一種超大型浮體模塊間六自由度連接器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋工程技術領域技術，特別涉及應用于海洋超大型浮體模塊間的新型柔性連接器。
【背景技術】
[0002]海洋超大型浮體是由多個模塊通過連接器前后連接組成的，在復雜的海洋環(huán)境中超大型浮體承受巨大的波浪載荷，連接器的彈性變形極大，同時連接器所承受載荷具有靜態(tài)和動態(tài)相結合的特點。精確評估超大型浮體模塊柔性連接性能對連接器和超大型浮體的結構安全性具有重要意義，目前采用大量數值進行模擬，而功能仿真模型試驗和波浪載荷模型試驗還處于空白。
【發(fā)明內容】
[0003]本申請人針對現有技術的上述缺點，進行研宄和改進，提供一種超大型浮體模塊間六自由度連接器，通過超大型浮體模塊柔性連接功能仿真模型試驗和波浪載荷模型試驗，可以進行較詳細的結構應力和位移測量以及動態(tài)載荷的測試，以便深入研宄海洋超大型浮體連接器剛度特性和結構響應，可以模擬海洋超大型浮體連接器六自由度的拉伸、壓縮以及扭轉剛度特性，并且適用于模擬動態(tài)載荷作用下的結構響應，既可驗證海洋超大型浮體連接器結構的安全性和適用性，也為海洋超大型浮體的結構設計和計算方法提供依據。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下方案:
[0005]一種超大型浮體模塊間六自由度連接器，包括中央集控室，中央集控室的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向分別至少安裝有一個阻尼裝置，所述阻尼裝置包括一端置于中央集控室的限位室中、另一端與基座轉動連接的活塞桿，位于基座與中央集控室之間設有阻尼介質，基座與測試工裝固連，活塞桿于中央集控室中做線性移動并與基座之間安裝有轉動阻尼器；限位室中安裝有與活塞桿端部固連的限位板。
[0006]作為上述技術方案的進一步改進:
[0007]所述中央集控室的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向分別設有一個阻尼裝置。
[0008]所述中央集控室的X軸方向及Z軸方向分別對稱設有阻尼裝置，其Y軸方向設有一個阻尼裝置。
[0009]所述中央集控室的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向分別對稱設有阻尼裝置。
[0010]所述中央集控室為方形塊體結構，其限位室內的限位板為平板結構。
[0011]所述中央集控室為球形結構，其限位室內的限位板為弧形板狀結構。
[0012]所述限位室的側部帶有圓錐通孔，活塞桿貫穿所述圓錐通孔，活塞桿的外徑小于圓錐通孔的小徑端的內徑。
[0013]所述限位室中安裝有檢測限位板位移的位移傳感器。
[0014]所述阻尼介質包括固體介質、液體介質或氣體介質；所述固體介質為彈簧或橡膠，液體介質為油液，氣體介質為空氣。
[0015]本發(fā)明的技術效果在于:
[0016]第一，本發(fā)明限制三個方向的線位移以及模塊間的相對角位移，即通過阻尼來限制模塊間的所有六自由度相對運動:縱蕩、橫蕩、垂蕩、橫搖、縱搖和首搖運動。
[0017]第二，本發(fā)明具有可調的剛度性能，也可通過縮比適用于各種模型試驗。當進行功能仿真試驗時，可根據數值模擬選用不同阻尼系數確定阻尼介質，然后應用于波浪模型試驗中，驗證柔性連接器的有效性。另外，同一個方向上可以布置2個阻尼裝置時，可采用不同的阻尼系數，通過限制模塊的相對縱向位移達到限制模塊間橫向彎矩的作用。甚至在模塊與模塊之間，剛度都可以不同樣。
[0018]第三，本發(fā)明不但有被動限制運動的功能，還具有主動控制的功能。被動的限制運動主要體現在阻尼介質有較強的剛度，配合限位板在限位室內的運動，很大程度上實現了該裝置的實用性。被動控制的功能主要適用于考慮速度和加速度的模塊之間相對運動位移小于限位室的長度，而主動控制體現了該發(fā)明的安全特征，即能通過位移傳感器監(jiān)測到相對運動超越臨界值時采用必要的手段來介入控制，充分體現了該裝置的應用安全性。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的另一結構示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明的阻尼裝置的結構示意圖。
[0022]圖中:1、阻尼介質；2、限位室；3、限位板；4、活塞桿；5、基座；6、位移傳感器；7、中央集控室；71、圓錐通孔；8、轉動阻尼器。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明。
[0024]如圖1、圖2及圖3所示，本實施例的超大型浮體模塊間六自由度連接器，包括中央集控室7，中央集控室7的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向分別至少安裝有一個阻尼裝置，阻尼裝置包括一端置于中央集控室7的限位室2中、另一端與基座5轉動連接的活塞桿4，位于基座5與中央集控室7之間設有阻尼介質1，基座5與測試工裝固連，活塞桿4于中央集控室7中做線性移動并與基座5之間安裝有轉動阻尼器8 ;限位室2中安裝有與活塞桿4端部固連的限位板3?；钊麠U4與阻尼介質I用于限制三軸的軸向自由度，轉動阻尼器8起到限制基座轉動的作用，即限制了模塊繞三個坐標軸的相對轉動，從而整體上對六個自由度進行了限制。
[0025]作為優(yōu)選，中央集控室7的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向分別設有一個阻尼裝置。
