一种多方位便携式的多功能海上驿站的制作方法

本发明涉及一种浮动平台，具体是一种多功能的空心圆柱形和半球式浮动平台，属于海上平台建设技术领域。

背景技术：

中国专利“一种基于桁架式浮动平台的可移动式海上基地”，具有动力装置、桁架式浮动平台和基础设施；桁架式浮动平台由浮筒、联接杆和甲板组成，基础设施包括通信与导航系统、物资储存仓库系统、生活服务系统；中国专利cn204937423u一种组合式深远海超大型浮动平台，包括锚泊的基座，和基座相连的浮动模块a,和浮动模块相连的浮动模块b，无动力系统的基座上设有差分gps基准站和全站仪靶标，模块a和b上设有动力系统，电罗经，光纤陀螺航姿设备，对接定位引导系统。

这两个专利研究的大型或超大型浮动平台的功能主要集中于单一或两个功能，像军事基地浮动平台和旅游服务项目。其中军事基地浮动平台主要用于海上作战的准备指挥，储存大量战机，安装雷达，火炮各种导弹，建造攻防设施等；但是在军事基地浮动平台上的人员没有很好的生活保障，既不能保证日常生活质量，也没有医疗保健对人身安全的保护，更没有娱乐休闲放松的场地。旅游服务性平台是开发的海上旅游参观一条龙服务型平台，是第三产业的新型开发项目。以上功能具有单一性，对于超高成本的海上项目，实施单一项目会不能回收成本，更不能提高收益，促进社会经济发展。

因此如何实现海上浮动平台高收益，高价值，低成本的建设使用，是目前大型超大型海上浮动平台急需完善的地方。

中国专利cn1769134a一种排型海上浮式平台，由多个细长型浮筒在水面分散排列漂浮，并由杆架结构将其固定，具有整体刚性。中国专利cn1613718a一种大跨度桁架式海上浮动平台，其平台的60％的总体积分布在水平面附近，最大波浪的1/4幅高以内的空间中；平台结构的水平线截面包络的最大跨度不小于最大波长的1/4，垂直方向宽度不小于最大波浪波高的2倍。

这两个专利的研究方向主要是大型或超大型浮式平台在波浪中的运动性能，结构的强度，整体安全，经济性等。这些问题都直接与所采用的基本结构形式有关。常规半潜式结构主要由下浮体，中间立柱及上部平台构成。整个平台高度很大，重心高，因而机构自重及排水量都很大，为了在作业时保持稳定，设置了一定体积及横截面积的立柱，形体较粗大，数量较少，导致波浪载荷比较集中。为了缓解破舱风险，翻倒，需将平台上部设计成大体积密封舱室。这些导致平台自重很大，排水量很大，这又导致惯性力大，风浪作用力大，需增加结构的储备强度，反过来又增加了自重，所以，建造成本很高。

因此如何在平台设计中兼顾风浪载荷作用响应较小，建造成本较低，适用海域条件较宽松等几个方面，成为尚待解决的问题。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种多方位便携式的多功能海上驿站。

本发明要解决的问题是如何在平台设计中兼顾风浪载荷作用响应较小，建造成本较低，适用海域条件较宽松等几个方面，并在小型浮动平台的有限面积上，尽可能实现较多的功能，同时实现多方位便携式浮动平台的设计。本发明有效地解决了很多海上问题，包括：缺少海上军事作战指挥的基地；缺少飞机海上航行起停，加油及维修的站点；缺少海上抢险救援服务队伍；缺少维持海上生活的能源及通讯设备；缺少海上人员休闲放松娱乐的场；临海渔民有限的展空间；像海上旅游开发等第三产业的停滞发展。实现浮动平台式海上驿站的高收益，高价值，低成本的建设使用。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：以空心圆柱为基体，支撑双层圆形平台，并用伸缩锁链连接三个对称分布的半球式构架，其在基体上的分布位置可多方位转换，可移动，可折叠回收实现其便携性能，可半自动控制排量和下潜，可自平衡。双层圆形平台集军事，娱乐，休闲，餐饮，医疗，抢修等一体，即：在基层建立军事作战基地，设立海上人员的休息放松的生活区，娱乐区；在顶层设立机械维修中心，医疗保健中心，飞机场。同时，三个便携式浮动平台可实现其多功能性：建立军事储备区，安装攻防设施；太阳能，海浪，海波进行发电为海上驿站提供电源；海水淡化处理以提供海上生活用水；建立一个通讯基地，安置无线通信中继设备联络海陆间的通信；海上抢险救援维护基地；第三产业开发服务平台。

