本发明涉及海上风电领域，尤其涉及一种海上风机基础登靠系统及其使用方法。
背景技术
随着新能源的发展受到了世界各国的大力支持，风能发电也迎来了高速发展期。根据最新统计数据表明，风力发电已经是仅次于水力发电的全球第二大可再生能源发电资源，尤其是海上风力发电，虽然起步比陆上风电晚，但却凭借着海风资源稳定以及靠近用电市场等特点，得到了飞速发展。随着越来越多的海上风电场建设，海上风场的防撞安全问题也得到了参建各方的广泛重视，因此浮式防撞装置在海上风机基础防撞方面的应用得到了越来越多的关注。
浮式防撞装置具有适应潮位变化，防撞能力高，安装维修方便等优势，然而，目前的浮式防撞装置较少考虑与海上风机基础的兼容性问题，尤其是浮式防撞装置与海上风机基础登靠系统的冲突问题没有得到很好的解决，浮式防撞结构布置型式处处受限，防撞能力也受到了较大影响，限制了浮式防撞装置在海上风电场防撞方面的大范围推广应用。由于海上环境恶劣，目前常用的船舶刚性靠泊系统，在风浪较大情况下船舶常常难以停靠，增加了人员登乘的安全风险。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种海上风机基础登靠系统及其使用方法，能够适应于海水潮位的变化，提升海上风机登靠系统与浮式防撞体的兼容性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种海上风机基础登靠系统，包括均设置于海上风机基础的钢管桩同一侧的爬梯组件、伸缩组件、吸附组件和旋转机构，所述爬梯组件包括第一爬梯机构、第二爬梯机构和第三爬梯机构，所述伸缩组件包括第一伸缩机构、第二伸缩机构和第三伸缩机构，所述吸附组件包括第一吸附机构和第二吸附机构，所述旋转机构包括转轴，所述第一爬梯机构、第三爬梯机构和第一伸缩机构均呈竖直设置，所述第二爬梯机构、第二伸缩机构和第三伸缩机构均呈水平设置；
所述第一爬梯机构与钢管桩相固定，所述第一伸缩机构的顶部与第一爬梯机构的底部相固定，所述第二伸缩机构沿钢管桩的径向设置且与第一伸缩机构的底部相固定，所述第一吸附机构与第二伸缩机构靠近钢管桩的一端部连接，所述第二爬梯与第二伸缩机构远离钢管桩的一端部连接，所述旋转机构的转轴垂直于第二爬梯机构设置且与第二爬梯机构远离钢管桩的一端部连接，所述第三爬梯机构的顶部通过旋转机构与第二爬梯机构可转动连接，所述第三伸缩机构沿钢管桩的径向设置且与第三爬梯机构的底部相固定，所述第二吸附机构与第三伸缩机构靠近钢管桩的一端部连接。
本发明还涉及一种海上风机基础登靠系统的使用方法：
包括以下步骤：步骤s1、根据海水的潮位调整第一伸缩机构的伸长长度；
步骤s2、将第一吸附机构和第二吸附机构分别吸附于钢管桩的侧壁，并通过第二伸缩机构和第三伸缩机构调整第三爬梯机构与钢管桩之间的距离；
步骤s3、船舶离开海上风机基础登靠系统之后，通过旋转机构带动第三爬梯机构翻转至第二爬梯机构的上方。
本发明的有益效果在于：能够将浮式防撞体设于第二伸缩机构和第三伸缩机构之间，通过第一伸缩机构的伸缩运动，能够调整第二伸缩机构和第三伸缩机构的水平高度，以适应浮式防撞体的水平高度，提升了海上风机登靠系统与浮式防撞体的兼容性，第一伸缩机构的伸缩运动同时能够调整第二爬梯机构和第三爬梯机构的水平高度，适应海水潮位的变化，便于船舶停靠和船员登乘，根据海水的潮位变化将第一伸缩机构的伸长长度调整完成之后，通过第一吸附机构和第二吸附机构分别将第二伸缩机构和第三伸缩机构固定于钢管桩，结构稳定，通过第二伸缩机构和第三伸缩机构能够调整第三爬梯机构与钢管桩之间的距离，以适应不同的船舶和海况，进一步提升船舶停靠的便捷性。
