可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶與海洋工程技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種可用于海上城市建造的可拼接海洋平臺(tái)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著陸地資源的日趨緊張，人類向海洋尋求生存空間的情況愈發(fā)顯著。相較于已十分成熟的填海造地技術(shù)，近年來提出的海上城市的概念，即采用可漂浮的鋼結(jié)構(gòu)作為主體建設(shè)的漂浮城市，是一種前景廣闊的解決方案。
[0003]有別于填海造地作為陸地的延伸，海上城市相當(dāng)于浮動(dòng)的國(guó)土，可以遠(yuǎn)離陸地存在，不需要持續(xù)的補(bǔ)給，基本能達(dá)到自給自足的要求。對(duì)于海上城市，已有部分國(guó)內(nèi)外科學(xué)家做了一定的研究，提出一個(gè)觀點(diǎn)一一單個(gè)海上巨型鋼結(jié)構(gòu)無法抵御復(fù)雜海況的威脅，大型海上結(jié)構(gòu)物應(yīng)由許多小型的結(jié)構(gòu)物組合而成。因此在新材料被發(fā)明之前，海上城市的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、模塊化被看作是解決這一問題的可行辦法。
[0004]由于海洋結(jié)構(gòu)物需要具有良好的浮性、靜穩(wěn)性、動(dòng)穩(wěn)性、抗沉性、操縱性、搖蕩特性等，以及需要有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過進(jìn)一步的檢索未發(fā)現(xiàn)類似技術(shù)應(yīng)用于本領(lǐng)域的公開文獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)今陸地資源缺乏，海洋空間沒有被充分利用的現(xiàn)狀，提出一種可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)。通過海上城市包括結(jié)構(gòu)、動(dòng)力以及連接的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定，可以快速連接，能夠一定程度解決陸地資源日趨缺乏的現(xiàn)狀。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0007]—種可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)，其特點(diǎn)在于，包括:主體、多個(gè)連接裝置、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力裝置；
[0008]所述的主體為鋼結(jié)構(gòu)，上部呈正六棱柱狀，下部呈倒正六棱臺(tái)狀；
[0009]在所述的主體的六棱柱的六個(gè)側(cè)面分別設(shè)有連接裝置；
[0010]所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)呈正六棱柱狀，與所述的主體的底部固定連接；用來增強(qiáng)海上城市的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以保障海上城市在海上抗海浪擊打的能力，以及降低海上城市的重心，提升海上城市平臺(tái)的初穩(wěn)性。
[0011]所述的動(dòng)力裝置固定在所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)上。
[0012]所述的連接裝置為大型電磁鐵，根據(jù)凹凸情況分為公母兩種，公母電磁鐵間隔分布在所述的主體上部的六個(gè)側(cè)面。
[0013]所述的主體下部的倒正六棱臺(tái)狀與所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的正六棱柱狀相適配。
[0014]所述的動(dòng)力裝置包括渦槳、第一螺旋槳、第二螺旋槳和第三螺旋槳，所述的渦槳豎直布置于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的底部正中央，所述的第一螺旋槳、第二螺旋槳和第三螺旋槳以間隔120°設(shè)置在所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的三個(gè)側(cè)面。
[0015]所述的主體上部用于城市建設(shè)，內(nèi)部設(shè)有運(yùn)行輔助裝置。
[0016]所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的四周包裹混凝土，以起到降低平臺(tái)整體重心，提高初穩(wěn)性的作用。
[0017]海上城市間的連接可看作是浮式海上平臺(tái)間的連接。采用剛性連接器的連接方式，即在單個(gè)模塊的側(cè)面加裝電磁鐵，根據(jù)通電后電磁鐵同吸互斥的原理來連接模塊。平臺(tái)六面間隔安裝連接裝置的公母接口，以保證海上城市平臺(tái)能在對(duì)接時(shí)無需進(jìn)行大型的方位調(diào)整即能相互連接。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出了一種全新的海上城市建造方式，即通過控制六邊形模塊基體的方式，構(gòu)造出可以無限擴(kuò)展的海上城市?，F(xiàn)有技術(shù)對(duì)海上城市的構(gòu)造即猜想，都停留在單個(gè)平臺(tái)或者傳統(tǒng)的正方形平臺(tái)上，而且平臺(tái)沒有可動(dòng)能力，沒有良好的擴(kuò)展能力和平臺(tái)使用過程中的調(diào)整修正能力。而本發(fā)明，采用了六邊形基座，可以極大限度的減少拼接過程中的尖銳碰撞損害，另外還有良好的擴(kuò)展能力。設(shè)計(jì)的平臺(tái)擁有動(dòng)力源，可以在拼裝過程中更加靈活，并在未來的使用過程中也有較好的調(diào)整，修正的能力。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)三維示意圖。
[0020]圖2本發(fā)明可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)的正視圖。
[0021 ]圖3為本發(fā)明中動(dòng)力裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明。
[0023]請(qǐng)先參閱圖1，圖1為本發(fā)明可自由拼接的模塊化。海上城市平臺(tái)三維示意圖，如圖所示，一種可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)，包括:主體1、多個(gè)連接裝置2、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3和動(dòng)力裝置;所述的主體I為鋼結(jié)構(gòu)，上部呈正六棱柱狀，下部呈倒正六棱臺(tái)狀;在所述的主體I的六棱柱的六個(gè)側(cè)面分別設(shè)有連接裝置2;所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3呈正六棱柱狀，與所述的主體I的底部固定連接;所述的動(dòng)力裝置固定在所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3上。
