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1、10申请公布号CN103352454A43申请公布日20131016CN103352454ACN103352454A21申请号201310287713622申请日20130710E02B17/0620060171申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号72发明人何斌邓重强李文杰何小林王延刚黄山74专利代理机构上海上大专利事务所普通合伙31205代理人何文欣54发明名称自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构57摘要本发明涉及一种自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构。它包括带有固定齿条的桩腿、两个蜗轮蜗杆机构、两个连杆机构、一个凸轮机构和两个卡齿机构，其特征在于所述两个蜗轮蜗杆机构。
2、的输入端连接动力源，而输出端分别经两个连杆机构连接凸轮机构；所述凸轮机构位于桩腿固定齿条的齿顶外侧，两个卡齿机构分别安装在桩腿固定齿条的两侧；所述两个卡齿机构中有两个锁紧挡板在两个液压缸作用下，使两个锁紧挡板锁扣/释放桩腿固定齿条；在动力源的驱动下，经两个蜗轮蜗杆和两个连杆机构的传动，使凸轮机构中的凸轮作摆动而压紧/释放所述两个锁紧挡板，从而实现桩腿的锁紧/释放。该机构设计巧妙，结构简单，能更好地为海洋平台升降系统服务。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图5页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1页说明书3页附图5页10申请公布号CN103352454ACN1033。
3、52454A1/1页21一种自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构，包括带有固定齿条的桩腿（1）、两个蜗轮蜗杆机构（）、两个连杆机构（）、一个凸轮机构（）和两个卡齿机构（），其特征在于所述两个蜗轮蜗杆机构（）的输入端连接动力源，而输出端分别经两个连杆机构（）连接凸轮机构（）；所述凸轮机构（）位于桩腿（1）固定齿条的齿顶外侧，两个卡齿机构（）分别安装在桩腿（1）固定齿条的两侧；所述两个卡齿机构（）中有两个锁紧挡板（2、18）在两个液压缸（3、19）作用下，使两个锁紧挡板（2、18）锁扣/释放桩腿（1）固定齿条；在动力源的驱动下，经两个蜗轮蜗杆（）和两个连杆机构（）的传动，使凸轮机构（）中的凸轮（。
4、16）作摆动而压紧/释放所述两个锁紧挡板（2、18），从而实现桩腿的锁紧/释放。2根据权利要求1所述的自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构，其特征在于所述蜗轮蜗杆机构（）包括蜗轮（9、10）与蜗杆（8、11）啮合，蜗轮（9、10）的转轴上有传动花键（20）联接动力源，蜗杆（8、11）的转轴与连杆机构（）中的一根短连杆（7、12）的一端固定连接。3根据权利要求1所述的自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构，其特征在于所述连杆机构（）包括长连杆（6、13）与短连杆（7、12）通过连接销（23）铰连，保证可以相互转动；两根长连杆（6、13）的另一端分别与凸轮机构（）的两个卡爪（21）通过螺纹连接。。
5、4根据权利要求1所述的自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构，其特征在于所述凸轮机构（）包括一个凸轮（16）、两卡爪（21）和两圆球滚子（5、15）；所述凸轮（16）底端制成圆弧形状，便于锁紧，凸轮（16）安装在凸轮轴（14）上，凸轮（16）侧面安装有两个位置传感器（25、26），用来检测凸轮（16）是否转动到预定位置；所述圆球滚子（5、15）加工有槽（24），圆球滚子（5、15）通过槽（24）嵌入凸轮（16），完成可靠连接，两个圆球滚子（5、15）通过销（22）分别转动安装在两个卡爪（21）上。5根据权利要求4所述的自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构，其特征在于所述的两个卡齿机构（）包括。
