CN109131746A - 一种用于船舶靠泊的自动牵引装置及方法 - Google Patents

一种用于船舶靠泊的自动牵引装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于船舶靠泊的自动牵引装置，包括控制器、支架、直线运动驱动机构、滑动机构、激光传感器和电磁吸盘，其中，直线运动驱动机构包括：伺服电机、支座、导轨、同步带轮和同步带；滑动机构包括：压紧板、垫板、连接块、夹板、滑块、长杆、短杆、万向节和弹簧；电磁吸盘包括：连接杆、电磁铁、橡胶垫和压力传感器；本发明还公开一种自动牵引方法，该自动牵引装置结构轻便，通过使用该方法不仅提高了船舶牵引效率，还节省人力劳动，同时也保证了停船的稳定性和停船时操作人员的安全性。

Description

一种用于船舶靠泊的自动牵引装置及方法
技术领域
本发明涉及一种船舶靠泊装置，具体涉及一种用于船舶靠泊的自动牵引装置及方法。
背景技术
船舶在靠泊码头时，需要花费大量时间泊船，而且舵手操作不熟练还容易撞到码头发生事故，传统的靠泊方式是舵手把船平稳靠在岸边后，靠船上和岸边人员系缆，这种方式的主要缺点有几个方面：1船舶停靠时间较长，需要较长时间将船平行靠在岸边；2需要人手较多，人员抛缆绳还需要有人系缆；3中小船舶停靠后会因风力水流等摆动，造成人员、货物上下不安全。近些年不少船舶靠泊辅助装置被设计出来，但并没有被广泛采用，世面上的船舶靠泊辅助装置大部分采用传统机械式，需要人工操作牵引装置对准船只，采用吸盘或者磁力吸住船体进行拖曳，既节省不了太多时间，还需要岸边有人员操作。
发明内容
本发明为了解决现有技术船舶靠泊辅助装置大部分采用传统机械式，需要人工操作牵引装置对准船只，采用吸盘或者磁力吸住船体进行拖曳，不节省时间，而且还需要岸边有人员操作的问题，进而提供一种用于船舶靠泊的自动牵引装置及方法。
本发明提供一种用于船舶靠泊的自动牵引装置，包括控制器、支架、直线运动驱动机构、滑动机构、激光传感器和电磁吸盘，所述支架靠近所述直线运动驱动机构设置，所述滑动机构一端滑动固定安装在所述直线运动驱动机构上，另一端滑动设置在所述支架上，所述电磁吸盘固定安装在所述滑动机构的另一端上，两个所述激光传感器分别设置在滑动机构的两侧，其中，所述控制器用于控制所述直线运动驱动机构、激光传感器和电磁吸盘；
进一步地，所述直线运动驱动机构包括：伺服电机、支座、导轨、同步带轮和同步带；其中，所述伺服电机固定安装在所述支座上，所述导轨平行固定安装在所述支座上，一个所述同步带轮固定套装在所述伺服电机的输出转轴上，另一个所述同步带轮通过销轴转动连接安装在所述支座上，所述同步带轮上套设有所述同步带；
进一步地，所述滑动机构包括：压紧板、垫板、连接块、夹板、滑块、长杆、短杆、万向节和弹簧；其中，所述压紧板、垫板、连接块、夹板固定在所述同步带上，所述滑块平行固定安装在所述连接块上，且滑动设置在所述导轨上，所述长杆平行固定安装在所述夹板上，所述短杆的两端分别安装一个所述万向节，每个所述万向节上套装有一个所述弹簧，所述短杆的一端通过所述万向节分别与所述长杆连接，另一端通过所述万向节分别与所述电磁吸盘连接；
进一步地，所述电磁吸盘包括：连接杆、电磁铁和橡胶垫；其中，所述连接杆的一端与所述电磁铁外部壳体固定连接，另一端与所述短杆上的所述万向节固定连接，所述橡胶垫固定安装在所述电磁铁的外部壳体上。
进一步地，所述电磁铁和所述橡胶垫之间还设置压力传感器，用于测量电磁铁吸附到船舶表面的压力值，并将压力值数据传输至所述控制器。
