一种海上旅游浮式综合体模块连接器的制作方法

1.本发明涉及一种海上旅游浮式综合体模块连接器，属于海洋工程领域，主要用于大型旅游浮式综合体船体模块的海上拼接组装与脱离作业，还适合于类似海上移动基地、海上机场、离岸码头和终端、石油开采保障基地和大型能源平台等超大型浮式结构物的船体模块拼接组装与脱离作业。


背景技术：

2.大型海上旅游浮式综合体尺度和排水量巨大，不可能设计成一个整体，需要采用模块化设计与建造。连接器是整个旅游浮式综合体结构系统中最薄弱但又是最重要的环节，也是浮式综合体模块化设计的核心问题，对旅游浮式综合体研发成败具有重要影响。目前此类大型综合体模块之间连接采用的是传统简单铰接的方式柔性连接器，其特点是模块之间横向拴式铰接在一起，允许模块之间具有特定方向的相对纵摇运动。这种单铰接式连接器具有模块海上拼接和脱离需要多艘拖轮进行辅助作业，对海洋环境要求苛刻；连接器受力十分复杂，导致连接器与船体结构设计困难；模块之间具有相对纵摇运动影响旅游综合体耐波性显著降低游客体验感；铰接销轴与铰毂表面容易发生腐蚀和磨损长期使用影响结构安全，且仅适用于细长条形的简单构型大型浮式旅游综合体等明显缺点。
3.因此，特别需要一种机械化、自动化程度更高，操作更方便，作业效率更高，承载力更好的液压插销式连接器，以解决上述现有存在的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述不足，主要采用船体销轴、动环梁、定环梁、多根伸缩液压缸、多组插销组件的设计，提供一种适用于复杂船体构型的大型浮式旅游综合体，可实现船体模块之间的刚性固定连接；能够在较恶劣海况下进行无拖轮辅助连续步进式高效率连接作业，并在任何海况下进行连接模块脱离作业；能够显著降低由于模块相对运动导致的连接器磨损和腐蚀，具有很高的安全可靠性；对船体制造公差要求更低，运营维护成本更低的连接器设计。本发明连接器可靠性和经济性都能得到全方位的改善，与传统铰链式连接器相比具有无可比拟优点，代表模块连接器发展的一个全新方向。
5.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种海上旅游浮式综合体模块连接器，其特征在于：它包括船体销轴、船体定位销孔、动环梁、定环梁、主伸缩液压缸、多组环梁插销组件、集中控制台和本地控制台等。其特征在于：所述连接器采用液压驱动，可实现步进式高效率多船体模的块海上连接和脱离作业，并可在作业工况和风暴工况下实现模块与模块之间的刚性连接固定，用于抵抗作业环境载荷和风暴自存环境载荷。
6.所述船体销轴为钢结构焊接构件，通过焊接与旅游浮式综合体模块船体连接，其主要形状分为三段，根部为较大直径圆柱体，中部为圆台形，端部为较小直径圆柱形。所述船体销轴沿长度方向开设有多个与所述插销组件相互配合的插销孔，其顶端设置锥形倒角，该锥形倒角用于增加连接间隙，方便引导模块与模块的连接组装。
7.所述船体定位销孔为钢结构焊接构件，其外形整体为喇叭口形状，通过焊接与另一个浮式综合体模块船体结构连接。所述船体定位销孔与所述船体销轴进行组装配合连接，作业工况和风暴工况下将多个船体模块组装为一个整体。
8.所述定环梁由钢板焊接而成的环型(或多边形)钢结构，通过焊接或铆接与模块船体模块固定连接。所述定环梁侧边开多个销孔，并装有所述多套环梁插销组件，安装在所述定环梁的侧边。所述多根主伸缩液压缸体端部与所述定环梁铰接。
9.所述动环梁置于船体模块内部，为钢板焊接而成的圆形(或多边形)钢结构。所述动环梁侧边开多个销孔，并装有所述多套环梁插销组件，安装在所述动环梁的侧边。通过所述主伸缩液压缸活塞杆耳环与所述动环梁铰接。
10.所述定环梁与所述动环梁之间通过所述多套主伸缩液压缸铰接，用于模块的连接和脱离。
11.所述环梁插销组件包括支架、插销油缸、注油管、插销等，通过一个双作用油缸推动，用于环梁插销的插入和脱离。
12.所述液压连接器还包括一集中控制台，所述集中控制台设置在旅游综合体的中央控制室，所述集中控制台可以操作船体销轴显示油压并换算成模块连接器的载荷、油箱液压和油温、液压缸伸展位置、船体销轴的行程及插销的插拔。
13.所述液压插销式升降装置还包括设置在连接器边并可实施还是拼接与脱离操作的本地控制台。
14.进一步，在所述集中控制台和所述连机器本地控制台上设置有应急停止按钮和报警器。
15.由于采用以上技术方案，使本发明具有以下优点和效果：
16.1.本发明连接器可以广泛适用于各种具有复杂船体构型的大型浮式旅游综合体；
17.2.本发明连接器结构设计巧妙，操作方便，效率高，能够在较为恶劣的环境条件下，实现无拖轮辅助的船体模块连续步进式高效率连接作业，并且可在任何海况下进行船体模块脱离作业；
18.3.在作业工况和风暴自存工况下，本发明连接器动环梁和定环梁均被销轴固定，并且互为备用，保证连接器有足够的冗余来抵抗巨大的外部环境载荷，因此具有很高的安全形和可靠性；
19.4.本发明连接器可实现各船体模块之间的刚性连接，改善大型旅游综合体耐波性，挺高游客舒适性，同时可降低模块之间具有相对纵摇运动导致的游客游玩和船员作业的安全风险；
