一种桩式海上平台立柱表面的海生物去除装置的制作方法

本发明涉及一种桩式海上平台立柱表面的海生物去除装置，属于海洋工程领域。

背景技术：

桩式海上平台是由承台(上部甲板)、横梁和桩基构成，在海洋环境下，接触海水的立柱表面容易附着海生物，须定期进行海生物去除工作。目前，水下海生物清理使用高压水射流的方式进行，但在潮间带位置受海流影响严重，作业人员施工困难且具有一定的危险性，工作效率低，目前还没有专门用于去除该立柱表面海生物的装置。

技术实现要素：

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种桩式海上平台立柱表面的海生物去除装置。

本发明解决其以上问题所采用的技术方案是：

该装置主要由升降、支撑、旋转等机构组成。

1.装置的升降机构设计

装置的升降结机构主要由半圆形钢箍、钢丝绳、滑轮组、钢轮、伺服电动机、蜗轮蜗杆减速器、传动轴、联轴器等组成。两个半圆形的钢箍通过螺栓连接在一起，内部装有橡胶垫，用于增大摩擦，用螺栓将钢箍紧扣在横梁上；钢箍下方设有滑轮组，滑轮组上端用圆柱销与钢箍相连，下端通过钢丝绳与支撑架上的圆环相连，钢丝绳另一端绕过滑轮组与钢轮相连；伺服电动机、蜗轮蜗杆减速器和连接架安装在下面的两个半圆柱支撑架上，伺服电动机通过皮带与蜗轮蜗杆减速器相连，蜗轮蜗杆减速器通过联轴器与传动轴相连，连接架内装有轴承，用以承载传动轴的转动。

2.装置的支撑机构设计

装置的支撑机构主要由轮子、电磁铁、两个半圆柱支撑架组成。每个支撑架装有六个轮子，支撑架采用螺栓连接的方式，保证轮子能够贴紧立柱，支撑装置上下移动；支撑架内侧壁的上方安装齿条，绕内侧壁排列一周，用以啮合旋转机构的齿轮；支撑架内侧壁下方布置两道断面为方形的轨道，沿支撑架一周，形成环形轨道，用以支撑钢轮的滚动；在每个支撑架靠近立柱的一侧上下安装着四个电磁铁，起到固定作用。

3.装置的旋转机构设计

装置的旋转机构主要由伺服电动机、减速器、齿轮、车体、钢轮、轴、吊框、连杆、电磁铁等组成。伺服电动机、减速器安装在车体上面，通过皮带相连，减速器输出轴向上并安装齿轮，齿轮与齿条啮合；车体呈圆弧状，在车体两侧安装四个圆弧状的钢轮，钢轮有凹槽，刚好卡在环形轨道上；支撑架下端有一道环形的缺口，连杆一端安装在车体下方的中间位置，一端通过缺口安装吊框，吊框上端靠近立柱一侧安装电磁铁；吊框内设置有各种开关和水枪等操作工具。

本发明所产生的有益效果是：

目前，水下海生物清理使用高压水射流的方式进行，工艺已较为成熟，但在潮间带位置受潮汐海流影响严重，作业人员施工困难且具有一定的危险性，且工作效率低。针对现有状况，本发明提供了一种作业装置，使用该装置作业难度系数小，操作简单灵活，具有很高的安全性，能够解决立柱上海生物去除难度大的问题；提高了工作效率，节省了工作时间。

附图说明

附图1是本装置的整体结构示意图；附图2是本装置的支撑机构示意图；附图3是本装置的a-a视图；附图4是本装置的b-b剖视图；附图5是本装置的c区域升降机构示意图；附图6是本装置的d区域齿轮齿条啮合结构示意图；附图7是本装置的e区域钢轮轨道结构示意图。

附图1中序号标注：1.海生物，2.水枪，3.吊框，4.伺服电动机1，5.横梁，6.支撑架，7.电磁铁1，8.轮子，9.电磁铁2，10.立柱，c.升降机构，d.旋转机构，e.钢轮与轨道结构。

附图2中序号标注：1.轨道，2.支撑架，3.立柱，4.轮子，5.电磁铁，6.螺栓。

附图3中序号标注：1.支撑架，2.轮子，3.圆环，4.伺服电动机2，5.螺栓，6.立柱，7.电磁铁1。

附图4中序号标注：1.支撑架，2.车体，3.凹形钢轮，4.连杆，5.传动轴，6.螺栓，7.环形缺口，8.轮子，9.电磁铁1，10.方形轨道。

附图5中序号标注：1.支撑架，2.圆环，3.钢丝绳，4.滑轮组，5.横梁，6.半圆形钢箍，7.螺栓，8.橡胶垫，9.圆柱销，10.钢轮，11.传动轴，12.连接架，13.伺服电动机2，14.蜗轮蜗杆减速器，15.联轴器，16.轴承。

