一种适用于深远海漂浮式风力潮流能发电平台

1.本发明属于漂浮平台技术领域，具体涉及一种适用于深远海漂浮式风力潮流能发电平台。


背景技术：

2.通常大型平台减振采用添加减振设备的方式来辅助维持平台稳定性。该结构控制理念源于上世纪六十年代日本学者kobori为控制高层建筑稳定性的技术设计。近年来，随着深远海海洋能开发不断深入和结构控制技术在陆上建筑日渐成熟，科研人员开始将减晃结构控制技术应用于海上作业平台。
3.结构控制减震技术，通过改变结构体系某些部位的连接、刚度或质量，来调整其振动特性，或增加阻尼或施加外力，使机构的震动反应大大减小，以此保证结构的安全和正常使用，所以将结构控制减震技术应用于海上漂浮平台，可以减小漂浮平台的摇晃，使整个装置可以稳定和安全的工作。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种适用于深远海漂浮式风力潮流能发电平台，解决现有技术中现有减振平台在深远海复杂工况下的不适用的技术问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种适用于深远海漂浮式风力潮流能发电平台，包括减震底座，减震底座的上表面安装有呈柱状的壳体，壳体的下端和减震底座之间设置有弧形板减振组件；壳体中安装有圆球减振组件，壳体的上端设有浮箱，浮箱的侧壁上安装有抱箍减振组件。
6.通过设置减震底座，用于安装壳体；通过设置弧形板减振组件，对壳体和减震底座之间的连接处进行减振；通过设置圆球减振组件，当漂浮平台发生上下起伏时，圆球减振组件能够对漂浮平台进行减振，减少漂浮平台整体的摇晃；通过设置抱箍减振组件，对壳体和浮箱的连接位置进行减振；所以通过设置弧形板减振组件、圆球减振组件和抱箍减振组件，形成漂浮平台的减振结构，当整个漂浮平台发生摇晃时，漂浮平台的振动反应将大大减小，所以该漂浮平台可以适应较大的海风和海浪。
7.进一步的是，圆球减振组件包括内壳和安装在壳体中的外壳；外壳和内壳均为顶部敞口的半球形结构，内壳位于外壳内侧，且两者同轴设置，外壳和内壳之间设有能够减振的减振件，内壳中放置有金属球；外壳的上方固定有将外壳和内壳盖合的顶板。
8.通过设置内壳和外壳，可以在内壳和外壳之间设置减震件，内壳中设置金属球；当漂浮平台发生摇晃时，金属球发生往复移动，由于惯性的作用，所以金属球的移动滞后于漂浮平台的摇晃，从而削弱漂浮平台的摇晃，减小漂浮平台的振动反应。
9.进一步的是，减振件包括呈半球形壳体结构且顶部敞口的消能层，消能层的内壁和内壳的外壁贴合且固连，消能层的外壁和外壳的内壁不接触；消能层上间隔且均匀开设有多个通孔，每个通孔均沿消能层的径向设置，每个通孔中均插设有减震弹簧；每个减震弹
簧均沿消能层的径向设置，每个减震弹簧的一端和内壳外壁固连，每个减震弹簧的另一端和外壳内壁固连；消能层靠近外壳的一面上，间隔且均匀设有多个第一磁铁；外壳的内壁上，与第一磁铁相对应的位置均设有不与第一磁铁接触的第二磁铁，第二磁铁嵌入于外壳中；每个第一磁铁和相应的第二磁铁，两者相互靠近的一端相互排斥。
10.通过设置消能层、减震弹簧、第一磁铁和第二磁铁，当金属球挤压内壳时，内壳和消能层向相应的位置移动，使相应位置的减震弹簧压缩；如果弹簧不能抵消金属球的动能，金属球则会继续挤压内壳，使第一磁铁与第二磁铁之间的距离减小；由于第一磁铁和第二磁铁因磁极相同而相互排斥，所以两个磁铁会因相互排斥的斥力而抵消金属球的部分动能；由于消能层由减振材料制成，所以通过消能层的变形也可以抵消金属球部分的动能；所以通过设置减震弹簧，对金属球进行一级减振，抵消大部分动能；通过设置消能层和两个磁铁，对金属球进行二级减振，利用两级减振结构，减弱漂浮平台的摇晃。
11.进一步的是，弧形板减振组件包括多个弧形板，多个弧形板绕壳体的中心线周向均匀布置在减震底座的上表面；每个弧形板包括水平段、弧形段和竖直段，竖直段固定在壳体的外侧壁上，弧形段位于减震底座的上方，不与壳体和减震底座接触，水平段固定在减震底座的上表面。
12.通过设置多个弧形板，当壳体相对减震底座发生扭转变形时，弧形板可以辅助壳体，抵抗相应的变形，弧形板可以抵消一部分施加给减震底座或壳体的外力，减弱漂浮平台的摇晃。
13.进一步的是，弧形板由减振复合钢板制成，弧形板的外侧壁上涂覆有多孔介质层。
14.多孔介质层由合金材料制成，具有强度高、高温性能好的特点，同时多孔的结构使材料的平均密度减小，可大幅度降低零件的重量。
15.进一步的是，弧形板和多孔介质层之间设有高分子阻尼材料。
16.通过在弧形板和多孔介质层之间设置高分子阻尼材料，使弧形板保持了金属材料的加工成型性能，同时又有高分子材料的阻尼特性，具有良好的减振性能。
17.进一步的是，抱箍减振组件包括两个箍板和竖向设置的消能轴，两个箍板固定在浮箱的外侧壁上，且拼合成圆环状结构；壳体的外侧壁上设有拉杆，拉杆弯折呈圆弧形，拉杆的两端和壳体的外侧壁转动连接，拉杆的中部和消能轴的下端转动连接，消能轴的上端和箍板转动连接。
