隨著海洋資源開發(fā)設(shè)施與設(shè)備相關(guān)研究的逐步深入,海上廊橋作為一種重要的海上人員換乘通道,受到了越來越多的重視。在實際的海上環(huán)境中,由于存在著海風(fēng)、海浪等多種因素的干擾,小型的海上設(shè)施與絕大部分航行的船舶會出現(xiàn)橫搖、縱搖與垂蕩的情況,這會對一些儀器的工作產(chǎn)生影響,也會為施工的人員帶來安全隱患。本文圍繞具備波浪補償能力的海上廊橋系統(tǒng)開展了相關(guān)研究。通過比較國外現(xiàn)有廊橋產(chǎn)品與國內(nèi)相似產(chǎn)品,分析廊橋的工作環(huán)境與組成要素,設(shè)計了一種基于三自由度穩(wěn)定平臺的廊橋裝置,使用SolidWorks軟件進行整體結(jié)構(gòu)與組成部件的三維建模;利用反向求解的方式對廊橋進行運動學(xué)建模、分析與求解,通過ADAMS軟件建立了設(shè)計廊橋的運動學(xué)模型并進行運動仿真加以驗證;對設(shè)計的廊橋進行選材,并對整體部件進行受力與形變的有限元分析,驗證了其承載能力與抗形變能力符合相關(guān)規(guī)范要求。獲得了如下的結(jié)論:（1）設(shè)計了一種新型的海上廊橋結(jié)構(gòu),能夠滿足實際的需求同時還具有體積小、質(zhì)量輕且成本低廉的優(yōu)點。（2）對所設(shè)計廊橋進行了運動學(xué)分析,通過反向求解簡化運算獲得了運動方程,并使用ADAMS進行仿真校驗,獲得了相關(guān)的運動解與工作空間。（3）對... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．?１船舶的六自由度運動??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｉｘ?ｄｅｇｒｅｅ?ｏｆ?ｆｒｅｅｄｏｍ?ｍｏｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｈｉｐ??

最為嚴重的是六種運動中的前三種，Ｓ［］：橫堯縱搖與垂蕩［９］，其中橫搖與縱搖對航行??中的船舶影響最甚［１Ｇ］。目前運送需要進行登臺作業(yè)人員的工作船舶或多或少都配有運動??補償裝置，為工作人員提供一定的抗橫堯縱搖的能力，以方便他們進行施工或者登臺??作業(yè)�，F(xiàn)如今的陀螺穩(wěn)定平臺（Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ－Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ?Ｐｌａｔｆｏｒｍ?）?［１１］技術(shù)相對成熟，己經(jīng)比??較廣泛地應(yīng)用于船載的穩(wěn)定平臺上，一般用于給高穩(wěn)定性要求的儀器創(chuàng)造出一個相對平??穩(wěn)的工作環(huán)境。陀螺平臺的原理大致如圖１．２所示：??穩(wěn)定平面???＾?橫？角??Ａ??圖１．２兩軸穩(wěn)定陀螺穩(wěn)定平臺??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｗｏ－ａｘｉｓ?ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ?ｇｙｒｏ?ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??通過軸承將慣性元件與多個環(huán)架組合在一起，通過具有陀螺特性的高速轉(zhuǎn)子保證平??臺在發(fā)生位置旋轉(zhuǎn)變更時的穩(wěn)定性能。圖示這種兩軸的穩(wěn)定平臺屬于最常見的船舶補償??平臺之一，但是只補償橫搖與縱搖帶來的影響并不能很好地完成運動補償，由于升沉方??向上的運動也是影響船舶航行、工作人員進行各類作業(yè)的一大因素，因此對于用于人員??在船舶與船舶或者船舶與海洋平臺之間進行轉(zhuǎn)移的廊橋裝置來說，升沉方向的補償能力??是一項必須具備的性能。??本文主要設(shè)計了一種海上廊橋運動補償裝置，并對其進行了相關(guān)分析。所設(shè)計的海??上廊橋是基于３－ＵＣＲ?（虎克鉸－圓柱副－旋轉(zhuǎn)副）并聯(lián)平臺的廊橋系統(tǒng)，屬于船載自穩(wěn)定??平臺的一種，能夠在海上建立一個擁有３種自由度方向補償能力的安全通道，從而確保??人員的安全。廊橋的一端固定在平臺上與船體相連，另一端搭接在目標船舶或者海洋平??

