CN105658517B - 自动化船清洗用船坞以及用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的相关方法 - Google Patents

自动化船清洗用船坞以及用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的相关方法 Download PDF

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Abstract

一种自动化船清洗用船坞(100)包括：‑至少一个船的船体清洗块(103)，构造为执行船的清洗；‑至少一个平移块(101)，用于在船坞(100)内在纵向方向上移动船体；‑至少一个抬升块(102)，用于在船坞(100)内抬升船。平移块(101)包括：‑用于操控船体进入船坞(100)内的至少一个块(105)，构造为用于拖动船以及将船定位在系统(100)内，以及扫描船体底部，检测其几何形状以及依靠专用软件执行计算机重建；‑机械臂，用于船的搬运；‑用于依靠所述机械臂以及使用所检测的及由专用计算机软件所重建的几何形状来操控船体移动穿过所述船坞(100)的至少一个块(106)；以及‑用于依靠机械臂操控船体离开船坞(100)的至少一个块(107)。

Description

自动化船清洗用船坞以及用于在自动化船清洗用船坞中清洗 船的相关方法
技术领域
本发明涉及一种自动化船清洗用船坞。
本发明尤其涉及一种直接在海里执行完整的船清洗的这种类型的自动化船清洗用船坞。
本发明还涉及一种用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的方法。
背景技术
正如公知的，在船领域中，对船浸没部分(所谓的“船体”)的清洁是极其重要的。事实上，因为船位于海里，所以薄层植被开始形成在船本身的底部上。由细菌、微生物、原生动物以及大型海藻组成的该层趋向于积聚越来越多，利于形成变得非常难以移除的小沉积。这些生物的生长导致船的性能可感知的降低，结果，导致用于船推动所需的能量消耗更多，以及导致船体的缓慢以及连续恶化。
为了解决该问题，公知方案涉及利用有毒化学物(所谓的“防污”)处理船体，但是，这仅仅是减速但并未消除接触船体的生物和微生物、植物群和动物群的扩散。而且，该处理一年重复一次或者两年重复一次并且要求一系列复杂操作，诸如：-拖拽，其包括从水里抽出船；-灌注并且按压清洗，通过其船被干燥放置；-将船停靠船坞，其包括清洁船体；-将船下水或者平放在水中。因此，执行将船停靠船坞占据的时间冗长，占据一周或者两周的工作。此外，所有这些操作具有较高成本，利用使用的防污涂料确定对海洋环境有污染，并且还对操作员和船具有风险，因为拖拉、灌注以及按压清洗包括依靠包括穿过船体下方的滑轮和线缆的系统来抬升船只。
作为例子，1998年11月12日转让至夫琅禾费变化研究(FRAUNHER GES FORSCHUNG)的专利DE19734073描述了一种方法，该方法涉及在船体露出水面的表面上发射高压水射流。将船体抬升出水面用于清洁的起重机具有至少两个向上打开的U形异形支撑件。这些异形支撑件具有可移动的滑动架，滑动架附接至每个面向上的U-杆，同时每个绞盘具有支撑皮带。清洁喷头具有至少两个水射流喷嘴，喷嘴沿着海洋船只纵向轴线移动以及垂直于海洋船只纵向轴线，并且每个喷嘴定位在船体的相反两侧。
该方案的问题在于，其必须将船体抬升出水面。
用于自动清洗船的海洋装置，尤其用于清洁船体的最新方案描述于相同申请人的公开于2008年11月20日的国际专利申请US2008282956中。该专利申请描述了一种用于自动清洗船的海洋装置，其包括局部浸入的支撑结构；用于清洁船的器件；用于传递由至少一个电动机命令的动作的器件，所述电动机适合于相对于船相互地定位所述清洁器件的至少一部分；以及用于操作员控制海洋装置的命令单元。
