CN106335610A - 一种超大型浮式结构物模块间的连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种超大型浮式结构物模块连接装置，包括：两个基座、两根球形铰连杆，以及球形铰支座和弹簧；两根所述的球形铰连杆的一端分别固定于两个所述的基座的内表面上，另一端分别通过所述的球形铰支座相连接，且两根球形铰连杆之间的夹角呈180度，所述的弹簧以螺旋形自上而下盘绕在两根所述的球形铰连杆上，且该弹簧两端分别固定在所述的两个基座的内表面上。本发明用于连接两独立的浮式结构物模块，通过基座、球形铰连杆、球形铰支座、弹簧组成的装置产生的抵抗拉压应力和抵抗弯曲扭转力矩，阻碍和限制两独立的浮式结构物模块之间的相对运动。该装置结构简单，易于保养，能行之有效的限制两独立的浮式结构物模块之间的相对运动。

Description

一种超大型浮式结构物模块间的连接装置
技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域，具体说是一种超大型浮式结构物模块间的连接装置。
技术背景
超大型海洋浮式结构物由于尺寸巨大，用途各异，从维护和使用角度的出发，其结构必然是模块化的，而各模块之间的连接就显得尤为重要。
目前常用的球形铰接类超大型浮式结构物模块连接装置，主要限制超大型浮式结构物模块间沿三个正交方向的平移，难以限制绕三个正交轴的转动。
专利公开号CN102975822A公开了一种超大型海洋浮式结构物模块间连接器及连接方法。其连接器包括至少两对成组设置的正极体和负极体，正极体包括正极外壳和正极中轴，正极中轴嵌装在正极轴向中心通孔中；第一推力油缸设置在第二回转体后侧，第一回转***于第一漏斗状缩口内，负极体对接端的负极轴向中心通孔径向延伸成喇叭口，喇叭口后端设有负极卡簧，第二推力油缸设置在负极轴向中心通孔远离负极体对接端的一端上。该发明的连接方法采用推力油缸推动正极中轴外移或缩回。其虽能同时限制两超大型浮式结构物模块间沿三个正交方向的平移和绕三个正交轴的转动，但其连接装置是一种主动连接装置，需要液压***驱动具体的连接构件。同时两超大型浮式结构物模块间相对运动产生的拉压应力和弯曲扭转力矩均由同一个连接构件承受，容易使此连接构件和其基座受力过大，致使连接失效甚至结构被破坏。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明提供一种超大型浮式结构物模块的连接装置，其中球形铰连杆和球形铰支座承受主要拉压应力，弹簧承受全部弯曲扭转力矩和部分拉应力，即通过基座、球形铰连杆、球形铰支座、弹簧组成的装置产生的抵抗拉压应力和抵抗弯曲扭转力矩，阻碍和限制两独立的浮式结构物模块之间的相对运动。该装置结构简单，易于保养，能行之有效的限制两独立的浮式结构物模块之间的相对运动。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种超大型浮式结构物模块连接装置，包括：两个基座、两根球形铰连杆，以及球形铰支座和弹簧；
两根所述的球形铰连杆的一端分别固定于两个所述的基座的内表面上，另一端分别通过所述的球形铰支座相连接，且两根球形铰连杆之间的夹角呈180度，所述的弹簧以螺旋形自上而下盘绕在两根所述的球形铰连杆上，且该弹簧两端分别固定在所述的两个基座的内表面上。
本装置作为一个整体，以所述的基座的外表面为连接面，与浮式结构物模块或其他实验装置相连接。
所述的基座为圆形或正八边形，其内表面上设有铰接支座，供所述的弹簧固定。
所述的弹簧为金属或合成材料，其两端有铰接接口，通过铰接接口与铰接支座固定相连。
所述的弹簧抵抗浮式结构物模块间相互运动产生的弯曲和扭转力矩，通过选取适当的弹簧材料和弹簧直径定制具有特定抗弯、抗扭刚度的连接装置。
所述的球形铰连杆为金属或合成材料，其一端与球形铰支座连接形成球形铰链，其另一端焊接固定在基座的几何中心，球形铰连杆的轴线与和基座的轴线重合。
所述的球形铰支座为金属或合成材料。
本装置在进行模型试验前，应通过测量装置测量其抗拉、压、弯、扭的刚度，以确认符合模型试验的要求。