附图说明
图1所示为本发明的海上风电基础登靠系统在船舶停靠状态下的侧视图；
图2所示为本发明的海上风电基础登靠系统在非船舶停靠状态下的侧视图；
图3所示为本发明的海上风电基础登靠系统在船舶停靠状态下的主视图；
图4所示为本发明的第三伸缩机构和第二吸附机构的示意图；
标号说明：
1、第一爬梯机构；11、第一竖梁；12、支杆；13、第一电动爬梯；2、第一伸缩机构；21、第一缸筒；22、第一活塞杆；3、第二伸缩机构；4、第一吸附机构；5、第二爬梯机构；6、旋转机构；61、转轴；7、第三爬梯机构；
71、固定爬梯；72、第二竖梁；8、第三伸缩机构；81、第三缸筒；82、第三活塞杆；9、第二吸附机构；91、抽气装置；92、吸头；93、橡胶垫圈；
101、钢管桩；102、浮式防撞体。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：第二伸缩机构3通过第一伸缩机构2与第一爬梯机构1连接，第二爬梯机构5依次通过第二伸缩机构3和第一吸附机构4与钢管桩101连接，第三爬梯机构7的顶部通过旋转机构6与第二爬梯机构5可转动连接，第三爬梯机构7的底部依次通过第三伸缩机构8和第二吸附机构9与钢管桩101连接。
请参照图1至图4所示，本发明提供的一种海上风机基础登靠系统，包括均设置于海上风机基础的钢管桩101同一侧的爬梯组件、伸缩组件、吸附组件和旋转机构6，所述爬梯组件包括第一爬梯机构1、第二爬梯机构5和第三爬梯机构7，所述伸缩组件包括第一伸缩机构2、第二伸缩机构3和第三伸缩机构8，所述吸附组件包括第一吸附机构4和第二吸附机构9，所述旋转机构6包括转轴61，所述第一爬梯机构1、第三爬梯机构7和第一伸缩机构2均呈竖直设置，所述第二爬梯机构5、第二伸缩机构3和第三伸缩机构8均呈水平设置；
所述第一爬梯机构1与钢管桩101相固定，所述第一伸缩机构2的顶部与第一爬梯机构1的底部相固定，所述第二伸缩机构3沿钢管桩101的径向设置且与第一伸缩机构2的底部相固定，所述第一吸附机构4与第二伸缩机构3靠近钢管桩101的一端部连接，所述第二爬梯与第二伸缩机构3远离钢管桩101的一端部连接，所述旋转机构6的转轴61垂直于第二爬梯机构5设置且与第二爬梯机构5远离钢管桩101的一端部连接，所述第三爬梯机构7的顶部通过旋转机构6与第二爬梯机构5可转动连接，所述第三伸缩机构8沿钢管桩101的径向设置且与第三爬梯机构7的底部相固定，所述第二吸附机构9与第三伸缩机构8靠近钢管桩101的一端部连接。
本发明还涉及一种海上风机基础登靠系统的使用方法，包括以下步骤：
步骤s1、根据海水的潮位调整第一伸缩机构2的伸长长度；
步骤s2、将第一吸附机构4和第二吸附机构9分别吸附于钢管桩101的侧壁，并通过第二伸缩机构3和第三伸缩机构8调整第三爬梯机构7与钢管桩101之间的距离；
步骤s3、船舶离开海上风机基础登靠系统之后，通过旋转机构6带动第三爬梯机构7翻转至第二爬梯机构5的上方。
其中，步骤s3具体包括：步骤s301、船舶离开海上风机基础登靠系统之后，使第一吸附机构4和第二吸附机构9均与钢管桩101分离；
步骤s302、通过旋转机构6带动第三爬梯机构7翻转至第二爬梯机构5的上方直至第三爬梯机构7与第二爬梯机构5互相平行；
步骤s303、使第一伸缩机构2、第二伸缩机构3和第三伸缩机构8均收缩至各自的最短长度。
