自平衡浮体结构和浮式基础

1.本实用新型涉及浮动结构技术领域，特别涉及一种自平衡浮体结构和浮式基础。


背景技术：

2.海上油气资源开采设备、海上风机等项目发展迅速，从经济效益角度出发，这些海上设备的结构大多采用浮式基础，通过系泊系统将外部荷载（风、浪、流等）传递给海底岩土，从而使得自身可以保持稳定、防止倾覆，但在极端环境下，浮式基础所需的承载力会增加，而原有的系泊系统无法满足稳定性的要求，导致浮式基础无法保持稳定，甚至会发生倾覆。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种自平衡浮体结构，旨在提高浮体结构的稳定性，防止浮体结构倾覆。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种自平衡浮体结构，包括：
5.至少三个浮筒，若干所述浮筒呈多边形依次间隔设置，所述浮筒内部形成有压水舱，所述压水舱内设有至少部分的排水机构，用于排出所述压水舱内的水以使所述浮筒上浮，所述浮筒外表面设有连通所述压水舱的进水孔，所述进水孔可开启或关闭设置，以使所述压水舱进水以下沉所述浮筒，或使所述压水舱停止进水以维持所述浮筒的高度；
6.系杆，所述系杆设于任意相邻的两所述浮筒之间，且两端分别与相邻的两所述浮筒固定连接；以及
7.倾角传感器，所述倾角传感器设于所述系杆，用于检测所述系杆与海平面的夹角；
8.当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角大于预设值时，所述系杆较高一端的所述浮筒打开所述进水孔以使所述浮筒下沉，所述系杆较低的一端的所述浮筒打开所述排水机构以使所述浮筒上浮；
9.当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角小于预设值时，所述系杆两端的所述浮筒分别关闭所述进水孔和所述排水机构。
10.在本实用新型的一实施例中，所述浮筒包括：
11.内筒，所述内筒内部形成有所述压水舱，所述内筒的表面设有进水区和阻水区，所述进水区设有所述进水孔；和
12.外筒，所述外筒内部形成有容置腔，所述内筒可转动地收容于所述容置腔，所述外筒的表面设有连通所述容置腔的过水口；
13.当所述进水孔打开时，所述进水区显露于所述过水口，所述压水舱与外界连通，海水可依次通过所述过水口和所述进水孔流入所述压水舱；
14.当所述进水孔关闭时，所述阻水区显露于所述过水口，所述压水舱与外界分隔。
15.在本实用新型的一实施例中，所述内筒包括：
16.顶板；
17.底板，所述底板与所述顶板相对设置；
18.围板，所述围板位于所述顶板与所述底板之间，且所述围板的顶部和底部分别与所述顶板和所述底板连接，并围合形成有所述压水舱，所述围板设有所述进水区和所述阻水区；以及
19.支撑轴，所述支撑轴设于所述顶板背离所述底板的一侧，所述支撑轴背离所述顶板的一端设有出水孔，所述出水孔与所述压水舱连通，所述排水机构通过所述出水孔排出所述压水舱内的水。
20.在本实用新型的一实施例中，所述外筒包括：
21.外轴套，所述外轴套可转动地套设于所述支撑轴；
22.基板，所述基板层叠于所述顶板的外侧，并与所述顶板抵接，所述基板与所述外轴套固定连接；以及
23.侧板，所述侧板层叠于所述围板的外侧，并与所述围板抵接，所述侧板的顶部与所述基板背离所述外轴套的一侧固定连接，所述基板与所述侧板围合形成有所述容置腔；
24.当所述进水孔关闭时，所述侧板层叠于所述进水区；
25.当所述进水孔打开时，所述侧板层叠于所述阻水区。
26.在本实用新型的一实施例中，所述自平衡浮体结构还包括：
27.驱动件，所述驱动件可转动地套设于所述支撑轴，所述外轴套套设于所述驱动件，所述外轴套与所述驱动件传动连接；和
28.进水控制器，所述进水控制器设于所述驱动件，并分别与所述倾角传感器和所述驱动件连接；
