CN103723248A - 一种船舶过驳装置及其过驳方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船舶过驳装置及其过驳方法，该船舶过驳装置包括垂直升降输送装置、传送带、第一定位装置、第二定位装置、调距装置、第二支架和控制器。所述垂直升降输送装置、调距装置和第一定位装置安装在第一艘船舶A上，所述第二定位装置安装在第二艘船舶B上，所述调距装置包括步进电机和卷筒，所述步进电机和卷筒相联接，所述传送带的一端缠绕在所述卷筒上，所述传送带的另一端固定在所述第二支架上。所述控制器分别与所述第一定位装置、第二定位装置、步进电机进行电气连接，通过第一定位装置与第二定位装置实现船舶A与船舶B之间的相对位置定位，来调节传送带的悬垂长度，保证货物的安全过驳。

Description

一种船舶过驳装置及其过驳方法

技术领域

本发明属于远洋渔业捕捞领域，具体涉及一种船舶过驳装置及其过驳方法。

背景技术

远洋渔业是关乎国家安全、维护海洋权益的战略性、资源性产业，随着近海渔业资源的衰减，近年来远洋捕捞业的发展快速上升。发展远洋渔业对于保障国家食品安全、缓解近海渔业资源捕捞强度、带动渔区经济社会发展和渔民致富、丰富国内水产品供应、维护国家海洋渔业权益具有重要意义。

由于远洋捕捞的作业周期长，捕捞船在作业期间捕捞的渔业资源需要定期运送回国，通常是使用专用的运输船将捕捞船上的渔业资源货物过驳至运输船上，并将其运输回国。由于专用的运输船购买成本较大，通常采用租赁的方式使用运输船，租赁成本增加了远洋捕捞企业的营运成本。另外，使用专用的运输船还存在捕捞船返航轮换周期较长的问题。

捕捞船出海进行捕捞作业时，通常是多条捕捞船一同出海作业。远洋捕捞企业若不使用专用的运输船过驳和运输渔业资源货物，就会使用自己所有的其中一条捕捞船替代运输船将多条捕捞船捕捞的渔业资源货物运输回国。此时，两条捕捞船之间就需要进行货物过驳，将多条捕捞船捕获的渔业资源集中至一条返航的捕捞船上。

两条捕捞船之间通常采取边航行边过驳方式或者在漂流状态下进行货物过驳，属于动态过驳作业，动态过驳作业风险远大于在码头或港内锚地过驳作业。捕捞船在风浪的作用下存在多种不规则运动：横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡和垂荡，捕捞船上通常没有设置专用的过驳装置，若使用捕捞船自身的吊杆进行货物过驳，危险性大，且效率低。

在海上补给作业过程中，受风浪的影响，船舶会随着海浪做不规则的起伏运动。由于两船之间不规则的运动，在船舶之间使用捕捞船自身的吊杆吊放货物的过程中，货物在接近甲板或者离开甲板时，极易撞击到船舶的甲板，严重时物毁船损；或者有出现悬空而落入水中的风险，造成相当大的经济损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种船舶过驳装置及其过驳方法，在风浪使两艘船舶发生相对位置变化时，该船舶过驳装置及其过驳方法通过测定两艘船舶的相对位置关系来调整两艘船舶之间的传送带的连接长度，从而实现安全过驳。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种船舶过驳装置，该船舶过驳装置包括垂直升降输送装置、传送带、第一定位装置、第二定位装置、调距装置、第二支架和控制器，所述调距装置安装在所述垂直升降输送装置的顶部，所述第二定位装置安装在所述第二支架上。所述垂直升降输送装置的顶端设有第一支架，所述第一定位装置安装在所述第一支架上。所述垂直升降输送装置安装在第一艘船舶A上，所述第二支架安装在第二艘船舶B上。所述调距装置包括步进电机和卷筒，所述步进电机和卷筒相联接。所述传送带包括运输布和绳索，所述运输布的两侧沿绳索延伸方向与所述绳索相固定连接。所述传送带的一端缠绕在所述卷筒上，所述传送带的另一端固定在所述第二支架上。所述控制器分别与所述第一定位装置、第二定位装置、步进电机进行电气连接。

进一步的，所述第一定位装置包括三个传感器，三个传感器分别为传感器A1、传感器A2、传感器A3。所述第二定位装置包括三个漫游器，三个漫游器分别为漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3。所述第一定位装置和所述第二定位装置构成定位网络。