但是，该方案具有的问题在于所描述的系统的有效利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动化船清洗用船坞以及用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的相关方法，能够执行船、尤其船体的自动清洁，而无需从水中移出船以及使用相同申请人享有专利权的用于自动清洗的装置。
根据本发明，正如权利要求1限定的，实现了一种自动化船清洗用船坞。
根据本发明，正如权利要求6限定的，还实现了一种用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的方法。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在参考附图描述优选实施例，仅作为非限制例子，其中：
-图1示出了根据现有技术的用于自动清洗船的海洋装置的示意图；
-图2示出了根据本发明的自动化船清洗用船坞的示意图；
-图3示出了根据本发明的用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的方法的流程图的示意图。
具体实施方式
参考这些图，尤其图2，图2示出了根据本发明的自动化船清洗用船坞。详细地，自动化船清洗用船坞100包括：平移块101，其用于将船体引入船坞内以及在船坞内移动船体；块102，其用于抬升船；块103，其用于清洗船体；以及块104，其用于抽吸及净化清洗船体的废弃水。
有利地，根据本发明，在船坞100中定位船是通过测微GPS器件执行的。
更详细地，用于将船体引入船坞内以及在船坞内移动船体的平移块101包括用于操控船体进入的块105，块105构造为用于牵引船，用于将船定位成对准清洗装置1内部的预定距离轴线(如图1所示)，以及最后用于通过检测几何形状并且依靠专用软件执行计算机重建来扫描船体底部。
根据本发明的方案，平移块101包括用来搬运船体的机械臂。机械臂能够依靠活动轮和/或拉动轮和/或折旧塞来实施接触船体，它们依靠电源附件(液压类型和/或电机械类型)维持接触船的侧面。尤其，电源附件维持接触船体，依靠负荷电池以及光学阅读机通过操控控制系统来确保恒定压力。依靠关节运动轴将接触附件固定至机械臂，使得接触附件能够绕其关节运动轴线振荡以及适应船体侧面的轮廓。
根据本发明的方案，船坞100包括船体下方的一系列浮动船坞，诸如为了创建作业区域以执行维修各种类型的船体，维修船体附属体以及操控以及推进船的主体。
有利地，根据本发明，扫描船体是依靠每次前进10cm的激光束进行的。
而且，块101包括块106，块106用于依靠机械臂来操控船体移动穿过船坞100。
有利地，根据本发明，块106被液压地和/或电机械地控制，确定动作的倒置以及确保在输入和输出方向上穿过清洗区域，这取决于将被清洗的区域以及取决于预定清洗路径。
最终，块101包括用于操控船体离开的块107，块107构造为用于依靠机械臂使船体离开自动化船清洗用船坞100。
用于抬升船的块102包括机械铰链臂，机械铰链臂朝向船体的预定抓握点伸展并且根据当前的安全力学标准来执行船体的抬升，其中，这些点被建立为所检测的船体几何形状的函数。
用于清洗船体的块103包括水平柱形旋转刷，该刷具有压缩空气喷嘴，并且适合于清洁船体的水平或者倾斜表面，直到通过扫描所检测到的以及依靠专用软件所重建的船体底部的具体角度。块103还包括旋转柱形垂直刷，该刷具有压缩空气喷嘴，并且适合于清洁船体的侧表面以及不能用水平柱形刷处理的所有表面，例如轴线的线、看台、舵、螺旋桨以及每个通过扫描所检测到的以及通过软件所重建的一般附属体。而且，这些刷子能够依靠伺服机械和/或液压系统跟随任何船体底部的形状改变。
