一种齿轮齿条升降装置技术领域
本发明涉及升降平台领域，特别涉及一种齿轮齿条升降装置。
背景技术
升降平台是一种为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产
和生活设施的构筑物，通常由平台结构、桩腿、升降装置、生活楼及直升机甲板等部分组成，
是开发海洋石油的基础装备。
升降装置作为升降平台中的关键部分，在平台的设计制造和使用中受到高度重
视，其性能的优劣直接影响平台的安全性能、使用性能及经济性。齿轮齿条升降装置具有升
降速度快，提升能力大，效率高等优点，广泛的应用于升降平台中。齿轮齿条升降装置中的
升降单元里的升降齿轮与桩腿上的升降齿条啮合，通过升降单元控制升降齿轮转动，实现
升降平台或是桩腿的升降。
在升降平台的控制中，需要将升降平台维持在一定的高度位置，目前有一种升降
装置是通过插销来实现的，这种升降装置包括与升降平台的主甲板连接的环梁，以及设置
在环梁上的升降单元和插销，在需要维持升降平台的位置时，则将插销通过插销油缸插入
到桩腿上的插销孔中。但是由于插销孔的直径比插销的直径大，在升降平台升降到某一位
置，控制插销插入到插销孔中时，插销的下表面有可能没有压在插销孔的下表面上，从而使
得升降平台需要随着环梁一起下降一小段距离，以使得插销的下表面压在插销孔的下表面
上，同时在控制桩腿升降时，插销插入到插销孔中后，插销孔的上表面可能没有压在插销的
上表面上，从而使得桩腿需要下降一小段距离，使得升降装置的控制过程复杂，控制时间
长。
发明内容
为了解决现有的升降装置的控制过程复杂，控制时间长的问题，本发明实施例提
供了一种齿轮齿条升降装置。所述技术方案如下：
一种齿轮齿条升降装置，所述装置包括套装在升降平台的桩腿上的环梁，所述桩
腿上沿轴线方向间隔设置有多个插销孔，所述桩腿的侧壁上沿轴线方向还设置有升降齿
条，所述环梁与所述升降平台的主甲板连接，所述环梁上设置有升降单元，所述升降单元包
括升降齿轮和用于控制所述升降齿轮转动的动力机构，所述升降齿轮与所述升降齿条啮
合，所述环梁上还设置有与所述插销孔相对设置的插销和用于控制所述插销插入所述插销
孔的插销油缸，所述插销为圆台结构，且所述插销的靠近所述插销孔的一端的直径小于所
述插销的远离所述插销孔的一端的直径。
优选地，所述插销孔为圆孔，所述插销的远离所述插销孔的一端的直径大于所述
插销孔的直径。
进一步地，所述桩腿上间隔设置有多个所述升降齿条，所述环梁上绕所述桩腿间
隔设置有多列所述升降单元。
优选地，所述升降齿条包括对称设置的两列齿，且所述两列齿的齿面相反设置，所
述两列齿中的每列齿分别与一列所述升降单元的所述升降齿轮相啮合。
优选地，所述环梁与所述桩腿之间间隔设置有多个导向块，所述导向块与所述桩
腿之间设有间隙。
可选地，所述导向块与所述桩腿之间的间隙为1～2mm。
优选地，所述环梁上设置有多个所述插销，且多个所述插销绕所述桩腿等角度间
隔设置，所述桩腿上沿周向间隔设置有多列所述插销孔。
进一步地，所述升降齿条与所述插销孔在所述桩腿的圆周方向上等角度间隔交替
设置。
可选地，所述环梁上对应所述插销的位置设置有插销座。
可选地，所述插销的锥度为1：20～1：10。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在环梁上安装升降单元，
升降单元中的升降齿轮与桩腿上的升降齿条进行啮合，使得升降平台和桩腿可以实现升
降，通过在环梁上设置插销，插销为圆台结构，且在插销插入到插销孔中时，插销插入到插
销孔中的一端的直径小于插销与环梁连接的一端的直径，使得在升降平台或桩腿升降到一
定高度后，插销插入到插销孔中时，随着插销的插入，插销的外侧壁会与插销孔的内侧壁相
接触，从而不需要控制升降平台或桩腿继续下降一段距离，简化了控制过程，缩短了控制时
间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于
本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
图1是本发明实施例提供的一种齿轮齿条升降装置的主视图；
图2是本发明实施例提供的一种齿轮齿条升降装置的俯视图；
图3是本发明实施例提供的一种插销的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种齿轮齿条升降装置的侧视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方
式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种齿轮齿条升降装置的主视图，如图1所示，该装置
包括套装在升降平台的桩腿10上的环梁20，桩腿10上沿轴线方向间隔设置有多个插销孔