双层圆形平台机构是由两个直径相等的圆形平台和四个支撑圆柱体构成，其圆形平台的直径略小于空心圆柱基体的上平台，四个圆柱体分布于圆形平台的中心和三等分线上，距离圆形平台边缘一定距离，将双层圆形平台均等分为三个空间，六个功能区。其在基层建立军事作战基地；设立海上人员的休息的生活区；娱乐区，在顶层设立机械维修中心；医疗保健中心；飞机场。

半球式浮动平台的主要特征是：该半球式构架是在上下，左右方向的一定距离上对应分布两个细长型半球式浮筒，相应两个浮球之间用空心圆筒联接，上浮球筒平面作为浮动平台的基面，这样具有相同结构的浮动平台的表面积扩大了一倍。改变半球结构的排水量来控制浮动深度，使排水量不得超过半球的半径，浮体总体积小于平台满载排水量的2倍。浮体直径小于最大波高的1/4，分散布置于水面，在水面上占空比小，吃水浅。

三个半球式浮动平台对称分布于圆柱基体上表面，同时，不同功能用途的浮动平台有着不同的重量，可以多方位调节安装位置，使其在一定程度上辅助空心圆柱基体平衡，反过来，圆柱基体对其的牵连作用实现其自平衡，也可控制浮动平台的排量和下潜，实现其固定模式下的半自动化。三个半球式浮动平台上安装动力装置，变浮力装置，深度控制装置等，通过改变半球浮筒的容积，控制半球式浮动平台的吃水量和排水量，使其可以固定于圆柱基体，也可自由移动和下潜，实现其移动模式下的半自动化。

三个半球式浮动平台可以同时使用，也可以单个使用。当半球式浮动平台不被使用时，可以将其收放在浮动平台的海上抢险救援维护基地或双层平台机构的机械维修中心。攻防建设区需要安装雷达，火炮，各种导弹等军用设备,在平台上制作储存飞机的机库；需安装放飞战机的飞行甲板，此飞行甲板是可以展开和延伸的收缩性甲板，即：当战机放行起飞是甲板向外延伸，否则甲板收缩作为存储飞机的仓库底板。可移动通讯基地上安装海上无线通信中继设备，为海陆，海上航行提供无线通信，也可在海上移动来进行军事联络和信息的收发。第三产业服务平台是一款新开发的可移动式平台，平台上进行各种旅游项目的开发，此可移动式平台可往返于海陆之间，进行物品的运输，人员的搭乘，海陆观光旅游，船舶停靠的港口。

本发明的半球式浮动平台的波浪载荷及运动响应对浪高变化不敏感，在可作业波浪环境中稳性好，在风暴环境中可确保安全，可使平台结构简化及轻量化，降低建造及使用成本。

附图说明

图1：空心圆柱基体的机构简图

图2：双层平台的模块分布简图

图3：半球式平台的结构简图

图4：总体结构简图

图5：又一总体结构简图

具体实施方式

本发明采用的技术方案是：以空心圆柱为基体，支撑双层圆形平台，并用伸缩锁链连接三个对称分布的半球式构架，其在基体上的分布位置可多方位转换，可移动，可折叠回收实现其便携性能，可半自动控制排量和下潜，可自平衡。双层圆形平台集军事，娱乐，休闲，餐饮，医疗，抢修等一体，即：在基层建立军事作战基地，设立海上人员的休息放松的生活区，娱乐区；在顶层设立机械维修中心，医疗保健中心，飞机场。同时，三个便携式浮动平台可实现其多功能性：建立军事储备区，安装攻防设施；太阳能，海浪，海波进行发电为海上驿站提供电源；海水淡化处理以提供海上生活用水；建立一个通讯基地，安置无线通信中继设备联络海陆间的通信；海上抢险救援维护基地；第三产业开发服务平台。

建造海上驿站主体平台即浮动平台基体：由于自重及便携式浮动平台的负载使平台吃水量很深，为了减小基体的负重，提高重心，保持稳定性。所以，选择空心圆柱半潜式浮动平台，这样既克服了一般半潜式浮动平台的过重，过轻，耗财费力等不稳定因素，保证了重心的稳定性，又降低了成本，容易建造。

对于基体材料的选择，由于下浮时海水的浸泡和腐蚀，可以选用耐腐蚀的不锈钢材料，但考虑平台的经济性，可以选择钢筋水泥结构，这样既可以降低重心，稳定平台，又可以降低成本，经济适用性的方案。

