[发明专利]一种用于海上人员或货物转运的耦合约束补偿式接送桥

说明书

技术领域

本发明属于海洋工程装备领域，特别涉及一种串并混联机构，特别是一种用于海上转运的接送桥。

背景技术

《中国制造“2025”》提出大力发展深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备等，以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求。随着我国海洋经济发展，各种海上吊装作业、搜救船，以及海警船等数量越来越多。舰船在海风、海浪及海流等海洋环境扰动的作用下，会产生多维的摇荡运动，如横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡和垂荡等。其中，横摇、纵摇和垂荡运动对舰船装备的影响最大。这种运动给风电塔故障的及时抢修、补给船人员或货物的安全转运等多方面带来了严重影响。特别是在浪高涌大、海况恶劣时，海上作业很难进行。现有的海上接送或转运装置存在升沉补偿有限、机构整体刚度低、承载能力有限等问题。因此，研发具有升沉补偿大、机构刚度大的海上人员或货物转运的补偿式接送桥具有重要意义。

公开号为102548838 B的中国专利提出了一种长度可变的船舷梯，可在下降的装载及卸载位置与升高的堆装位置之间枢转。此舷梯会随着船的运动而运动，不具有稳定功能。公开号为CN 104290872 A的中国专利提出的一种海洋平台舷梯，是固定于海洋平台上的设备。公开号为CN 105408199 A的中国专利提出的用于提供对铰接式舷梯的主动运动补偿控制的设备和方法，可主动补偿船舶之间或船舶与固定设施之间的距离和方位，但是不能补偿船的横摇和纵摇运动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刚度大、补偿行程大、结构紧凑、承载能力强及占地面积小的用于海上人员或货物转运的耦合约束补偿式接送桥。

本发明的技术方案如下：

本发明包括耦合约束三自由度并联稳定平台和四自由度桥臂两部分，其中耦合约束三自由度并联稳定平台的底部固定在船体的甲板上，其上端通过第一转动副与四自由度桥臂连接；

所述四自由度桥臂包括带有回转驱动的转运平台、两个共轴的第三转动副、两个第二直线驱动单元、第一桥臂、第三移动副、第三直线驱动单元、第二桥臂、第四移动副、第四直线驱动单元、第三桥臂、第二球铰和第二球铰支撑座；其中第一桥臂一端的下部通过两个共轴的第三转动副与转运平台连接，第二直线驱动单元的两端分别通过球铰与转运平台和上述第一桥臂一端的上部连接；第二桥臂通过第三移动副与第一桥臂连接，第三直线驱动单元的缸筒的一端与第一桥臂的底部固连，该第三直线驱动单元的伸缩杆端部通过球铰与上述第二桥臂的底部连接；第三桥臂通过第四移动副与第二桥臂连接，第四直线驱动单元的缸筒的一端与上述第二桥臂的底部固连，该第四直线驱动单元的伸缩杆端部通过球铰与第三桥臂的底部连接；第三桥臂自由端的端部设有摄像机和测距仪，通过摄像机和测距仪可以方便人员操控四自由度桥臂与目标平台对接；第二球铰支撑座通过第二球铰与第三桥臂的底部连接；带有回转驱动的转运平台底部通过第一转动副与耦合约束三自由度并联稳定平台连接；

所述耦合约束三自由度并联稳定平台采用两种布置方式：

第一种布置方式：耦合约束三自由度并联稳定平台包括安装座、组合式六棱框、六个平行的第一移动副、三个长滑块、三个平行的第二移动副、三个两两一组的同轴第二转动副、三个支撑框、三个第一球铰、连接平台、三个两端带有球铰的第一直线驱动单元和三个蓄能器，其中安装座是一个带有底盘的空心六棱柱，其底盘的面积大于空心六棱柱底部的面积，该底盘与船体甲板固连，组合式六棱框的底部与安装座的底盘固连；三个长滑块结构完全相同，均布在组合式六棱框内，所述长滑块为空心结构，每个长滑块通过两个平行的第一移动副与组合式六棱框的内壁连接，相邻的长滑块之间依次通过第二移动副耦合连接；第一直线驱动单元的伸缩杆端部通过球铰与长滑块的伸出端端部连接，该第一直线驱动单元的缸筒的端部通过球铰与底座的空心六棱柱的顶部连接，三个蓄能器均布地设在底座的空心六棱柱内；支撑框为三角形，支撑框下部的两端分别通过第二转动副与长滑块伸出端端部相连，上述两个转动副共轴；该支撑框的上端通过第一球铰与连接平台连接；上述六个第一移动副方向相互平行且都垂直于安装座平面，三个第二移动副方向相互平行且垂直于安装座平面，三个两两一组的同轴第二转动副轴线方向垂直于第一、第二移动副方向。