浮标减摇装置的制作方法

本发明属于减摇技术领域，涉及一种浮标辅助装置，具体的说涉及一种浮标减摇装置。

背景技术：
漂浮在海面上的浮标受到风浪流等环境载荷的作用，会发生大幅的摇摆响应。摇摆运动对浮标的影响主要体现在两个方面：首先，浮标的摇摆运动极大影响着浮标水文和气象等参数的观测，通常浮标摇摆角度越小，探测传感器的测量准确度越高；其次，浮标的摇摆影响着浮标维护人员的登标维修和维护作业。海洋观测浮标搭载了众多的探测仪器，这些仪器服役在高湿度、高盐度的海洋环境中，并遭受着大风和波浪的作用，其老化和损坏的概率较陆地上高的多，需要更短周期的设备维护和维修作业。因此，风浪中浮标摇摆角度的合理控制是浮标设计的重要指标。浮标属于单点系泊体，通常是通过锚链固定在海底的。由于海况情况复杂，难以预测，波浪的冲击使浮标随时都处于摇动状态，一旦海浪过大，还会有倾覆的趋势。专利号为201110292583.6的专利公开了一种轻体船减摇装置。包括对称设置的减摇浮箱，减摇浮箱上端设置有可相对减摇浮箱转动的支架，支架通过万向托架与船体支架连接。该装置通过在船体两侧对称的设置减摇浮箱，当船体在波浪的作用下，减摇浮箱可以相对船体做多个方向的运行，消除和低效波浪产生的作用力，稳定船体。这种结构也适用于浮标。但由于其减摇作用依靠的是浮箱，而浮箱工作时是漂浮在海面上的，其起到的作用仅仅可以吸收部分波浪能，减少船体的摇晃。但若海上风浪过大，浮体将具有倾覆的趋势，浮箱但并不具有使船体恢复的趋势。