12，桩腿10的侧壁上沿轴线方向还设置有升降齿条11，环梁20与升降平台的主甲板30连接，
环梁20上设置有升降单元21，图2是本发明实施例提供的一种齿轮齿条升降装置的俯视图，
如图2所示，升降单元21包括升降齿轮21a和用于控制升降齿轮21a转动的动力机构21b，升
降齿轮21a与升降齿条11啮合，环梁20上还设置有与插销孔12相对设置的插销22和用于控
制插销22插入插销孔12的插销油缸23，图3是本发明实施例提供的一种插销的结构示意图，
如图3所示，插销22为圆台结构，且插销22的靠近插销孔12的一端的直径小于插销22的远离
插销孔12的一端的直径。
每个升降单元21可以包括电动机、与电动机轴连接的变速箱，升降齿轮21a设置在
变速箱输出轴上。
本发明实施例通过在环梁上安装升降单元，升降单元中的升降齿轮与桩腿上的升
降齿条进行啮合，使得升降平台和桩腿可以实现升降，通过在环梁上设置插销，插销为圆台
结构，且在插销插入到插销孔中时，插销插入到插销孔中的一端的直径小于插销与环梁连
接的一端的直径，使得在升降平台或桩腿升降到一定高度后，插销插入到插销孔中时，随着
插销的插入，插销的外侧壁会与插销孔的内侧壁相接触，从而不需要控制升降平台或桩腿
继续下降一段距离，简化了控制过程，缩短了控制时间。
在本实施例中，环梁20的端面呈八边形，升降单元21和插销22分别设置在环梁20
的不同的侧壁上，可以避免环梁20上用于安装升降单元21和插销22的安装孔过于集中而导
致环梁20局部的机械强度下降。
需要说明的是，在其他实施例中，环梁20也可以设置呈其他形状，例如六边形，本
发明并不以此为限。
此外，环梁20上可以设置多个筋板20a，通过设置筋板20a可以增大环梁20的机械
强度，提高升降装置的承载能力。
优选地，插销22的锥度可以为1：20～1：10，锥度过小则插销22在插入插销孔12的
过程中会难以与插销孔12接触，锥度过大则在插销22插入到插销孔12中后，插销22会受到
较大的与插销22插入方向相反的力，使得插销油缸23需要提供较大的推力以避免插销22从
插销孔12中脱出。
进一步地，插销孔12的内侧壁的形状与插销22的外侧壁的形状相同，从而可以增
大插销22插入到插销孔12后，插销22与插销孔12的接触面积。
实现地，插销孔12为圆孔，插销22的远离插销孔12的一端的直径可以大于插销孔
12的直径，从而使得只要控制插销22向插销孔12中插入，插销22的外侧壁一定会与插销孔
12的内侧壁接触。
优选地，桩腿10上间隔设置有多个升降齿条11，环梁20上绕桩腿10间隔设置有多
列升降单元21，降低了单个齿所承受的载荷，从而可以提高升降平台的承载能力。
在本实施例中，桩腿10的外侧壁上间隔设置有两个升降齿条11，两个升降齿条11
绕桩腿10间隔180°设置，在其他实施例中还可以设置更多的升降齿条11，本发明并不以此
为限。
图4是本发明实施例提供的一种齿轮齿条升降装置的侧视图，如图4所示，升降齿
条11包括对称设置的两列齿，且两列齿的齿面相反设置，两列齿中的每列齿分别与一列升
降单元21的升降齿轮21a相啮合，使得升降齿条11的两侧受到相同的力，避免升降齿条11向
单侧发生弯曲。
再次参见2，环梁20与桩腿10之间间隔设置有多个导向块40，导向块40与桩腿10之
间设有间隙，可以使升降装置在桩腿上出现倾斜时，及时阻止倾斜角度继续增大。
实现地，导向块40与桩腿10之间的间隙可以为1～2mm，从而可以避免升降装置在
桩腿10上出现较大的倾斜，提高装置的安全性。
优选地，环梁20上设置有多个插销22，且多个插销22绕桩腿10等角度间隔设置，桩
腿10上沿周向间隔设置有多列插销孔12，从而可以降低和平衡每个插销22所承受的力，同
时还可以使环梁20更加平稳。
在本实施例中，环梁20上设置有两个插销22，两个插销22绕桩腿10间隔180°设置，
在其他实施例中，还可以设置更多的插销22，本发明并不以此为限。
此外，升降齿条11与插销孔12在桩腿10的圆周方向上等角度间隔交替设置，可以
平衡通过升降齿条11和插销孔12作用在桩腿10上的力，避免桩腿10发生弯曲变形，提高升
降平台的安全性。
此外，环梁20上对应插销22的位置设置有插销座24，插销22可以设置在插销座24
中，可以方便插销22的安装，此外还可以方便在插销座24上设置其他相关结构，例如用来检
测插销是否插入到插销孔中的位置传感器。
环梁20上对应插销油缸23的位置设置有油缸座25，以便于插销油缸23的安装。
需要说明的是，本发明实施例所提供的图1～图4中所显示的升降齿条11的数量、
升降单元21的数量、插销22的数量和导向块40的数量仅为举例，本发明并不以此为限。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和
原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。