在圆柱底部对称的相应位置安装一定的排水扇，排水扇搅动海水可以改变水流的方向大小，进而可以改变海水对圆柱基体冲击力的大小和方向，从而对基体摆动的方向和程度有了一定的控制，保证了基体的稳定性和安全性。

图1：空心圆柱基体的机构简图:

1-圆形平台；2-空心圆柱基体；3-排水扇

基于空心圆柱基体的浮动平台的构建:采用双层平台机构，在基层建立军事作战基地；设立海上人员的休息的生活区；娱乐区。在顶层设立机械维修中心；医疗保健中心；飞机场。

以空心圆柱的上表面建立圆形双层平台，圆形平台的直径远远大于基体的圆柱直径，必须达到几大功能模块的面积要求，一般圆形平台的直径约是基体直径的2-3倍。由于双层结构特点，可以实现仅仅用圆柱基体1-2倍的直径就能安置一般2-3倍圆形平台所有的功能模块的效果。此结构属于小巧玲珑型的海上平台，不仅节约了整体空间面积，也降低了像大型或超大型浮动平台的加工成本，具有很好的经济实用性。

双层圆形平台机构是由两个直径相等的圆形平台和四个支撑圆柱体构成，其圆形平台的直径略小于空心圆柱基体的上平台，四个圆柱体分布于圆形平台的中心和三等分线上，距离圆形平台边缘一定距离，将双层圆形平台均等分为三个空间，六个功能区。其在基层建立军事作战基地；设立海上人员的休息的生活区；娱乐区，在顶层设立机械维修中心；医疗保健中心；飞机场。

图2：双层平台的模块分布简图

1-机械维修中心；2-医疗保健中心；3-飞机场；4-双层平台间立柱支撑；5-军事作战基地；6-娱乐区；7-生活区

三个便携式浮动平台的搭建：该半球式构架是在上下，左右方向的一定距离上对应分布两个细长型半球式浮筒，相应两个浮球之间用空心圆筒联接，上浮球筒平面作为浮动平台的基面，这样具有相同结构的浮动平台的表面积扩大了一倍。改变半球结构的排水量来控制浮动深度，使排水量不得超过半球的半径，浮体总体积小于平台满载排水量的2倍。浮体直径小于最大波高的1/4，分散布置于水面，在水面上占空比小，吃水浅。

三个半球式浮动平台对称分布于圆柱基体上表面，同时，不同功能用途的浮动平台有着不同的重量，可以多方位调节安装位置，使其在一定程度上辅助空心圆柱基体平衡，反过来，圆柱基体对其的牵连作用实现其自平衡，也可控制浮动平台的排量和下潜，实现其固定模式下的半自动化。在三个半球式浮动平台的两端底部安装驱动装置，变浮力装置，深度控制装置等，给整个平台提供动力，使其可以往返于海陆之间，或执行海上出勤任务。通过改变半球浮筒的容积，控制半球式浮动平台的吃水量和排水量，使其可以固定于圆柱基体，也可自由移动和下潜，实现其移动模式下的半自动化。

三个半球式浮动平台可以同时使用，也可以单个使用。当半球式浮动平台不被使用时，可以将其收放在浮动平台的海上抢险救援维护基地或双层平台机构的机械维修中心。攻防建设区需要安装雷达，火炮，各种导弹等军用设备,在平台上制作储存飞机的机库；需安装放飞战机的飞行甲板，此飞行甲板是可以展开和延伸的收缩性甲板，即：当战机放行起飞是甲板向外延伸，否则甲板收缩作为存储飞机的仓库底板。可移动通讯基地上安装海上无线通信中继设备，为海陆，海上航行提供无线通信，也可在海上移动来进行军事联络和信息的收发。第三产业服务平台是一款新开发的可移动式平台，平台上进行各种旅游项目的开发，此可移动式平台可往返于海陆之间，进行物品的运输，人员的搭乘，海陆观光旅游，船舶停靠的港口。

整体的平衡机制原理：安装一种水下浮动平台深度与姿态自动调节装置，由两个姿态传感器，四个压力传感器，四个绞车，电动驱动器，光电复合缆，控制主机，光纤适配器和供电单元组成。同时储备区三个可移动浮动平台对称分布于圆柱基体四周，对整个浮动平台有一个平衡稳定的作用，浮动平台底部的排水扇也可以一定程度控制整个海上驿站的姿态位置。

图3：半球式平台的结构简图：

1-半球浮筒；2-浮动平台；3-空心圆筒；4-半球浮筒连杆。