CN103237725A

CN103237725A - 用于船只投放和收回的系统

Info

Publication number: CN103237725A
Application number: CN2011800528835A
Authority: CN
Inventors: H·亨里奇
Original assignee: H Henriksen Mek Verksted AS
Current assignee: H Henriksen Mek Verksted AS
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2031-10-27
Also published as: PL2632789T3; WO2012057633A1; US20130220205A1; US9061740B2; AU2011321096B2; CA2816396C; EP2632789A1; NO335659B1; CA2816396A1; EP2632789B1; CN103237725B; AU2011321096A1; NO20101504A1

Abstract

本发明提供一种用于从主船舶或平台（13）对船只（1）进行投放和收回的系统，主船舶或平台（13）包括具有至少一条第一提升索（9）的提升装置（2），其特征在于，所述船只（1）包括：至少一个紧固装置（3），其可拆卸地连接到所述至少一条第一提升索（9）；至少一个提升绞车（5），其包括提升绞车索（11）；以及至少一个桅杆系统，其包括通过所述对应的提升绞车索（11）的一端连接到至少一个提升绞车（5）的桅杆（14），所述桅杆系统能够在垂直方向上升高所述提升绞车索的连接端。此外，还提供了适用于所述系统的船只，和用于投放及收回此类船只的方法。

Description

用于船只投放和收回的系统

技术领域

本发明涉及用于从船舶或平台对无人驾驶水运船只进行投放和/或收回的系统，用于这种船只的投放和/或收回的方法，和适用于所述系统的此类船只。

背景技术

无人驾驶水运船只，也称作USV（无人驾驶水面船只）或UUV（无人驾驶水下交通工具）正越来越多地被需求用于诸如海洋产业和军事上的应用。在海上时，USV和UUV通常从母船进行投放和收回。

各种有人和无人驾驶交通工具的投放和收回的过程中，安全总是一个大问题。有人驾驶交通工具有着明显优势，其上面具有可以执行交通工具和母船间所需连接的人，而对于无人驾驶船只，在上面没有人的情况下进行收回是更加困难的。很多例如USV和UUV的用户，当前用救生艇投放人员，然后将他们转移至远海的USV/UUV，这是危险的操作且应避免。

在现有技术中，描述了各种用于无人驾驶水运船只的投放和收回系统。

US5378851A公开了一种用于无人驾驶船只的投放和收回系统。该系统包括牵引索的自动捕捉器和具有适用于所述船只的吊架的起重机。该系统要求专门用于所使用的无人驾驶船只的吊架。由于捕捉牵引索的具体方法需要塔架，这也限制了无人驾驶船只的设计。

WO2007/033384A2公开了一种用于无人驾驶水运船只的收回系统。该系统包括用于捕捉船只的绳索。侧刨床（side planer）用于从主船舶引导出捕捉绳索，并使其与无人驾驶船只紧密接触。

发明内容

本发明的主要目的是，提供一种简单有效的用于无人驾驶船只的投放和收回的系统，其消除了在USV/UUV操作的投放和收回期间，对于USV/UUV船上人员的需求，并且仅需要最小量的机器人或先进的计算机控制器，除了导航和引导USV/UUV靠近主船舶的装置之外。

这由所附权利要求中定义的系统、方法和船只实现。具体地，本发明提供了一种用于从主船舶或平台对较小的船只进行投放和收回的系统和方法。该系统和/或方法适用于（无人水面船只）USV、（无人水下交通工具）UUV以及任何其它适用于从主船舶或平台进行投放和收回的有人和无人驾驶船只。因此，本发明提供以下内容：

一种用于从主船舶或平台对船只进行投放和收回的系统，所述主船舶或平台包括具有至少一个第一提升索的提升装置，其中船只包括：至少一个紧固装置，其可拆卸地连接到所述至少一个第一提升索；至少一个提升绞车，其包括提升绞车索；以及至少一个桅杆系统，其包括通过对应的提升绞车索的一端连接到至少一个提升绞车的桅杆，所述桅杆系统能够在垂直方向上升高提升绞车索的连接端。