另外，本发明还提供一种用于船舶靠泊的凸轮式自动牵引方法，所述方法结合自动牵引装置使用，所述自动牵引装置包括：控制器、支架、直线运动驱动机构、滑动机构、激光传感器和电磁吸盘，其中，所述直线运动驱动机构包括：伺服电机、支座、导轨、同步带轮和同步带；所述滑动机构包括：压紧板、垫板、连接块、夹板、滑块、长杆、短杆、万向节和弹簧；所述电磁吸盘包括：连接杆、电磁铁、橡胶垫和压力传感器。
所述自动牵引方法的工作步骤如下：
步骤1：当船舶靠泊时，触发第一个所述激光传感器时，所述自动牵引装置进入准备状态；当触发第二个所述激光传感器时，且两个所述激光传感器触发时间间隔≥1s，则所述自动牵引装置进入启动状态；
步骤2：当所述自动牵引装置进入启动状态后，所述控制器控制所述伺服电机启动，所述直线运动驱动机构开始工作，所述滑动机构在所述同步带牵引下在所述第一导轨和第二导轨上滑动，使得所述电磁吸盘向船舶运动；
步骤3：当所述电磁吸盘接触到船舶时，所述压力传感器感受到所述电磁吸盘已对船舶吸附，所述控制器控制所述伺服电机反转，所述滑动机构反向滑动，使得所述电磁吸盘带动船舶靠岸。当船舶靠近预定位置，所述控制器控制所述伺服电机停止运动，所述自动牵引装置进入停止状态。
本发明相比于现有技术的有益效果是：
1、本发明的自动牵引装置结构简单，占地空间小，不妨碍码头正常劳动；
2、本发明的自动牵引方法更方便便捷，进而达到自动的船舶靠泊的效果，提高停船的工作效率，节省人力劳动，同时也保证了停船的稳定性和停船时操作人员的和安全性。
附图说明
图1为本发明自动牵引装置结构示意图；
图2为本发明直线运动驱动机构30的结构示意图；
图3为本发明滑动机构40的结构示意图；
图4为本发明电磁吸盘60的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种用于船舶靠泊的自动牵引装置，包括控制器10、支架20、直线运动驱动机构30、滑动机构40、激光传感器50和电磁吸盘60，支架20靠近直线运动驱动机构30设置，滑动机构40一端滑动固定安装在直线运动驱动机构30上，另一端滑动设置在支架20上，电磁吸盘60固定安装在滑动机构40的另一端上，两个激光传感器50分别设置在滑动机构40的两侧，其中，控制器10用于控制直线运动驱动机构30、激光传感器50和电磁吸盘60；
如图2所示，直线运动驱动机构30包括：伺服电机301、第一支座302a、第二支座302b、第一导轨303a、第二导轨303b、第一同步带轮304a、第二同步带轮304b和同步带305；其中，伺服电机301固定安装在第一支座302a上，第一导轨303a和第二导轨303b平行固定安装在第一支座302a和第二支座302b上，第一同步带轮304a固定套装在伺服电机301的输出转轴上，第二同步带轮304b通过销轴转动连接安装在第二支座302b上，第一同步带轮304a和第二同步带轮304b上套设有同步带305；
如图3所示，滑动机构40包括：压紧板401、垫板402、连接块403、夹板404、第一滑块405a、第二滑块405b、第一长杆406a、第二长杆406b、第一短杆407a、第二短杆407b、万向节408和弹簧409；其中，压紧板401、垫板402、连接块403、夹板404固定在同步带305上，第一滑块405a和第二滑块405b平行固定安装在连接块403上，且分别滑动设置在第一导轨303a和第二导轨303b上，第一长杆406a和第二长杆406b平行固定安装在夹板404上，第一短杆407a和第二短杆407b的两端分别安装一个万向节408，每个万向节408上套装有一个弹簧409，第一短杆407a和第二短杆407b的一端通过万向节408分别与第一长杆406a和第二长杆406b连接，另一端通过万向节408分别与电磁吸盘60连接。
如图4所示，电磁吸盘60包括：连接杆601、电磁铁602和橡胶垫603；其中，连接杆601的一端与电磁铁602外部壳体固定连接，另一端与第一短杆407a或第二短杆407b上的万向节408固定连接，橡胶垫603固定安装在电磁铁602的外部壳体上。
