁与登乘平台固定，柔性连接结构使登乘梯与登乘平台的连接为柔性连接，可避免船只与浮动平台的相对运动而对登乘梯产生刚性损伤，提高登乘过程的安全性；d型的橡胶护弦具有空腔结构，可提高防护性能，磁铁件可易于安装固定；整体结构简单，易于操作实施。
附图说明
16.图1为本发明实施例的结构示意图。
17.图2为本发明实施例的部分结构放大示意图。
18.图3为本发明实施例中平台靠泊部分的结构示意图。
19.图4为本发明实施例中平台靠泊部分的俯视示意图。
20.图5为本发明实施例中平台靠泊部分的正面示意图。
21.图6为本发明实施例中平台护弦的截面示意图。
22.图7为本发明实施例中平台护弦的结构示意图。
23.图8为本发明实施例中平台护弦的安装示意图。
24.图9为本发明实施例中船用靠泊部分的结构示意图。
25.图10为本发明实施例的侧面结构示意图。
26.图11为本发明实施例中船用靠泊部分中船首的结构示意图。
27.图12为本发明实施例中船用靠泊部分中登乘设备的结构示意图。
28.图13为本发明实施例中船用靠泊部分中登乘设备另一实施方式的部分结构示意图。
29.图14为本发明实施例中船用靠泊部分中登乘设备另一实施方式的部分结构示意图。
30.图15为本发明实施例中船用靠泊部分中登乘设备另一实施方式的部分结构示意图。
31.附图标记：1-平台靠泊部分；2-船用靠泊部分；11-立柱；12-护柱；13-平台甲板；14-护柱护弦；15-平台甲板护弦；16-平台磁铁；21-船首；22-登乘设备；23-船用护弦；131-第二电磁铁；221-登乘梯；222-转轴；223-翻转电机；224-第二永磁铁；225-柔性连接结构；226-折叠伸缩杆；2251-金属薄板；2252-金属链节；2253-纤维编织材料；2254-弹簧；2261-连杆。
具体实施方式
32.一种浮动风电平台靠泊装置，如图1、图2所示，包括平台靠泊部分1和船用靠泊部分2，所述平台靠泊部分1包括登乘平台、平台护弦和平台磁铁16，所述登乘平台设置在浮动风电平台的立柱11上，登乘平台俯视呈u型，即从水平方向上呈u型，所述平台护弦设置在所述登乘平台的边沿上，用于船体与登乘平台的接触防护，起到缓冲作用，避免硬性碰撞，所述平台磁铁16设置在所述平台护弦内。
33.所述船用靠泊部分2包括登乘设备22、船用护弦23和船用磁铁，所述登乘设备22设置在船体的船首21（运维船）上，用于与所述登乘平台对接，登乘人员由登乘设备22在登乘平台与船体之间过渡，所述船用护弦23设置在船体的船首21周围，与平台护弦的作用相似，用于船体与登乘平台的接触防护，所述船用磁铁设置在所述船用护弦23内，用于船体靠近登乘平台时通过与平台磁铁16之间的斥力作用缓冲船体与登乘平台可能存在的碰撞，以及船体靠泊时通过与平台磁铁16之间的吸力作用来稳定船体与登乘平台之间的连接，使船体安稳停靠。
34.目前新型的风电运维船一般为如图2、图11所示的双体结构，船首21平坦，上方甲板面积宽阔，但由于其吃水较浅，容易受到涌浪影响在垂直方向产生运动，登乘时容易造成危险，通过船首21与登乘平台之间的磁力吸附作用，可将船首21相对固定在登乘平台的u型
内，减少船体的摇晃与碰撞。
35.登乘平台供船体（如运维船）停靠、登乘设备22搭靠和登乘人员站立，u型结构方便船首21进入和固定，作为其中一种实施方式，本实施例中，如图3至图5所示，所述登乘平台包括左护柱12、右护柱12和平台甲板13，所述左护柱12和右护柱12相对竖直设置在浮动风电平台的立柱11上，所述平台甲板13设置在所述左护柱12和右护柱12之间，用于与所述登乘设备22对接，登乘人员由船体经登乘设备22来到平台甲板13上，或由平台甲板13经登乘设备22回到船体上，平台甲板13的左右两端分别与左护柱12和右护柱12相连，其内侧与浮动风电平台的立柱11相连，且其宽度小于平台甲板13左护柱12和右护柱12的宽度，使得左护柱12、右护柱12和平台甲板13在水平方向上（俯视）形成u型，u型槽的宽度略宽与船宽，船体靠泊时其船首21能进入所述u型的槽内。如图3左护柱12和右护柱12上可设置相应的减重孔，可减轻登乘平台的重量，同时也可减小登乘平台的流载荷。