[0024]主體I為核心部分，上方部分，可用于城市建設(shè)，內(nèi)部則為平臺(tái)運(yùn)行的輔助裝置，下部呈倒正六棱臺(tái)狀。
[0025]連接裝置2為大型電磁鐵，用于平臺(tái)與平臺(tái)之間的相互連接，可以實(shí)時(shí)控制磁力的大小以進(jìn)行調(diào)整;大型電磁鐵根據(jù)凹凸情況分為公母兩種，公母電磁鐵間隔分布在所述的主體I上部的六個(gè)側(cè)面，公母配合使用，可用于模塊化海上城市裝置在海面上的對(duì)接組合。
[0026]增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3為六棱柱結(jié)構(gòu)，其間水密，主要作用是用來增強(qiáng)海上城市的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以保障海上城市在海上抗海浪擊打的能力，以及降低海上城市的重心，提升海上城市平臺(tái)的初穩(wěn)性。
[0027]動(dòng)力裝置采用3+1結(jié)構(gòu)，如圖3所示為本發(fā)明中動(dòng)力裝置示意圖，圖中可以看出螺旋槳與渦槳的相對(duì)位置關(guān)系。螺旋槳5、6、7互成120°安裝放置，且每個(gè)螺旋槳可以進(jìn)行獨(dú)立操縱，且均可以進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知，通過對(duì)三個(gè)螺旋槳的分別控制，可以使得單元體完成平面上任意方向的直線或曲線運(yùn)動(dòng)。
[0028]操作案例:
[0029]1.若要完成第一螺旋槳5方向的直線運(yùn)動(dòng)則有兩種方式:一是只對(duì)第一螺旋槳5進(jìn)行控制，二是同時(shí)對(duì)第二螺旋槳6、第三螺旋槳7控制并保證第二螺旋槳6、第三螺旋槳7轉(zhuǎn)速一 Sc ο
[0030]2.若要使單元體完成與第一螺旋槳5軸線垂直方向的直線運(yùn)動(dòng)，則可以控制第二螺旋槳6、第三螺旋槳7，使得第二螺旋槳6、第三螺旋槳7轉(zhuǎn)速大小相等，方向相反即可。
[0031]本發(fā)明不僅能完成各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)靈活性也因該結(jié)構(gòu)有所增強(qiáng)，不穩(wěn)定因素對(duì)其操縱的影響也會(huì)降低。除此之外，在有風(fēng)的條件下，若很好地對(duì)3個(gè)螺旋槳進(jìn)行調(diào)節(jié)可以更好地保證單元體的相對(duì)靜止，這對(duì)兩個(gè)模塊之間的連接起著至關(guān)重要的作用，使得在海上完成兩個(gè)模塊單體的拼接成為可能。
[0032]渦槳4則位于于模塊軸線處，豎直向下放置(如圖中3所示)。渦槳的作用不在于為單元體的平面直線運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，而是在拼接過程中起著決定性作用。為了使得兩個(gè)單元體可以更好地完成拼接，需要保證單元體邊與邊之間的完全對(duì)齊，因此需要在保證兩個(gè)單元體的相對(duì)靜止之后，對(duì)單元體進(jìn)行一單元體軸線為軸的小角度旋轉(zhuǎn)微調(diào)，即可以使得單元體完成原地旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作。配合三個(gè)螺旋槳完成兩個(gè)乃至多個(gè)單元體的拼接過程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)，其特征在于，包括:主體(I)、多個(gè)連接裝置(2)、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)和動(dòng)力裝置； 所述的主體(I)為鋼結(jié)構(gòu)，上部呈正六棱柱狀，下部呈倒正六棱臺(tái)狀； 在所述的主體(I)的六棱柱的六個(gè)側(cè)面分別設(shè)有連接裝置(2); 所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)呈正六棱柱狀，與所述的主體(I)的底部固定連接； 所述的動(dòng)力裝置固定在所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)，其特征在于，所述的連接裝置(2)為大型電磁鐵，根據(jù)凹凸情況分為公母兩種，公母電磁鐵間隔分布在所述的主體(I)上部的六個(gè)側(cè)面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)，其特征在于，所述的主體(I)下部的倒正六棱臺(tái)狀與所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)的正六棱柱狀相適配。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)，其特征在于，所述的動(dòng)力裝置包括渦槳(4)、第一螺旋槳(5)、第二螺旋槳(6)和第三螺旋槳(7)，所述的渦槳(4)豎直布置于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)的底部正中央，所述的第一螺旋槳(5)、第二螺旋槳(6)和第三螺旋槳(7)以間隔120°設(shè)置在所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)的三個(gè)側(cè)面。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)，其特征在于，所述的主體(I)上部用于城市建設(shè)，內(nèi)部設(shè)有運(yùn)行輔助裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)，其特征在于，所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)的四周包裹混凝土，以起到降低平臺(tái)整體重心，提高初穩(wěn)性的作用。
【專利摘要】一種可自由拼接的模塊化海上城市平臺(tái)，包括：主體、多個(gè)連接裝置、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力裝置；所述的主體為鋼結(jié)構(gòu)，上部呈正六棱柱狀，下部呈倒正六棱臺(tái)狀；在所述的主體的六棱柱的六個(gè)側(cè)面分別設(shè)有連接裝置；所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)呈正六棱柱狀，與所述的主體的底部固定連接；用來增強(qiáng)海上城市的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以保障海上城市在海上抗海浪擊打的能力，以及降低海上城市的重心，提升海上城市平臺(tái)的初穩(wěn)性。本發(fā)明可以極大限度的減少拼接過程中的尖銳碰撞損害，另外還有良好的擴(kuò)展能力，可以在拼裝過程中更加靈活，并在未來的使用過程中也有較好的調(diào)整，修正的能力。
【IPC分類】B63B35/44
【公開號(hào)】CN105620678
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610072968
【發(fā)明人】王磊, 陳夏峰, 郭世豪
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年2月2日