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1、(10)申请公布号 CN 102162232 A (43)申请公布日 2011.08.24 CN 102162232 A *CN102162232A* (21)申请号 201110042025.4 (22)申请日 2011.02.22 E02B 17/04(2006.01) E02B 17/08(2006.01) (71)申请人 武汉理工大学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122 号 (72)发明人 陈定方 张争艳 张华 李涛涛 车畅 张晶华 陈天沛 谢瑜娴 阳学进 柯柏杰 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 唐万荣 (54) 发明名称 多。
2、用途插销爬杆型连续升降装置 (57) 摘要 本发明涉及一种多用途插销爬杆型连续升降 装置， 它包括支腿底座， 支腿底座上部设有四角倒 角或圆形的支腿， 支腿外周设有两组动力机构， 每 组动力机构中的液压缸具有相同的运动状态， 四 个支撑架以及在支腿与上述四个支撑架接触位置 上均设有销孔， 支腿上的销孔从下至上间隔设置 多个， 所述间隔的距离为每组动力机构的行程。 本 发明能够很好地实现连续爬升运动， 具有成本低 廉、 性能良好、 操作简单、 准确性及可靠性高、 爬升 方便快捷、 应用领域广泛等优点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书。
3、 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 102162233 A1/1 页 2 1. 一种多用途插销爬杆型连续升降装置， 其特征在于 ： 它包括支腿底座 (1)， 支腿底座 上部设有四角倒角或圆形的支腿 (2)， 支腿外周依次设有第一液压缸 (3)、 第二液压缸 (4)、 第三液压缸 (5)、 第四液压缸 (6)、 第五液压缸 (7)、 第六液压缸 (8)、 第七液压缸 (9) 和第八 液压缸 (10)， 其中， 第一液压缸和第二液压缸底部通过第一支撑架 (11) 连接 ； 第三液压缸 和第四液压缸底部通过第二支撑架 (12) 连接 ； 第五液压缸和第六液压缸底部通过第三支 撑架(13)连。
4、接 ； 第七液压缸和第八液压缸底部通过第四支撑架(14)连接， 所述第一支撑架 和第三支撑架对称设置 ； 所述第二支撑架和第四支撑架对称设置， 其中， 第一液压缸、 第二 液压缸、 第五液压缸和第六液压缸相同， 它们形成第一组动力机构， 它们具有相同的运动状 态 ； 第三液压缸、 第四液压缸、 第七液压缸和第八液压缸相同， 它们形成第二组动力机构， 它 们具有相同的运动状态， 所述的第一支撑架、 第二支撑架、 第三支撑架、 第四支撑架以及在 支腿与上述四个支撑架对应接触位置上均设有销孔 (15)， 支腿上的销孔从下至上间隔设置 多个， 所述间隔的距离为每组动力机构的行程。 2. 根据权利要求 。
5、1 所述的一种多用途插销爬杆型连续升降装置， 其特征在于 ： 所述的 液压缸与支撑架的连接为销接。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种多用途插销爬杆型连续升降装置， 其特征在于 ： 所 述的第一组动力机构中的液压缸和第二组动力机构中的液压缸相同或不同。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种多用途插销爬杆型连续升降装置， 其特征在于 ： 所 述的支腿为中空状。 权 利 要 求 书 CN 102162232 A CN 102162233 A1/3 页 3 多用途插销爬杆型连续升降装置 技术领域 0001 本发明涉及一种升降装置， 尤其涉及一种应用于自升式海洋钻井平台及风电安装 船的连。
6、续升降装置。 背景技术 0002 自升式钻井平台的升降机构通常由爬升系统和锁紧系统两大部分组成。 自升式钻 井平台的升降机构经历了如下发展过程 ： 液压升降、 双移动环梁插销式升降锁紧、 电驱动或 液压马达驱动齿轮齿条升降和锁紧。尤其是美国 F&G 公司于 20 世纪 80 年代初发明的齿条 锁定系统， 它具有很大的竖向固桩刚度与载荷支持能力， 使得绝大部分的桩腿弯矩由齿条 锁定系统传至主弦管形成的轴向力力偶所平衡， 因而支撑管的轴压力较小， 管径易于控制 以降低水阻力、 增加工作水深， 从而使得自升式平台能够进入更深与海况更恶劣的海域工 作。现在新建的自升式钻井平台的升降机构大都是采用齿轮齿。