本发明的工作原理是：将一个或多个新型超大型浮式结构物模块连接装置连接与两个独立的浮式结构物模块或其他的实验模拟装置间。由实际环境或实验条件的改变，两个独立的浮式结构物模块或其他的实验模拟装置会产生相对运动，包括沿三个正交方向的平移和绕三个正交轴的转动。本装置的球形铰连杆和球形铰支座承受主要拉压应力，弹簧承受全部弯曲扭转力矩和部分拉应力，即通过基座、球形铰连杆、球形铰支座、弹簧组成的装置产生的抵抗拉压应力和抵抗弯曲扭转力矩，阻碍和限制两独立的浮式结构物模块之间的相对运动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置结构简单，功能明确，易于组装和保养，灵活性强，适用范围广，可根据结构物模型的尺度定制特定抗弯刚度的弹簧材料和其钢丝直径，能行之有效的限制两独立的浮式结构物模块或其他实验装置之间的相对运动。
附图说明
图1为本发明超大型浮式结构物模块连接装置的主视图。
图2为本发明中基座的俯视图。
图3为本发明中基座的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，图1为本发明超大型浮式结构物模块连接装置的主视图，如图所示，一种超大型浮式结构物模块连接装置，包括：两个基座1、两根球形铰连杆2，以及球形铰支座3和弹簧4；两根所述的球形铰连杆2的一端分别固定于两个所述的基座1的内表面上，另一端分别通过所述的球形铰支座3相连接，且两根球形铰连杆2之间的夹角呈180度，所述的弹簧3以螺旋形自上而下盘绕在两根所述的球形铰连杆2上，且该弹簧3两端分别固定在所述的两个基座的内表面上。
所述的基座1为圆形或正八边形，其内表面上设有铰接支座5，供所述的弹簧3固定，如图2所示。
所述的弹簧3为金属或合成材料，其两端有铰接接口，通过铰接接口与铰接支座固定相连。弹簧抵抗浮式结构物模块间相互运动产生的弯曲和扭转力矩，通过选取适当的弹簧材料和弹簧直径定制具有特定抗弯、抗扭刚度的连接装置。
所述的球形铰连杆2为金属或合成材料，其一端与球形铰支座3连接形成球形铰链，其另一端焊接固定在基座1的几何中心，球形铰连杆2的轴线与和基座1的轴线重合。所述的球形铰支座3为金属或合成材料。
将超大型浮式结构物模块连接装置作为一个整体，以基座外表面为连接面，与浮式结构物模块或其他实验装置相连接，以阻碍和限制两独立的浮式结构物模块或其他实验装置之间的相对运动。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种超大型浮式结构物模块连接装置，其特征是，包括：两个基座、两根球形铰连杆，以及球形铰支座和弹簧；
两根所述的球形铰连杆的一端分别固定于两个所述的基座的内表面上，另一端分别通过所述的球形铰支座相连接，且两根球形铰连杆之间的夹角呈180度，所述的弹簧以螺旋形自上而下盘绕在两根所述的球形铰连杆上，且该弹簧两端分别固定在所述的两个基座的内表面上。
2.根据权利要求1所述的超大型浮式结构物模块连接装置，其特征是：作为一个整体，以所述的基座的外表面为连接面，与浮式结构物模块或其他实验装置相连接。
3.根据权利要求1所述的超大型浮式结构物模块连接装置，其特征是：所述的基座为圆形或正八边形，其内表面上设有铰接支座，供所述的弹簧固定。
4.根据权利要求3所述的超大型浮式结构物模块连接装置，其特征是：所述的弹簧为金属或合成材料，其两端有铰接接口，通过铰接接口与铰接支座固定相连。
5.根据权利要求1所述的超大型浮式结构物模块连接装置，其特征是：所述的弹簧抵抗浮式结构物模块间相互运动产生的弯曲和扭转力矩，通过选取适当的弹簧材料和弹簧直径定制具有特定抗弯、抗扭刚度的连接装置。
6.根据权利要求1所述的超大型浮式结构物模块连接装置，其特征是：所述的球形铰连杆为金属或合成材料，其一端与球形铰支座连接形成球形铰链，其另一端焊接固定在基座的几何中心，球形铰连杆的轴线与和基座的轴线重合。
7.根据权利要求1所述的超大型浮式结构物模块连接装置，其特征是：所述的球形铰支座为金属或合成材料。
8.根据权利要求1所述的超大型浮式结构物模块连接装置，其特征是：所述的连接装置在进行模型试验前，应通过测量装置测量其抗拉、压、弯、扭的刚度，以确认符合模型试验的要求。
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