36.同时，如图5，所述平台甲板13的高度低于所述左护柱12和右护柱12的顶端，使得左护柱12、右护柱12和平台甲板13在竖直方向上（正视）形成u型，相当于登乘人员站立在平台甲板13上时左右两侧有护柱12进行防护，提高安全性。平台甲板13的高度略高于运维船设计干舷高度，便于登乘设备22搭靠和人员登台。所述平台护弦设置在左护柱12、右护柱12和平台甲板13所围成的u型槽内部，分别为护柱护弦14和平台甲板护弦15，如图6、图7所示，平台护弦为d型橡胶护舷，d型结构具有空腔结构，缓冲性能好，所述平台磁铁16埋设在d型的橡胶平台护弦内，优选嵌设在d型外侧的平面上，而d型外侧的平面与登乘平台相贴合，如图8，橡胶护舷沿左护柱12、右护柱12和平台甲板13的表面呈规律排列固定。
37.作为其中一种实施方式，所述船用护弦23也为d型橡胶护舷，与平台护弦类似，所述船用磁铁埋设在d型的橡胶船用护弦23内，优选嵌设在d型外侧的平面上，而d型外侧的平面与船首21周围相贴合。
38.船用磁铁和平台磁铁16之间可产生斥力和吸力，故两者之间至少有一个为电磁铁，作为其中一种实施方式，平台磁铁16为第一电磁铁，船用磁铁为第一永磁铁，第一电磁铁连接有电源，所述电源设置在所述登乘平台上，如平台甲板13下方。平台磁铁16的控制器可由运维船上的人员掌控，通过无线通信控制第一电磁铁的通电和断开，以及控制第一电磁铁的磁极，实现与船用磁铁的斥力或吸力。
39.登乘设备22的作用在于与登乘平台搭靠，供人员通行，可为常见的人工搭接的跳板。作为其中一种实施方式，本实施例中，如图9至图11，所述登乘设备22包括登乘梯221和翻转电机223，所述登乘梯221的一端通过转轴222连接在船体的船首21位置，所述翻转电机223与所述登乘梯221的转轴222驱动连接，登乘梯221的另一端为自由端，翻转电机223用于驱动登乘梯221的一端绕其转轴222转动，直至登乘梯221的自由端搭靠在所述登乘平台上。
40.进一步具体地，翻转电机223与登乘梯221的转轴222通过齿轮组驱动连接，所述齿轮组包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与翻转电机223的输出轴驱动连接，所述从动齿轮与登乘梯221的转轴222驱动连接。如图10，所述登乘梯221与船体之间连接有索链或折叠伸缩杆226，用于登乘梯221转动过程中的控制和防护。如为索链，可在登乘梯221的两侧各设置一条，索链的一端连接在船首21的甲板上，另一端连接在登乘梯221靠近自由端处。如为折叠伸缩杆226，折叠伸缩杆226可由两根或两根以上的连杆2261铰接而成，折叠伸缩杆226的一端铰接在船首21的甲板上，另一端铰接在登乘梯221的中部位置。
41.登乘梯221一般为刚性结构，为了使登乘梯221稳固搭靠在登乘平台上，作为其中一种实施方式，如图12，所述登乘梯221自由端的前端通过柔性连接结构225连接有第二永磁铁224，所述登乘平台上设置有与所述第二永磁铁224相配合的第二电磁铁131，第二电磁铁131和第二永磁铁224之间相互吸附以实现登乘梯221与登乘平台之间的连接固定。同样，登乘梯221搭靠时，第二电磁铁131通电产生电磁性，将登乘梯221的自由端吸附固定在登乘平台上。