根据本发明的系统的优选实施例中，船只为无人驾驶水运船只，优选地为USV（无人水面船只）或UUV（无人水下交通工具）。

本发明也涉及一种从主船舶或平台进行投放和收回的船只，其包括至少一个提升绞车、至少一个可拆卸紧固装置和至少一个桅杆系统，至少一个桅杆系统通过提升绞车索连接到至少一个提升绞车，所述桅杆系统能够在垂直方向上升高提升绞车索的连接端。

在本发明的实施例中，船只包括一个紧固装置和一个提升绞车，它们安装在大约船只的重心处或重心上方。

在本发明的另一个实施例中，船只包括安装在所述船只重心的一侧的一个紧固装置和一个提升绞车，以及安装在船只重心的在水平方向上的另一侧的一个提升绞车和一个紧固装置。

在本发明的另一个实施例中，船只的桅杆系统包括具有第一末端和第二末端的至少一个桅杆，桅杆通过提升绞车索连接到提升绞车，提升绞车索被固定到桅杆上的一点处，该点相对于第二末端更接近第一末端，第二末端以垂直可旋转方式安装在所述船只上。

在本发明的另一个实施例中，船只的桅杆系统包括垂直可延长的伸缩桅杆。

在本发明的另一个实施例中，船只的紧固装置为有载吊钩或卸载吊钩，优选地为后者。

在本发明的另一个实施例中，船只包括具有首缆绞车索的首缆绞车以及有载吊钩，两者都靠近船只的船头或船尾安装，优选地靠近船头，首缆绞车的首缆绞车索优选地连接到桅杆系统或提升绞车索。

本发明也涉及用于从主船舶或平台投放船只的方法，其包括以下步骤：

-将至少一条提升索从安装在主船舶或平台的提升装置连接到船只上的至少一个卸载吊钩；

-将首缆索连接到船只上的首缆有载吊钩；

-将船只下降到水面，使至少一个卸载吊钩释放；

-当船只准备就绪时，激活首缆有载吊钩。

本发明也涉及用于从主船舶或平台收回船只的方法，其包括以下步骤：

-操纵船只，使其靠近所述主船舶或平台；

-激活桅杆系统，使连接到提升绞车的至少一条提升绞车索被升高，以及可选地使连接到首缆绞车的首缆索被升高；

-手动抓住至少一条提升绞车索，以及可选地抓住首缆绞车索；

-可选地将首缆绞车索连接到首缆索，首缆索连接到主船舶或平台；

-将至少一条提升绞车索从安装在主船舶或平台上的提升装置连接到至少一条提升索；

-利用提升装置将船只吊出水面。

附图说明

为了更好地解释本发明及其各种特征，在下面将参考附图进行详细说明，其中

图1：示出根据本发明的、具有一个提升绞车和一个卸载吊钩的船只。

图2：示出根据本发明的、在举起位置处具有桅杆系统的船只。

图3：示出船只的收回，提升绞车索被船用吊钩捕捉。

图4：示出船只的收回。

图5：示出船只的收回。

图6：示出船只被起重机或吊艇架吊起。

图7：示出根据本发明的、具有两个提升绞车和两个卸载吊钩的船只。

图8：示出如图7中所示的、在举起位置处具有桅杆系统的船只。

图9：示出根据本发明的系统的实施例。

图10：示出如图9中所示的系统，其中船只被吊出其吊架。

图11：示出如图9中所示的系统，其中船只被投放。

图12：示出利用如图9中所示的系统收回船只。

图13：示出利用如图9中所示的系统收回船只。

图14：示出利用如图9中所示的系统收回船只。

图15：示出利用如图9中所示的系统收回船只。

具体实施方式

在以下内容中，通过两个具体实施例对本发明进行更详细的描述。在第一个实施例中（下面称为单点系统），水运船只配备有一个提升绞车和一个卸载吊钩。在这个实施例中，优选还为船只在船尾或接近船尾处配备首缆绞车和首缆负载吊钩。在第二实施例中（下面称为双点系统），水运船只具有安装在水运船只重心的一侧的一个提升绞车和一个卸载吊钩，以及安装在重心的另一侧的一个提升绞车和一个卸载吊钩。其它实施例，例如包括多于两组提升绞车和卸载吊钩，是可想到的。

