[发明专利]一种超大型浮体模块间六自由度连接器

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域技术，特别涉及应用于海洋超大型浮体模块间的新型柔性连接器。

背景技术

海洋超大型浮体是由多个模块通过连接器前后连接组成的，在复杂的海洋环境中超大型浮体承受巨大的波浪载荷，连接器的弹性变形极大，同时连接器所承受载荷具有静态和动态相结合的特点。精确评估超大型浮体模块柔性连接性能对连接器和超大型浮体的结构安全性具有重要意义，目前采用大量数值进行模拟，而功能仿真模型试验和波浪载荷模型试验还处于空白。

发明内容

本申请人针对现有技术的上述缺点，进行研究和改进，提供一种超大型浮体模块间六自由度连接器，通过超大型浮体模块柔性连接功能仿真模型试验和波浪载荷模型试验，可以进行较详细的结构应力和位移测量以及动态载荷的测试，以便深入研究海洋超大型浮体连接器刚度特性和结构响应，可以模拟海洋超大型浮体连接器六自由度的拉伸、压缩以及扭转刚度特性，并且适用于模拟动态载荷作用下的结构响应，既可验证海洋超大型浮体连接器结构的安全性和适用性，也为海洋超大型浮体的结构设计和计算方法提供依据。

为了解决上述问题，本发明采用如下方案：

一种超大型浮体模块间六自由度连接器，包括中央集控室，中央集控室的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向分别至少安装有一个阻尼装置，所述阻尼装置包括一端置于中央集控室的限位室中、另一端与基座转动连接的活塞杆，位于基座与中央集控室之间设有阻尼介质，基座与测试工装固连，活塞杆于中央集控室中做线性移动并与基座之间安装有转动阻尼器；限位室中安装有与活塞杆端部固连的限位板。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述中央集控室的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向分别设有一个阻尼装置。

所述中央集控室的X轴方向及Z轴方向分别对称设有阻尼装置，其Y轴方向设有一个阻尼装置。

所述中央集控室的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向分别对称设有阻尼装置。

所述中央集控室为方形块体结构，其限位室内的限位板为平板结构。

所述中央集控室为球形结构，其限位室内的限位板为弧形板状结构。

所述限位室的侧部带有圆锥通孔，活塞杆贯穿所述圆锥通孔，活塞杆的外径小于圆锥通孔的小径端的内径。

所述限位室中安装有检测限位板位移的位移传感器。

所述阻尼介质包括固体介质、液体介质或气体介质；所述固体介质为弹簧或橡胶，液体介质为油液，气体介质为空气。

本发明的技术效果在于：

第一，本发明限制三个方向的线位移以及模块间的相对角位移，即通过阻尼来限制模块间的所有六自由度相对运动：纵荡、横荡、垂荡、横摇、纵摇和首摇运动。

第二，本发明具有可调的刚度性能，也可通过缩比适用于各种模型试验。当进行功能仿真试验时，可根据数值模拟选用不同阻尼系数确定阻尼介质，然后应用于波浪模型试验中，验证柔性连接器的有效性。另外，同一个方向上可以布置2个阻尼装置时，可采用不同的阻尼系数，通过限制模块的相对纵向位移达到限制模块间横向弯矩的作用。甚至在模块与模块之间，刚度都可以不同样。

第三，本发明不但有被动限制运动的功能，还具有主动控制的功能。被动的限制运动主要体现在阻尼介质有较强的刚度，配合限位板在限位室内的运动，很大程度上实现了该装置的实用性。被动控制的功能主要适用于考虑速度和加速度的模块之间相对运动位移小于限位室的长度，而主动控制体现了该发明的安全特征，即能通过位移传感器监测到相对运动超越临界值时采用必要的手段来介入控制，充分体现了该装置的应用安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的另一结构示意图。

图3为本发明的阻尼装置的结构示意图。

图中：1、阻尼介质；2、限位室；3、限位板；4、活塞杆；5、基座；6、位移传感器；7、中央集控室；71、圆锥通孔；8、转动阻尼器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。