29.当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角大于预设值时，所述系杆较高一端的所述进水控制器控制所述驱动件绕所述支撑轴转动，以使所述外筒相对所述内筒转动至所述侧板层叠于所述阻水区；
30.当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角小于预设值时，所述系杆两端的所述进水控制器控制所述驱动件绕所述支撑轴转动，以使所述外筒相对所述内筒转动至所述侧板层叠于所述进水区。
31.在本实用新型的一实施例中，所述排水机构包括：
32.水泵，所述水泵位于所述压水舱外，所述水泵的进水口连接有水管，所述水管远离所述水泵的一端穿设于所述出水孔，并固定于所述压水舱的底壁；和
33.排水控制器，所述排水控制器分别与所述倾角传感器和所述水泵连接；
34.当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角大于预设值时，所述系杆较低一端的所述排水控制器打开所述水泵，以将水从所述压水舱内排出；
35.当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角小于预设值时，所述系杆两端的所述排水控制器关闭所述水泵。
36.在本实用新型的一实施例中，所述自平衡浮体结构还包括水位监测器，所述水位监测器设于所述压水舱，并与所述倾角传感器连接，用于监测所述压水舱内的水位高度。
37.在本实用新型的一实施例中，所述浮筒的数量为三个，三个所述浮筒呈等边三角形布设，并通过所述系杆相连接。
38.在本实用新型的一实施例中，所述浮筒的数量大于三个，若干所述浮筒呈正多边
形布设，并通过所述系杆相连接。
39.本实用新型还提出了一种浮式基础，包括自平衡浮体结构和平台，所述自平衡浮体结构包括：
40.至少三个浮筒，若干所述浮筒呈多边形依次间隔设置，所述浮筒内部形成有压水舱，所述压水舱内设有至少部分的排水机构，用于排出所述压水舱内的水以使所述浮筒上浮，所述浮筒外表面设有连通所述压水舱的进水孔，所述进水孔可开启或关闭设置，以使所述压水舱进水以下沉所述浮筒，或使所述压水舱停止进水以维持所述浮筒的高度；
41.系杆，所述系杆设于任意相邻的两所述浮筒之间，且两端分别与相邻的两所述浮筒固定连接；以及
42.倾角传感器，所述倾角传感器设于所述系杆，用于检测所述系杆与海平面的夹角；
43.当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角大于预设值时，所述系杆较高一端的所述浮筒打开所述进水孔以使所述浮筒下沉，所述系杆较低的一端的所述浮筒打开所述排水机构以使所述浮筒上浮；
44.当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角小于预设值时，所述系杆两端的所述浮筒分别关闭所述进水孔和所述排水机构；
45.所述平台设于所述自平衡浮体结构的上方，若干所述浮筒的顶部分别固定于所述自平衡浮体结构的底部，若干所述浮筒沿所述平台底部的外周缘依次间隔设置。
46.本实用新型技术方案的自平衡浮体结构包括浮筒、系杆以及倾角传感器，浮筒的重量由压水舱内蓄水量决定，压水舱内蓄水越多，浮筒的重量越大，浮筒在海面上的浮出高度越低，压水舱内蓄水越少，浮筒的重量越小，浮筒在海面上的浮出高度越高。可通过调节压水舱内的蓄水量来调节浮筒在海面的浮出高度，相邻的两个浮筒之间通过系杆连接，系杆上设有倾角传感器，当倾角传感器检测到系杆与海平面的夹角大于预设值时，系杆较高一端的浮筒的进水孔打开，以使海水流入压水舱以增加压水舱的蓄水量，从而增加系杆较高一端的浮筒的重量，以使其下沉；同时，系杆较低一端的浮筒的排水机构打开，以将压水舱内的水排出，降低压水舱的蓄水量，从而降低系杆较低一端的浮筒的重量，以使其上升。随着系杆较高一端的浮筒下沉和系杆较低一端的浮筒上升，系杆与海平面的夹角会逐渐减小直至小于预设值。当系杆与海平面的夹角小于预设值时，自平衡浮体结构的稳定性能增加，防止浮体结构倾覆。