20.5.本发明连接器能够使船体模块为刚性连接，保证两模块之间不存在相对运动，因此几乎不会发生连机器部件表面腐蚀和磨损情况，增强了连接器的结构安全性；
21.6.本发明连接器对船体制造公差要求较低，可有效降低建造成本；
22.7.本发明连接器海上模块连接和脱离作业效率更高，操作更方便，能够显著降低海上模块组装成本以运营维护成本，并可有效降低船员作业安全风险。
附图说明
23.图1为本发明连接器主视图；
24.图2为本发明连接器(组装状态)结构示意图；
25.图3为本发明连接器(脱离状态)结构示意图；
26.图4为本发明连接器船体销轴结构示意图；
27.图5为本发明连接器船体定位销孔结构示意图；
28.图6为本发明连接器定环梁结构示意图；
29.图7为本发明连接器动环梁结构示意图；
30.图8为本发明连接器主伸缩液压缸结构示意图；
31.图9为本发明连接器插销组件视图；
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.所述一种海上旅游浮式综合体模块连接器总体结构图如图1、图2和图3所示，具体包括：船体销轴1、船体定位销孔2、定环梁3、动环梁4、主伸缩液压缸5、多组环梁插销组件6等，各部分之间连接关系是：船体销轴1与船体模块(一)8相连，船体定位销孔2与船体模块(二)7相连，定环梁3与船体定位销孔2所在的同一个船体模块(二)7相连，主伸缩液压缸5的底端与定环梁3相连，动环梁4与主伸缩液压缸5活塞杆端相连，多组环梁插销组件6与定环梁3相连和动环梁4相连；
34.所述船体销轴1如图1、2、3、4所示，为钢结构焊接构件，底部为圆柱形，四周设有肋板1.5，与模块(二)舱壁1.4垂直相连；中部为圆台形状，与模块艏封板1.3垂直相连，端部为圆柱形，顶端设置锥形倒角；为了保证模块的顺利连接，端部圆柱直径小于中部圆台直径，沿长度方向开设多列船体销轴孔1.2，与环梁插销6.1配合用于进行模块连接和脱离作业；
35.所述船体定位销孔2如图1、2、3、5所示，为钢结构焊接构件，与模块(一)艉封板 2.3垂直相连，主销孔壁2.1其形状为喇叭口形，四周设置多组侧面筋板2.4，顶部设置环形加强筋2.2，作业工况与风暴自存工况时与船体销轴1进行配合连接；
36.所述定环梁3如图1、2、3、6所示，为钢结构焊接构件，包括定环梁主体3.1、多个定环梁耳板3.2、多个定环梁销孔3.3等，与模块(一)舱壁3.4垂直相连，定环梁耳板3.2 环形均布对称排列，定环梁销孔3.3侧边均对称布均排列；
37.所述动环梁4如图1、2、3、7所示，为钢结构焊接构件，可跟随主伸缩液压缸的动作沿其轴线方向运动，包括动环梁主体4.1、多个动环梁耳板4.2、多个动环梁销孔4.3等，动环梁耳板4.2环形均布对称排列，动环梁销孔4.3侧边对称均布排列；
38.所述主伸缩液压缸5如图1、2、3、8所示，包括活塞杆5.1、油缸缸筒5.2、活塞杆耳环5.3和缸体底部耳环5.4等，活塞杆耳环5.3与动环梁耳板4.2相连，缸体端部耳环5.4与定环梁耳板3.2相连，活塞杆5.1、缸筒5.2为主要动力部件，用于模块之间的连接和脱离操作；
39.所述环梁插销组件6如图1、2、3、9所示，包括环梁插销6.1、支架6.2、插销油缸6.3、导向块6.4等，通过一个双作用油缸推动，用于环梁插销的插入和脱离。
40.集中控制台通过集中控制台实现，与各船体销轴1控制单元实现控制信息的交互，放置在控制室或驾驶室内，设置有相关的控制器件，用于控制机构动作，可实现多机联动功
能。集中控制台设置有触摸屏，用于对机构动作显示监控，实现人机交互。
41.机旁本地控制台由机旁控制箱实现，设置于连接器附近，用于对升降系统的人工机旁操控。
42.本发明在组装工况和脱离工况状态下的工作过程是：
43.a.海上模块组装作业工况如2所示：
44.该工况即为将通过连接器对多个船体模块进行海上连接，直至使其组装成为一个整体的过程。当模块拼接组装时，主伸缩液压缸5处于最长行程，环梁插销6.1插入船体销轴孔，主伸缩液压缸5缩回至最短行程，船体模块做合拢动作，环梁插销插入船体销轴孔1.2，船体模块被拉近一个节距，环梁插销6.1拔出船体销轴孔，主伸缩液压缸5伸出至最长行程，环梁插销6.1插入船体销轴孔1.2，主伸缩液压缸5缩回至最短行程，如此反复上述动作直至船体销轴1的圆台形状部分与定位销孔2喇叭口2.1完全配合完毕，从而达到多组船体模块快速连接的目的。
45.b.海上模块脱离作业工况如图3所示：
46.该工况即为将多组船体模块组合状态进行海上脱离，直至连接的船体模块完全分开的过程。环梁插销6.1插入船体销轴孔，环梁插销6.1拔出船体销轴孔1.2，主伸缩液压缸5带动动环梁4伸出至一个船体销轴1节距，船体模块做分离动作，环梁插销6.1插入船体销轴孔1.2，环梁插销6.1拔出船体销轴孔1.2，主伸缩液压缸5缩回至一个船体销轴1节距后，环梁插销6.1插入船体销轴孔1.2，环梁插销6.1拔出船体销轴孔1.2，如此反复重复上述动作直至船体销轴1的圆台形状部分与定位销孔2喇叭口2.1完全脱开，从而完成降多组船体模块快速脱离的目的。