CN110409374A - 一种码头用轨道系缆系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶设备领域，尤其是涉及一种码头用轨道系缆系统。一种码头用轨道系缆系统，包括安装在码头前沿的轨道，轨道上滑动连接有滑块，滑块内设置有与轨道相配合的滑槽，滑槽的顶部设置有内腔，内腔的侧壁上设置有平移电机，轨道上设置有齿条，平移电机的输出轴连接有用于与齿条啮合的齿轮，滑块上设置有凸起，凸起上转动连接有转向环，转向环的侧壁上设置有两个轴芯，两个轴芯上分别设置有一个调节弹簧，轴芯上设置有调节块，两个调节块之间通过一个用于连接船只上的缆绳的接头连接。本发明可以实现码头系缆连接位置的控制调节，从而快速实现各种系缆布置方式，能够使得系缆的受力均匀，并且减少磨损。

Description

一种码头用轨道系缆系统

技术领域

本发明涉及船舶设备领域，尤其是涉及一种码头用轨道系缆系统。

背景技术

在码头船舶的系泊用缆过程中，需要注意很多问题，目前对船舶安全系泊有影响的注意事项包括以下几点：

1）停泊中个缆绳应受力均匀。停泊中因潮汐、装卸、风流等影响，原来受力均匀的各缆绳，由于出缆长度以及空间角度的不同，会出现新的受力不均匀状态。如多数处于松弛，只有个别缆受力就会出现断缆问题，因此要严加防范，及时进行调整。

2）操纵中要防止缆绳突然受力现象。由于船的质量大，动能也大，远超过缆绳的弹性储能范围，所以要防止已带好的缆绳突然受力而崩断。

3）尽量减小磨损。凡出现缆绳与之摩擦的部位（如缆孔、缆与码头、缆与缆之间）应及时衬垫，减小磨损。

4）使用角度应适当。根据用缆的目的正确选择使用角度以适应具体条件，这是操作人员应予考虑的问题。如在吹开风时，倒缆的主要作用在于配合首、尾缆控制船首或船尾的位置，则应与码头线成某一角度更为有利；首缆、尾缆与码头线的交角也要适中，大一点有利于抵抗吹开风的影响，小一点有利于抵御顶流较强的影响，可根据情况略作调整。

5）缆绳挽桩要牢固。在双系桩上挽缆时，挽的道数要足够，以防受力而跳出。一但滑出，非但制止不易，而且在夜间也不易发现，将会影响系泊安全。尼龙缆更应注意挽牢问题，一但滑出将严重影响强度和使用寿命。

6）对于大型船舶而言，在使用缆绳时还应注意：各缆绳的弹性系数相似（即缆绳的种类、粗细和材质应相同或相似）；带缆应该对称；当靠泊中某一条缆绳绷断时应及时补上，并增加缆绳的数量，以防止其他缆绳绷断。

现有码头船只系泊多采用码头固定系缆墩系缆方式，这种传统方式不易调节，容易造成系缆受力的不均匀，而且会出现严重的磨缆现象。

如中国专利公告号为：CN107972814A，于2018年5月1日公告的一种船舶系缆装置，包括卷绕驱动装置、第一系缆盘、卷绕轴、第二系缆盘、支撑块，所述卷绕驱动装置底部设有下滑轮，所述卷绕驱动装置两侧分别设有侧滑轮，所述下滑轮可在地槽内滚动，所述侧滑轮可在地槽内部两侧的滑槽上滚动，所述卷绕驱动装置的上方设有第一系缆盘，所述第一系缆盘上方设有卷绕轴，所述卷绕轴通过第一系缆盘还与卷绕驱动装置传动连接，所述卷绕轴的上方固定连接有第二系缆盘，所述第一系缆盘与卷绕轴套接，但不随卷绕轴转动，所述第一系缆盘的下方在卷绕驱动装置的两侧还固定连接有支撑块。该发明虽然结构简单、操作简单、可移动、设备使用相对稳定，但是不易调节，容易造成系缆受力的不均匀，而且会出现严重的磨缆现象。

发明内容

本发明主要是针对现有码头船只系泊多采用码头系缆墩系缆方式，这种传统方式不易调节，容易造成系缆受力的不均匀，而且会出现严重的磨缆现象的问题，提供一种码头用动态系缆系统，可以实现码头系缆连接位置的控制调节，从而快速实现各种系缆布置方式，能够使得系缆的受力均匀，并且减少磨损。