換乘方式具有的最大優(yōu)勢就是運輸速度快，由于省去了船舶靠近目標海上??設(shè)施或者其他船舶的時間所以人員換乘的時間被大大縮短了，同時也規(guī)避了在人員換乘??時波浪對人員造成的影響，安全性能較高。但是這些的前提是建立在所乘坐的船舶與目??標海洋平臺或者目標船舶都具有直升機停機坪的情況下的，但是除此之外，使用直升機??進行人員換乘也有諸多問題：例如使用直升機的成本極高、能夠勝任海上工況進行人員??換乘與物資運輸?shù)闹鄙龣C數(shù)量并不多、直升機維護、駕駛等等都需要專業(yè)人員參４完成??等等［１４］。??圖１．３使用機停機坪的換乘方法?圖１．４懸吊換乘方法??Ｆｉｇ．?１．３?Ｕｓｅ?ｔｈｅ?ｈｅｌｉｐａｄ?ｔｏ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｍｅｔｈｏｄ?Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｍｅｔｈｏｄ??而在由于一些因素導(dǎo)致沒有辦法滿足人員換乘的雙方都具備直升機停機坪的場合??時，如果有…方擁有停機坪而另一具備懸吊換乘平臺，則可以使用直升機懸吊換乘的方??法進行人員換乘。但是使用這種方法進行物資的與運輸人員換乘的數(shù)量十分有限，而且??危險性極高，受到海風(fēng)的影響十分嚴重。針對這種危險，有相關(guān)學(xué)者對此進行過分析，??Ｔ．?Ａ．?Ｓａｍｏｓ就對已經(jīng)發(fā)生過的相關(guān)事件進行過了分析調(diào)查。在其的論文中就說明了歐??－４－??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ANSYS有限元技術(shù)的儲罐設(shè)備分析[J]. 丁振興.  機械工程與自動化. 2019(02)
[2]船舶與海洋平臺碰撞的動力響應(yīng)研究[J]. 袁培銀,劉俊良,雷林,趙宇.  艦船科學(xué)技術(shù). 2018(03)
[3]談管桁架在大空間建筑中的應(yīng)用——以某游泳跳水訓(xùn)練館為例[J]. 周煜,褚作勇.  安徽建筑. 2017(06)
[4]論我國深海工程裝備的發(fā)展與海洋強國的崛起[J]. 李震,王佳紅.  海洋開發(fā)與管理. 2016(01)
[5]模塊化醫(yī)院船傷員換乘系統(tǒng)設(shè)計[J]. 王洵,沈俊良,夏志方,湯建良.  醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2015(02)
[6]波浪補償技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 王哲駿,謝金輝,高劍,鄧智勇.  艦船科學(xué)技術(shù). 2014(11)
[7]試論海洋鉆井平臺技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 田野,宋揚.  科技與企業(yè). 2014(11)
[8]基于MATLAB的海浪及船舶橫搖仿真模型研究[J]. 劉鵬,籍艷,漆隨平,王東明,宋文杰,孫佳.  山東科學(xué). 2012(06)
[9]3-RPS并聯(lián)機構(gòu)運動與靜力特性分析[J]. 鄭魁敬,崔培,郭海軍.  機械設(shè)計. 2011(09)
[10]3-RPS并聯(lián)機構(gòu)正解快速數(shù)值算法[J]. 韓方元,趙丁選,李天宇.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2011(04)

碩士論文
[1]具有波浪補償功能的海上換乘舷梯設(shè)計與仿真[D]. 徐佳.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[2]高頻六自由度并聯(lián)機構(gòu)的分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[D]. 李榮祖.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]3-PPR平面并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)性能研究[D]. 高曉雪.中北大學(xué) 2014
[4]船舶液壓穩(wěn)定平臺的設(shè)計與分析[D]. 李偉.大連海事大學(xué) 2010



本文編號：2966874