进一步的，所述调距装置还包括第一支撑杆、第二支撑杆和滚轮，所述第一支撑杆安装在所述卷筒的上方，所述第二支撑杆安装在所述卷筒朝向船舶边缘的一侧，所述滚轮安装在所述卷筒与所述第一支撑杆之间。所述传送带从所述卷筒依次绕过所述滚轮的侧方、所述第一支撑杆的上方和所述第二支撑杆的下方。所述控制器与所述滚轮进行电气连接。

进一步的，所述垂直升降输送装置包括驱动电机、长链条环、支架、短链条环和若干条链板，所述长链条环和短链条环均为链条首尾相连的环形结构，所述驱动电机驱动所述长链条环和短链条环围绕所述支架旋转运动，所述长链条环和短链条环带动所述链板做垂直升降运动。所述控制器与所述驱动电机进行电气连接。

进一步的，所述长链条环上设有若干个连接销，所述短链条环上设有若干个支撑销，所述链板的一端通过连接销与所述长链条环相联接。所述链板呈水平状态时，所述链板的另一端搭放在支撑销上。

进一步的，所述链板的一端设有与所述连接销相配合的连接孔，所述链板的另一端设有与所述支撑销相配合的支撑板。所述链板由若干个链块联接组成，两个链块之间的底部角落连接处通过铰链相联接。

进一步的，所述链板的长度为S，所述链板的条数为n，n乘以S的结果与所述长链条环的周长相等。所述支架上朝向所述传送带的一侧设有两个双链轮，所述支架的另一侧设有两个单链轮。所述双链轮同时与长链条环、短链条环相啮合，所述单链轮只与所述长链条环相啮合。

进一步的，所述调距装置还包括第一减速箱，所述第一减速箱的一端联接所述步进电机，所述第一减速箱的另一端联接所述卷筒。所述驱动电机通过第二减速箱所述支架底部的一个链轮相联接。

采用上述的船舶过驳装置的过驳方法，如下所述：

1）船舶A与船舶B之间的相对位置定位

在船舶A船上建立第一坐标系S1，在船舶B上建立第二坐标系S2。在第一坐标系S1中，分别给定所述传感器A1、传感器A2、传感器A3的坐标为(1，0，0)、(0，1，0)、(0，0，1)。在第二坐标系S2中，分别给定所述漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3的坐标为(1，0，0)、(0，1，0)、(0，0，1)。通过定位网络分别测量所述漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3与所述传感器A1、传感器A2、传感器A3相互之间的距离，根据测量的距离值，将所述漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3在第二坐标系S2中的坐标分别转换为在第一坐标系S1中的坐标值(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)、(X3，Y3，Z3)，并可以得到由第一坐标系S1转换至第二坐标系S2的转换矩阵M。所述控制器根据转换矩阵M，计算出所述卷筒与所述第二支架之间的相对位置。

2）使用所述调距装置调整所述传送带

所述控制器根据所述卷筒与所述第二支架之间的相对位置、以及所述传送带所需的悬垂弧度，计算出所述传送带从所述卷筒上释放的长度L。所述滚轮与所述传送带相接触，所述滚轮检测所述传送带的缩放长度L1，并将该长度值L1反馈至所述控制器。所述控制器通过比较L和L1的大小，根据其差值调整所述步进电机的旋转方向及旋转角度，调整所述传送带在所述卷筒上的缠绕长度，使L1与L相等。

3）货物过驳

使用所述垂直升降输送装置将货物从所述垂直升降输送装置的底部提升至顶部，并使用所述传送带将货物从船舶A过驳至船舶B。

采用本发明具有如下的有益效果：

1、本发明使用定位网络对两艘船舶之间的相对位置进行定位，即使在风浪作用下，也可以精确地计算两艘船舶之间的传送带所需的连接长度。

2、本发明通过调距装置调整两艘船舶之间的传送带的连接长度，使其等于根据定位网络确定的相对位置关系而计算出的传送带所需的连接长度，实现货物的安全过驳。

3、本发明属于柔性过驳装置，为过驳作业提供了比硬性过驳装置较多的安全保护，通过自动调距作业，降低了渔民作业强度。同时，渔民可以缩短返航轮换周期，跟随运输作业捕捞船返航，有利于渔民的心理健康。