6、两个液压缸（3、19）、两个锁紧挡板（2、18）和两个凸轮支撑架（4、17），凸轮支撑架（4、17）上有传感器探测点（29、30），与所述两个位置传感器（25、26）配合工作；所述凸轮支撑架（4、17）通过螺纹连接固定在锁紧挡板（2、18）上；所述液压缸（3、19）通过连接销（27、28）与锁紧挡板（2、18）连接，以保证相对转动；所述锁紧挡板（2、18）内有凸齿能与桩腿（1）固定齿条相锁扣；所述凸轮支撑架（4、17）的顶面能与所述凸轮（16）底端圆弧面相抵压。权利要求书CN103352454A1/3页3自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构技术领域0001本发明涉及一种自升式海洋平台升降系统。
7、中的桩腿锁紧机构。背景技术0002随着海洋勘探和海上风电的飞速发展，传统的坐底式平台已满足不了水深增加、工作范围扩大的要求，自升式平台便发展起来。它主要由一个驳船形船体（平台）和数个可升降式桩腿组成，可升降的桩腿能将船体上升到海面一定高度，并能支撑整个平台在海上作业。既可以升降船体，也可以升降桩腿，目的是为了在海上作业，降船和升桩是为了迁航。升降船和升降桩动作完成，主要靠船体上的升降装置完成。从海洋平台的功能要求及其扩展需求来看，如何对其升降系统的结构进行设计与优化，实现轻量化将是一个重要的研究课题。0003发明内容本发明的目的在于针对已有技术存在的不足，提供一种自升式海洋平台升降系统中的桩腿。
8、锁紧机构。该机构设计巧妙，结构简单，能更好地为海洋平台升降系统服务。0004为了达到上述目的，本发明的构思是采用一种直动凸轮机构，凸轮中心位于凸轮支承轴上，凸轮支承轴对凸轮进行约束，只允许其有小角度的左右摆动；然后蜗轮蜗杆机构驱动曲柄滑块机构进行运动，曲柄滑块机构是成对存在的，分别位于直动凸轮的左右两侧，其中，滑块是由球形滚子代替的，它与直动凸轮配合运动，驱动直动凸轮向左或向右摆动，由于凸轮特殊的轮廓，从而将锁紧挡板压紧或松开，完成自锁和解锁。在凸轮的运动中需要使用位置传感器对其位置进行检测。0005根据上述设计构思，本新型机构采用下述技术方案一种自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构，包括带。
9、有固定齿条的桩腿、两个蜗轮蜗杆机构、两个连杆机构、一个凸轮机构和两个卡齿机构，其特征在于所述两个蜗轮蜗杆机构的输入端连接动力源，而输出端分别经两个连杆机构连接凸轮机构；所述凸轮机构位于桩腿固定齿条的齿顶外侧，两个卡齿机构分别安装在桩腿固定齿条的两侧；所述两个卡齿机构中有两个锁紧挡板在两个液压缸作用下，使两个锁紧挡板锁扣/释放桩腿固定齿条；在动力源的驱动下，经两个蜗轮蜗杆和两个连杆机构的传动，使凸轮机构中的凸轮作摆动而压紧/释放所述两个锁紧挡板，从而实现桩腿的锁紧/释放。0006所述蜗轮蜗杆机构包括蜗轮与蜗杆啮合，蜗轮的转轴上有传动花键联接动力源，蜗杆的转轴与连杆机构中的一根短连杆的一端固定连接。
10、。0007所述连杆机构包括长连杆与短连杆通过连接销铰连，保证可以相互转动；两根长连杆的另一端分别与凸轮机构的两个卡爪通过螺纹连接。0008所述凸轮机构包括一个凸轮、两卡爪和两圆球滚子；所述凸轮底端制成圆弧形状，便于锁紧，凸轮安装有两个位置传感器，用来检测凸轮是否转动到预定位置；所述圆球滚子加工有槽，圆球滚子通过槽嵌入凸轮，完成可靠连接，两个圆球滚子通过销分别转动安装在两个卡爪上。说明书CN103352454A2/3页40009所述的两个卡齿机构包括两个液压缸、两个锁紧挡板和两个凸轮支撑架，凸轮支撑架上有传感器探测点，与所述两个位置传感器配合工作；所述凸轮支撑架通过螺纹连接固定在锁紧挡板上；所述。
11、液压缸通过连接销与锁紧挡板连接，以保证相对转动；所述锁紧挡板内有凸齿能与桩腿固定齿条相锁扣；所述凸轮支撑架的顶面能与所述凸轮底端圆弧面相抵压。0010工作原理该自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构在锁紧工作时，在收到自锁信号后，液压缸伸出，推动锁紧挡板向着立式桩腿靠拢，直至与齿条底座贴紧，液压缸的运动遵循快速靠近慢速贴紧快速离开；然后，在电机的驱动下，位于齿条底座右边的蜗轮蜗杆系推动圆球滚子沿着直动凸轮轮廓向下运动，相应地立式桩腿左边的蜗轮蜗杆系以同样的运动方式带动圆球滚子沿凸轮轮廓向上运动，只有左右俩侧的蜗轮蜗杆系共同参与才能防止在进行自锁和解锁过程中由于凸轮受力不均匀而导致偏移角度较大，。
12、从而影响整个传动。当位于凸轮上的位置传感器与相应的凸轮支撑架上的传感器探测点在同一铅垂线上时，由换向偏移装置将电机输出轴与蜗轮蜗杆输入轴错开，自锁完成。0011在解锁工作时，在收到解锁信号后，由换向偏移装置将电机的输出轴与蜗轮蜗杆输入轴相连接，位于齿条底座右边的蜗轮蜗杆系带动圆球滚子沿直动凸轮轮廓向上运动，同时，位于立式桩腿左边的蜗轮蜗杆系带动圆球滚子沿着直动凸轮轮廓向下运动。当位于凸轮上的最底点与相应的凸轮支撑架上的传感器探测点在同一铅垂线上时，由换向偏移装置将电机输出轴与蜗轮蜗杆输入轴错开，电机停止运动。随后由液压缸拖动锁紧挡板离开立式桩腿，系统完全解锁。0012本发明与现有技术相比较，具。