较佳地，在电磁铁602和橡胶垫603之间还设置压力传感器604，用于测量电磁铁602吸附到船舶表面的压力值，并将压力值数据传输至所述控制器10。
本发明还提供一种用于船舶靠泊的自动牵引方法，该方法结合上述自动牵引装置使用，该自动牵引装置包括：控制器10、支架20、直线运动驱动机构30、滑动机构40、激光传感器50和电磁吸盘60，其中，直线运动驱动机构30包括：伺服电机301、第一支座302a、第二支座302b、第一导轨303a、第二导轨303b、第一同步带轮304a、第二同步带轮304b和同步带305；滑动机构40包括：压紧板401、垫板402、连接块403、夹板404、第一滑块405a、第二滑块405b、第一长杆406a、第二长杆406b、第一短杆407a、第二短杆407b、万向节408和弹簧409；电磁吸盘60包括：连接杆601、电磁铁602、橡胶垫603和压力传感器604。
所述自动牵引方法的工作步骤如下：
步骤1：当船舶靠泊时，触发第一个所述激光传感器50时，所述自动牵引装置进入准备状态；当触发第二个所述激光传感器50时，且两个所述激光传感器50触发时间间隔≥1s，则所述自动牵引装置进入启动状态；
步骤2：当所述自动牵引装置进入启动状态后，所述控制器10控制所述伺服电机301启动，所述直线运动驱动机构30开始工作，所述滑动机构40在所述同步带305牵引下在所述第一导轨303a和第二导轨303b上滑动，使得所述电磁吸盘60向船舶运动；
步骤3：当所述电磁吸盘60接触到船舶时，所述压力传感器604感受到所述电磁吸盘60已对船舶吸附，所述控制器10控制所述伺服电机301反转，所述滑动机构40反向滑动，使得所述电磁吸盘30带动船舶靠岸。当船舶靠近预定位置，所述控制器10控制所述伺服电机301停止运动，所述自动牵引装置进入停止状态。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (6)

1.一种用于船舶靠泊的自动牵引装置，包括控制器(10)、支架(20)、直线运动驱动机构(30)、滑动机构(40)、激光传感器(50)和电磁吸盘(60)，其特征在于，所述支架(20)靠近所述直线运动驱动机构(30)设置，所述滑动机构(40)一端滑动固定安装在所述直线运动驱动机构(30)上，另一端滑动设置在所述支架(20)上，所述电磁吸盘(60)固定安装在所述滑动机构(40)的另一端上，两个所述激光传感器(50)分别设置在滑动机构(40)的两侧，其中，所述控制器(10)用于控制所述直线运动驱动机构(30)、激光传感器(50)和电磁吸盘(60)。
2.根据权利要求1所述一种用于船舶靠泊的自动牵引装置，其特征在于，所述直线运动驱动机构(30)包括：伺服电机(301)、第一支座(302a)、第二支座(302b)、第一导轨(303a)、第二导轨(303b)、第一同步带轮(304a)、第二同步带轮(304b)和同步带(305)；其中，所述伺服电机(301)固定安装在所述第一支座(302a)上，所述第一导轨(303a)和第二导轨(303b)平行固定安装在所述第一支座(302a)和第二支座(302b)上，所述第一同步带轮(304a)固定套装在所述伺服电机(301)的输出转轴上，所述第二同步带轮(304b)通过销轴转动连接安装在所述第二支座(302b)上，所述第一同步带轮(304a)和第二同步带轮(304b)上套设有所述同步带(305)。