7、条系统。但上述系统传动机 构体积大、 齿条受到冲击力大、 造价高， 操作不方便。 发明内容 0003 本发明为了克服现有技术的不足， 而提供的一种结构简单， 准确性和可靠性高， 操 作方便， 成本低廉的插销爬杆型连续升降装置。 0004 本发明采用的技术方案 ： 0005 它包括支腿底座， 支腿底座上部设有四角倒角正方形或圆形的支腿， 支腿外周依 次设有相同的第一液压缸、 第二液压缸、 第三液压缸、 第四液压缸、 第五液压缸、 第六液压 缸、 第七液压缸和第八液压缸， 其中， 第一液压缸和第二液压缸底部通过第一支撑架连接 ； 第三液压缸和第四液压缸底部通过第二支撑架连接 ； 第五液压缸和第六液。
8、压缸底部通过 第三支撑架连接 ； 第七液压缸和第八液压缸底部通过第四支撑架连接， 所述第一支撑架和 第三支撑架对称设置 ； 所述第二支撑架和第四支撑架对称设置， 其中， 第一液压缸、 第二液 压缸、 第五液压缸和第六液压缸形成第一组动力机构， 它们具有相同的运动状态 ； 第三液 压缸、 第四液压缸、 第七液压缸和第八液压缸形成第二组动力机构， 它们具有相同的运动状 态， 所述的第一支撑架、 第二支撑架、 第三支撑架、 第四支撑架以及在支腿与上述四个支撑 架对应接触位置上均设有销孔， 支腿上的销孔从下至上间隔设置多个， 所述间隔的距离为 每组动力机构的行程。 0006 上述的液压缸与支撑架的连接。
9、为销接。 0007 上述的第一组动力机构中的液压缸和第二组动力机构中的液压缸相同或不同。 0008 上述的支腿为中空状。 0009 本发明取得的技术效果 ： 0010 1、 本发明能够很好地实现连续爬升运动， 具有成本低廉、 性能良好、 操作简单、 准 确性及可靠性高、 爬升方便快捷、 应用领域广泛等优点 ； 0011 2、 液压缸呈现倒置布局， 液压缸缸体向上， 活塞杆向下布置， 其受力及施力性能较 说 明 书 CN 102162232 A CN 102162233 A2/3 页 4 好 ； 0012 3、 形成的液压爬升机构具有仿生学的原理， 类似于人步行前进或者动物爬杆运 动， 其运动可。
10、视为连续运动 ( 间歇时间相对于其爬升时间较短 ) ； 0013 4、 液压缸大小型号都可以根据具体情况进行调节， 亦可以通过不同型号的组合适 应于多变载荷场合下。 附图说明 0014 图 1 为本发明的主视图 ； 0015 图 2 为图 1 的侧视图 ； 0016 图 3 为图 1 的俯视图。 0017 其中， 1- 支腿底座、 2- 支腿、 3- 第一液压缸、 4- 第二液压缸、 5- 第三液压缸、 6- 第 四液压缸、 7-第五液压缸、 8-第六液压缸、 9-第七液压缸、 10-第八液压缸、 11-第一支撑架、 12- 第二支撑架、 13- 第三支撑架、 14- 第四支撑架、 15- 销。
11、孔、 16- 平台。 具体实施方式 0018 下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。 0019 参见图 1-3， 一种多用途插销爬杆型连续升降装置， 它包括支腿底座 1， 支腿底座 上部设有中空状的四角倒角正方形或圆形的支腿 2， 支腿外周依次设有第一液压缸 3、 第二 液压缸4、 第三液压缸5、 第四液压缸6、 第五液压缸7、 第六液压缸8、 第七液压缸9和第八液 压缸 10， 其中， 第一液压缸和第二液压缸底部通过第一支撑架 11 连接 ； 第三液压缸和第四 液压缸底部通过第二支撑架 12 连接 ； 第五液压缸和第六液压缸底部通过第三支撑架 13 连 接 ； 第七液压缸和第八液压缸。
12、底部通过第四支撑架 14 连接， 所述第一支撑架和第三支撑架 对称设置 ； 所述第二支撑架和第四支撑架对称设置， 其中， 第一液压缸、 第二液压缸、 第五液 压缸和第六液压缸形成第一组动力机构， 它们具有相同的运动状态 ； 第三液压缸、 第四液压 缸、 第七液压缸和第八液压缸形成第二组动力机构， 它们具有相同的运动状态， 所述的第一 支撑架、 第二支撑架、 第三支撑架、 第四支撑架以及在支腿与上述四个支撑架对应接触位置 上均设有销孔 15， 支腿上的销孔从下至上间隔设置多个， 所述间隔的距离为每组动力机构 的行程。上述的液压缸与支撑架的连接均为销接。 0020 连续爬升的实现方式 ： 0021。
13、 对称布置的四个液压缸组 ( 分别为第一和第二、 第三和第四、 第五和第六、 第七和 第八 )， 液压缸组用作提升整个平台的动力机构， 其中第一和第二液压缸、 第七和第八液压 缸对称于支腿， 具有相同的运动状态， 形成第一组动力机构， 第三和第四液压缸、 第五和第 六液压缸亦对称于支腿， 亦具有相同的运动状态， 形成第二组动力机构， 二者共同组成了液 压升降爬升机构 ； 该液压升降爬升机构具有仿生学的原理， 类似于人步行前进或者动物爬 杆运动 ； 0022 第一组动力机构和第二组动力机构起始状态如图 1 所示。当平台需要提升时， 开 启控制系统， 第一组动力机构的第一、 三支撑架与支腿的连接销。
