CN106950963A - 船舶横倾智能控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及船舶横倾智能控制系统，它的左水泵的输入口连通右压载水舱，左水泵的输出口连通左压载水舱，右水泵的输入口连通左压载水舱，右水泵的输出口连通右压载水舱，控制器的第一水泵控制信号输出端连接左水泵的控制信号输入端，控制器的第二水泵控制信号输出端连接右水泵的控制信号输入端，倾角仪的信号输出端连接倾角仪接收机的信号输入端，倾角仪接收机的信号输出端连接电脑的船舶倾角数据输入端，电脑的水泵控制指令信号输出端连接控制器的信号输入端。本发明采用智能船舶横倾智能控制系统取代了人工船舶横倾调节，使船舶横倾调整更加精确迅速。

Description

船舶横倾智能控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及船舶与海洋工程专业的智能船舶技术领域，具体涉及一种船舶横倾智能控制系统及控制方法。
背景技术
目前，船舶在出港前或在航行过程中，由于货物装载等原因，船舶会发生横倾，为了保证船舶的安全航行和运营，需要将船舶横倾调整至最佳值。在以往船舶横倾调节中，一般通过人工在动态倾角仪的辅助下，对压载水舱进行泵水或者排水来调整船舶横倾。通过人工调整船舶横倾的方法不仅耗时耗力，更无法全面地调整船舶横倾。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶横倾智能控制系统及控制方法，该方法采用智能船舶横倾智能控制系统取代了人工船舶横倾调节，使船舶横倾调整更加精确迅速。
为解决上述技术问题，本发明公开的一种船舶横倾智能控制系统，其特征在于：它包括电脑、倾角仪接收机、控制器、设置在船体内的左水泵和右水泵、设置在船体底部左侧双层底舱内的左压载水舱、设置在船体底部右侧双层底舱内的右压载水舱、设置在船体底部中段的倾角仪，其中，左水泵的输入口连通右压载水舱，左水泵的输出口连通左压载水舱，右水泵的输入口连通左压载水舱，右水泵的输出口连通右压载水舱，所述控制器的第一水泵控制信号输出端连接左水泵的控制信号输入端，控制器的第二水泵控制信号输出端连接右水泵的控制信号输入端，倾角仪的信号输出端连接倾角仪接收机的信号输入端，倾角仪接收机的信号输出端连接电脑的船舶倾角数据输入端，电脑的水泵控制指令信号输出端连接控制器的信号输入端。
一种利用上述系统的船舶横倾控制方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：倾角仪测量船舶的实时横倾倾角α；
步骤2：倾角仪将船舶的实时横倾倾角α通过倾角仪接收机传输给电脑，电脑将船舶的实时横倾倾角α与预设的标准船舶横倾倾角θ进行比较；
当船舶的实时横倾倾角α<预设的标准船舶横倾倾角θ时，电脑通过控制器驱动右水泵工作，右水泵将左压载水舱中的水抽到右压载水舱中，在右水泵工作时，倾角仪继续测量船舶的实时横倾倾角α，当船舶的实时横倾倾角α等于预设的标准船舶横倾倾角θ时，控制器控制右水泵停止工作；
当船舶的实时横倾倾角α>预设的标准船舶横倾倾角θ时，电脑通过控制器驱动左水泵工作，左水泵将右压载水舱中的水抽到左压载水舱中，在左水泵工作时，倾角仪继续测量船舶的实时横倾倾角α，当船舶的实时横倾倾角α等于预设的标准船舶横倾倾角θ时，控制器控制左水泵停止工作；
当船舶的实时横倾倾角α＝预设的标准船舶横倾倾角θ时，控制器控制左水泵和右水泵均不工作。
与现有的技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明设计了由电脑、倾角仪接收机、控制器、左水泵、右水泵、左压载水舱、右压载水舱和倾角仪构成的闭环船舶横倾角度控制方案，该方案能智能地调整船舶横倾角度至指定的横倾角度，船舶在运营和航行过程中更加安全。相比传统的人工调整船舶横倾的方法，本发明的船舶横倾调整效率更高，角度调整更加准确，且闭环调整的形式能使船舶的横倾角度实时快速调整到指定的横倾角度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