附图说明
47.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
48.图1为本实用新型自平衡浮体结构一实施例的结构示意图；
49.图2为本实用新型自平衡浮体结构另一实施例的剖面图；
50.图3为本实用新型浮筒一实施例的结构示意图；
51.图4为本实用新型内筒一实施例的结构示意图；
52.图5为本实用新型外筒一实施例的结构示意图。
53.附图标号说明：
54.标号名称标号名称100自平衡浮体结构121外轴套10浮筒122基板11内筒123侧板111顶板124容置腔112底板125过水口113围板20系杆1131进水区30倾角传感器11311进水孔40排水机构1132阻水区41水泵114支撑轴42水位监测器1141出水孔43水管115压水舱44排水控制器12外筒50驱动件
55.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
56.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
57.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
58.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
59.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
60.参照图1至图5，本实用新型提出一种自平衡浮体结构100，包括：
61.至少三个浮筒10，若干所述浮筒10呈多边形依次间隔设置，所述浮筒10内部形成
有压水舱115，所述压水舱115内设有至少部分的排水机构40，用于排出所述压水舱115内的水以使所述浮筒10上浮，所述浮筒10外表面设有连通所述压水舱115的进水孔11311，所述进水孔11311可开启或关闭设置，以使所述压水舱115进水以下沉所述浮筒10，或使所述压水舱115停止进水以维持所述浮筒10的高度；
62.系杆20，所述系杆20设于任意相邻的两所述浮筒10之间，且两端分别与相邻的两所述浮筒10固定连接；以及
63.倾角传感器30，所述倾角传感器30设于所述系杆20，用于检测所述系杆20与海平面的夹角；以及
64.本实用新型技术方案的自平衡浮体结构100包括浮筒10、系杆20以及倾角传感器30，浮筒10的重量由压水舱115内蓄水量决定，压水115舱内蓄水越多，浮筒10的重量越大，浮筒10在海面上的浮出高度越低，压水舱115内蓄水越少，浮筒10的重量越小，浮筒10在海面上的浮出高度越高。可通过调节压水舱115内的蓄水量来调节浮筒10在海面的浮出高度，相邻的两个浮筒10之间通过系杆20连接，系杆20上设有倾角传感器30，当倾角传感器30检测到系杆20与海平面的夹角大于预设值时，系杆20较高一端的浮筒10的进水孔11311打开，以使海水流入压水舱115以增加压水舱115的蓄水量，从而增加系杆20较高一端的浮筒10的重量，以使其下沉；同时，系杆20较低一端的浮筒10的排水机构40打开，以将压水舱115内的水排出，降低压水舱115的蓄水量，从而降低系杆20较低一端的浮筒10的重量，以使其上升。随着系杆20较高一端的浮筒10下沉和系杆20较低一端的浮筒10上升，系杆20与海平面的夹角会逐渐减小直至小于预设值。当系杆20与海平面的夹角小于预设值时，自平衡浮体结构100的稳定性能增加，防止浮体结构倾覆。