从上述描述可知，能够将浮式防撞体102设于第二伸缩机构3和第三伸缩机构8之间，通过第一伸缩机构2的伸缩运动，能够调整第二伸缩机构3和第三伸缩机构8的水平高度，以适应浮式防撞体102的水平高度，提升了海上风机登靠系统与浮式防撞体102的兼容性，第一伸缩机构2的伸缩运动同时能够调整第二爬梯机构5和第三爬梯机构7的水平高度，适应海水潮位的变化，便于船舶停靠和船员登乘，根据海水的潮位变化将第一伸缩机构2的伸长长度调整完成之后，通过第一吸附机构4和第二吸附机构9分别将第二伸缩机构3和第三伸缩机构8固定于钢管桩101，结构稳定，通过第二伸缩机构3和第三伸缩机构8能够调整第三爬梯机构7与钢管桩101之间的距离，以适应不同的船舶和海况，进一步提升船舶停靠的便捷性。
进一步的，还包括plc，所述plc分别与第一伸缩机构2、第二伸缩机构3、第三伸缩机构8和旋转机构6连接。
从上述描述可知，通过plc控制第一伸缩机构2、第二伸缩机构3和第三伸缩机构8的伸缩运动，通过plc控制旋转机构6的转动，自动化程度高、操作便捷且控制精度高。
进一步的，所述第一爬梯机构1包括第一竖梁11、支杆12和第一电动爬梯13，所述第一竖梁11的数量为两条且两条第一竖梁11相对设置，两条第一竖梁11通过所述支杆12与钢管桩101相固定，所述第一电动爬梯13呈竖直设置且第一电动爬梯13固定于两条第一竖梁11之间，所述第一伸缩机构2的顶部分别与两条第一竖梁11的底部相固定。
从上述描述可知，第一爬梯机构1结构紧凑，两条第一竖梁11通过所述支杆12与钢管桩101相固定，第一电动爬梯13固定于两条第一竖梁11之间，稳定性良好。
进一步的，所述第一伸缩机构2包括两个相对设置的第一液压缸，所述第一液压缸包括互相连接的第一缸筒21和第一活塞杆22，所述第二伸缩机构3包括第一伸缩杆和两个相对设置的第二液压缸，两个第二液压缸和两个第一液压缸分别一一对应设置，所述第二液压缸包括互相连接的第二缸筒和第二活塞杆，所述第一缸筒21与第一爬梯机构1的底部相固定，所述第一活塞杆22朝下设置，所述第二缸筒与第一活塞杆22的底部相固定，所述第二活塞杆背向钢管桩101设置，所述第一吸附机构4通过所述第一伸缩杆与第二缸筒靠近钢管桩101的一端部连接。
从上述描述可知，第二伸缩机构3通过第一吸附结构与钢管桩101固定，结构稳固且拆装便捷，第二伸缩机构3包括两个相对设置的第二液压缸，当船舶停靠时，第二液压缸能够起到受力缓冲的作用。
进一步的，还包括第一伸缩梯和第二伸缩梯，所述第一伸缩梯设于两条第一活塞杆22之间，所述第二伸缩梯设于两条第二活塞杆之间。
从上述描述可知，第一伸缩梯能够跟随第一活塞杆22伸缩，第二伸缩梯能够跟随第二活塞杆伸缩，使用便捷。
进一步的，还包括测距装置，所述测距装置与第二缸筒相固定，所述测距装置为激光测距仪或红外测距仪。
从上述描述可知，测距装置与第二缸筒相固定，能够测量第二缸筒与水面之间的距离，同时能够测量第二缸筒与旋转机构6之间的距离，为第一伸缩机构2以及第二伸缩机构3的伸长长度提供数据依据，同时激光测距仪和红外测距仪受海上环境影响较小，测量精度高。
进一步的，所述第二爬梯结构包括第二电动爬梯和两条相对设置的横梁，所述第三爬梯结构包括固定爬梯71和两条相对设置的第二竖梁72，两条横梁和两条第二竖梁72分别一一对应设置，所述横梁的一端部与与第二伸缩机构3远离钢管桩101的一端部连接，所述第二电动爬梯呈水平设置且设于两条横梁之间，所述第二竖梁72的顶部通过旋转机构6的转轴61与横梁的另一端部可转动连接，所述固定爬梯71呈竖直设置且设于两条第二竖梁72之间。
从上述描述可知，第二竖梁72的顶部通过旋转机构6的转轴61与横梁的另一端部可转动连接，当登靠系统处于无船舶停靠状态时，通过旋转机构6的转轴61能够将第三爬梯机构7转动至第二爬梯机构5的上方，节省空间，同时还能够避免来往船舶与登靠系统发生碰撞，使用安全。