1—电脑、2—倾角仪接收机、3—左压载水舱、4—船体、4.1—左侧双层底舱、4.2—右侧双层底舱、5—左水泵、6—倾角仪、7—右水泵、8—控制器、9—止回阀、10—右压载水舱。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明设计了一种船舶横倾智能控制系统，如图1所示，它包括电脑1、倾角仪接收机2、控制器8、设置在船体4内的左水泵5和右水泵7、设置在船体4底部左侧双层底舱4.1内的左压载水舱3、设置在船体4底部右侧双层底舱4.2内的右压载水舱10、设置在船体4底部中段的倾角仪6，其中，左水泵5的输入口连通右压载水舱10，左水泵5的输出口连通左压载水舱3，右水泵7的输入口连通左压载水舱3，右水泵7的输出口连通右压载水舱10，所述控制器8的第一水泵控制信号输出端连接左水泵5的控制信号输入端，控制器8的第二水泵控制信号输出端连接右水泵7的控制信号输入端，倾角仪6的信号输出端连接倾角仪接收机2的信号输入端，倾角仪接收机2的信号输出端连接电脑1的船舶倾角数据输入端，电脑1的水泵控制指令信号输出端连接控制器8的信号输入端。
上述技术方案中，控制器8可调控水泵的转速，达到快速调节的目的。左水泵5和右水泵7的最大流量设计为16升/分钟。这样可以保证船舶横倾的精细调节。
上述技术方案中，电脑1和倾角仪接收机2均设置在驾驶舱中，控制器8设置在船体4底部。
上述技术方案中，所述左压载水舱3和右压载水舱10均为大小及形状相等的矩形载水舱。
上述技术方案中，所述左水泵5的输入口连接在右压载水舱10的侧面底部，左水泵5的输出口连接在左压载水舱3的侧面底部，右水泵7的输入口连接在左压载水舱3的侧面底部，右水泵7的输出口连接在右压载水舱10的侧面底部。
上述技术方案中，所述左压载水舱3和右压载水舱10的长度和宽度相等均为a，左压载水舱3和右压载水舱10的高度均为b。
上述技术方案中，所述倾角仪接收机2为无线倾角仪接收机，倾角仪6的信号输出端与无线倾角仪接收机的信号输入端无线通信连接。上述传输方式具有实时、精准的特性。
上述技术方案中，所述左水泵5的输入口与右压载水舱10之间设有止回阀9，右水泵7的输出口与右压载水舱10之间也设有止回阀9。防止压载水舱内的水倒流。
一种利用上述系统的船舶横倾控制方法，它包括如下步骤：
步骤1：倾角仪6测量船舶的实时横倾倾角α；
步骤2：倾角仪6将船舶的实时横倾倾角α通过倾角仪接收机2传输给电脑1，电脑1将船舶的实时横倾倾角α与预设的标准船舶横倾倾角θ进行比较；
当船舶的实时横倾倾角α<预设的标准船舶横倾倾角θ时，电脑1通过控制器8驱动右水泵7工作，右水泵7将左压载水舱3中的水抽到右压载水舱10中，在右水泵7工作时，倾角仪6继续测量船舶的实时横倾倾角α，当船舶的实时横倾倾角α等于预设的标准船舶横倾倾角θ时，控制器8控制右水泵7停止工作；
当船舶的实时横倾倾角α>预设的标准船舶横倾倾角θ时，电脑1通过控制器8驱动左水泵5工作，左水泵5将右压载水舱10中的水抽到左压载水舱3中，在左水泵5工作时，倾角仪6继续测量船舶的实时横倾倾角α，当船舶的实时横倾倾角α等于预设的标准船舶横倾倾角θ时，控制器8控制左水泵5停止工作；
当船舶的实时横倾倾角α＝预设的标准船舶横倾倾角θ时，控制器8控制左水泵5和右水泵7均不工作。
上述技术方案中，所述预设的标准船舶横倾倾角θ的最大值θmax＝arctg(6a2b(l-a)/l3)，标准船舶横倾倾角θ的最小值θmin＝-arctg(6a2b(l-a)/l3)，其中，a表示左压载水舱3和右压载水舱10的边长，b为左压载水舱3和右压载水舱10的高度，l为左压载水舱3左侧面与右压载水舱10右侧面之间的距离。θmax的推导过程为根据力矩平衡原理，有
其中，tgθ＝x/l，x为船舶吃水差，ρ为水的密度，g为重力加速度，规定为面向船艏方向，右倾为正，左倾为负。
上述技术方案中，所述预设的标准船舶横倾倾角θ的范围优选为-10度～10度。
上述技术方案在可控制船舶处于最佳横倾角度下，在此倾角下船舶受到的阻力相对最小，其燃油消耗量更少，符合绿色环保时代主题。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种船舶横倾智能控制系统，其特征在于：它包括电脑(1)、倾角仪接收机(2)、控制器(8)、设置在船体(4)内的左水泵(5)和右水泵(7)、设置在船体(4)底部左侧双层底舱(4.1)内的左压载水舱(3)、设置在船体(4)底部右侧双层底舱(4.2)内的右压载水舱(10)、设置在船体(4)底部中段的倾角仪(6)，其中，左水泵(5)的输入口连通右压载水舱(10)，左水泵(5)的输出口连通左压载水舱(3)，右水泵(7)的输入口连通左压载水舱(3)，右水泵(7)的输出口连通右压载水舱(10)，所述控制器(8)的第一水泵控制信号输出端连接左水泵(5)的控制信号输入端，控制器(8)的第二水泵控制信号输出端连接右水泵(7)的控制信号输入端，倾角仪(6)的信号输出端连接倾角仪接收机(2)的信号输入端，倾角仪接收机(2)的信号输出端连接电脑(1)的船舶倾角数据输入端，电脑(1)的水泵控制指令信号输出端连接控制器(8)的信号输入端。