65.预设值可根据不同海况进行调整。在未出现如风、浪、流等外部荷载时，此时海面平静，相邻浮筒10的浮出高度相差不大，连接相邻浮筒10的系杆20与海平面的夹角小于预设值，自平衡浮体结构100整体保持稳定。当出现较大外部荷载时，外部荷载会对相邻的浮筒10施加荷载，导致相邻的浮筒10的浮出高度出现较大的高度差，此时连接相邻浮筒10的系杆20与海平面的夹角大于预设值，系杆20与海平面的夹角越大，自平衡浮体结构100的倾斜程度就越大，为了避免自平衡浮体结构100的倾斜较大过大导致倾覆，此时较低一端的浮筒10排水上浮，较高一端的浮筒10吸水下沉，以使系杆20与海平面的夹角减小以恢复稳定。
66.进水孔11311可开启或关闭设置，当倾角传感器30检测到系杆20与海平面的夹角大于预设值时，系杆20较高一端的浮筒10的进水孔11311打开，以使海水流入压水舱115内以增加浮筒10的重量，使浮筒10下沉以缩减系杆20与海平面的夹角。当倾角传感器30检测到系杆20与海平面的夹角小于预设值时，此时系杆20两端的浮筒10的进水孔11311关闭。
67.当倾角传感器30检测到系杆20与海平面的夹角大于预设值时，系杆20较低一端的浮筒10内的排水机构40打开，以将压水舱115内的海水排出压水舱115以降低浮筒10的重量，使浮筒10上升以缩减系杆20与海平面的夹角。当倾角传感器30检测到系杆20与海平面的夹角小于预设值时，此时系杆20两端的排水机构40关闭。排水机构40可以是水泵41、也可以是真空泵，在此不对排水机构40的结构和种类作出限定。
68.自平衡浮体结构100顶部可设置风机或光伏设备，也可以设置油井开采设备，在此不对自平衡浮体结构100的用途作出限定。
69.浮筒10的数量可以是三个、四个、五个或若干个，在此不对浮筒10的数量作出限
定。当浮筒10的数量为若干时，若干浮筒10呈多边形依次间隔设置。
70.参照图1至图5，在本实用新型的一实施例中，所述浮筒10包括：
71.内筒11，所述内筒11内部形成有所述压水舱115，所述内筒11的表面设有进水区1131和阻水区1132，所述进水区1131设有所述进水孔；和
72.外筒12，所述外筒12内部形成有容置腔124，所述内筒11可转动地收容于所述容置腔124，所述外筒12的表面设有连通所述容置腔124的过水口125；
73.当所述进水孔11311打开时，所述进水区1131显露于所述过水口125，所述压水舱115与外界连通，海水可依次通过所述过水口125和所述进水孔11311流入所述压水舱115；
74.当所述进水孔11311关闭时，所述阻水区1132显露于所述过水口125，所述压水舱115与外界分隔。
75.在本实用新型一实施例的技术方案中，浮筒10包括内筒11和外筒12，内筒表面设有进水区1131和阻水区1132，进水孔11311设于进水区1131，外筒表面设有过水口125，内筒11与外筒12可相对转动，以使进水区1131或阻水区1132分别与过水口125层叠设置，以打开或关闭进水孔11311。当系杆20与海平面的夹角大于预设值时，系杆20较高一端的浮筒10的内筒11与外筒12相对转动至进水区1131显露于过水口125，以打开进水孔11311，使海水流入压水舱115内，以增加浮筒10的重量，使系杆20较高一端的浮筒10下沉。当系杆20与海平面的夹角小于预设值时，系杆20两端的浮筒10的内筒11与外筒12相对转动至阻水区1132显露于过水口125，此时阻水区1132封堵过水口125，海水无法流入压水舱115，浮筒10的重量维持不变。其中，内筒11与外筒12紧密抵接，以提高压水舱115的密封性能。以防在进水孔11311关闭的情况下，水从外界流进压水舱115内。浮筒10的内筒11和外筒12的设计提高了自平衡浮体结构100的稳定性。
76.内筒11和外筒12的形状可以是柱状结构，也可以是球形结构，还可以是其他结构，在此不对内筒11和外筒12的形状作出限定。
77.参照图1至图5，在本实用新型的一实施例中，所述内筒11包括：
78.顶板111；