进一步的，所述第三伸缩机构8包括两个相对设置的第三液压缸，所述第三液压缸包括互相连接的第三缸筒81和第三活塞杆82，所述第二吸附结构包括抽气装置91、吸头92和橡胶垫圈93，所述吸头92呈锥形漏斗状，所述第三缸筒81与第三爬梯机构7的底部相固定，所述第三活塞杆82朝向钢管桩101设置，所述吸头92的尖端通过抽气装置91与第三活塞杆82靠近钢管桩101的端部连接，所述橡胶垫圈93固定于吸头92的敞口边缘且吸头92的敞口朝向钢管桩101设置。
从上述描述可知，通过第三活塞杆82带动吸头92运动，使吸头92上的橡胶垫圈93贴合于钢管桩101的侧壁，抽气装置91能够抽取吸头92空腔内的空气使吸头92的内部形成负压，进而将吸头92紧固吸附于钢管桩101的侧壁上，抽气装置91停止抽取吸头92空腔内的空气便能够使吸头92与钢管桩101之间的吸附力消失，此时通过第三活塞杆82带动吸头92运动能够使吸头92与钢管桩101分离。
请参照图1至图4所示，本发明的实施例一为：
一种海上风机基础登靠系统，包括均设置于海上风机基础的钢管桩101同一侧的爬梯组件、伸缩组件、吸附组件、旋转机构6和plc，所述爬梯组件包括第一爬梯机构1、第二爬梯机构5和第三爬梯机构7，所述伸缩组件包括第一伸缩机构2、第二伸缩机构3和第三伸缩机构8，所述吸附组件包括第一吸附机构4和第二吸附机构9，所述旋转机构6包括转轴61，所述第一爬梯机构1、第三爬梯机构7和第一伸缩机构2均呈竖直设置，所述第二爬梯机构5、第二伸缩机构3和第三伸缩机构8均呈水平设置，所述plc分别与第一伸缩机构2、第二伸缩机构3、第三伸缩机构8和旋转机构6连接；
所述第一爬梯机构1包括第一竖梁11、支杆12和第一电动爬梯13，所述第一竖梁11的数量为两条且两条第一竖梁11相对设置，两条第一竖梁11通过所述支杆12与钢管桩101相固定，所述第一电动爬梯13呈竖直设置且第一电动爬梯13固定于两条第一竖梁11之间；所述第一伸缩机构2包括两个相对设置的第一液压缸，所述第一液压缸包括互相连接的第一缸筒21和第一活塞杆22，两个第一缸筒21分别与两条第一竖梁11一一对应设置，所述第一缸筒21与第一爬梯机构1的底部相固定，所述第一活塞杆22朝下设置；所述第二伸缩机构3包括第一伸缩杆和两个相对设置的第二液压缸，两个第二液压缸和两个第一液压缸分别一一对应设置，所述第二液压缸包括互相连接的第二缸筒和第二活塞杆，所述第二缸筒与第一活塞杆22的底部相固定，所述第二活塞杆背向钢管桩101设置，所述第一吸附机构4通过所述第一伸缩杆与第二缸筒靠近钢管桩101的一端部连接；所述第二爬梯结构包括第二电动爬梯和两条相对设置的横梁，所述第三爬梯结构包括固定爬梯71和两条相对设置的第二竖梁72，两条横梁和两条第二竖梁72分别一一对应设置，所述横梁的一端部与与第二活塞杆远离钢管桩101的一端部连接，所述第二电动爬梯呈水平设置且设于两条横梁之间，所述第二竖梁72的顶部通过旋转机构6的转轴61与横梁的另一端部可转动连接，所述固定爬梯71呈竖直设置且设于两条第二竖梁72之间；所述第三伸缩机构8包括两个相对设置的第三液压缸，所述第三液压缸包括互相连接的第三缸筒81和第三活塞杆82，所述第二吸附结构包括抽气装置91、吸头92和橡胶垫圈93，所述吸头92呈锥形漏斗状，两个第三缸筒81分别与两条第二竖梁72一一对应连接，所述第三缸筒81与第二竖梁72的底部相固定，所述第三活塞杆82朝向钢管桩101设置，所述吸头92的尖端通过抽气装置91与第三活塞杆82靠近钢管桩101的端部连接，所述橡胶垫圈93固定于吸头92的敞口边缘且吸头92的敞口朝向钢管桩101设置；