2.根据权利要求1所述的船舶横倾智能控制系统，其特征在于：所述左压载水舱(3)和右压载水舱(10)均为大小及形状相等的矩形载水舱。
3.根据权利要求1所述的船舶横倾智能控制系统，其特征在于：所述左水泵(5)的输入口连接在右压载水舱(10)的侧面底部，左水泵(5)的输出口连接在左压载水舱(3)的侧面底部，右水泵(7)的输入口连接在左压载水舱(3)的侧面底部，右水泵(7)的输出口连接在右压载水舱(10)的侧面底部。
4.根据权利要求2所述的船舶横倾智能控制系统，其特征在于：所述左压载水舱(3)和右压载水舱(10)的长度和宽度相等均为a，左压载水舱(3)和右压载水舱(10)的高度均为b。
5.根据权利要求1所述的船舶横倾智能控制系统，其特征在于：所述倾角仪接收机(2)为无线倾角仪接收机，倾角仪(6)的信号输出端与无线倾角仪接收机的信号输入端无线通信连接。
6.根据权利要求1所述的船舶横倾智能控制系统，其特征在于：所述左水泵(5)的输入口与右压载水舱(10)之间设有止回阀(9)，右水泵(7)的输出口与右压载水舱(10)之间也设有止回阀(9)。
7.一种利用权利要求1所述系统的船舶横倾控制方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：倾角仪(6)测量船舶的实时横倾倾角α；
步骤2：倾角仪(6)将船舶的实时横倾倾角α通过倾角仪接收机(2)传输给电脑(1)，电脑(1)将船舶的实时横倾倾角α与预设的标准船舶横倾倾角θ进行比较；
当船舶的实时横倾倾角α<预设的标准船舶横倾倾角θ时，电脑(1)通过控制器(8)驱动右水泵(7)工作，右水泵(7)将左压载水舱(3)中的水抽到右压载水舱(10)中，在右水泵(7)工作时，倾角仪(6)继续测量船舶的实时横倾倾角α，当船舶的实时横倾倾角α等于预设的标准船舶横倾倾角θ时，控制器(8)控制右水泵(7)停止工作；
当船舶的实时横倾倾角α>预设的标准船舶横倾倾角θ时，电脑(1)通过控制器(8)驱动左水泵(5)工作，左水泵(5)将右压载水舱(10)中的水抽到左压载水舱(3)中，在左水泵(5)工作时，倾角仪(6)继续测量船舶的实时横倾倾角α，当船舶的实时横倾倾角α等于预设的标准船舶横倾倾角θ时，控制器(8)控制左水泵(5)停止工作；
当船舶的实时横倾倾角α＝预设的标准船舶横倾倾角θ时，控制器(8)控制左水泵(5)和右水泵(7)均不工作。
8.根据权利要求7所述的船舶横倾控制方法，其特征在于：所述预设的标准船舶横倾倾角θ的最大值θmax＝arctg(6a2b(l-a)/l3)，标准船舶横倾倾角θ的最小值θmin＝-arctg(6a2b(l-a)/l3)，其中，a表示左压载水舱(3)和右压载水舱(10)的边长，b为左压载水舱(3)和右压载水舱(10)的高度，l为左压载水舱(3)左侧面与右压载水舱(10)右侧面之间的距离。
9.根据权利要求7所述的船舶横倾控制方法，其特征在于：所述预设的标准船舶横倾倾角θ的范围为-10度～10度。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109229275A (zh) * 2018-09-28 2019-01-18 中船黄埔文冲船舶有限公司 一种坐底式风电安装船倾斜试验装置及试验方法
CN109625202A (zh) * 2019-01-22 2019-04-16 广州航海学院 一种船舶抗横倾的系统
CN111290416A (zh) * 2020-01-20 2020-06-16 郑州宇通重工有限公司 船只姿态控制方法、系统、计算机存储介质和船只

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101012753B1 (ko) * 2010-06-11 2011-02-08 주식회사 파나시아 배압형성부를 갖는 밸러스트수 처리시스템 및 그 방법
CN102351039A (zh) * 2011-07-20 2012-02-15 大连金迈海洋工程技术有限公司 一种船舶调载控制系统
CN102616347A (zh) * 2012-04-06 2012-08-01 扬帆集团股份有限公司 一种用压载泵的自动防横倾系统