79.底板112，所述底板112与所述顶板111相对设置；
80.围板113，所述围板113位于所述顶板111与所述底板112之间，且所述围板113的顶部和底部分别与所述顶板111和所述底板112连接，并围合形成有所述压水舱115，所述围板113设有所述进水区1131和所述阻水区1132；以及
81.支撑轴114，所述支撑轴114设于所述顶板111背离所述底板112的一侧，所述支撑轴114背离所述顶板111的一端设有出水孔1141，所述出水孔1141与所述压水舱115连通，所述排水机构40通过所述出水孔1141排出所述压水舱115内的水。
82.在本实用新型一实施例的技术方案中，内筒11包括顶板111、底板112和围板113，围板113上设有进水区1131和阻水区1132，进水区1131设有进水孔11311，进水孔11311的数量为若干，在此不对进水孔11311的数量作出限定。
83.当倾角传感器30检测到系杆20与海平面夹角过大时，系杆20较高一端的浮筒10的外筒12会相对内筒11旋转，使围板113的进水区11311131显露于过水口125以打开进水孔11311，海水依次通过过水口125和进水孔11311流进压水舱115，提高浮筒10的重量使浮筒10下沉直至系杆20与海平面的夹角小于预设值时，外筒12再次相对内筒11转动，使围板113
的阻水区1132显露于过水口125以封堵过水口125，海水无法从过水口125流进压水舱115内。
84.参照图1至图5，在本实用新型的一实施例中，所述外筒12包括：
85.外轴套121，所述外轴套121可转动地套设于所述支撑轴114；
86.基板122，所述基板122层叠于所述顶板111的外侧，并与所述顶板111抵接，所述基板122与所述外轴套121固定连接；以及
87.侧板123，所述侧板123层叠于所述围板113的外侧，并与所述围板113抵接，所述侧板123的顶部与所述基板122背离所述外轴套121的一侧固定连接，所述基板122与所述侧板123围合形成有所述容置腔124；
88.当所述进水孔11311关闭时，所述侧板123层叠于所述进水区1131；
89.当所述进水孔11311打开时，所述侧板123层叠于所述阻水区1132。
90.在本实用新型一实施例的技术方案中，外筒12包括外轴套121、基板122以及侧板123，外轴套121环设于支撑轴114的外侧，并可绕支撑轴114转动。基板122与外轴套121固定连接，并层叠于顶板111的上方，随着外轴套121转动，基板122可相对顶板111转动。侧板123设于围板113的外侧，且侧板123与基板122固定连接。
91.当进水孔11311关闭时，侧板123层叠于进水区1131以封堵进水孔11311，此时阻水区1132显露于过水口125以封堵过水口125，海水无法从过水口和进水孔11311流入压水舱115内，维持了浮筒10的重量不变。当进水孔11311打开时，侧板123层叠于阻水区1132，过水口和进水孔11311连通，海水可流进压水舱115内增加浮筒10的重量，以使浮筒10下沉。当倾角传感器30检测到系杆与海平面的夹角大于预设值时，可通过改变浮筒重量以缩小夹角，从而提高自平衡浮体结构100的稳定性。
92.参照图1至图5，在本实用新型的一实施例中，所述自平衡浮体结构100还包括：
93.驱动件50，所述驱动件50可转动地套设于所述支撑轴114，所述外轴套121套设于所述驱动件50，所述外轴套121与所述驱动件50传动连接；和
94.进水控制器（未图示），所述进水控制器设于所述驱动件50，并分别与所述倾角传感器30和所述驱动件50连接；
95.当所述倾角传感器30检测到所述系杆20与海平面的夹角大于预设值时，所述系杆20较高一端的所述进水控制器控制所述驱动件50绕所述支撑轴114转动，以使所述外筒12相对所述内筒11转动至所述侧板123层叠于所述阻水区1132；