根据本发明的方案，用于排放以及净化清洗船体的废弃水的抽吸块104连接至定位得靠近系统100的抽吸口。
根据本发明的另一方案，用于抽吸及净化清洗船体的废弃水的抽吸及净化块104构造为用于排放闭合水池内的废弃水。
正如上文解释的，本申请还涉及用于在上述自动化船清洗用船坞中清洗船的方法。该方法包括这些步骤：
-通过打开构造为用于接收船的机械臂来准备好自动化船清洗用船坞100；
-对进入且定位在自动化船清洗用船坞100内的船进行支撑；
-将船体类型分类为滑行型/排水型船体、帆船、双体船/三体船；
-闭合机械臂以接收船；
-对船进行扫描以依靠专用软件重建其三维几何形状；
-实施船处理阶段；
-存储关于所执行的处理阶段的信息并且将该信息关联至船的船牌号；
-依靠打开机械臂来释放船体并且移开船。
在图3中示出了用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的方法的流程图。
根据本发明的方案，对船进行扫描以依靠专用软件重新构建其三维几何形状从而重建其三维几何形状的步骤包括：依靠声波定位仪来扫描浸没的船体的步骤；以及依靠激光器检测船体轮廓的步骤。
根据本发明的另一方案，船处理阶段包括执行船的抬升；或者执行船清洗；或者执行船抬升以及然后执行船清洗。尤其，取决于分类阶段限定的船的类型来以不同方式执行船的抬升。
有利地，根据本发明，在船的第一干涉情形下，抬升步骤包括执行依靠人工校准使船位于抬升位置的步骤。
此外，抬升步骤包括依靠多个机械臂同时对浸没的船体的抓握点进行操作的同时动作来执行抬升，诸如以确保船的抬升。
有利地，根据本发明，在船的第一干涉情形下，清洗步骤包括通过人工校准执行清洗动作。
此外，清洗步骤包括依靠同时对浸没的船体以及对船侧面进行操作的旋转刷的结合动作来进行清洗。
此外，对船进行扫描的步骤之前是，使用几何冗余和追溯控制将船体轴线放置成定心于船坞系统100的轴线。
根据本发明的一个方案，扫描浸没的船体是通过声波定位仪分析器执行的。
有利地，清洗过程是通过水平以及垂直旋转刷的结合动作执行的。
有利地，根据本发明，清洗是对船的底部、侧面、漂流物、横梁、船艏、船翼以及船的各种附属体所执行。
有利地，根据本发明，清洗还对推进器以及在操控器执行，诸如螺旋桨、舵、轴体线条、稳固翼片、排水管。
有利地，清洗步骤包括这些步骤：操作刷子的旋转，启动气水除锈喷嘴，以及启动用于排放清洗废弃水的块。
有利地，根据本发明，在船穿过清洗块期间，刷子相对于船体几何形状的相对位置是依靠专用控制软件控制的，专用控制软件允许将准时的船体位置传送至中央控制系统，并且允许操控刷子位置的几何变化，这取决于船体相对于及时检测的振动的几何形状。
有利地，根据本发明，船坞100包括专用于船附属体(例如龙骨和舵)的刷子，刷子保证清洁而不接触船体。
因此，由于船表面的几何形状扫描，根据本发明的自动化船清洗用船坞以及用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的相关方法允许以精确的方式操控抬升以及船清洗。
根据本发明的自动化船清洗用船坞以及用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的相关方法的另一优势包括的事实是，无需从水里移出船以使用清洗装置。
而且，根据本发明的自动化船清洗用船坞以及用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的相关方法比公知系统和方法更有效以及更有效率。
最后，清楚的是，此处描述和图示的根据本发明的自动化船清洗用船坞以及用于在自动化船清洗用船坞中清洗船的相关方法能够被修改和改变，这并不超出附随权利要求限定的本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种自动化船清洗用船坞(100)，包括：
