CN109850076A - 混联式船舶靠帮补给装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混联式船舶靠帮补给装置，该装置在进行补给工作时始终能够与接收船的运动姿态保持一致，可以最大程度上减少可能发生的碰撞，补给物资的摆放位置也更加精确，同时采用视频和激光装置，使得操作过程中，距离更加的准确、得到及时的观察以应对突发情况，提高了安全性。

Description

混联式船舶靠帮补给装置

技术领域

本发明涉及船舶补给设备，涉及一种混联式船舶靠帮补给装置。

背景技术

海上船舶间靠帮补给时，两艘船之间的相对运动是必然存在的，船舶在环境影响下产生的各种位置变化都会导致集装箱或吊装机构和船体及船上物资的碰撞，存在安全隐患，因此需要解决补给的安全性问题。船舶海上靠帮补给复杂的工作环境，要求所使用的机械能够有效的应对船体在海浪作用下产生的横荡、纵荡、升沉和横摇、纵摇、艏摇六自由度运动。

目前普遍使用的集装箱运输装置都是以起重机为主，这类装置一般不具备随动功能，船舶靠帮时的相对运动会对起重机的正常作业带来重大的影响，两艘船在波浪下的相对运动可能造成在补给时货物与接收船甲板产生剧烈碰撞，在补给时带来巨大的风险；并且两舰船的相对运动还会使集装箱无法吊装到指定位置，影响补给效率；而由于环境引起的补给货物的摆动如果过于剧烈可能会导致灾难性的后果。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种混联式船舶靠帮补给装置，该装置在进行补给工作时始终能够与接收船的运动姿态保持一致，可以最大程度上减少可能发生的碰撞，补给物资的摆放位置也更加精确。

技术方案：本发明所述的混联式船舶靠帮补给装置，包括三关节主承力臂、连接转盘、集装箱旋锁机构，三关节主承力臂为串联式结构，包括支撑臂、回转台一和回转台二、支撑立柱、吊臂；回转台一固定安装在补给船甲板上，回转台一上端与支撑臂的一端相连，支撑臂另一端上侧安装回转台二，支撑立柱安装在回转台二的上端，支撑立柱上端安装有双工位起重机，吊臂尾端与支撑立柱下端铰接，起重机通过钢绳穿过吊臂臂上端上设有的定滑轮上，起重机驱动吊臂绕着支撑立柱转动，吊臂前端设置有连接转盘；连接转盘的底部设置有并联位姿误差补偿机构，并联位姿误差补偿机构的下方和集装箱旋锁机构连接。

通过采用上述技术方案，以串联式三关节主承力臂作为整个补给设备的载体，配合具备随动能力的并联位姿误差补偿机构，使补给物资的运动姿态在整个装置在进行补给工作时始终能够与接收船的运动姿态保持一致，可以最大程度上减少可能发生的碰撞，补给物资的摆放位置也更加精确，该装置只需一人即可完成全部的补给过程，节省人力成本。

有益效果：将其应用于海上船舶间靠帮补给，即可以快速进行补给，减少人力的使用，显著提高补给效率，又可以降低补给时碰撞的可能性，增加安全性；同时采用视频和激光装置，使得操作过程中，距离更加的准确、得到及时的观察以应对突发情况，提高了安全性。

附图说明

图1是混联式靠帮补给装置结构示意图；

图2是混联式靠帮补给装置的俯视图；

图3是图中B-B剖视图；

图4是实施例二的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种混联式靠帮补给装置，包括三关节主承力臂1、连接转盘2、集装箱旋锁机构3，三关节主承力臂1为串联式结构，包括支撑臂11、回转台一12和回转台二13、支撑立柱14、吊臂15；回转台一12固定安装在补给船甲板上，回转台一12上端与支撑臂11的一端相连，支撑臂11另一端上侧安装回转台二13，支撑立柱14安装在回转台二13的上端，支撑立柱14上端安装有双工位起重机4，吊臂15尾端与支撑立柱14下端铰接，起重机通过钢绳穿过吊臂15上端设有的定滑轮5，并且钢绳回到起重机，起重机驱动吊臂15绕着支撑立柱14转动，吊臂15前端设置有连接转盘2；吊臂15前端上下两侧各安装两个液压缸63，液压缸63末端和连接转盘2铰接，连接转盘2和吊臂15的前端通过转轴83连接；连接转盘2的底部设置有并联位姿误差补偿机构6，并联位姿误差补偿机构6和集装箱旋锁机构3连接。

并联位姿误差补偿机构6为以液压缸63为主动机构的液压式并联位姿误差补偿机构6、电机配合钢丝绳为主动机构的钢丝绳式并联位姿误差补偿机构6以及螺旋丝杠配合电机组成丝杠式并联位姿误差补偿机构6。

