一种深远海风电作业平台高精度自适应动力定位装置的制作方法

本发明涉及海上风电平台领域，具体是涉及一种深远海风电作业平台高精度自适应动力定位装置。

背景技术：

1、随着全球对可再生能源需求的不断增加，海上风电作为一种清洁、可持续的能源形式，受到了广泛的关注。特别是在深远海区域，由于风能资源更加丰富且稳定，海上风电的发展前景十分广阔。然而，深远海风电作业平台面临的一个重要挑战是如何在复杂的海洋环境中实现高精度、自适应的动力定位。动力定位系统是一种通过利用平台自身的动力装置来抵抗外界干扰，从而动态控制平台悬停在某一个设定的位置以便进行正常作业的技术。对于深远海风电作业平台而言，高精度自适应动力定位装置至关重要，它不仅可以确保平台在复杂海洋环境下的稳定运行，还可以提高风电设备的运行效率和安全性。

2、然而现有技术中仍存在以下不足：（1）定位精度不足：传统的海上风电作业平台往往依赖单一的锚定系统或简单的动态定位技术，难以在复杂多变的海况下实现高精度的定位和姿态控制，影响作业效率和安全性。（2）适应性差：面对极端天气条件，如强风浪，现有平台的自适应能力有限，不能快速有效地调整平台姿态以减少摇晃和偏移，增加了设备损坏和人员安全的风险。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种深远海风电作业平台高精度自适应动力定位装置，能够通过自适应组件和定位机构结合，旨在解决这些问题，实现作业平台在深远海环境下的高效、安全、自适应作业。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深远海风电作业平台高精度自适应动力定位装置，包括作业平台，安装在作业平台下方用于调整作业平台姿态的自适应组件和安装在作业平台上方能够与自适应组件配合使用的定位机构；

3、所述作业平台中心线上安装有与作业平台上表面固定连接的中心架，所述中心架上设有有驱动电机，所述中心架外围设有可绕中心架旋转的上转盘，所述作业平台的中心线下方设有与作业平台下表面连接的固定盘，所述固定盘远离作业平台的表面安装有可在固定盘上转动的下转盘，所述驱动电机的输出端贯穿中心架和固定盘分别与上转盘和下转盘连接，通过驱动电机的启动带动上转盘和下转盘同步旋转；

4、所述自适应组件包括安装在下转盘上的多组呈圆周状态分布的支架，所述支架上开设有槽体，所述支架内设有多个顶升组件可在槽体内自由滑动，以调整多个顶升组件之间的位置；

5、所述顶升组件包括可与作业平台下方吸附固定用的真空吸盘和与真空吸盘连接的螺纹杆，所述螺纹杆外部套接有用于调节螺纹杆与作业平台间距用的驱动仓；

6、所述支架内朝向顶升组件的一面分布有齿条，所述驱动仓上设有与齿条啮合的主动齿轮，所述主动齿轮中心处位于驱动仓内并通过安装在驱动仓内的电机控制转动，使得主动齿轮配合齿条进行转动从而带动顶升组件在支架上的槽体间自由位移，配合驱动电机带动下转盘转动使得顶升组件能够移动至作业平台所需调整的位置以实现精准化的位置调节。

7、优选的，所述定位机构包括安装在上转盘上与支架数量和位置相对应的仓体，所述仓体内设有直杆，所述直杆通过安装在仓体内的自平衡机构与仓体连接，所述直杆上设有朝向与之对应的支架相同的定位杆，所述定位杆上分布有多个预先设置好位置的距离传感器，所述直杆的顶部安装有卷丝机，所述定位杆远离直杆的侧端处通过牵引丝与卷丝机连接，通过卷丝机能够控制定位杆的倾斜角度，所述顶升组件中的控制仓内设有信号接收器，在遇到风浪较大情况时，提前通过卷丝机改变定位杆的倾斜角度配合安装在作业平台下方的支架上的顶升组件对作业平台进行顶升以改变作业平台的姿态以自适应应对海浪，提升作业平台的稳定性。

