[发明专利]运动模拟装置及标定装置

说明书

本发明提供一种运动模拟装置及标定装置，该运动模拟装置包括机架和竖摆，机架包括顶端横梁和底端横梁，机架上设置有与顶端横梁平行的第一横梁，以及与第一横梁垂直的第二横梁，第一横梁位于第二横梁上，且第一横梁可沿着第二横梁长度方向移动，第一横梁还可沿着机架的宽度方向移动，竖摆的上端与顶端横梁活动连接，竖摆的下端与第一横梁活动连接，且竖摆下端可沿着第一横梁长度方向移动。通过竖摆的运动可实现对海洋立管等浮式结构物运动的模拟，该装置结构简单，对场地的要求较小，无需在大型海洋工程水池或专用试验湖中进行，与现有的浮式结构物运动模拟系统相比，具有较强的可操作性，装置占地面积较小，且装置的基建以及试验成本也较低。

技术领域

本发明涉及海洋石油工程装备技术领域，尤其涉及一种运动模拟装置及标定装置。

背景技术

深水油气田开发是未来石油工业的发展趋势，但制约其发展水平的关键原因之一是恶劣的深水工程环境会造成装备的可靠性降低，存在浮式平台倾覆和系泊锚链断裂以及立管疲劳破坏的风险，作为关键装备的浮式结构物(浮式平台、立管、系泊锚链)一旦发生破坏将造成重大经济损失并引起环境灾难，需要对浮式平台六个自由度方向的刚体运动(即横荡、纵荡、艏摇、横摇、纵摇、垂荡)、系泊锚链的倾角变化和立管的涡激振动进行分析，对深海浮式结构物的运动研究最常用的方法就是模型试验方法，通过模型试验方法对理论进行验证及修正，进一步对深海浮式结构物的运动机理有更全面的认识，并对浮式结构物的载荷预报提供理论和技术支持。

目前，对深海浮式结构物的试验装置一般在大型的海洋工程水池中，或者在专用的试验湖中进行，如现有的深海立管模型试验一般在拖曳海洋工程深水池中进行，有的在环形水槽中进行，有的用拖船拖动立管进行涡激振动的测试，如一种拖曳水池中的细长柔性立管模型实验以及其系统，是通过在拖曳水池中通过运行与立管相连接的车厢来模拟立管周围的稳定流场，在立管上安装微型加速度测量仪监测立管的状态，实现对深海中立管运动模式的模拟。

然而，如上述的深海浮式结构物的试验装置，多在大型的海洋工程水池或专用试验湖中，试验的占地面积需求大，试验装置基建以及单次试验的成本较高，可操作性也较差，同时由于受到场地和时间的限制，所测得的实验数据也有限，不利于有效的进行模拟。

发明内容

本发明提供一种运动模拟装置及标定装置，以解决现有的深海浮式结构物的试验装置，试验的占地面积需求大，试验装置基建以及单次试验的成本较高，可操作性也较差，同时由于受到场地和时间的限制，还存在所测得的实验数据也有限的问题。

本发明的第一方面提供一种运动模拟装置，包括机架和竖摆，所述机架包括顶端横梁和底端横梁，所述机架上设置有与所述顶端横梁平行的第一横梁，以及与所述第一横梁垂直的第二横梁，所述第一横梁位于所述第二横梁上，且所述第一横梁可沿着所述第二横梁长度方向移动，所述第一横梁还可沿着所述机架的宽度方向移动；

所述竖摆的上端与所述顶端横梁活动连接，所述竖摆的下端与所述第一横梁活动连接，且所述竖摆下端可沿着所述第一横梁长度方向移动。

在本发明的具体实施方式中，还包括：两个第一连接杆和两个第二连接杆，两个所述第一连接杆和两个所述第二连接杆的两端均与所述机架相连，且所述第一横梁的两端分别与两个所述第一连接杆滑动连接，所述第二横梁的两端分别与两个所述第二连接杆固定连接。

在本发明的具体实施方式中，还包括：沿着所述第一横梁长度方向设置的第一滑轨，所述第一滑轨的两端通过第一基座连接件固定在所述第一横梁上，所述第一滑轨上设置第一滑块，所述第一滑块上设置有第一滑块连接件，所述竖摆下端与所述第一滑块连接件活动连接。

在本发明的具体实施方式中，还包括：沿着所述第二横梁长度方向设置的第二滑轨，所述第二滑轨的两端通过第二基座连接件固定在所述第二横梁上，所述第二滑轨上设置第二滑块，所述第二滑块上设置有第二滑块连接件，所述第一横梁通过辅助连接件与所述第二滑块连接件相连；