CN103057673A (zh) * 2012-12-20 2013-04-24 沪东中华造船(集团)有限公司 一种抗横倾的压载结构
CN203975171U (zh) * 2014-06-20 2014-12-03 南通欣通船舶与海洋工程设计有限公司 一种全回转式起重船防横倾系统
CN104229092A (zh) * 2014-09-15 2014-12-24 南通中远船务工程有限公司 船舶横倾平衡自动控制系统和方法
WO2015049476A1 (fr) * 2013-10-03 2015-04-09 Bardot Group Module autonome d'acceleration et de pressurisation d'un fluide en immersion
CN104802942A (zh) * 2014-05-22 2015-07-29 中集海洋工程研究院有限公司 一种起重驳船
CN105667729A (zh) * 2016-01-29 2016-06-15 武汉理工大学 海事打捞平台任意倾斜平衡装置及平衡控制方法
CN107082107A (zh) * 2017-04-26 2017-08-22 武汉理工大学 船舶纵倾智能控制系统及控制方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101012753B1 (ko) * 2010-06-11 2011-02-08 주식회사 파나시아 배압형성부를 갖는 밸러스트수 처리시스템 및 그 방법
CN102351039A (zh) * 2011-07-20 2012-02-15 大连金迈海洋工程技术有限公司 一种船舶调载控制系统
CN102616347A (zh) * 2012-04-06 2012-08-01 扬帆集团股份有限公司 一种用压载泵的自动防横倾系统
CN103057673A (zh) * 2012-12-20 2013-04-24 沪东中华造船(集团)有限公司 一种抗横倾的压载结构
WO2015049476A1 (fr) * 2013-10-03 2015-04-09 Bardot Group Module autonome d'acceleration et de pressurisation d'un fluide en immersion
CN104802942A (zh) * 2014-05-22 2015-07-29 中集海洋工程研究院有限公司 一种起重驳船
CN203975171U (zh) * 2014-06-20 2014-12-03 南通欣通船舶与海洋工程设计有限公司 一种全回转式起重船防横倾系统
CN104229092A (zh) * 2014-09-15 2014-12-24 南通中远船务工程有限公司 船舶横倾平衡自动控制系统和方法
CN105667729A (zh) * 2016-01-29 2016-06-15 武汉理工大学 海事打捞平台任意倾斜平衡装置及平衡控制方法
CN107082107A (zh) * 2017-04-26 2017-08-22 武汉理工大学 船舶纵倾智能控制系统及控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴善刚: "单点搁浅船舶的横倾预报方法", 《中国航海》 *
王绪明 等: "船舶智能纵倾控制系统", 《中国航海》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109229275A (zh) * 2018-09-28 2019-01-18 中船黄埔文冲船舶有限公司 一种坐底式风电安装船倾斜试验装置及试验方法
CN109229275B (zh) * 2018-09-28 2023-11-07 中船黄埔文冲船舶有限公司 一种坐底式风电安装船倾斜试验装置及试验方法
CN109625202A (zh) * 2019-01-22 2019-04-16 广州航海学院 一种船舶抗横倾的系统
CN111290416A (zh) * 2020-01-20 2020-06-16 郑州宇通重工有限公司 船只姿态控制方法、系统、计算机存储介质和船只
CN111290416B (zh) * 2020-01-20 2020-11-20 郑州宇通重工有限公司 船只姿态控制方法、系统、计算机存储介质和船只

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