8、优选的，所述自平衡机构包括贯穿在仓体上安装孔处的连接轴，所述连接轴上方通过连接块与安装在直杆下方平衡板连接，所述连接轴的下方设有与连接轴固定连接的平衡轮，所述平衡轮两侧设于与之相接触且与连接轴设置方向一致的侧调整轮，两个所述侧调整轮朝向仓体内壁的两端分别通过扭力弹簧与仓体内壁连接，当作业平台位置发生倾斜时，直杆会朝向倾斜处发生位置变化此时使得连接轴上的平衡轮转动，侧调整轮在平衡轮位置变动状态影响下将力传导至扭力弹簧，而扭力弹簧可根据自身的弹力作用反向带动侧调整轮反向转动，从而使得平衡轮回归初始状态以保持直杆位置的稳定性。

9、优选的，所述平衡板的直径小于仓体的内径，能够便于平衡板进行位置调整。

10、优选的，所述作业平台的下方设有环形轨道，所述环形轨道内设有可绕环形轨道内部滑动的环块，所述支架与环块连接，通过环形轨道和环块的设置能够增大支架的在作业平台下方运动时的稳定性。

11、优选的，所述支架远离固定盘的一侧设有调节架，所述调节架呈u字型结构且其表面设有直槽，所述支架靠近调节架处设有与直槽相适应的滑轨，所述调节架上的直槽插入滑轨中进行滑动以调节调节架向外的延伸长度以满足不同直径大小的作业平台。

12、优选的，所述支架设有四组，则所述定位机构中的仓体、直杆和定位杆与锁住支架设置数量相一致也为四组，每个所述支架中的顶升组件设为四组，则所述定位机构中的距离传感器也对应设置四组。

13、优选的，所述螺纹杆可转动设置在驱动仓内，所述驱动仓内设置有与驱动仓内电机连接的锥齿轮，所述螺纹杆上设有与螺纹杆螺纹配合的螺纹套，所述螺纹套可转动安装在驱动仓内，所述螺纹套上设有与锥齿轮啮合的变向齿轮，在电机驱动锥齿轮转动时能够带动变向齿轮同步转动使得安装在驱动仓内螺纹套转动从而使得与之螺纹配合的螺纹杆实现上下移动，实现对作业平台的顶升效果。

14、优选的，所述螺纹杆远离作业平台的底端设有限位圈，对螺纹杆的位移区间进行限制，避免过度顶升，提升自适应组件的安全性。

15、优选的，所述直杆与定位杆之间连接有固定长度的绳索，用于起到保护定位杆的作用，避免定位杆向下倾斜过度使得定位杆上的距离传感器直接与作业平台接触，造成距离传感器的损坏。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1、本发明能够显著提升定位精度与稳定性：通过集成的自适应组件与高精度定位机构协同工作，该装置能够在动态环境中实现作业平台的快速精确调整，有效抵消风浪引起的偏移和振动，显著提升平台作业的稳定性和精度，即使在恶劣海况下也能确保施工与维护作业的安全进行。

18、2、本发明能够增强自适应性和作业范围：装置设计中的智能传感系统和自平衡机构使平台能够根据实时海况自动调整姿态，快速响应风浪变化，增强了平台的自适应性。通过预设的自动调整策略，能够在遇到大风大浪时自主调整顶升组件，提升作业平台的整体抗风浪能力，扩大了作业窗口期，提高了作业效率。

19、3、本发明中优化结构设计，提升作业灵活性：通过可调节支架与环形轨道的设计，装置能够灵活适应不同直径的作业平台，增强了装置的通用性和适用范围，调节架的引入进一步提高了对平台下方作业空间的个性化配置能力，满足了多样化的作业需求，提升了作业灵活性和效率。

20、4、本发明可提高自动化与智能化水平，降低运营成本：整合的信号接收器、电机驱动系统与智能控制系统实现了对平台姿态调整的自动化管理，减少了人工干预，降低了操作复杂度和人力成本。