一种适用于海洋平台的电控手柄的结构设计
王梦杰，韩嘉骅
（四川大学 机械工程学院，四川 成都 610065）
摘要：海洋平台是长期远离港口的外海海域从事钻探和石油开采的人工岛，由于长期处于海风、海浪、潮流、地震等恶劣环境下，会造成海洋平台产生强震动的现象，从而有可能造成平台设备故障以及危及作业人员的生命安全。为了提高海洋平台的抗震能力，提出了一种采用机械锁定结构进行定位的离散型电控手柄的设计方案，并对此设计方案进行小批量加工验证以及疲劳寿命实验验证。结果显示，采用机械结构进行定位的电控手柄可以满足抗震性的要求，并且在经过1×106次加速疲劳寿命测试后，该电控手柄结构仍然可以快速、准确定位，且测试前后挡位反馈力变化幅度较小。综合上述实验结果，这种采用机械锁定结构进行定位的离散型电控手柄的设计方案可以有效避免由于海洋平台的强震动而产生跳档、脱档的问题，并且具有较高的可靠性与稳定性，可以满足海洋平台电控手柄的使用要求，并且可为后续同类型的电控手柄研究提供实验依据。
关键词：海洋平台；抗震性；电控手柄；离散型
中图分类号：TH12 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2024.03.009
文章编号：1006-0316 (2024) 03-0059-06
Structural Design of an Electric Control Handle Suitable for Offshore Platforms
WANG Mengjie，HAN Jiahua
( School of Mechanical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China )
Abstract：The offshore platform is an artificial island for drilling and oil exploitation in the offshore waters far away from the port. The harsh environment, such as sea wind, waves, currents and earthquakes, causes strong vibration of the offshore platform, which may lead to the failure of the platform equipment and endanger the life of the operators. In order to improve the seismic ability of the offshore platform, a discrete electronic control handle design scheme is proposed, using mechanical locking structure for positioning. The design scheme is verified by small batch machining and fatigue life experiment. The results show that the electronic control handle with mechanical structure can meet the shock resistance requirements. After one million times of accelerated fatigue life test, this electronic control handle structure can still be quickly and accurately positioned, and the change of gear feedback force before and after the test is small. The results show that the design scheme of discrete electronic control handle with mechanical locking structure for positioning can effectively avoid the problem of gear skipping and disengagement due to the strong vibration of the offshore platform. It shows high reliability and stability, which can meet the use requirements of the offshore platform electronic control handle.
Key words：offshore platform；shock resistance；electric control handle；discrete type
———————————————
收稿日期：2023-08-10
基金项目：四川大学企业横向课题研究项目——工程机械电控核心部件和关键控制技术研发项目（22H0148）；四川大学企业横向课题研究项目——传感器技术开发项目（19H0533）
作者简介：王梦杰（1997－），男，陕西西安人，硕士研究生，主要研究方向为嵌入式软硬件开发，E-mail：1084516595@qq.com。
*通讯作者：韩嘉骅（1974－），男，山西大同人，博士研究生，副教授，主要研究方向为机电一体化、嵌入式软硬件开发，E-mail：13980040082@139.com。
（四川大学 机械工程学院，四川 成都 610065）
摘要：海洋平台是长期远离港口的外海海域从事钻探和石油开采的人工岛，由于长期处于海风、海浪、潮流、地震等恶劣环境下，会造成海洋平台产生强震动的现象，从而有可能造成平台设备故障以及危及作业人员的生命安全。为了提高海洋平台的抗震能力，提出了一种采用机械锁定结构进行定位的离散型电控手柄的设计方案，并对此设计方案进行小批量加工验证以及疲劳寿命实验验证。结果显示，采用机械结构进行定位的电控手柄可以满足抗震性的要求，并且在经过1×106次加速疲劳寿命测试后，该电控手柄结构仍然可以快速、准确定位，且测试前后挡位反馈力变化幅度较小。综合上述实验结果，这种采用机械锁定结构进行定位的离散型电控手柄的设计方案可以有效避免由于海洋平台的强震动而产生跳档、脱档的问题，并且具有较高的可靠性与稳定性，可以满足海洋平台电控手柄的使用要求，并且可为后续同类型的电控手柄研究提供实验依据。
关键词：海洋平台；抗震性；电控手柄；离散型
中图分类号：TH12 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2024.03.009
文章编号：1006-0316 (2024) 03-0059-06
Structural Design of an Electric Control Handle Suitable for Offshore Platforms
WANG Mengjie，HAN Jiahua
( School of Mechanical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China )
Abstract：The offshore platform is an artificial island for drilling and oil exploitation in the offshore waters far away from the port. The harsh environment, such as sea wind, waves, currents and earthquakes, causes strong vibration of the offshore platform, which may lead to the failure of the platform equipment and endanger the life of the operators. In order to improve the seismic ability of the offshore platform, a discrete electronic control handle design scheme is proposed, using mechanical locking structure for positioning. The design scheme is verified by small batch machining and fatigue life experiment. The results show that the electronic control handle with mechanical structure can meet the shock resistance requirements. After one million times of accelerated fatigue life test, this electronic control handle structure can still be quickly and accurately positioned, and the change of gear feedback force before and after the test is small. The results show that the design scheme of discrete electronic control handle with mechanical locking structure for positioning can effectively avoid the problem of gear skipping and disengagement due to the strong vibration of the offshore platform. It shows high reliability and stability, which can meet the use requirements of the offshore platform electronic control handle.
Key words：offshore platform；shock resistance；electric control handle；discrete type
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收稿日期：2023-08-10
基金项目：四川大学企业横向课题研究项目——工程机械电控核心部件和关键控制技术研发项目（22H0148）；四川大学企业横向课题研究项目——传感器技术开发项目（19H0533）
作者简介：王梦杰（1997－），男，陕西西安人，硕士研究生，主要研究方向为嵌入式软硬件开发，E-mail：1084516595@qq.com。
*通讯作者：韩嘉骅（1974－），男，山西大同人，博士研究生，副教授，主要研究方向为机电一体化、嵌入式软硬件开发，E-mail：13980040082@139.com。
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