3.根据权利要求1所述一种用于船舶靠泊的自动牵引装置，其特征在于，所述滑动机构(40)包括：压紧板(401)、垫板(402)、连接块(403)、夹板(404)、第一滑块(405a)、第二滑块(405b)、第一长杆(406a)、第二长杆(406b)、第一短杆(407a)、第二短杆(407b)、万向节(408)和弹簧(409)；其中，所述压紧板(401)、垫板(402)、连接块(403)、夹板(404)固定在所述同步带(305)上，所述第一滑块(405a)和第二滑块(405b)平行固定安装在所述连接块(403)上，且分别滑动设置在所述第一导轨(303a)和第二导轨(303b)上，所述第一长杆(406a)和第二长杆(406b)平行固定安装在所述夹板(404)上，所述第一短杆(407a)和第二短杆(407b)的两端分别安装一个所述万向节(408)，每个所述万向节(408)上套装有一个所述弹簧(409)，所述第一短杆(407a)和第二短杆(407b)的一端通过所述万向节(408)分别与所述第一长杆(406a)和第二长杆(406b)连接，另一端通过所述万向节(408)分别与所述电磁吸盘(60)连接。
4.根据权利要求1所述一种用于船舶靠泊的自动牵引装置，其特征在于，所述电磁吸盘(60)包括：连接杆(601)、电磁铁(602)和橡胶垫(603)；其中，所述连接杆(601)的一端与所述电磁铁(602)外部壳体固定连接，另一端与所述第一短杆(407a)或第二短杆(407b)上的所述万向节(408)固定连接，所述橡胶垫(603)固定安装在所述电磁铁(602)的外部壳体上。
5.根据权利要求4所述一种用于船舶靠泊的自动牵引装置，其特征在于，所述电磁铁(602)和所述橡胶垫(603)之间还设置压力传感器(604)，用于测量电磁铁(602)吸附到船舶表面的压力值，并将压力值数据传输至所述控制器(10)。
6.一种用于船舶靠泊的自动牵引方法，其特征在于，所述方法结合自动牵引装置使用，所述自动牵引装置包括：控制器(10)、支架(20)、直线运动驱动机构(30)、滑动机构(40)、激光传感器(50)和电磁吸盘(60)，其中，所述直线运动驱动机构(30)包括：伺服电机(301)、第一支座(302a)、第二支座(302b)、第一导轨(303a)、第二导轨(303b)、第一同步带轮(304a)、第二同步带轮(304b)和同步带(305)；所述滑动机构(40)包括：压紧板(401)、垫板(402)、连接块(403)、夹板(404)、第一滑块(405a)、第二滑块(405b)、第一长杆(406a)、第二长杆(406b)、第一短杆(407a)、第二短杆(407b)、万向节(408)和弹簧(409)；所述电磁吸盘(60)包括：连接杆(601)、电磁铁(602)、橡胶垫(603)和压力传感器(604)。
所述自动牵引方法的工作步骤如下：
步骤1：当船舶靠泊时，触发第一个所述激光传感器(50)时，所述自动牵引装置进入准备状态；当触发第二个所述激光传感器(50)时，且两个所述激光传感器(50)触发时间间隔≥1s，则所述自动牵引装置进入启动状态；
步骤2：当所述自动牵引装置进入启动状态后，所述控制器(10)控制所述伺服电机(301)启动，所述直线运动驱动机构(30)开始工作，所述滑动机构(40)在所述同步带(305)牵引下在所述第一导轨(303a)和第二导轨(303b)上滑动，使得所述电磁吸盘(60)向船舶运动；
步骤3：当所述电磁吸盘(60)接触到船舶时，所述压力传感器(604)感受到所述电磁吸盘(60)已对船舶吸附，所述控制器(10)控制所述伺服电机(301)反转，所述滑动机构(40)反向滑动，使得所述电磁吸盘(30)带动船舶靠岸。当船舶靠近预定位置，所述控制器(10)控制所述伺服电机(301)停止运动，所述自动牵引装置进入停止状态。
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