[发明专利]一种具有补偿功能的系泊系统及其控制方法

权利要求书

1.一种具有补偿功能的系泊系统，其特征在于，包括用于将海上漂浮式风机基础固定在海面上的锚链、用于收放锚链的提链装置、用于制动锁紧锚链的止链装置、用于根据锚链的运动轨迹而多方向调整锚链摆动轨迹的万向导向装置、用于检测锚链受力情况的受力传感器、用于检测锚链的运动轨迹的姿态传感器、用于控制所述提链装置、止链装置、万向导向装置运作的控制系统；

所述提链装置、止链装置安装在海上漂浮式风机基础的上表面，所述万向导向装置安装在海上漂浮式风机基础的下表面；所述锚链的一端绕设在提链装置上，锚链的另一端依次穿设在止链装置、万向导向装置后连接在海底上；所述受力传感器安装在所述止链装置上，所述姿态传感器安装在锚链上；所述万向导向装置包括导向组件，所述导向组件上设有用于调整导向组件摆动方向的万向组件；所述万向组件包括至少两个用于驱动导向组件摆动的动力装置，每个动力装置控制导向组件一个摆动方向；

所述控制系统分别与所述提链装置、止链装置、万向导向装置电性连接，所述控制系统根据锚链的受力情况与运动轨迹控制所述提链装置、止链装置、万向导向装置运作从而调整锚链的收放或/和摆动方向；

所述止链装置包括链架基座、锁链组件；所述链架基座上设有导链槽，所述导链槽的底部设有锚链孔；所述锁链组件安装在链架基座上，所述锁链组件包括上压块、下压块和气缸，所述下压块固定在所述导链槽的底部，所述上压块位于下压块的上方，上压块的一端活动枢接在所述导链槽之间，上压块的另一端有连接柱，所述气缸的动力输出端与所述连接柱传动连接；所述锚链从提链装置伸出后穿入所述链架基座的导链槽内，并伸入所述上压块与所述下压块之间，最后从链架基座上锚链孔穿出；通过控制所述气缸的伸缩杆伸缩，带动上压块靠近或者远离下压块以锁紧或松开锚链；

所述止链装置还包括导向块、导向滚轮；所述导向块、导向滚轮均固定在导链槽内，导向块位于锚链穿入端的一侧，导向滚轮位于锚链穿出端的一侧；

所述止链装置还包括卡止组件，所述卡止组件包括锁链板和驱动电机；所述锁链板的一侧设有两根连接杆，另一侧开设有卡链缺口；所述锁链板通过两根连接杆活动枢接在导链槽之间，其中一根连接杆与所述驱动电机的动力输出端传动连接；所述卡链缺口在卡止状态时与所述锚链孔部分重叠；

所述万向组件包括第一连接件、第二连接件、齿轮轴、外齿圆环、第一动力装置、第二动力装置；所述第一连接件安装在漂浮式风机基础平台的底部，所述齿轮轴可转动地穿插在所述第一连接件上，所述齿轮轴的两端固定在所述外齿圆环的内腔，所述第一动力装置用于驱动所述齿轮轴沿着齿轮轴的轴线自转，所述齿轮轴自转从而带动外齿圆环沿着所述齿轮轴轴线作旋转运动；所述外齿圆环的侧壁设有周向滑动结构，所述第二连接件通过周向滑动结构滑动连接在所述外齿圆环的侧壁上；所述第二动力装置用于驱动所述第二连接件沿着外齿圆环的圆周方向作周向摆动；所述导向组件固定在第二连接件上；

所述齿轮轴包括转轴和固定在所述转轴外周的第一齿轮；所述第一动力装置包括第一减速机和第二齿轮；所述第一减速机安装在所述第一连接件上，所述第二齿轮套设在第一减速机的动力输出端，所述第二齿轮与所述第一齿轮相互啮合传动；

所述外齿圆环的外周设有外齿；所述第二动力装置包括第二减速机和第三齿轮；所述第二减速机安装在所述第二连接件上，所述第三齿轮套设在减速机的动力输出端，所述第三齿轮与所述外齿圆环的外齿相互啮合传动；

所述万向组件还包括与海上漂浮式风机基础的下表面转动连接的圆盘和用于驱动所述圆盘转动的第三减速机；所述第一连接件固定安装在圆盘的底部，所述第三减速机的动力输出端与所述圆盘传动连接。

2.如权利要求1所述的具有补偿功能的系泊系统，其特征在于，所述链架基座包括底板、两块分别直立设置在底板两侧的直立板；两块直立板之间形成所述导链槽；所述下压块固定在底板上，两块直立板上均对应开设有弧形槽，所述上压块一端活动枢接在两块直立板之间，上压块另一端的连接柱对应伸出所述弧形槽之外，并与所述气缸的动力输出端传动连接；所述气缸安装在直立板远离导链槽的一侧。

3.如权利要求1所述的具有补偿功能的系泊系统，其特征在于，所述受力传感器包括压力传感器或/和扭矩传感器；所述压力传感器或/和扭矩传感器安装在止链装置上。

4.一种具有补偿功能的系泊控制方法，采用如权利要求1-3任一项所述的系泊系统，其特征在于，包括如下步骤：

预先设定海上漂浮式风机基础在不受风浪影响的常态下，受力传感器检测锚链的受力范围值作为预设的受力阈值范围；

受力传感器实时检测锚链的实际受力值，并将检测到的实际受力值传输至控制系统；姿态传感器实时检测锚链的运动轨迹，并将检测到的运动轨迹传输至控制系统；

当海上漂浮式风机基础被海浪推至偏移位置，锚链随之偏移被绷紧，即锚链处于绷紧状态，锚链对受力传感器的作用力超过预设的受力阈值范围，控制系统控制止链装置启动，松开锚链，同时控制提链装置开始放链；当锚链对受力传感器的作用力落入预设的受力阈值范围内时，控制系统提链装置停止放链，止链装置锁紧锚链；

当锚链过于松弛状态，锚链对受力传感器的作用力小于预设的受力阈值范围，控制系统控制止链装置启动，松开锚链，同时控制提链装置开始收链；当锚链对受力传感器的作用力落入预设的受力阈值范围内时，控制系统提链装置停止收链，止链装置锁紧锚链；

与此同时，控制系统控制万向导向装置上的各个动力装置，动力装置带动导向组件根据锚链的运动轨迹进行补偿性方向调整，使锚链被绷紧状态或者松弛状态得到缓冲。