-至少一个船的船体清洗块(103)，其构造为用于执行船的清洗；
-至少一个平移块(101)，其用于在所述船坞(100)内在纵向方向上移动船体；
-至少一个抬升块(102)，其用于在所述船坞(100)内抬升所述船；
其特征在于，所述平移块(101)包括：
-用于操控船体进入所述船坞(100)内的至少一个块(105)，其构造为用于拖动所述船以及将所述船定位在所述船坞(100)内，用于扫描船体底部、检测其几何形状以及依靠专用软件执行计算机重建；
-机械臂，其用于船的搬运；
-用于依靠所述机械臂以及使用所检测的及由所述专用软件所重建的几何形状来操控船体移动穿过所述船坞(100)的至少一个块(106)；以及
-用于依靠所述机械臂来操控船体离开所述船坞(100)的至少一个块(107)。
2.根据权利要求1所述的自动化船清洗用船坞(100)，其特征在于，包括至少一个抽吸及净化块(104)，其用于抽吸及净化船体清洗的废弃水。
3.根据权利要求2所述的自动化船清洗用船坞(100)，其特征在于，废弃水的所述抽吸及净化块(104)连接至定位得靠近所述船坞(100)的抽吸口。
4.根据权利要求1所述的自动化船清洗用船坞(100)，其特征在于，所述抬升块(102)包括铰链机械臂，所述铰链机械臂构造为用于朝向船体的特定抓握点伸展并且用于进行船体的抬升，所述船体的特定抓握点建立为所扫描的几何形状的函数。
5.一种用于在自动化船清洗用船坞(100)中清洗船的方法，包括在所述自动化船清洗用船坞(100)内清洗船的船体的步骤，其特征在于包括这些步骤：
-打开所述自动化船清洗用船坞(100)中所包括的用于接收船的机械臂；
-对进入且定位在所述自动化船清洗用船坞(100)内的船进行支撑；
-将船体的类型分类为以下组中之一，该组包括滑行型/排水型船体、帆船、二体船/三体船；
-闭合所述机械臂以接收所述船；
-对船进行扫描以依靠专用软件重建其三维几何形状；
-执行船处理阶段；
-存储与处理阶段相关的信息并将信息关联至所述船的船牌号；
-打开所述机械臂来释放船体以及移开所述船。
6.根据权利要求5所述的用于在自动化船清洗用船坞(100)中清洗船的方法，其特征在于，对船进行扫描以依靠专用软件重建其三维几何形状的步骤包括：依靠声波定位仪来扫描浸没的船体部分以及用激光器检测船体的轮廓的步骤。
7.根据权利要求5所述的用于在自动化船清洗用船坞(100)中清洗船的方法，其特征在于，所述船处理阶段包括执行从以下步骤中选择的步骤：
-抬升所述船；
-清洗所述船；
-顺序执行抬升所述船和清洗所述船。
8.根据权利要求7所述的用于在自动化船清洗用船坞(100)中清洗船的方法，其特征在于，所述抬升的步骤包括在对船的第一操作中依靠人工校准将所述船位于抬升位置。
9.根据权利要求7所述的用于在自动化船清洗用船坞(100)中清洗船的方法，其特征在于，所述抬升的步骤包括依靠对浸没的船体部分的抓握点进行操作的多个同步机械臂来执行所述抬升，使得确保抬升所述船。
10.根据权利要求7所述的用于在自动化船清洗用船坞(100)中清洗船的方法，其特征在于，所述清洗的步骤包括在对船的第一操作中通过人工校准执行所述清洗。
11.根据权利要求7所述的用于在自动化船清洗用船坞(100)中清洗船的方法，其特征在于，所述清洗的步骤包括依靠同时对浸没的船体部分以及船的侧面进行操作的旋转刷的结合动作来执行所述清洗。
12.根据权利要求5所述的用于在自动化船清洗用船坞(100)中清洗船的方法，其特征在于，所述对船进行扫描的步骤之前是，将船体的轴线放置成定心于所述船坞(100)的轴线的步骤。
13.根据权利要求5所述的用于在自动化船清洗用船坞(100)中清洗船的方法，其特征在于，所述对船进行扫描的步骤包括依靠声波定位仪器来扫描浸没的船体部分的步骤。
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