一种用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台及使用方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 申请权转移; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202411332942.X | 申请日 | 2024-09-24 |
| 公开(公告)号 | CN119143009A | 公开(公告)日 | 2024-12-17 |
| 申请人 | 一重集团(黑龙江)专项装备科技有限公司; 中国第一重型机械股份公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 郑健; 钟国欣; 杨卓; 刘力改; 明道虎; | 第一发明人 | 郑健 |
| 权利人 | 一重集团(黑龙江)专项装备科技有限公司,中国第一重型机械股份公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 中国第一重型机械股份公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：黑龙江省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：黑龙江省齐齐哈尔市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：黑龙江省齐齐哈尔市富拉尔基区红宝石办事处厂前路9号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：161042 |
| 主IPC国际分类 | B66C13/08 | 所有IPC国际分类 | B66C13/08 ; B66C13/16 ; B66C1/22 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 2 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 大连理工大学专利中心 | 专利代理人 | 温福雪; 王安安; |
| 摘要 | 本 发明 属于大型UUV领域，提出一种用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台及使用方法。通过将装配与起吊环节的结合，保证了大型UUV自身 刚度 的同时，控制成本，使其利用效率更高；通过对 鞍座 与起吊 耳 板的布置，减小了平台受到较大弯矩的影响；通过可移动的鞍座，完成双 自由度 运动，可以将每个鞍座实际受 力 合理分配的同时，完成UUV在轴向 位置 的 姿态 调整；通过机械限位机构，防止 法兰 端面与鞍座面产生错位从而破坏UUV自身结构；通过夹紧机构保证UUV能顺利沿其轴向方向进出。本发明将装配与起吊充分结合，既能完成初次装配后的下 水 起吊作业，也可完成下水后起吊至车间的维修等作业，有构思巧妙、工作可靠、使用方便。 | ||
| 权利要求 | 1.一种用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台，其特征在于，所述用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台包括支撑移动鞍座(1)、夹紧机构(2)、护板(3)、起吊耳板(4)、基础平台(5)和机械限位机构(6)；基础平台(5)上依次布置多个支撑移动鞍座(1)，每个支撑移动鞍座(1)的位置对应于UUV的各个舱段法兰之间，基础平台(5)两侧于支撑移动鞍座(1)位置对应处设置竖直板，所述竖直板带有凹槽；支撑移动鞍座(1)两端外设置升降导轨(9)，活动连接于基础平台(5)竖直板的凹槽内；支撑移动鞍座(1)下方设置有升降丝杠，用于改变支撑移动鞍座(1)高度；基础平台(5)两侧布置起吊耳板(4)，所述起吊耳板(4)与支撑移动鞍座(1)位于基础平台(5)的同一横截面上；所述基础平台(5)一端设置机械限位机构(6)，基础平台(5)一端的支撑移动鞍座(1)对应位置处除去起吊耳板(4)；基础平台(5)两侧上安装护板(3)，护板(3)顶端安装夹紧机构(2)；每个支撑移动鞍座(1)包括鞍座活动构件(7)、缓冲辊子(8)和机械传动机构(10)；支撑移动鞍座(1)为方形框架，其内布置若干相邻的缓冲辊子(8)，两个鞍座活动构件(7)分别滑动连接于方形框架两侧上，其连接机械传动机构(10)；机械传动机构(10)为蜗轮蜗杆机构，扭动蜗轮后，带动鞍座活动构件(7)移动，改变两鞍座活动构件(7)间的间距，蜗轮蜗杆机构进行自锁；所述鞍座活动构件(7)的底端高于缓冲辊子(8)的顶部。 |