单点系统，见图3-6，包括具有安装在甲板上的标准吊艇架（2）或起重机的船舶或平台（13），以及从所述船舶或平台投放或通过其收回的船只（1）。吊艇架（2）或起重机包括具有吊环（8）的提升索（9）和吊架。船只（1），见图1和2，包括：提升绞车（5），其具有提升绞车索（11）和卸载吊钩（3）；首缆绞车（6），其具有首缆绞车索（12）和安装在船只前部的负载吊钩（4）；以及桅杆（14）。

双点系统，见图9-15，包括具有安装在甲板上的吊艇架（32）或起重机的船舶或平台（43），以及从所述船舶或平台投放或通过其收回的船只（31）。吊艇架（32）或起重机包括具有吊环（37，38）的两个提升索（39，40）和吊架。船只（31），见图7和图8，包括具有提升绞车索（41，42）和两个卸载吊钩（33，36）的提升绞车（35，34），以及伸缩桅杆（44）。

因此，单点系统包括放置在大约重心（COG）上方的卸载吊钩（3），提升索在附连至卸载吊钩的末端处具有吊环（8）。当船靠近水面（16）时，卸载吊钩（3）自动激活。同样，在投放过程中，必须利用首缆吊环（8）将首缆索（10）附连到首缆吊钩（4）中。在投放过程中，首缆索系统用作牵引索。首缆吊钩是有载型的，且是自动激活的。

本发明的关键部分是桅杆（14）系统，其可以被设计为翻转系统、伸缩系统或可膨胀系统。当USV（1）靠近船舶（13）以便收回时，桅杆（14）被竖起。从桅杆（14）的顶部有一条缆索，提升绞车索（11），下至提升绞车（5）或卷筒。同样，系统可以包括第二缆索，其从桅杆（14）的顶部或提升绞车索上的连接点延伸到首缆绞车（6），这条缆索被称为首缆绞车索（12）。桅杆（14）系统可以放置在USV（1）上的任何地方，只要其能够伸展出提升绞车索（11）和首缆绞车索。

提升绞车（5）用作具有恒定拉力的安装有弹簧的绞车，提升绞车索（11）部分放置在提升绞车（5）上。当提升绞车索（11）连接到提升索（9），且艇吊架（2）开始拉动提升索（9）时，提升绞车（5）将释放提升绞车索（11），直到其释放到尽头。提升绞车的尺寸被设计为，当USV（1）被吊出水面时，提升绞车能够承受USV（1）的满负荷。

首缆绞车（6）用作具有恒定拉力的安装有弹簧的绞车，首缆绞车索（12）部分放置在首缆绞车（6）上。当首缆绞车索（12）连接到首缆索（10），且船舶（13）开始拉动首缆索（10）时，首缆绞车（6）将释放首缆绞车索（12），直到其释放到尽头。首缆绞车的尺寸被设计为，当USV（1）被船舶（13）牵引通过水面时，首缆绞车能够承受USV（1）的满牵引负荷。

船用钩具（17）通常为长伸缩杆，其具有钩或在末端抓住绳子的机构。

双点系统与单点系统的工作方式大致相同。然而，存在两个主要差别；不需要首缆绞车和首缆吊钩，且两组提升绞车和卸载吊钩安装在水运船只重心的分开的两侧。

根据本发明的用于投放和收回无人驾驶船只的方法，其中船只仅具有安装在船只重心处或其上方的一个提升绞车和一个卸载吊钩，即单点系统，该方法包括以下三个步骤：

1、USV投放前的准备（单点系统）

在开始投放程序前，收回系统必须准备就绪，这包括装配（rig）桅杆（14），并且附连提升绞车索（11）和首缆绞车索（12）。

2、投放USV（单点系统）

在典型的投放程序过程中，USV（1）准备就绪且提升吊环（7）被附连到卸载吊钩（3）中。同时，首缆吊环（8）被附连到首缆吊钩（4）中。然后，利用吊艇架（2）将USV（1）吊出其吊架，接着在船舶（13）侧上方向舷外摆动。然后，将USV（1）朝着水面（16）下降。当船靠近水面（16）时，卸载吊钩（3）自动激活。一旦水面（16）抬起USV（1），接着就释放卸载吊钩，并且利用吊艇架（2）将吊环（7）和提升索（9）吊离USV（1）。