还包括第一伸缩梯、第二伸缩梯和测距装置，所述第一伸缩梯设于两条第一活塞杆22之间，所述第二伸缩梯设于两条第二活塞杆之间，所述测距装置与第二缸筒相固定，所述测距装置为激光测距仪或红外测距仪。
本发明的实施例二为：
一种海上风机基础登靠系统的使用方法，包括以下步骤：
步骤s1、根据海水的潮位调整第一伸缩机构2的伸长长度；
步骤s2、将第一吸附机构4和第二吸附机构9分别吸附于钢管桩101的侧壁，并通过第二伸缩机构3和第三伸缩机构8调整第三爬梯机构7与钢管桩101之间的距离；
步骤s301、船舶离开海上风机基础登靠系统之后，使第一吸附机构4和第二吸附机构9均与钢管桩101分离；
步骤s302、通过旋转机构6带动第三爬梯机构7翻转至第二爬梯机构5的上方直至第三爬梯机构7与第二爬梯机构5互相平行；
步骤s303、使第一伸缩机构2、第二伸缩机构3和第三伸缩机构8均收缩至各自的最短长度。
综上所述，本发明提供的一种海上风机基础登靠系统及其使用方法，能够将浮式防撞体102设于第二伸缩机构3和第三伸缩机构8之间，通过第一伸缩机构2的伸缩运动，能够调整第二伸缩机构3和第三伸缩机构8的水平高度，以适应浮式防撞体102的水平高度，提升了海上风机登靠系统与浮式防撞体102的兼容性，第一伸缩机构2的伸缩运动同时能够调整第二爬梯机构5和第三爬梯机构7的水平高度，适应海水潮位的变化，便于船舶停靠和船员登乘，根据海水的潮位变化将第一伸缩机构2的伸长长度调整完成之后，通过第一吸附机构4和第二吸附机构9分别将第二伸缩机构3和第三伸缩机构8固定于钢管桩101，结构稳定，通过第二伸缩机构3和第三伸缩机构8能够调整第三爬梯机构7与钢管桩101之间的距离，以适应不同的船舶和海况，进一步提升船舶停靠的便捷性，通过plc控制第一伸缩机构2、第二伸缩机构3和第三伸缩机构8的伸缩运动，通过plc控制旋转机构6的转动，自动化程度高、操作便捷且控制精度高，第一爬梯机构1结构紧凑，两条第一竖梁11通过所述支杆12与钢管桩101相固定，第一电动爬梯13固定于两条第一竖梁11之间，稳定性良好，第二伸缩机构3通过第一吸附结构与钢管桩101固定，结构稳固且拆装便捷，第二伸缩机构3包括两个相对设置的第二液压缸，当船舶停靠时，第二液压缸能够起到受力缓冲的作用，第一伸缩梯能够跟随第一活塞杆22伸缩，第二伸缩梯能够跟随第二活塞杆伸缩，使用便捷，测距装置与第二缸筒相固定，能够测量第二缸筒与水面之间的距离，同时能够测量第二缸筒与旋转机构6之间的距离，为第一伸缩机构2以及第二伸缩机构3的伸长长度提供数据依据，同时激光测距仪和红外测距仪受海上环境影响较小，测量精度高，第二竖梁72的顶部通过旋转机构6的转轴61与横梁的另一端部可转动连接，当登靠系统处于无船舶停靠状态时，通过旋转机构6的转轴61能够将第三爬梯机构7转动至第二爬梯机构5的上方，节省空间，同时还能够避免来往船舶与登靠系统发生碰撞，使用安全，通过第三活塞杆82带动吸头92运动，使吸头92上的橡胶垫圈93贴合于钢管桩101的侧壁，抽气装置91能够抽取吸头92空腔内的空气使吸头92的内部形成负压，进而将吸头92紧固吸附于钢管桩101的侧壁上，抽气装置91停止抽取吸头92空腔内的空气便能够使吸头92与钢管桩101之间的吸附力消失，此时通过第三活塞杆82带动吸头92运动能够使吸头92与钢管桩101分离。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。