14、从支腿 2 的支腿销孔 15 中 释放出来， 与此同时， 第二组动力机构的第二、 四支撑架与支腿的连接销仍然固定于支腿 2 的支腿销孔 15 中保持不变。此后， 第一组动力机构的活塞杆收缩， 与此同时， 第二组动力机 说 明 书 CN 102162232 A CN 102162233 A3/3 页 5 构的活塞杆同步伸长， 保持二者的同步伸缩， 由于第一组动力机构的活塞杆的下端不受约 束， 第二组动力机构的活塞杆的下端被支撑架固定， 因此在此过程中， 第一组动力机构的液 压缸活塞杆做收缩运动， 第二组动力机构的液压缸缸体做上升运动， 此时， 整个平台 16 在 第二组动力机构的活塞缸缸体的带动。
15、下沿着支腿 2 的轨道做上升运动 ； 此过程， 由于第一 组动力机构和第二组动力机构的型号相同， 因此二者同时收缩完毕。 下一过程， 当第一组动 力机构的活塞杆收缩完毕， 同时第二组动力机构的活塞杆伸长完毕， 即完成了上升的第一 个阶段， 此时， 第一阶段释放的第一组动力机构的支撑架与支腿连接销插入支腿 2 的支腿 销孔 15 中并固定， 几乎同时， 第二组动力机构的支撑架与支腿连接销从支腿 2 的支腿销孔 15 中释放出来， 此后， 重复第一阶段的步骤即可完成上升阶段的第二个阶段。至此， 可以认 为整个平台16完成了其爬升运动的一个周期(该运动中重要的一点 ： 支腿2上的支腿销孔 15 需与。
16、每组动力机构的行程相匹配 )， 此后以此循环， 实现连续的上升运动。该爬升运动由 于其间歇时间只停留下支撑架与支腿的插销释放与固定阶段， 其间歇时间相对于爬升时间 较为短暂， 因此可以视为是连续的爬升运动， 就像人双脚步行或动物爬杆一样。 0023 间断爬升的实现方式 ： 0024 间歇的爬升运动只需要其中一组液压缸组即可完成。具体实现方式如下 ( 选取其 中一组 - 第一组动力机构为例 ) ： 当平台需要提升时， 开启控制系统， 第一组动力机构的缸 体仍然通过液压缸与平台连接接销固定于支腿2的支腿销孔15中保持不变， 第一组动力机 构的支撑架与支腿链接销从支腿 2 的支腿销孔 15 中释放出。
17、来， 此后， 第一组动力机构的活 塞杆收缩， 这个过程， 整个平台 16 不做爬升运动 ； 当第一组动力机构的活塞杆收缩完毕， 即 完成了第一个阶段 ； 下一过程， 第一组动力机构的支撑架与支腿连接销插入支腿 2 的支腿 销孔 15 中并固定保持， 第一组动力机构的液压缸与平台连接销从支腿 2 的支腿销孔 15 中 释放出来， 此后， 第一组动力机构的活塞杆做伸长运动。 由于第一组动力机构的活塞杆的下 端固定， 因此在此过程中， 第一组动力机构的液压缸缸体做上升运动， 此时， 整个平台 16 在 第一组动力机构的活塞缸缸体的带动下沿着支腿 2 的轨道做上升运动 ； 至此， 可以认为整 个平台完。
18、成了其爬升运动的一个周期(该运动中重要的一点 ： 支腿2上的支腿销孔15需与 液压缸的行程相匹配 )， 此后以此循环， 实现间断的上升运动。该爬升运动在一个周期中由 于其间歇时间与爬升时间基本均分， 间歇时间对其连续性影响较大， 因此可以视为是间断 的爬升运动， 就像人爬杆一样。 0025 多变载荷场合下的可选择性连续爬升实现方式 ： 0026 由于在多变载荷场合下， 爬升过程中提升的重物差异很大， 因此， 可以在支腿 2 上 安装两套大小及负载功率不同的爬升系统， 针对于不同重量的物体进行有选择性的操作控 制系统， 实现有选择性的连续爬升系统工作， 以此达到节省能源以及成本的目的， 因此， 此 机构可以通过不同型号的组合适应于多变载荷场合下。其工作原理与上类似。 0027 本发明的保护范围并不限于上述的实施例， 显然， 本领域的技术人员可以对本发 明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。 倘若这些改动和变形属于本发明权 利要求及其等同技术的范围内， 则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。 说 明 书 CN 102162232 A CN 102162233 A1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102162232 A CN 102162233 A2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 102162232 A 。