其中，液压式并联位姿误差补偿机构6从上至下分别为上平台61、万向铰62、液压缸63、万向铰62、下平台64，连接转盘2和上平台61通过螺栓连接，连接转盘2和上平台61在中心位置都留有通孔，以便于安装液压油管道和电控线路。上平台61有三个支架，相邻两支架之间夹角为120°，上平台61和液压缸63之间、液压缸63和下平台64之间均通过万向铰62连接，上平台61与万向铰62的铰点在上平台61支架上，每个支架有两个铰点，下平台64与万向铰62的铰点分布在下平台64的圆环上，下平台64上的铰点每两个为一组，相邻两组铰点的夹角为120°，下平台64的圆环下设置有矩形框架。激光位置监测装置和视觉位置监测装置7包括激光位移传感器71和双目视觉传感器72；激光位移传感器71安装在并联位姿误差补偿机构6一条对角线的两端，双目视觉传感器72安装在并联位姿误差补偿机构6上另一条对角线的两端。

集装箱旋锁机构3包括：和下平台64固定连接的旋锁放置架31、电机32、顶杆33、锁头34、电机32开关，电机32设置在旋锁放置架31上，电机32和锁头34之间设置有旋转组件，电机32通过旋转组件驱动锁头34转动，电机32开关设置在旋锁放置架31上，顶杆33位于旋锁放置架31上方的一端卡在旋锁放置架31上，顶杆33的杆体贯穿旋锁放置架31并可沿旋锁放置架31竖直方向运动，顶杆33正对于电机32开关；当旋锁放置架31与集装箱上表面接触时，顶杆33被集装箱顶起并触发电机32开关，电机32通过转动组价驱动使锁头34转动，锁头34自锁并对集装箱完成固定。

集装箱旋锁机构3包括：转动组件8包括套筒81、轴承82、转轴83以及齿轮副84，套筒81贯穿旋锁放置架31竖直两端并和旋锁放置架31固定，轴承82嵌套在套筒81内，转轴83嵌套在轴承82内，转轴83的一端通过齿轮副84和电机32转动连接，转轴83的另一端和锁头34固定连接。

两船舶首先完成靠帮作业，然后驱动回转台一12和回转台二13转动，使得三关节主承力臂1在本船内转动，然后双工位起重机4工作，卷筒释放钢绳，吊臂15绕着支撑立柱14转动，连接转动转盘带动集装箱旋锁机构3高度下降，集装箱旋锁机构3的锁头34接触集装箱，顶杆33的尾端和集装箱接触并且沿着旋锁放置架31向上运动，顶杆33触发电机32开关，电机32转动，电机32通过转动组件8驱动锁头34自锁，锁头34对集装箱完成固定。

在集装箱向目标船运输时，首先双工位起重机4反向旋转，卷筒收紧钢绳，吊臂15绕着支撑立柱14反向旋转，连接转盘2和集装箱旋锁机构3的高度上升，将集装箱抬高，避免其和船体发生碰撞，目标船只在海浪上起伏不定，两个船只存在距离和角度的差距，激光位移传感器71和双目视觉传感器72同时工作，双目视觉传感器72用于确定另一船只内集装箱的位置，为整个补给装置提供实时视野，驱动三关节主承力臂1运动，将集装箱旋锁机构3运动到集装箱的上方，同时激光位移传感器71也在工作，激光位移传感器71照射到集装箱表面并回收激光余量，结合角度计算出集装箱旋锁机构3距离集装箱的实际距离，控制室将激光位移传感器71和双目视觉传感器72反馈的数据进行操作：控制室根据差量驱动并联位姿误差补偿机构6的液压缸63运动以使集装箱下表面始终和目标位置平面保持平行，在使两个面平行的同时放下集装箱，在集装箱放置在目标位置之后，利用控制室的旋锁机构步进电机32开关，使旋锁再次转动90°解出旋锁和集装箱的固定，使集装箱和装置脱离接触，进行下一次补给。

实施例2

并联位姿误差补偿机构6为以起重机配合钢丝绳为主动机构的钢丝绳式并联位姿误差补偿机构6；钢丝绳式并联位姿误差补偿机构6在结构上为上平台61、钢丝绳62、起重机63(图中未示出)和下平台64；上平台61有四个支架，每相邻两个支架之间的夹角为90°，每个支架上安装有两个定滑轮，下平台64为一矩形框架，框架四个角各焊接有两个耳环，每个耳环连接一根钢丝绳，共使用八根钢丝绳62，钢丝绳62穿过耳环，绳端使用钢丝绳卡扣固定，另一端绕过上平台安装的滑轮连接至起重机63，钢丝绳62和集装箱旋锁机构3的旋锁放置架31固定连接，用于驱动集装箱旋锁机构3整体上下移动。