附图说明

图1为本发明所述船舶过驳装置实施例的正视结构图；

图2为本发明所述船舶过驳装置实施例的左视结构图；

图3为本发明所述船舶过驳装置实施例的剖视结构图；

图4为本发明所述船舶过驳装置实施例的第二支架的结构示意图；

图5为图1中C-C方向的传送带的剖视图；

图6为本发明所述船舶过驳装置实施例的调距装置的结构示意图；

图7为本发明所述船舶过驳装置实施例的链板的结构示意图；

图8为图3中垂直升降输送装置的中间部分的局部结构示意图；

图9为图3中垂直升降输送装置的底部部分的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1至图8。一种船舶过驳装置，包括垂直升降输送装置10、传送带20、第一定位装置、第二定位装置、调距装置50、第二支架32和控制器，其中，所述垂直升降输送装置10安装在第一艘船舶A上，所述第二支架32安装在第二艘船舶B上，所述垂直升降输送装置10和所述第二支架32（即两艘船之间）通过所述传送带20相联接。

所述垂直升降输送装置10的顶端设有第一支架31，所述第一定位装置安装在所述第一支架31上，所述第二定位装置安装在所述第二支架32上。所述第一定位装置和所述第二定位装置的作用是监测所述第一支架31与所述第二支架32之间的相对位置（三维空间位置）。

所述第一定位装置包括三个传感器51，三个传感器51分别为传感器A1、传感器A2、传感器A3。所述第二定位装置包括三个漫游器52，三个漫游器52分别为漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3。所述第一定位装置和所述第二定位装置构成定位网络，该定位网络可以采用Ubisense公司的产品。

所述调距装置安装在所述垂直升降输送装置10的顶部，所述调距装置包括步进电机41、卷筒42、第一减速箱46、第一支撑杆43、第二支撑杆45和滚轮44，所述第一减速箱46的一端联接所述步进电机41，所述第一减速箱46的另一端联接所述卷筒42。所述第一支撑杆43安装在所述卷筒42的上方，所述第二支撑杆45安装在所述卷筒42朝向船舶边缘的一侧，所述滚轮44安装在所述卷筒42与所述第一支撑杆43之间。

所述传送带20包括运输布21和绳索22，所述运输布21的两侧沿绳索22延伸方向与所述绳索22相固定连接。所述传送带20的一端缠绕在所述卷筒42上，所述传送带20的另一端固定在所述第二支架32上。根据所述第一支架31与所述第二支架32之间的相对位置，所述调距装置通过调节步进电机41的旋转角度，来调节所述卷筒42与所述第二支架32之间的所述传送带20长度。所述传送带20从所述卷筒42依次绕过所述滚轮44的侧方、所述第一支撑杆43的上方和所述第二支撑杆45的下方。

所述运输布21选用摩擦系数小的PVC布，所述运输布21通过绳索22支撑。通过步进电机41的正反转来缩放所述传送带20，所述传送带20从所述卷筒42放出的长度不能太长或太短，所述传送带20在船舶A与船舶B之间需要有一点悬垂弧度，保证货物平稳过驳。在控制所述传送带20的放出长度时，需要先通过所述定位网络确认船舶A与船舶B之间的相对位置关系，计算出所述传送带20放出的最优长度L，再通过与所述滚轮44的测量值进行比较，最后通过控制步进电机41的旋转来实现所述传送带20的放出长度的控制。

所述垂直升降输送装置10包括驱动电机11、长链条环12、支架14、二减速箱16、短链条环17和若干条链板13，所述长链条环12和短链条环17均为链条首尾相连的环形结构。所述支架14上朝向所述传送带20的一侧设有两个双链轮151，所述支架14的另一侧设有两个单链轮152。所述双链轮151同时与长链条环12、短链条环17相啮合，所述单链轮152只与所述长链条环12相啮合。所述驱动电机11通过第二减速箱16与所述支架14底部的双链轮151相联接，所述驱动电机11驱动所述双链轮151带动所述长链条环12、短链条环17围绕所述支架14做环形旋转运动。

使用所述垂直升降输送装置10提升货物的高度，应根据船舶A与船舶B之间的过驳距离来设计，设计要求是连接两船的传送带20与竖直方向的夹角大于摩擦角，以此确保货物能够顺利地在传送带20上从船舶A滑向船舶B。

所述长链条环12上设有若干个连接销121，所述短链条环17上设有若干个支撑销122。所述长链条环12、短链条环17带动所述链板13做垂直上升运动时，所述链板13呈垂直状态；所述长链条环12、短链条环17带动所述链板13做垂直下降运动时，所述链板13呈水平状态。

所述链板13的一端设有与所述连接销121相配合的连接孔131，所述链板13的另一端设有与所述支撑销122相配合的支撑板132。所述链板13的连接孔131通过连接销121与所述长链条环12相联接。所述链板13呈水平状态时，所述链板13的支撑板132搭放在支撑销122上。