13、有如下显著优点本发明设计巧妙，结构简单，重量轻，代替以往的滑块机构,解决了滑块支撑板受力过大的问题，同时解决了传动元件完全悬空的问题。附图说明0013图1为本发明的结构示意图。0014图2为蜗轮蜗杆结构图。0015图3为连杆机构图。0016图4为凸轮机构图。0017图5为卡齿机构图。0018图6为位置传感器与传感器探测点图。0019图7为锁紧挡板与桩腿齿条的配合图。具体实施方式0020本发明的优先实施例结合附图作如下说明实施例一参见图1，本自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构由固定齿条的桩腿（1）、两个蜗轮蜗杆机构（）、两个连杆机构（）、一个凸轮机构（）和两个卡齿机构（）组成，其特征在于所述。
14、两个蜗轮蜗杆机构（）的输入端连接动力源，而输出端分别经两个连杆机构（）连接凸轮机构（）；所述凸轮机构（）位于桩腿（1）固定齿条的齿顶外侧，说明书CN103352454A3/3页5两个卡齿机构（）分别安装在桩腿（1）固定齿条的两侧；所述两个卡齿机构（）中有两个锁紧挡板（2、18）在两个液压缸（3、19）作用下，使两个锁紧挡板（2、18）锁扣/释放桩腿（1）固定齿条；在动力源的驱动下，经两个蜗轮蜗杆（）和两个连杆机构（）的传动，使凸轮机构（）中的凸轮（16）作摆动而压紧/释放所述两个锁紧挡板（2、18），从而实现桩腿的锁紧/释放。0021实施例二参见图1图7，本实施例与实施例一基本相同，特别之处如。
15、下所述蜗轮蜗杆机构（）包括蜗轮（9、10）与蜗杆（8、11）啮合，蜗轮（9、10）的转轴上有传动花键（20）联接动力源，蜗杆（8、11）的转轴与连杆机构（）中的一根短连杆（7、12）的一端固定连接。0022所述连杆机构（）包括长连杆（6、13）与短连杆（7、12）通过连接销（23）铰连，保证可以相互转动；两根长连杆（6、13）的另一端分别与凸轮机构（）的两个卡爪（21）通过螺纹连接。0023所述凸轮机构（）包括一个凸轮（16）、两卡爪（21）和两圆球滚子（5、15）；所述凸轮（16）底端制成圆弧形状，便于锁紧，凸轮（16）安装有两个位置传感器（25、26），用来检测凸轮（16）是否转动到预定位。
16、置；所述圆球滚子（5、15）加工有槽（24），圆球滚子（5、15）通过槽（24）嵌入凸轮（16），完成可靠连接，两个圆球滚子（5、15）通过销（22）分别转动安装在两个卡爪（21）上。0024所述的两个卡齿机构（）包括两个液压缸（3、19）、两个锁紧挡板（2、18）和两个凸轮支撑架（4、17），凸轮支撑架（4、17）上有传感器探测点（29、30），与所述两个位置传感器（25、26）配合工作；所述凸轮支撑架（4、17）通过螺纹连接固定在锁紧挡板（2、18）上；所述液压缸（3、19）通过连接销（27、28）与锁紧挡板（2、18）连接，以保证相对转动；所述锁紧挡板（2、18）内有凸齿能与桩腿（1）固。
17、定齿条相锁扣；所述凸轮支撑架（4、17）的顶面能与所述凸轮（16）底端圆弧面相抵压。0025实施例三参见图1图7，本自升式海洋平台升降系统中的桩腿锁紧机构的组成部分有两个液压缸（3、19），两个凸轮支撑架（4、17），两个圆球滚子（5、15），两个长连杆（6、13），两个短连杆（7、12），两个蜗轮（9、10），传动花键（20），两个蜗杆（8、11），一个凸轮支承轴（14），一个凸轮（16），两个位置传感器（25、26），两个锁紧挡板（2、18）。所述凸轮（16）中心连接在凸轮支承轴（14）上，凸轮支撑轴（14）上自带有卡钳结构，在完成解锁后卡钳将凸轮（20）位置固定；所述圆球滚子（5、15）。
18、的中间开槽，从而嵌入凸轮（16）轮廓，完成可靠连接，圆球滚子（5、15）与卡爪（21）通过连接销相连接；长连杆（6、13）一端与卡爪（21）通过螺纹连接和焊接相连接，长连杆（6、13）另一端与短连杆（7、12）通过连接销和垫片相连接；所述蜗杆（8、11）与短连杆（6、13）的连接是将蜗杆（8、11）带有螺纹的轴端部分拧入短连杆（6、13）的螺纹孔中。所述液压缸（3、19与锁紧挡板（2、18通过连接销和垫片连接起来；所述凸轮支撑架（4、17与锁紧挡板（2、18通过螺栓、垫片相连接，同时给螺栓施加一定的预紧力。说明书CN103352454A1/5页6图1说明书附图CN103352454A2/5页7图2说明书附图CN103352454A3/5页8图3说明书附图CN103352454A4/5页9图4图5说明书附图CN103352454A5/5页10图6图7说明书附图CN103352454A10。