技术实现要素：
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种具有减摇、防倾覆及自动扶正效果的浮标减摇装置。本发明的技术方案是：浮标减摇装置，浮标包括漂浮在海面上的浮体，包括均布环绕安装在浮标周围的多个减摇机构，减摇机构包括摆臂、阻尼机构，摆臂两端分别与浮体和阻尼机构相接；环绕浮体甲板一周均布有多个摆臂安装机构，摆臂的一端与摆臂安装结构连接；阻尼机构包括阻尼体，环绕阻尼体外周面对称安装有阻尼板组，包括多个阻尼板，由海面向海底的方向竖向环绕排列在阻尼体外壁，阻尼板为平行于海面方向的平板状结构；阻尼体上端面延伸出一连接臂，连接臂上方安装有万向铰，摆臂与万向铰相接；阻尼体位于海面之下。优选的是：摆臂安装机构包括眼板，眼板上安装有上限位板和下限位板，摆臂安装在上限位板和下限位板之间的眼板孔内。通过控制眼板的角度、摆臂的长度，可以使阻尼体位于海面之下。优选的是：万向铰处安装有限位机构，为环绕万向铰圆周，相对万向铰向下倾斜的环绕板状结构。优选的是：阻尼体为满载封闭水箱，所述水箱内装有海水，阻尼体需要尽量轻，以保证在水中的浮力，同时阻尼体又需要保证能下沉在海面之下，因此，在水箱内装有海水。优选的是：阻尼体为圆柱体。本发明的有益效果为：本发明通过为浮标加装减摇装置，吸收波浪对浮标系统作用的能量，结构简单，成本低，阻尼体的数量可根据浮标尺寸和减摇效果增减，操作较放便，其在浮标上的安装和拆卸操作简便。与传统的采用浮箱作为减摇装置的结构相比，本发明对阻尼体的结构和选材进行设计，保证在正浮状态下，阻尼体位于海面以下，安全可靠；同时，还为阻尼体设计了阻尼板，增强阻尼效果，更有利于保证浮标的稳定性。附图说明图1为本发明主视结构示意图。图2为本发明俯视结构示意图。图3为浮标倾斜后受力示意图。其中：1-浮体，2-阻尼体，3-阻尼板，4-万向铰，5-限位机构，6-摆臂，7-眼板，8-限位板，801-上限位板，802-下限位板，9-连接臂具体实施方式以下结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。如图1、图2和图3所示，浮标包括漂浮在海面上的浮体1，浮标减摇装置包括均布环绕安装在浮标1周围的多个减摇机构。本实施例中，减摇机构有四个，间隔90°排列。根据需要，也可以将减摇机构设计为三个，间隔120°排列。也可以采用其他的排布结构。减摇机构包括摆臂6、阻尼机构，摆臂6两端分别与浮体1和阻尼机构相接；环绕浮体1甲板一周均布有多个摆臂安装机构，本实施例中，环绕浮体1周围设置有四个摆臂安装结构，间隔90°排列。摆臂6的一端与摆臂安装结构连接；摆臂安装机构包括眼板7，眼板7上安装有限位板8，限位板包括上限位板801和下限位板802，摆臂6安装在上限位板801和下限位板802之间的眼板孔内，两个限位板9限制摆臂的摆动角度。通过控制眼板7的角度、摆臂6的长度，可以使阻尼体2位于海面之下。波浪作用下，浮标和阻尼体摆动过程中，摆臂6与眼板7之间亦能发生一定的相对摆动，有效缓冲和降低阻尼体2所受波浪力对浮标体结构的影响。阻尼机构包括阻尼体2，环绕阻尼体2外周面对称安装有阻尼板组，多个阻尼板3，由海面向海底的方向竖向环绕排列在阻尼体2外壁，阻尼板3为平行于海面方向的平板状结构，阻尼体2上端面延伸出一连接臂9，连接臂9上方安装有万向铰4，摆臂6与万向4铰相接；阻尼体2位于海面之下。为了减小阻尼体2的阻力系数，阻尼体2采用规则圆柱体。减摇装置设计重量要轻，因此本实施例中，阻尼体2采用封闭水箱，封闭水箱盛有海水，目的是使阻尼体2具有足够的浮力和重量，沉在海面下。保证阻尼体2在水下中浮力，以减小装置重量对浮标吃水产生影响。万向铰4处安装有限位机构5，为环绕万向铰4圆周，相对万向铰向下倾斜的环绕板状结构。在波浪的作用下，阻尼体2可以绕万向铰4处旋转，但若波浪过大，会造成阻尼体2转动角度过大，影响阻尼效果，限位机构5用于限制阻尼体的转动角度。如图3所示，浮标在外部倾斜力矩作用下发生倾斜，左侧的阻尼体2在浮标的带动下向海面的方向抬起，直至抬离海面，位于海面以上部分的阻尼体2，在自身重力G作用下，会为浮标提供复原力矩，当阻尼体2全部提离海面后，复原力矩达到最大值。阻尼体2在向上提升过程中，位于水下部分的阻尼体2外围阻尼板3能够增大阻尼体2的附加质量和阻尼，即增加了阻尼体2的附加惯性力I1和阻尼力C1，以上三个力同时作用，为浮标提供复原力矩M1。位于浮标右侧的阻尼体2在自身重力作用下始终处于海面下方，但是在限位器5和8的约束下，随着浮标倾斜角度的增大，阻尼体2最终将呈稳定的倾斜状态。此时阻尼板3将发挥作用，提供阻碍阻尼体2下降的附加惯性力I2和阻尼力C2，为浮标提复原力矩M2。两侧阻尼体2提供的复原力矩的和，即为减摇装置所提供的总的复原力矩M＝M1+M2，该复原力矩与浮标体本身的复原力矩一起在浮标倾斜过程中做功，以抵消外部倾斜力矩的功，实现减缓和阻止浮标摇摆的作用。阻尼体2是对阵布置的，当浮标在波浪作用下发生摇摆时，伴随着阻尼体2的交替出水和入水，可持续发挥减摇装置的减摇功能，降低浮标的摇摆幅值。