96.当所述倾角传感器30检测到所述系杆20与海平面的夹角小于预设值时，所述系杆20两端的所述进水控制器控制所述驱动件50绕所述支撑轴114转动，以使所述外筒12相对所述内筒11转动至所述侧板123层叠于所述进水区1131。
97.在本实用新型一实施例的技术方案中，当倾角传感器30检测到系杆20与海平面的夹角大于预设值时，会向系杆20较高一端的进水控制器传递信号，进水控制器接收信号后会控制外筒12相对内筒11转动，直至进水区1131与过水口125与进水孔11311连通，此时进水孔11311打开，海水可流进压水舱115内，增加浮筒10的重量使系杆较高一端的浮筒10下沉。当倾角传感器30检测到系杆20与海平面的夹角小于预设值时，倾角传感器30再次向进水控制器传递信号，进水控制器接收信号后会控制外筒12相对内筒11转动，直至阻水区1132显露于过水口125以封堵过水口125，海水无法流入压水舱115内，维持了浮筒10的重
量，挺高了自平衡浮体结构100的稳定性。
98.参照图1至图5，在本实用新型的一实施例中，所述排水机构40包括：
99.水泵41，所述水泵41位于所述压水舱115外，所述水泵41的进水口连接有水管43，所述水管43远离所述水泵41的一端穿设于所述出水孔1141，并固定于所述压水舱115的底壁；和
100.排水控制器44，所述排水控制器44分别与所述倾角传感器30和所述水泵41连接；
101.当所述倾角传感器30检测到所述系杆20与海平面的夹角大于预设值时，所述系杆20较低一端的所述排水控制器44打开所述水泵，以将水从所述压水舱115内排出；
102.当所述倾角传感器30检测到所述系杆20与海平面的夹角小于预设值时，所述系杆20两端的所述排水控制器44关闭所述水泵41。
103.在本实用新型一实施例的技术方案中，排水机构40包括水泵41和排水控制器44，水泵41设于压水舱115外部，可以设于自平衡浮体结构100上方，也可以设于浮筒10上方，还可以设于系杆20上，在此不对水泵41的设置方式作出限定。水泵41的进水口连接有水管43，水管43的另一端伸进压水舱115并固定于压水舱115的底壁，以将压水舱115内的水吸出。水泵41的出水口位于压水舱115外，以将压水舱115内的水排出。排水控制器44分别与水泵41和倾角传感器30连接。当倾角传感器30检测到系杆20与海平面的夹角大于预设值时，会向系杆20较低一端的排水控制器44传递信号，排水控制器启动水泵41并从压水舱115内将海水抽出压水舱115外，以降低浮筒10的重量使浮筒10上浮。当倾角传感器30检测到系杆20与海平面的夹角小于预设值时，会向系杆20两端的排水控制器44传递信号，系杆20两端的排水控制器44关闭水泵41，停止将海水从压水舱115内抽出，维持压水舱115重量不变。排水机构40的设置提高了自平衡浮体结构100的稳定性。
104.参照图1至图5，在本实用新型的一实施例中，所述自平衡浮体结构100还包括水位监测器42，所述水位监测器42设于所述压水舱115，并与所述倾角传感器30连接，用于监测所述压水舱115内的水位高度。
105.在本实用新型一实施例的技术方案中，水位监测器42与倾角传感器30电性连接，用于检测压水舱115内的水位高度。当压水舱115内满载或空载海水时，水位监测器42会向倾角传感器30传递信号，若此时倾角传感器30仍检测到系杆20与海平面的夹角大于预设值，倾角传感器30会向自平衡浮体结构100的处理器（未图示）传递信号，自平衡浮体结构100的处理器会报警，以提醒技术人员对自平衡浮体结构100进行人工干预并维护，水位监测器42的设置提高了自平衡浮体结构100的稳定性。
106.参照图1至图5，在本实用新型的一实施例中，所述浮筒10的数量为三个，三个所述浮筒10呈等边三角形布设，并通过所述系杆20相连接。