Claims (6)

1.一种混联式船舶靠帮补给装置，包括三关节主承力臂(1)、连接转盘(2)和集装箱旋锁机构(3)，三关节主承力臂(1)为串联式结构，包括支撑臂(11)、回转台一(12)和回转台二(13)、支撑立柱(14)、吊臂(15)；回转台一(12)固定安装在补给船甲板上，回转台一(12)上端与支撑臂(11)的一端相连，支撑臂(11)另一端上侧安装回转台二(13)，支撑立柱(14)安装在回转台二(13)的上端，支撑立柱(14)上端安装有双工位起重机(4)，吊臂(15)尾端与支撑立柱(14)下端铰接，双工位起重机(4)通过钢绳穿过吊臂(15)上端设有的定滑轮(5)，并且钢绳回到起重机，起重机驱动吊臂(15)绕着支撑立柱(14)转动，吊臂(15)前端设置有连接转盘(2)；其特征在于连接转盘(2)的底部设置有并联位姿误差补偿机构(6)，并联位姿误差补偿机构(6)和集装箱旋锁机构(3)连接。

2.根据权利要求1所述的混联式船舶靠帮补给装置，其特征在于并联位姿误差补偿机构(6)为以液压缸(63)为主动机构的液压式并联位姿误差补偿机构(6)；液压式并联位姿误差补偿机构(6)从上至下分别为上平台(61)、万向铰(62)、液压缸(63)以及下平台(64)，上平台(61)包括三个支架，相邻两支架之间夹角为120°，上平台(61)和液压缸(63)之间、液压缸(63)和下平台(64)之间均通过万向铰(62)连接，上平台(61)与万向铰(62)的铰点在上平台(61)支架上，每个支架有两个铰点，下平台(64)与万向铰(62)的铰点分布在下平台(64)的圆环上，下平台(64)上的铰点每两个为一组，相邻两组铰点的夹角为120°，下平台(64)的圆环下设置有矩形框架。

3.根据权利要求1所述的混联式船舶靠帮补给装置，其特征在于并联位姿误差补偿机构(6)为以起重机配合钢丝绳为主动机构的钢丝绳式并联位姿误差补偿机构(6)；钢丝绳式并联位姿误差补偿机构(6)在结构上为上平台(61)、钢丝绳(62)、起重机(63)和下平台(64)；上平台(61)有四个支架，每相邻两个支架之间的夹角为90°，每个支架上安装有两个定滑轮，下平台(64)为一矩形框架，框架四个角各焊接有两个耳环，每个耳环连接一根钢丝绳(62)，共使用八根钢丝绳(62)，钢丝绳(62)穿过耳环，绳端使用钢丝绳卡扣固定，另一端绕过上平台(61)安装的滑轮连接至起重机(63)。

4.根据权利要求2或3所述的混联式船舶靠帮补给装置，其特征在于并联位姿误差补偿机构(6)上安装有用于监测集装箱和接收船之间的相对位置信息激光位置监测装置和视觉位置监测装置(7)；激光位置监测装置和视觉位置监测装置(7)包括：激光位移传感器(71)和双目视觉传感器(72)；激光位移传感器(71)安装在并联位姿误差补偿机构(6)一条对角线的两端，双目视觉传感器(72)安装在并联位姿误差补偿机构(6)上另一条对角线的两端。

5.根据权利要求2所述的混联式船舶靠帮补给装置，其特征在于集装箱旋锁机构(3)包括：旋锁放置架(31)、电机(32)、顶杆(33)、锁头(34)、电机(32)开关，电机(32)设置在旋锁放置架(31)上，电机(32)和锁头(34)之间设置有旋转组件，电机(32)通过旋转组件驱动锁头(34)转动，电机(32)开关设置在旋锁放置架(31)上，顶杆(33)位于旋锁放置架(31)上方的一端卡在旋锁放置架(31)上，顶杆(33)的杆体贯穿旋锁放置架(31)并可沿旋锁放置架(31)竖直方向运动，顶杆(33)正对于电机(32)开关；当旋锁放置架(31)与集装箱上表面接触时，顶杆(33)被集装箱顶起并触发电机(32)开关，电机(32)通过转动组价驱动使锁头(34)转动，锁头(34)自锁并对集装箱完成固定。

6.根据权利要求2所述的混联式船舶靠帮补给装置，其特征在于转动组件(8)包括套筒(81)、轴承(82)、转轴(83)以及齿轮副(84)，套筒(81)贯穿旋锁放置架(31)竖直两端并和旋锁放置架(31)固定，轴承(82)嵌套在套筒(81)内，转轴(83)嵌套在轴承(82)内，转轴(83)的一端通过齿轮副(84)和电机(32)转动连接，转轴(83)的另一端和锁头(34)固定连接。