18.通过设置箍板、消能轴和拉杆，当壳体发生摇晃时，拉杆发生转动，使连接在箍板和拉杆之间的消能轴也发生转动，轴芯处的橡胶材料受到载荷会发生形变产生阻尼，通过材料形变吸收能量，从而消耗漂浮平台摇晃的动能，实现减振。
19.本发明的有益效果是：1、通过设置弧形板减振组件，对壳体和减震底座之间的连接处进行减振；通过设置圆球减振组件，当漂浮平台发生上下起伏时，圆球减振组件能够对漂浮平台进行减振，减少漂浮平台整体的摇晃；通过设置抱箍减振组件，对壳体和浮箱的连接位置进行减振；所以通过设置弧形板减振组件、圆球减振组件和抱箍减振组件，形成漂浮平台的减振结构，当整个漂浮平台发生摇晃时，漂浮平台的振动反应将大大减小，所以该漂浮平台可以适应较大的海风和海浪。
20.2、通过设置减震弹簧，对金属球进行一级减振，抵消大部分动能；通过设置消能层
和两个磁铁，对金属球进行二级减振，利用两级减振结构，减弱漂浮平台的摇晃。
附图说明
21.图1显示了本发明的整体结构示意图。
22.图2显示了圆球减振组件的结构示意图。
23.图3显示了弧形板减振组件的结构示意图。
24.图中零部件、部件及编号：内壳1、减震件2、减震弹簧3、外壳4、消能层5、通孔6、第一磁铁7、第二磁铁8、箍板9、耳板10、消能轴11、拉杆12、壳体13、弧形板14、减震底座15。
具体实施方式
25.下面给出发明的具体实施方法，并结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例一：如图1所示，一种适用于深远海漂浮式风力潮流能发电平台，包括减震底座15，减震底座15的上表面安装有呈柱状的壳体13，壳体13的下端和减震底座15之间设置有弧形板减振组件；壳体13中安装有圆球减振组件，壳体的上端设有浮箱，浮箱的侧壁上安装有抱箍减振组件。
27.在本实施例中，发电装置可以安装在浮箱上。
28.如图2所示，圆球减振组件包括内壳1和安装在壳体13中的外壳4；外壳4和内壳1均为顶部敞口的半球形结构，内壳1位于外壳4内侧，且两者同轴设置，外壳4和内壳1之间设有能够减振的减振件2，内壳1中放置有金属球；外壳4的上方固定有将外壳4和内壳1盖合的顶板。
29.如图2所示，减振件2包括呈半球形壳体结构且顶部敞口的消能层5，消能层5的内壁和内壳1的外壁贴合且固连，消能层5的外壁和外壳4的内壁不接触；消能层5上间隔且均匀开设有多个通孔6，每个通孔6均沿消能层5的径向设置，每个通孔6中均插设有减震弹簧3；每个减震弹簧3均沿消能层5的径向设置，每个减震弹簧3的一端和内壳1外壁固连，每个减震弹簧3的另一端和外壳4内壁固连；消能层5靠近外壳4的一面上，间隔且均匀设有多个第一磁铁7；外壳4的内壁上，与第一磁铁7相对应的位置均设有不与第一磁铁7接触的第二磁铁8，第二磁铁8嵌入于外壳4中；每个第一磁铁7和相应的第二磁铁8，两者相互靠近的一端相互排斥。
30.如图1和图3所示，弧形板减振组件包括四个弧形板14，四个弧形板14绕壳体13的中心线周向均匀布置在减震底座15的上表面；每个弧形板14包括水平段、弧形段和竖直段，竖直段固定在壳体13的外侧壁上，弧形段位于减震底座15的上方，不与壳体13和减震底座15接触，水平段固定在减震底座15的上表面。
31.弧形板14由减振复合钢板制成，弧形板14的外侧壁上涂覆有多孔介质层。
32.在本实施例中，多孔介质层为海绵状开气孔结构，孔径尺寸为30ppi～90ppi(pores per inch)，孔隙率为70％～90％，成分以金属ni为主，添加tic颗粒作为增强相，基
体相为铝，增强相的质量含量为5％～45％，使该层具有优良的力学性能和较高的使用温度。
33.弧形板14和多孔介质层之间设有高分子阻尼材料。
34.如图1所示，抱箍减振组件包括两个箍板9和竖向设置的消能轴11，两个箍板9通过螺栓固连成圆环状结构，同时箍板9上固定安装有一对耳板10；壳体13的外侧壁上设有拉杆12，两个耳板10与拉杆12通过消能轴连接；拉杆12主要承受平台摇晃时来自装置轴向的拉力和压力，拉杆12弯折呈圆弧形，拉杆12的两端和壳体13的外侧壁转动连接，消能轴的上端和两个耳板10转动连接；消能轴的下端和拉杆12的中部转动连接。
35.在本实施例中，消能轴外侧为塑性好的低碳钢钢管，钢管中填充橡胶材料，当发电平台发生晃动时，消能轴通过摩擦、形变和自身阻尼作用起到减振效果。
36.在本实施例中，壳体13中可以设置定位仪安装装置，定位仪安装装置中可以设置定位仪；由于该部分为现有技术，所以不再赘述，具体可查阅申请公布号cn114044102a中公开的一种船用定位仪安装装置。
37.以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。