107.在本实用新型一实施例的技术方案中，浮筒10呈等边三角形布设，相邻浮体直接连接有系杆20，等边三角形形状的自平衡浮体结构100的结构稳定，提高了自平衡浮体结构100的稳定性。
108.参照图1至图5，在本实用新型的一实施例中，所述浮筒的数量大于三个，若干所述浮筒呈正多边形布设，并通过所述系杆相连接。
109.在本实用新型一实施例的技术方案中，当浮筒10的数量大于三个时，浮筒呈正多边形布设，正多边形形状的自平衡浮体结构100的结构稳定，提高了自平衡浮体结构100的
稳定性。
110.参照图1至图5，本实用新型还提出一种浮式基础（未图示），该浮式基础包括自平衡浮体结构100和平台（未图示），该自平衡浮体结构100的具体结构参照上述实施例，由于本浮式基础采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
111.其中，所述平台设于所述自平衡浮体结构100的上方，若干所述浮筒10的顶部分别固定于所述自平衡浮体结构100的底部，若干所述浮筒10沿所述平台底部的外周缘依次间隔设置。
112.浮式基础包括自平衡浮体结构100，浮式基础可以是海上发电设备，当浮式基础为海上风机时，风机固定于自平衡浮体结构100的上方的平台上。当浮式基础为海上光伏设备时，光伏板固定于自平衡浮体结构100的上方的平台上。浮式基础也可以是海上钻井平台，钻井平台固定于自平衡浮体结构100的上方的平台上。
113.浮式基础包括任意可搭载于自平衡浮体结构100上方的装置、设备、结构或平台，其中自平衡浮体结构100起支撑作用。自平衡浮体结构100可通过进水或排水，使浮式基础在面对外部荷载时，保持稳定。
114.其中，浮式基础的平台上还可用于固定自平衡浮体结构100的水泵41。
115.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种自平衡浮体结构，其特征在于，包括：至少三个浮筒，若干所述浮筒呈多边形依次间隔设置，所述浮筒内部形成有压水舱，所述压水舱内设有至少部分的排水机构，用于排出所述压水舱内的水以使所述浮筒上浮，所述浮筒外表面设有连通所述压水舱的进水孔，所述进水孔可开启或关闭设置，以使所述压水舱进水以下沉所述浮筒，或使所述压水舱停止进水以维持所述浮筒的高度；系杆，所述系杆设于任意相邻的两所述浮筒之间，且两端分别与相邻的两所述浮筒固定连接；以及倾角传感器，所述倾角传感器设于所述系杆，用于检测所述系杆与海平面的夹角；当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角大于预设值时，所述系杆较高一端的所述浮筒打开所述进水孔以使所述浮筒下沉，所述系杆较低的一端的所述浮筒打开所述排水机构以使所述浮筒上浮；当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角小于预设值时，所述系杆两端的所述浮筒分别关闭所述进水孔和所述排水机构。2.如权利要求1所述的自平衡浮体结构，其特征在于，所述浮筒包括：内筒，所述内筒内部形成有所述压水舱，所述内筒的表面设有进水区和阻水区，所述进水区设有所述进水孔；和外筒，所述外筒内部形成有容置腔，所述内筒可转动地收容于所述容置腔，所述外筒的表面设有连通所述容置腔的过水口；当所述进水孔打开时，所述进水区显露于所述过水口，所述压水舱与外界连通，海水可依次通过所述过水口和所述进水孔流入所述压水舱；当所述进水孔关闭时，所述阻水区显露于所述过水口，所述压水舱与外界分隔。3.如权利要求2所述的自平衡浮体结构，其特征在于，所述内筒包括：顶板；底板，所述底板与所述顶板相对设置；围板，所述围板位于所述顶板与所述底板之间，且所述围板的顶部和底部分别与所述顶板和所述底板连接，并围合形成有所述压水舱，所述围板设有所述进水区和所述阻水区；以及支撑轴，所述支撑轴设于所述顶板背离所述底板的一侧，所述支撑轴背离所述顶板的一端设有出水孔，所述出水孔与所述压水舱连通，所述排水机构通过所述出水孔排出所述压水舱内的水。