所述链板13由若干个链块132联接组成，两个链块133之间的底部角落连接处通过铰链134相联接。所述链板13的长度为S，所述链板13的条数为n，n乘以S的结果与所述长链条环12的周长相等。所述链板13的水平状态和垂直状态之间的转换，是通过铰链134使两个链块133相对旋转实现的，所述铰链134可以使所述链板13在直线形状（即链板13在水平状态时和垂直状态时呈现的形状）和弯曲形状（即链板13在所述链板13处发生水平状态-垂直状态转换时呈现的形状）之间变化。两个所述连接销121之间的间距以及两个所述支撑销122之间的间距均等于S。

所述控制器分别与所述第一定位装置、第二定位装置、步进电机41、驱动电机11、滚轮44进行电气连接。所述控制器接收第一定位装置和第二定位装置监测到的位置信号，并根据位置信号控制步进电机41的旋转角度。在两艘船舶之间过驳货物时，所述控制器控制驱动电机11运转，将货物从垂直升降输送装置10的底部运送至顶部，然后货物通过所述传送带20从船舶A传送至船舶B。

采用本发明所述船舶过驳装置的过驳方法如下所述：

1）船舶A与船舶B之间的相对位置定位

在船舶A船上建立第一坐标系S1，在船舶B上建立第二坐标系S2。所述传感器A1、传感器A2、传感器A3通过以太网相互联系，在第一坐标系S1中，分别给定所述传感器A1、传感器A2、传感器A3的坐标为(1，0，0)、(0，1，0)、(0，0，1)；在第二坐标系S2中，分别给定所述漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3的坐标为(1，0，0)、(0，1，0)、(0，0，1)。

通过定位网络分别测量所述漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3与所述传感器A1、传感器A2、传感器A3之间的距离，根据测量的距离值，将所述漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3在第二坐标系S2中的坐标值分别转换为在第一坐标系S1中的坐标值(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)、(X3，Y3，Z3)，并可以得到由第一坐标系S1转换至第二坐标系S2的转换矩阵M。所述控制器根据转换矩阵M，计算出所述卷筒42与所述第二支架32之间的相对位置。

2）使用所述调距装置40调整所述传送带20

所述控制器根据所述卷筒42与所述第二支架32之间的相对位置、以及所述传送带20所需的悬垂弧度，计算出所述传送带20从所述卷筒42上释放的长度L。所述滚轮44与所述传送带20相接触，所述滚轮44检测所述传送带20的缩放长度L1，并将该长度值L1反馈至所述控制器，所述控制器通过比较L和L1的大小，根据其差值调整所述步进电机41的旋转方向及旋转角度，调整所述传送带20在所述卷筒42上的缠绕长度，使L1与L相等。

3）货物过驳

使用所述垂直升降输送装置10将货物从所述垂直升降输送装置10底部提升至顶部，并使用所述传送带20将货物从船舶A过驳至船舶B。

Claims (9)

1.一种船舶过驳装置，其特征在于：该船舶过驳装置包括垂直升降输送装置（10）、传送带（20）、第一定位装置、第二定位装置、调距装置（40）、第二支架（32）和控制器，所述调距装置（40）安装在所述垂直升降输送装置（10）的顶部，所述第二定位装置安装在所述第二支架（32）上；所述垂直升降输送装置（10）的顶端设有第一支架（31），所述第一定位装置安装在所述第一支架（31）上；所述垂直升降输送装置（10）安装在第一艘船舶A上，所述第二支架（32）安装在第二艘船舶B上；所述调距装置（40）包括步进电机（41）和卷筒（42），所述步进电机（41）和卷筒（42）相联接；所述传送带（20）包括运输布（21）和绳索（22），所述运输布（21）的两侧沿绳索（22）延伸方向与所述绳索（22）相固定连接；所述传送带（20）的一端缠绕在所述卷筒（42）上，所述传送带（20）的另一端固定在所述第二支架（32）上；所述控制器分别与所述第一定位装置、第二定位装置、步进电机（41）进行电气连接。

2.按照权利要求1所述的船舶过驳装置，其特征在于：所述第一定位装置包括三个传感器（51），三个传感器（51）分别为传感器A1、传感器A2、传感器A3；所述第二定位装置包括三个漫游器（52），三个漫游器（52）分别为漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3；所述第一定位装置和所述第二定位装置构成定位网络。