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| 说明书全文 | 一种用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台及使用方法技术领域[0001] 本发明涉及大型UUV领域，尤其涉及一种用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台及使用方法。 背景技术[0002] 对于大型UUV，由于其体型过于庞大，不能采用一体成型制造，需要各舱段都独立制造，然后在装配平台进行调平装配安装。因此需要设计一个装配平台用于托举上述各个舱段，同时能在一定范围内进行高度调节用以辅助装配小车完成整体装配。此外，由于各舱段之间法兰由螺栓连接，通过天车直接将UUV从装配平台转运至起吊平台会导致整体UUV刚度不足从而破坏结构。故需要设计一种多功能平台，用于完成大型UUV装配的同时，可以充当起吊平台，完成UUV的布放与回收问题。 [0003] 传统的UUV不超过10m，同时内部多为碳纤维结构，重量相对于大型UUV轻很多，也由于体积过小不用额外考虑自身刚度问题。所以针对以往的UUV装配环节，只需在碳纤维成型阶段将UUV支撑框架与蒙皮做成整体即可完成装配，不用考虑分段装配的问题。在布放回收阶段，同样由于整体成型刚度较好且长度较短，一般在UUV的上端设置接口与吊梁对接即可完成UUV的起吊环节。但是由于大型UUV长度超过40m，且内部为金属框架，各舱段之间的法兰均需要螺连在一起，各段重量较大且刚度较差，所以上述装配和起吊环节的方法并不满足此大型UUV的需求，因此需要额外设计一款多功能平台完成上述环节。 [0004] 基于此，此项设计申报本发明的点是通过将大型UUV的装配与起吊环节结合在一起，设计了一款多功能平台，解决了大型UUV装配的装配问题后，可直接将UUV与平台一同托运至港口，完成大型UUV从装配到起吊布放回收等一系列的问题。 发明内容[0005] 本发明要解决的技术问题是：为了解决大型UUV在陆上装配调试，再到起吊布放回收过程中转运困难及自身刚度不足等问题，设计提供一种用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台，并提供其使用方法。本发明通过将大型UUV的装配与起吊环节结合在一起，解决了大型UUV装配的装配问题后，可直接将UUV与平台一同托运至港口，完成大型UUV从装配到起吊布放回收等一系列的问题。 [0006] 本发明的技术方案如下： [0007] 一种用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台，包括支撑移动鞍座1、夹紧机构2、护板3、起吊耳板4、基础平台5和机械限位机构6；基础平台5上依次布置多个支撑移动鞍座1，每个支撑移动鞍座1的位置对应于UUV的各个舱段法兰之间，基础平台5两侧于支撑移动鞍座1位置对应处设置竖直板，所述竖直板带有凹槽；支撑移动鞍座1两端外设置升降导轨 9，活动连接于基础平台5竖直板的凹槽内；支撑移动鞍座1下方设置有升降丝杠，用于改变支撑移动鞍座1高度；基础平台5两侧布置起吊耳板4，所述起吊耳板4与支撑移动鞍座1位于基础平台5的同一横截面上；基础平台5一端设置机械限位机构6，所述基础平台5一端的支撑移动鞍座1对应位置处除去起吊耳板4；基础平台5两侧上安装护板3，护板3顶端安装夹紧机构2；每个支撑移动鞍座1包括鞍座活动构件7、缓冲辊子8、机械传动机构10；支撑移动鞍座1为方形框架，其内布置若干相邻的缓冲辊子8，两个鞍座活动构件7分别滑动连接于方形框架两侧上，其连接机械传动机构10；扭动机械传动机构10上的涡轮后，带动鞍座活动构件 7移动，改变两鞍座活动构件7间的间距；所述鞍座活动构件7的底端高于缓冲辊子8的顶部。 [0008] 一种用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台的使用方法，包括步骤如下，[0009] 步骤1、拆除夹紧机构2、护板3、卸扣与机械限位机构6； [0010] 步骤2、装配小车将舱段放置在支撑移动鞍座1上；当在对中过程中有超过10mm的偏差时，装配小车再次介入进行调整；当偏差小于10mm时，通过支撑移动鞍座1调整； [0011] 所述支撑移动鞍座1调整具体为：当高度产生偏差时，通过支撑移动鞍座1下方的升降丝杠与支撑移动鞍座上的升降导轨9配合，完成支撑移动鞍座1的升降；当左右出现偏差时，通过支撑移动鞍座1的机械传动机构10进行力矩的输入，带动鞍座活动构件7进行调整从而带动舱段的移动； [0013] 步骤4、当完成上述步骤后，将钢丝绳与多功能平台、吊梁的卸扣相连，通过钢丝绳的预紧力调节完成重量配平；在起吊环节，天车通过上吊梁将UUV、多功能平台一同吊起运往码头，当多功能平台到达指定位置后，平台下放至水中；UUV在水浮力的作用下，与支撑移动鞍座1逐渐分离，用拖船拖动UUV的艉部，此时，通过夹紧机构2与拖船的配合，将其缓慢拖离多功能平台； [0014] 步骤5、当UUV驶入多功能平台时，拖动UUV的艏部，将其拉入多功能平台中，此时通过调节夹紧机构2上的手柄带动内部大传动比的减速机构，从而改变夹紧机构2移动的间距，保证UUV在多功能平台中线穿过；在UUV到达一定位置后，多功能平台上的机械限位机构6与UUV上的机械限位碰撞，将UUV的长度方向进行定位；当UUV轴向发生偏移，通过调节支撑移动鞍座的机械传动机构10，调节UUV的轴向方向使其能坐落在支撑移动鞍座1上。 [0015] 本发明的有益效果：通过将装配与起吊环节的结合，保证了大型UUV自身刚度的同时，也控制了成本，使其利用效率更高；通过对鞍座与起吊耳板的合理布置，减小了平台受到较大弯矩的影响；通过可移动的鞍座，完成双自由度运动，可以将每个鞍座实际受力合理分配的同时，完成UUV在轴向位置的姿态调整；通过机械限位机构，防止法兰端面与鞍座面产生错位从而破坏UUV自身结构；通过夹紧机构保证UUV能顺利沿其轴向方向进出。本发明将装配与起吊充分结合，既能完成初次装配后的下水起吊作业，也可完成下水后起吊至车间的维修等作业，本发明具有构思巧妙、工作可靠、使用方便，多用途等特点。附图说明 [0016] 图1为一种用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台结构示意图； [0017] 图2为一种用于装配、承载起吊大型UUV的多功能平台正视示意图； [0018] 图3为支撑移动鞍座示意图。 [0019] 图中：1‑支撑移动鞍座、2‑夹紧机构、3‑护板、4‑起吊耳板、5‑基础平台、6‑机械限位机构、7‑鞍座活动构件、8‑缓冲辊子、9‑升降导轨、10‑机械传动机构。 具体实施方式[0020] 多功能平台上的所有机构均坐落在基础平台上，通过基础平台上的支撑移动鞍座支撑大型UUV的各个法兰面，减少大型UUV金属框架的变形；通过吊耳、钢丝绳将基础平台与大型UUV专用上吊梁相连，其中为了保证吊耳处的钢丝绳受力均匀，上吊梁的吊耳需要与基础平台的吊耳处于同一垂直线上，以防在轴向方向出现不必要的弯矩影响UUV与多功能平台整体的刚度。在大型UUV的起吊转运过程中，每个吊耳也均与支撑移动鞍座处于同一横截面上，保证了基础平台所受的重力(鞍座支撑面处)与拉力(吊耳处)不产生力臂从而杜绝弯矩对基础平台的影响。 [0021] 本发明实施例中设计的多功能平台组成为：8个包含升降丝杠的支撑移动鞍座、7组共14个起吊耳板及对应卸扣、6组共12个夹紧机构、2个机械限位机构(包含装在UUV上与装在多功能平台上两部分)、基础平台及护板等。 [0022] 在装配环节，将所有非与装配有关的机构进行拆卸，只保留移动支撑鞍座1与基础平台5，移动支撑鞍座1之间的空间铺设轨道用以装配小车在移动支撑鞍座1之间穿行。其中上述的每个移动支撑鞍座1均位于舱段法兰之间，用于承载各舱段的重量。在装配初期，装配小车将在高于移动支撑鞍座1的位置完成各舱段的运输与姿态调整，当需要螺连的两舱段初步调整完毕后，装配小车通过升降液压杆将调整后的两截舱段下放，直至移动支撑鞍座1完全承载舱段的重量，装配小车液压杆继续下降到一定高度，小车与舱段脱离，通过轮子的电机移出基础平台5，至此装配小车完成本次装配。与此同时为了防止舱段在鞍座上可能会发生偏斜，影响舱段之间的螺接工艺，移动支撑鞍座1除了可以通过升降丝杠完成垂直方向螺栓孔位的对中，也可以通过调节鞍座上鞍座活动构件7在导轨上的滑动量来带动舱段微量移动，以保证完成鞍座夹紧或对中功能。