4.如权利要求3所述的自平衡浮体结构，其特征在于，所述外筒包括：外轴套，所述外轴套可转动地套设于所述支撑轴；基板，所述基板层叠于所述顶板的外侧，并与所述顶板抵接，所述基板与所述外轴套固定连接；以及侧板，所述侧板层叠于所述围板的外侧，并与所述围板抵接，所述侧板的顶部与所述基板背离所述外轴套的一侧固定连接，所述基板与所述侧板围合形成有所述容置腔；当所述进水孔关闭时，所述侧板层叠于所述进水区；当所述进水孔打开时，所述侧板层叠于所述阻水区。5.如权利要求4所述的自平衡浮体结构，其特征在于，所述自平衡浮体结构还包括：
驱动件，所述驱动件可转动地套设于所述支撑轴，所述外轴套套设于所述驱动件，所述外轴套与所述驱动件传动连接；和进水控制器，所述进水控制器设于所述驱动件，并分别与所述倾角传感器和所述驱动件连接；当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角大于预设值时，所述系杆较高一端的所述进水控制器控制所述驱动件绕所述支撑轴转动，以使所述外筒相对所述内筒转动至所述侧板层叠于所述阻水区；当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角小于预设值时，所述系杆两端的所述进水控制器控制所述驱动件绕所述支撑轴转动，以使所述外筒相对所述内筒转动至所述侧板层叠于所述进水区。6.如权利要求3所述的自平衡浮体结构，其特征在于，所述排水机构包括：水泵，所述水泵位于所述压水舱外，所述水泵的进水口连接有水管，所述水管远离所述水泵的一端穿设于所述出水孔，并固定于所述压水舱的底壁；和排水控制器，所述排水控制器分别与所述倾角传感器和所述水泵连接；当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角大于预设值时，所述系杆较低一端的所述排水控制器打开所述水泵，以将水从所述压水舱内排出；当所述倾角传感器检测到所述系杆与海平面的夹角小于预设值时，所述系杆两端的所述排水控制器关闭所述水泵。7.如权利要求1所述的自平衡浮体结构，其特征在于，所述自平衡浮体结构还包括水位监测器，所述水位监测器设于所述压水舱，并与所述倾角传感器连接，用于监测所述压水舱内的水位高度。8.如权利要求1所述的自平衡浮体结构，其特征在于，所述浮筒的数量为三个，三个所述浮筒呈等边三角形布设，并通过所述系杆相连接。9.如权利要求1所述的自平衡浮体结构，其特征在于，所述浮筒的数量大于三个，若干所述浮筒呈正多边形布设，并通过所述系杆相连接。10.一种浮式基础，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的自平衡浮体结构和平台，所述平台设于所述自平衡浮体结构的上方，若干所述浮筒的顶部分别固定于所述自平衡浮体结构的底部，若干所述浮筒沿所述平台底部的外周缘依次间隔设置。

技术总结
本实用新型公开一种自平衡浮体结构和浮式基础，其中，自平衡浮体结构包括至少三个浮筒、系杆以及倾角传感器，浮筒内部形成有压水舱，压水舱内设有排水机构，用于排出压水舱内的水以使浮筒上浮，浮筒外表面设有可开启或关闭的进水孔，系杆设于任意相邻的两浮筒之间；倾角传感器设于系杆，用于检测系杆与海平面的夹角；当倾角传感器检测到系杆与海平面的夹角大于预设值时，系杆较高一端的浮筒打开进水孔以使浮筒下沉，系杆较低的一端的浮筒打开排水机构以使浮筒上浮；当倾角传感器检测到系杆与海平面的夹角小于预设值时，系杆两端的浮筒分别关闭进水孔和排水机构。本实用新型技术方案旨在提高浮体结构的稳定性，防止浮体结构倾覆。覆。覆。


技术研发人员：傅勇 王硕 罗智斌
受保护的技术使用者：南方科技大学
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/6/27