USV现在处于牵引位置，然后USV（1）必须启动其发动机，并且必须被引导就位。一旦操作员控制了USV（1），首缆吊钩（4）就可以被释放/启动，并且USV自由开始其任务。

3、USV的收回（单点系统）

开始收回时，USV（1）被操纵靠近船舶（13）。然后，桅杆被竖起，这使提升绞车索（11）和首缆绞车索（12）伸展出来。随着USV经操作靠近船舶（13），提升绞车索（11）或首缆绞车索（12）在船员（18）和他的船用钩具（17）可触及的范围内。然后，船员（18）利用船用钩具（17）抓住延伸的提升绞车索（11）。然后，他将提升索（12）拉向自己，并且接着抓住提升绞车索（11）的末端点和首缆绞车索（12）的末端。接着，在他将提升绞车索（11）连接到提升索（9）之前，他首先将首缆绞车索（12）连接到首缆索（10）。然后，首缆索（10）被绷紧，使得当在USV（1）上释放推进力时，USV（1）位于艇吊架（2）头的正下方。

然后，艇吊架（2）可以开始拉入提升索（9），这将缠绕（wind out）提升绞车（5）的提升绞车索（11）。当提升绞车索（11）到达末端时，USV（1）将被吊出水面，然后被放置在提升吊架中。

根据本发明的用于投放和收回无人驾驶船只的方法，其中船只具有安装在船只重心的一侧的一个提升绞车和一个卸载吊钩，以及安装在船只重心的另一侧的一个提升绞车和一个卸载吊钩，即双点系统，该方法包括以下三个步骤：

1、USV投放前的准备（双点系统）

在开始投放程序前，收回系统必须准备就绪，这包括装配桅杆（44），并且附连提升绞车索（41，42）。

2、投放USV（双点系统）

在典型的投放程序过程中，USV（31）准备就绪，且船头（fwd）提升吊环（38）和船尾提升吊环（37）被附连到船尾卸载吊钩（33）和船头卸载吊钩（34）中。然后，利用吊艇架（32）将USV（1）吊出其吊架，接着在船舶（43）侧上方向舷外摆动。然后，将USV（31）朝着水面（46）下降。当船靠近水面（45）时，船尾卸载吊钩（33）自动激活。一旦水面（45）抬起USV（31），接着船尾卸载吊钩（33）就释放，且利用吊艇架（32）将船尾提升吊环（37）和船尾提升索（39）吊离USV（31）。同时，必须启动USV（31）的推进力，且必须被引导至艇吊架（32）下面的位置。一旦操作员控制了USV（31），就可以释放/激活船头卸载吊钩（34），USV（31）自由开始其任务。

系统也可以被设置为使得两个吊钩（33，34）同时释放。

3、USV的收回（双点系统）

开始收回时，USV（31）经操纵靠近船舶（43）。然后，桅杆（44）或多个桅杆被竖起，这使船头绞车索（42）和船尾绞车索（41）伸展出来。随着USV（31）经操作靠近船舶（43），船尾绞车索（41）或船头绞车索（42）在船员（47）和他的船用钩具（46）可触及的范围内。然后，船员（47）将利用船用钩具（46）抓住延伸的船尾绞车索（41）或船头绞车索（42）。然后，他将（船头或船尾）绞车索拉向自己。然后，在将船尾提升索（39）连接到船尾绞车索（41）之前，他首先将船头提升索（40）连接到（船头）绞车索。然后，船头提升索（40）被绷紧，使得当在USV（31）上释放推进力时，USV（31）位于艇吊架（32）头的正下方。