42.柔性连接结构225的作用在于使第二永磁铁224相对于刚性的登乘梯221可弯曲，从而使第二永磁铁224与平台甲板13能紧密贴合，其可为现有的多种结构和形式。作为其中一种实施方式，如图13，所述柔性连接结构225包括柔性材料，所述柔性材料可由若干金属链节2252沿长度方向和宽度方向相互连接而成，类似于钢带表链，链节横向和纵向排列并铰接，具有一定的柔性，又具有一定的刚性；或，如图14，所述柔性材料为多层纤维编织材料2253，纤维优选耐腐蚀的高强纤维，如玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、聚酯纤维等，可采用这些纤维的粗纤维编织而成；或，如图15，所述柔性材料包括多个平行排列的弹簧2254，弹簧2254沿登乘梯221的宽度方向排列，具有一定的弯曲性和刚度；或，如图12，所述柔性材料由多层不同弯曲度且都具有一定弹性的金属薄板2251叠合而成，登乘梯221静置于船体上时，金属薄板2251向上弯曲，金属板2251由上至下弯曲度依次降低，如图10，登乘梯221转动与登乘平台搭靠时由于第二永磁铁224与登乘平台之间的吸附力以及金属薄板2251的弹性作用，金属薄板2251向登乘平台的一侧弯曲，第二永磁铁224与第二电磁铁131吸附，登乘梯221的一端固定在登乘平台上，金属薄板2251可为不锈钢钢带、薄铝板等。
43.本发明的使用方法为：如图10，当运维船接近登乘平台而惯性较大时，遥控开启登乘平台周围平台护舷内的第一电磁铁，使之与船首21船用护弦23内的第一永磁铁产生斥力，运维船减速至合理范围内，断开第一电磁铁的电源；运维船靠泊时，采用顶靠方式靠泊，控制船体使船首21进入登乘平台的“u”型空间，遥控使第一电磁铁通电，使之与船首21的第一永磁铁产生吸力，控制船只的左右运动，随着船只逐步靠近平台护舷，护舷通过摩擦使运动逐步平稳；启动船首21甲板上的翻转电机223，使登乘梯221的自由端绕其固定端旋转，直至搭载到登乘平台的平台甲板13上，控制登乘平台上的第二电磁铁131通电，登乘梯221的自由端由于其前端的第二永磁铁224与第二电磁铁131的吸力作用固定在登乘平台的平台甲板13上。
44.船体通过登乘梯221与登乘平台形成柔性连接，由于运维船相对登乘平台重量很轻，故其做受迫运动，但由于船只护舷处与平台护舷之间的电磁力牵引作用，减轻了船体的摇晃，通过改变通过第一电磁铁的电流即可改变船只受到的合力方向，平衡侧方的波浪力，使运维船安稳靠泊。
45.上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

技术特征：
1.一种浮动风电平台靠泊装置，其特征在于，包括平台靠泊部分和船用靠泊部分，所述平台靠泊部分包括登乘平台、平台护弦和平台磁铁，所述登乘平台设置在浮动风电平台的立柱上，登乘平台俯视呈u型，所述平台护弦设置在所述登乘平台的边沿上，用于船体与登乘平台的接触防护，所述平台磁铁设置在所述平台护弦内；所述船用靠泊部分包括登乘设备、船用护弦和船用磁铁，所述登乘设备设置在船体的船首上，用于与所述登乘平台对接，登乘人员由登乘设备在登乘平台与船体之间过渡，所述船用护弦设置在船体的船首周围，用于船体与登乘平台的接触防护，所述船用磁铁设置在所述船用护弦内，用于船体靠近登乘平台时通过与平台磁铁之间的斥力作用缓冲船体与登乘平台可能存在的碰撞，以及船体靠泊时通过与平台磁铁之间的吸力作用来稳定船体与登乘平台之间的连接，使船体安稳停靠。2.根据权利要求1所述的一种浮动风电平台靠泊装置，其特征在于，所述登乘平台包括左护柱、右护柱和平台甲板，所述左护柱和右护柱竖直设置在浮动风电平台的立柱上，所述平台甲板设置在所述左护柱和右护柱之间，用于与所述登乘设备对接，平台甲板的左右两端分别与左护柱和右护柱相连，其内侧与浮动风电平台的立柱相连，且其宽度小于平台甲板左护柱和右护柱的宽度，使得左护柱、右护柱和平台甲板在水平方向上形成u型，船体靠泊时其船首进入所述u型的槽内。