附图6中序号标注：1.齿轮，2.支撑架，3.螺钉，4.齿条。

附图7中序号标注：1.方形轨道，2.凹形钢轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种作业于海上平台立柱上的海生物去除装置作以下详细说明。

如附图5所示，两个半圆形的钢箍上下通过螺栓连接在一起，内部装有橡胶垫，用于增大摩擦，下面通过螺栓将钢箍紧扣在横梁上；钢箍下方设有滑轮组，滑轮组上端用圆柱销与钢箍下端相连，下端通过钢丝绳与圆环相连，钢丝绳另一端绕过滑轮组与钢轮相连；伺服电动机、蜗轮蜗杆减速器和连接架安装在下面的半圆柱支撑架上，伺服电动机通过皮带与蜗轮蜗杆减速器相连，蜗轮蜗杆减速器通过联轴器与传动轴相连，连接架内装有轴承，用以承载传动轴的转动；在电源断开或突然停电时，蜗轮蜗杆减速器具有自锁功能，可防止整个装置突然滑落，保证安全；蜗轮蜗杆减速器还可以起到增大扭矩的作用；滑轮组绕动滑轮有四股绳子，可以节省3/4的拉力。升降机构的布置对称于立柱，左右支撑架上的升降机构相同；安装交流接触器组合开关按钮，打开开关，可以同时启动两个伺服电动机，使伺服电动机的转速保持同步。当伺服电动机正向转动时，钢丝绳下放，支撑机构下降；当伺服电动机反向转动时，使钢丝绳完成收放，实现整个装置的升降。

如附图2所示，装置的支撑机构主要由两个半圆柱支撑架组成，每个支撑架上下装有六个轮子，用螺栓将两个半圆柱支撑架连接起来，保证轮子能够贴紧立柱，支撑装置上下移动；支撑架内侧壁的上方安装齿条，绕内侧壁排列一周，用以啮合旋转机构的齿轮；支撑架内侧壁下方分布着两道断面为方形的轨道，沿支撑架一周，形成环形轨道，用以支撑钢轮的滚动；在每个支撑架靠近立柱的一侧上下各均布安装四个电磁铁，起到固定作用；当装置升降到立柱的某个施工位置时，为了避免装置作业时振动产生的偏移，打开电磁铁开关，电磁铁产生强大的吸引力，将支撑架固定在立柱的某个施工位置。

如附图1和附图6所示，伺服电动机、减速器安装在车体上面，输出轴向上并安装齿轮，齿轮与支撑架内壁上的齿条正确啮合。如附图4所示，车体呈圆弧状，在车体两侧安装四个圆弧状的钢轮，如附图7所示，钢轮有凹槽，刚好卡在环形轨道上；支撑架下端有一道环形的缺口，连杆一端安装在车体下方的中间位置，一端通过缺口安装着吊框，吊框上端靠近立柱的边缘位置安装电磁铁；吊框内设置各种开关和水枪等操作工具；作业人员在吊框内打开旋转机构的伺服电动机开关，输出轴上的齿轮开始绕着内侧壁齿条旋转，从而带动整个车体在轨道上运动，到达下一作业位置时，关闭伺服电动机开关，打开电磁铁开关，电磁铁强大的吸引力将吊框固定在立柱上，避免作业时吊框发生偏转。伺服电动机与电磁铁的交替闭合，使吊框可以围绕着立柱旋转和固定，便于工作人员进行作业。

技术特征：

技术总结
一种桩式海上平台立柱表面的海生物去除装置。装置主要由升降、支撑和旋转三部分机构组成。升降机构主要由钢箍、钢丝绳、滑轮组、伺服电动机、蜗轮蜗杆减速器、连接架等组成；支撑机构主要由轮子、电磁铁、两个半圆柱支撑架组成；使装置能够沿立柱升降或固定在立柱的某个位置。旋转机构主要由伺服电动机、减速器、齿轮、车体、钢轮、吊框、电磁铁等组成；伺服电动机、减速器安装在车体上面，齿轮与支撑架内壁上的齿条正确啮合，车体两侧的四个钢轮刚好卡在环形轨道上，车体带动吊框绕着立柱360°旋转或固定；吊框内设置水枪固定装置，可万向转动，高压水枪的流量、压力可在吊框内操作，便于调节。

技术研发人员：于利民;厉伟;丁刚
受保护的技术使用者：山东交通学院
技术研发日：2019.04.26
技术公布日：2019.07.09