3.按照权利要求2所述的船舶过驳装置，其特征在于：所述调距装置（40）还包括第一支撑杆（43）、第二支撑杆（45）和滚轮（44），所述第一支撑杆（43）安装在所述卷筒（42）的上方，所述第二支撑杆（45）安装在所述卷筒（42）朝向船舶边缘的一侧，所述滚轮（44）安装在所述卷筒（42）与所述第一支撑杆（43）之间；所述传送带（20）从所述卷筒（42）依次绕过所述滚轮（44）的侧方、所述第一支撑杆（43）的上方和所述第二支撑杆（45）的下方；所述控制器与所述滚轮（44）进行电气连接。

4.按照权利要求3所述的船舶过驳装置，其特征在于：所述垂直升降输送装置（10）包括驱动电机（11）、长链条环（12）、支架（14）、短链条环（17）和若干条链板（13），所述长链条环（12）和短链条环（17）均为链条首尾相连的环形结构，所述驱动电机（11）驱动所述长链条环（12）和短链条环（17）围绕所述支架（14）旋转运动，所述长链条环（12）和短链条环（17）带动所述链板（13）做垂直升降运动；所述控制器与所述驱动电机（11）进行电气连接。

5.按照权利要求4所述的船舶过驳装置，其特征在于：所述长链条环（12）上设有若干个连接销（121），所述短链条环（17）上设有若干个支撑销（122），所述链板（13）的一端通过连接销（121）与所述长链条环（12）相联接；所述链板（13）呈水平状态时，所述链板（13）的另一端搭放在支撑销（122）上。

6.按照权利要求5所述的船舶过驳装置，其特征在于：所述链板（13）的一端设有与所述连接销（121）相配合的连接孔（131），所述链板（13）的另一端设有与所述支撑销（122）相配合的支撑板（132）；所述链板（13）由若干个链块（132）联接组成，两个链块（133）之间的底部角落连接处通过铰链（134）相联接。

7.按照权利要求6所述的船舶过驳装置，其特征在于：所述链板（13）的长度为S，所述链板（13）的条数为n，n乘以S的结果与所述长链条环（12）的周长相等；所述支架（14）上朝向所述传送带（20）的一侧设有两个双链轮（151），所述支架（14）的另一侧设有两个单链轮（152）；所述双链轮（151）同时与长链条环（12）、短链条环（17）相啮合，所述单链轮（152）只与所述长链条环（12）相啮合。

8.按照权利要求7所述的船舶过驳装置，其特征在于：所述调距装置还包括第一减速箱（46），所述第一减速箱（46）的一端联接所述步进电机（41），所述第一减速箱（46）的另一端联接所述卷筒（42）；所述驱动电机（11）通过第二减速箱（16）所述支架（14）底部的一个链轮（15）相联接。

9.采用权利要求1所述的船舶过驳装置的过驳方法，其特征在于：

1）船舶A与船舶B之间的相对位置定位

在船舶A船上建立第一坐标系S1，在船舶B上建立第二坐标系S2；在第一坐标系S1中，分别给定所述传感器A1、传感器A2、传感器A3的坐标为(1，0，0)、(0，1，0)、(0，0，1)；在第二坐标系S2中，分别给定所述漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3的坐标为(1，0，0)、(0，1，0)、(0，0，1)；通过定位网络分别测量所述漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3与所述传感器A1、传感器A2、传感器A3相互之间的距离，根据测量的距离值，将所述漫游器B1、漫游器B2、漫游器B3在第二坐标系S2中的坐标分别转换为在第一坐标系S1中的坐标值(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)、(X3，Y3，Z3)，并可以得到由第一坐标系S1转换至第二坐标系S2的转换矩阵M；所述控制器根据转换矩阵M，计算出所述卷筒（42）与所述第二支架（32）之间的相对位置；

2）使用所述调距装置（40）调整所述传送带（20）

所述控制器根据所述卷筒（42）与所述第二支架（32）之间的相对位置、以及所述传送带（20）所需的悬垂弧度，计算出所述传送带（20）从所述卷筒（42）上释放的长度L；所述滚轮（44）与所述传送带（20）相接触，所述滚轮（44）检测所述传送带（20）的缩放长度L1，并将该长度值L1反馈至所述控制器；所述控制器通过比较L和L1的大小，根据其差值调整所述步进电机（41）的旋转方向及旋转角度，调整所述传送带（20）在所述卷筒（42）上的缠绕长度，使L1与L相等。

3）货物过驳

使用所述垂直升降输送装置（10）将货物从所述垂直升降输送装置（10）的底部提升至顶部，并使用所述传送带（20）将货物从船舶A过驳至船舶B。

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