[0026]作為優(yōu)選，中央集控室7的X軸方向及Z軸方向分別對稱設有阻尼裝置，其Y軸方向設有一個阻尼裝置。經過大量數值分析，中央集控室7在橫向即Y方向的相對位移較另外兩個方向小很多，因此，可以采用上述優(yōu)選方式。
[0027]作為優(yōu)選，中央集控室7的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向分別對稱設有阻尼裝置，即三個方向分別設置有2個阻尼裝置，由于布置在中央集控室7的位置不同，阻尼裝置內的阻尼系數可以不同，即可采用不同阻尼系數的阻尼介質I。一般來說，如沿著縱向X方向布置2個阻尼裝置，該阻尼裝置如布置在超大型浮體的左舷處，則外側的阻尼系數可以大于內側。
[0028]如圖1、圖2所示，本發(fā)明中，中央集控室7可以為方形塊體結構或球形結構，若為方形塊體結構時，其限位室2內的限位板3為平板結構，若為球形結構時，其限位室2內的限位板3為弧形板狀結構。
[0029]如圖3所示，限位室2的側部帶有圓錐通孔71，活塞桿4貫穿圓錐通孔71，活塞桿4的外徑小于圓錐通孔71的小徑端的內徑?；钊麠U4與限位室2間無摩擦，當模塊相向運動時，即阻尼受壓，活塞，4和限位板3趨近限位室2的無孔壁端；反之，當模塊相背運動時，即阻尼受拉，活塞桿和限位板3趨近限位室的開孔壁端。
[0030]如圖3所示，限位室2中安裝有檢測限位板3位移的位移傳感器6。位移傳感器6在限位室2中開槽固定，實時監(jiān)測限位板3在限位室2中的位置及動向，如限位板3的位置一旦超過臨界值位移傳感器6即會發(fā)出警報，系統(tǒng)會通過調節(jié)阻尼介質I的剛度來盡可能的減小限位板3繼續(xù)運動或迫使限位板3反向運動。
[0031]本發(fā)明中，阻尼介質I包括固體介質、液體介質或氣體介質；固體介質為彈簧或橡膠，液體介質為油液，氣體介質為空氣。如圖3所示，阻尼介質I僅用彈簧示意。
[0032]以上所舉實施例為本發(fā)明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發(fā)明所提技術特征的范圍內，利用本發(fā)明所揭示技術內容所作出局部改動或修飾的等效實施例，并且未脫離本發(fā)明的技術特征內容，均仍屬于本發(fā)明技術特征的范圍內。
【主權項】
1.一種超大型浮體模塊間六自由度連接器，其特征在于:包括中央集控室(7)，中央集控室(7)的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向分別至少安裝有一個阻尼裝置，所述阻尼裝置包括一端置于中央集控室(7)的限位室(2)中、另一端與基座(5)轉動連接的活塞桿(4)，位于基座(5)與中央集控室(7)之間設有阻尼介質(1)，基座(5)與測試工裝固連，活塞桿(4)于中央集控室(7)中做線性移動并與基座(5)之間安裝有轉動阻尼器(8);限位室(2)中安裝有與活塞桿(4)端部固連的限位板(3)。2.按照權利要求1所述的超大型浮體模塊間六自由度連接器，其特征在于:所述中央集控室(7)的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向分別設有一個阻尼裝置。3.按照權利要求1所述的超大型浮體模塊間六自由度連接器，其特征在于:所述中央集控室(7)的X軸方向及Z軸方向分別對稱設有阻尼裝置，其Y軸方向設有一個阻尼裝置。4.按照權利要求1所述的超大型浮體模塊間六自由度連接器，其特征在于:所述中央集控室⑵的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向分別對稱設有阻尼裝置。5.按照權利要求1至4中任一權利要求所述的超大型浮體模塊間六自由度連接器，其特征在于:所述中央集控室(7)為方形塊體結構，其限位室(2)內的限位板(3)為平板結構。6.按照權利要求1至4中任一權利要求所述的超大型浮體模塊間六自由度連接器，其特征在于:所述中央集控室(7)為球形結構，其限位室(2)內的限位板(3)為弧形板狀結構。7.按照權利要求1所述的超大型浮體模塊間六自由度連接器，其特征在于:所述限位室⑵的側部帶有圓錐通孔(71)，活塞桿(4)貫穿所述圓錐通孔(71)，活塞桿(4)的外徑小于圓錐通孔(71)的小徑端的內徑。8.按照權利要求1所述的超大型浮體模塊間六自由度連接器，其特征在于:所述限位室⑵中安裝有檢測限位板⑶位移的位移傳感器(6)。9.按照權利要求1所述的超大型浮體模塊間六自由度連接器，其特征在于:所述阻尼介質(I)包括固體介質、液體介質或氣體介質；所述固體介質為彈簧或橡膠，液體介質為油液，氣體介質為空氣。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超大型浮體模塊間六自由度連接器，包括中央集控室，中央集控室的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向分別至少安裝有一個阻尼裝置，所述阻尼裝置包括一端置于中央集控室的限位室中、另一端與基座轉動連接的活塞桿，位于基座與中央集控室之間設有阻尼介質，基座與測試工裝固連，活塞桿于中央集控室中做線性移動并與基座之間安裝有轉動阻尼器；限位室中安裝有與活塞桿端部固連的限位板。本發(fā)明通過超大型浮體模塊柔性連接功能仿真模型試驗和波浪載荷模型試驗，可以進行較詳細的結構應力和位移測量以及動態(tài)載荷的測試，既可驗證海洋超大型浮體連接器結構的安全性和適用性，也為海洋超大型浮體的結構設計和計算方法提供依據。
【IPC分類】B63B35/00
【公開號】CN104908896
【申請?zhí)枴緾N201510379688
【發(fā)明人】陸曄, 祁恩榮, 劉超, 李志偉, 夏勁松
【申請人】中國船舶重工集團公司第七○二研究所
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年7月1日