然后，艇吊架（32）可以开始拉入（船头和船尾）提升索，这将缠绕（船头和船尾）提升绞车的（船头和船尾）提升绞车索。当（船头和船尾）绞车索到达末端时，USV（31）被吊出水面，然后被放置在提升吊架中。

尽管本发明的详细实施例都使用负载吊钩来投放船只，但这并不是必要的。可以远程激活的其它类型的紧固工具，如有载吊钩，卸载吊钩等，也可以被使用。

Claims

1.一种用于从主船舶或平台（13）对船只（1）进行投放和收回的系统，所述主船舶或平台包括具有至少一条第一提升索（9）的提升装置（2），其特征在于，所述船只（1）包括：至少一个紧固装置（3），其可拆卸地连接到所述至少一条第一提升索（9）；至少一个提升绞车（5），其包括提升绞车索（11）；以及至少一个桅杆系统，其包括通过对应的提升绞车索（11）的一端连接到至少一个提升绞车（5）的桅杆（14），所述桅杆系统能够在垂直方向上升高所述提升绞车索的连接端。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述船只（1）为无人驾驶水运船只，优选地，为USV（无人水面船只）或UUV（无人水下交通工具）。

3.一种从主船舶或平台（13）进行投放和收回的船只（1），其包括至少一个提升绞车（5）、至少一个可拆卸紧固装置（3）和至少一个桅杆系统，所述至少一个桅杆系统通过提升绞车索（11）连接到至少一个提升绞车（5），所述桅杆系统能够在垂直方向上升高提升绞车索（11）的连接端。

4.根据权利要求3所述的船只，其包括安装在大约所述船只的重心处或上方的一个紧固装置（3）和一个提升绞车（5）。

5.根据权利要求3所述的船只，其包括安装在所述船只重心的一侧的一个紧固装置（33）和一个提升绞车（35），以及安装在所述船只重心的在水平方向的另一侧的一个紧固装置（34）和一个提升绞车（36）。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的船只，其中所述桅杆系统包括具有第一末端和第二末端的至少一个桅杆（14），所述桅杆通过提升绞车索（11）连接到提升绞车（5），所述提升绞车索被固定在所述桅杆的一点处，该点相对于所述第二末端更接近所述第一末端，所述第二末端以垂直可旋转方式安装在所述船只上。

7.根据权利要求3-5中任一项所述的船只，其中所述桅杆系统包括垂直可延长的伸缩桅杆（44）。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的船只，其中所述紧固装置（3）为有载吊钩或卸载吊钩，优选地为卸载吊钩。

9.根据权利要求3-8中任一项所述的船只，其包括具有首缆绞车索（12）的首缆绞车（6）以及有载吊钩（4），两者都靠近所述船只的船头或船尾安装，优选地靠近船头。

10.根据权利要求9所述的船只，其中所述首缆绞车（6）的首缆绞车索（12）连接到所述桅杆系统或所述提升绞车索（11）。

11.一种用于从主船舶或平台（13）投放船只（1）的方法，其包括以下步骤：

-将来自安装在主船舶或平台的提升装置（2）的至少一条提升索（9）附连到所述船只上的至少一个卸载吊钩（3）；

-将首缆索（10）附连到所述船只上的首缆有载吊钩（4）；

-将所述船只降低到水面，使至少一个卸载吊钩（3）释放；

-当所述船只准备就绪时，激活首缆有载吊钩（4）。

12.一种用于从主船舶或平台（13）收回船只（1）的方法，其包括以下步骤：

-操纵所述船只，使其靠近所述主船舶或平台；

-激活桅杆系统，使连接到提升绞车（5）的至少一条提升绞车索（11）被升高，以及可选地使连接到首缆绞车（6）的首缆索被升高；

-手动抓住所述至少一条提升绞车索（11），以及可选地抓住首缆绞车索（12）；

-可选地，将首缆绞车索（12）连接到首缆索（10），所述首缆索（10）连接到所述主船舶或平台；

-将所述至少一条提升绞车索（11）连接到来自安装在所述主船舶或平台上的提升装置（2）的至少一条提升索（9）；

-利用所述提升装置（2）将所述船只吊出水面。