同理当舱段均完成调整装配后，所有的舱段都将坐落在移动支撑鞍座1上，为了防止制造、装配误差影响每个鞍座的最终受力大小，除了在每次舱段安装后通过丝杠调节鞍座的高度之外，在总装后也需要通过升降丝杠完成移动支撑鞍座1在高度方向的移动，以保证每个移动支撑鞍座1受力符合仿真计算时的压力值，为了方便观察，可使用应力应变片观测应力大小，使鞍座的实际受力与理论受力基本相同。 [0023] 在起吊环节，将本发明的所有机构安装在基础平台5上。其中起吊耳板4与卸扣通过钢丝绳与吊梁上的卸扣相连；夹紧机构2可通过手柄调节夹紧机构橡胶板与UUV之间的距离，起到防止出现UUV在布放回收过程中由于海浪风向等因素产生横向位移问题，保证UUV能顺利从多功能平台出入口进出，不与多功能平台发生剐蹭；护板3将各个夹紧机构2进行连接，防止夹紧机构2高度过高发生晃动。在起吊环节的布放过程中，多功能平台将完全浸入水中，UUV将与多功能平台分离，UUV在无动力状态下由拖船拖出，此时夹紧机构2起到防止UUV限制轴向偏移与缓冲作用，至此完成UUV的布放过程。在起吊环节的回收过程中，同样由拖船在UUV无动力状态下拖入，为了防止UUV的法兰与移动支撑鞍座1配合出现误差，分别在多功能平台与UUV上装有机械限位机构，当装在UUV上的机械限位机构与装在多功能平台上的限位机构发生接触即代表UUV的法兰面与鞍座面在同一截面上，同时通过专业人员的水下作业，调节多功能平台上的夹紧机构及鞍座上鞍座活动构件7，保证UUV在轴向方向上的姿态不发生偏斜，当目视无偏差后，专业人员撤离平台，之后起吊人员通过上吊梁缓慢提起多功能平台，UUV将在重力的作用下与移动支撑鞍座1配逐渐接触直至移动支撑鞍座1完全承受UUV的重量，至此完成UUV的回收过程。 [0024] 当UUV在装配环节时，夹紧机构2、护板3、卸扣与机械限位机构6均需要拆除以满足装配小车的通行空间。装配小车共6自由度，可以单个或多个共同托举舱段完成相邻舱段之间的对中，当调整至合适位置后，装配小车将舱段放置在移动支撑鞍座1上，小车随后退出基础平台5，当在对中过程中有较大的偏差时，装配小车可再次进行调整；当误差较小时，可以通过支撑移动鞍座1自行调整：即当高度产生微量偏差时，可以通过支撑移动鞍座1下方的升降丝杠与支撑移动鞍座1上的升降导轨配合，完成支撑移动鞍座1的升降；当左右出现微量偏差时，可以通过支撑移动鞍座1的机械传动机构10进行力矩的输入，带动鞍座活动构件7进行调整从而带动舱段的移动。支撑移动鞍座1中间的缓冲辊子既可以防止小车在与支撑移动鞍座1交接舱段时，避免产生较大的冲击，此外在起吊的回收环节中，也可避免UUV与鞍座直接接触的冲击力。当UUV完成总体装配后，支撑移动鞍座1还可以根据应力应变片的数值调成调整高低位置，保证每个支撑移动鞍座1都受力，避免部分舱段悬空，影响UUV的外型的直线度与刚度。当支撑移动鞍座1调整完毕后，将开始拆卸的结构定位安装，同时夹紧机构2通过相应的手柄调节其与UUV侧面的距离，以防止UUV在起吊过程中出现较大的偏移。当完成上述步骤后，将钢丝绳与多功能平台、吊梁的卸扣相连，通过钢丝绳的预紧力调节完成重量配平，此时已具备起吊的能力。 [0025] 在起吊环节时，天车通过上吊梁将UUV、多功能平台一同吊起运往码头，当多功能平台到达指定位置后，多功能平台下放至水中。UUV在水浮力的作用下，会与支撑移动鞍座1逐渐分离，此时用拖船拖动UUV的艉部，此时，通过夹紧机构2与拖船的配合，将其缓慢拖离多功能平台。同理，当UUV驶入多功能平台时，拖动UUV的艏部，将其拉入多功能平台中，此时通过调节夹紧机构2的间距，保证UUV在多功能平台中线穿过。在UUV到达一定位置后，多功能平台上的机械限位与UUV上的机械限位碰撞，将UUV的长度方向进行定位，此时缓慢拉起平台，当艇与鞍座距离越来越近时，停止起吊，通过专业水下人员目视来判断UUV与鞍座是否贴合。若UUV轴向发生偏移，可以通过调节支撑移动鞍座的机械传动机构，调节UUV的轴向方向使其能坐落在鞍座上，避免了型面不贴合引发的局部应力过大的问题。当检查无误后，继续起吊多功能平台直至完全脱离水面，随后UUV将被送至车间，完成检修拆段再装配的过程。 [0026] 除上述实施例外，本发明还可以有其他的实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。 |
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