3.根据权利要求2所述的一种浮动风电平台靠泊装置，其特征在于，所述平台甲板的高度低于所述左护柱和右护柱的顶端，使得左护柱、右护柱和平台甲板在竖直方向上形成u型，以利于登乘人员的防护。4.根据权利要求2所述的一种浮动风电平台靠泊装置，其特征在于，所述平台护弦设置在左护柱、右护柱和平台甲板所围成的u型槽内部，平台护弦为d型橡胶护舷，d型的平面与登乘平台相贴合，所述平台磁铁嵌设在d型的平面上。5.根据权利要求1所述的一种浮动风电平台靠泊装置，其特征在于，所述船用护弦为d型橡胶护舷，d型的平面与船首周围相贴合，所述船用磁铁嵌设在d型的平面上。6.根据权利要求1所述的一种浮动风电平台靠泊装置，其特征在于，所述平台磁铁为第一电磁铁，所述第一电磁铁连接有电源，所述电源设置在所述登乘平台上；所述船用磁铁为第一永磁铁。7.根据权利要求1所述的一种浮动风电平台靠泊装置，其特征在于，所述登乘设备包括登乘梯和翻转电机，所述登乘梯的一端通过转轴连接在船体的船首上，所述翻转电机与所述登乘梯的转轴驱动连接，登乘梯的另一端为自由端，翻转电机用于驱动登乘梯的一端绕其转轴转动，直至登乘梯的自由端搭靠在所述登乘平台上。8.根据权利要求7所述的一种浮动风电平台靠泊装置，其特征在于，所述登乘梯自由端的前端通过柔性连接结构连接有第二永磁铁，所述登乘平台上设置有与所述第二永磁铁相配合的第二电磁铁，第二电磁铁和第二永磁铁之间相互吸附以实现登乘梯与登乘平台的连接固定。9.根据权利要求8所述的一种浮动风电平台靠泊装置，其特征在于，所述柔性连接结构包括柔性材料，所述柔性材料由若干金属链节沿长度方向和宽度方向相互连接而成；或所述柔性材料为多层纤维编织材料；或所述柔性材料由多层不同弯曲度且都具有一定弹性的金属薄板叠合而成，登乘梯静置于船体上时，金属薄板向上弯曲，金属板由上至下弯曲度依
次降低，登乘梯转动与登乘平台搭靠时由于第二永磁铁与登乘平台之间的吸附力以及金属薄板的弹性作用，登乘梯的一端固定在登乘平台上；或所述柔性材料包括多个平行排列的弹簧。10.根据权利要求7所述的一种浮动风电平台靠泊装置，其特征在于，所述翻转电机通过齿轮组与登乘梯的转轴驱动连接，所述齿轮组包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与翻转电机的输出轴驱动连接，所述从动齿轮与登乘梯的转轴驱动连接；所述登乘梯与船体之间连接有索链或折叠伸缩杆，用于登乘梯转动过程中的控制和防护，所述折叠伸缩杆的一端铰接在船首上，另一端铰接在登乘梯的中部位置，折叠伸缩杆由两根或两根以上的连杆铰接而成。

技术总结
一种浮动风电平台靠泊装置，包括平台靠泊部分和船用靠泊部分，平台靠泊部分包括登乘平台、平台护弦和平台磁铁，登乘平台设置在立柱上，平台护弦设置在登乘平台的边沿上，平台磁铁设置在平台护弦内；船用靠泊部分包括登乘设备、船用护弦和船用磁铁，登乘设备设置在船体的船首上，船用护弦设置船首周围，船用磁铁设置在船用护弦内，用于与平台磁铁产生斥力或吸力来缓冲碰撞或稳定船体；登乘设备包括登乘梯和翻转电机，登乘梯的前端通过柔性连接结构连接有可与登乘平台产生吸力作用的的第二永磁铁。本发明可减小船只因波浪而对船只本身和浮动平台造成的碰撞损伤，使运维船安稳靠泊，提高登乘安全性，适应不同的风浪情况和不同的登乘情况。乘情况。乘情况。


技术研发人员：周舒旎 郝玉恒 董晔弘
受保护的技术使用者：广东海装海上风电研究中心有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/6/12