本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的：一种码头用轨道系缆系统，包括安装在码头前沿的轨道，所述的轨道上滑动连接有滑块，所述的滑块内设置有与轨道相配合的滑槽，所述的滑槽的顶部设置有内腔，所述的内腔的侧壁上设置有平移电机，所述的轨道上设置有齿条，所述的平移电机的输出轴连接有用于与齿条啮合的齿轮，所述的滑块上设置有凸起，所述的凸起上转动连接有转向环，所述的转向环的侧壁上设置有两个轴芯，两个轴芯上分别设置有一个调节弹簧，所述的轴芯上设置有调节块，所述的调节块既能在轴芯上滑动，也能在轴芯上转动，两个调节块之间通过一个用于连接船只上的缆绳的接头连接，所述的调节块能在接头内转动而不能滑动，所述的调节块内设置有与调节弹簧相配合的螺旋形孔道，所述的调节弹簧的一端固定在转向环的侧壁上，所述的调节弹簧的另一端连接在螺旋形孔道内，所述的接头上设置有两个分别用于固定相对应的调节块的定位件。轨道上滑动连接有滑块，滑块内设置有与轨道相配合的滑槽，滑块的数量为多个，滑槽的顶部设置有内腔，内腔的侧壁上设置有平移电机，轨道上设置有齿条，平移电机的输出轴连接有用于与齿条啮合的齿轮，当平移电机启动时，能够带动滑块在齿条上沿着轨道移动到合适的位置，平移电机受到信息控制系统的控制，当系泊船只靠泊时，按照需要布置好各个滑块的位置，即可满足多样化的系缆布置要求，当船只因装卸货物需要或其他船只离靠泊码头需要，必须调节船只泊位时，通过对信息控制系统发出指令，即可以实现临时的船只靠泊移位，滑块上设置有凸起，凸起上转动连接有转向环，转向环的侧壁上设置有两个轴芯，两个轴芯上分别设置有一个调节弹簧，轴芯上设置有调节块，调节块既能在轴芯上滑动，也能在轴芯上转动，两个调节块之间通过一个用于连接船只上的缆绳的接头连接，调节块能在接头内转动而不能滑动，调节块内设置有与调节弹簧相配合的螺旋形孔道，调节弹簧的一端固定在转向环的侧壁上，调节弹簧的另一端连接在螺旋形孔道内，接头上设置有两个分别用于固定相对应的调节块的定位件，定位件的设置可以实现调节块在接头内能否转动的控制，进而实现对调节弹簧弹性长度的控制，从而实现接头受力时的弹性刚度的调节控制，船只靠泊时，信息采集控制系统分析现码头船只的系泊情况，给出将靠泊船只可用的泊位信息，并获悉将采用的系缆形式，根据这些信息对轨道上的平移电机进行控制，平移电机启动后带动齿轮在齿条上转动，实现滑块在轨道上的移动，至此可以实现滑块在不同位置的调节，将船上的缆绳固定在接头上，此时转向环会自动调节方向，适应船只的带缆走向，使缆绳和轴芯的受力在水平方向上保持一致，这为系缆系统受力优化提供了力学基础，至此船只的系泊工作完成；船只缆绳固定在接头内，当船只受环境载荷运动时，缆绳本身在一定范围内伸缩，弹性接头又提供了足够的伸缩空间，使得缆绳的受力特性得到有效改善，当系泊船只的水动力特性同一般靠泊船只相差较大，或者环境荷载发生较大的变化时，可以对接头进行调节，当需要增加接头受力时的弹性刚度时，打开定位件，使得调节块可以转动，正向转动调节块，使调节弹簧沿螺旋形孔道缩进，此时有效的弹簧长度减小，接头受力时的弹性刚度增大，当需要减小接头受力时的弹性刚度，打开定位件，使得调节块可以转动，反向转动调节块，使调节弹簧沿螺旋形孔道放出，此时有效的弹簧长度增加，接头受力时的弹性刚度减小；当要实现靠泊船只的平移时，在一些情况下，需要对已靠泊船只的进行移位措施，以满足其他进港船只靠泊的需要或者实际在港船只装卸货物的需要，通过本发明的轨道系缆系统，不需要再去协调其他系泊船只进行泊位调整，只需要通过信息采集控制系统对目前泊位情况，以及需要空出的泊位或者需要调整的泊位信息进行分析，然后对平移电机发出指令，实现对应滑块的移位，即可实现码头前沿系泊船只的整体移位，该系统可以在短时间内完成泊位的调节工作，而依靠传统的船只自身靠离泊操作进行泊位的调节，则需要花费大量的时间，尤其遇到船长临时不在的情况，不利于码头的高效利用；当船只离泊时，船只离泊只需放开固定在接头上的缆绳即可，放开后，船只离泊，信息采集控制系统记录无系缆任务的滑块编号。

作为优选，所述的螺旋形孔道的螺距大于不受外力状态下的调节弹簧的螺距。螺旋形孔道的螺距大于不受外力状态下的调节弹簧的螺距，以利于调节弹簧在螺旋形孔道内的锁死。

作为优选，所述的轨道的横截面呈T字型，所述的滑槽的形状与轨道的形状相匹配。轨道的横截面呈T字型，滑槽的形状与轨道的形状相匹配，提高了滑块在轨道上滑动时的稳定性。

作为优选，所述的缆绳的远离船只的一端设置有卡头，所述的接头上对应卡头设置有连接孔，所述的卡头包括固定部和调节部，所述的固定部的中心处与缆绳连接，所述的固定部的两侧均设置有调节槽，所述的调节部的两侧对应调节槽设置有直线段，所述的直线段与调节槽的侧壁之间为滑动连接，所述的直线段的侧壁与调节槽的侧壁之间通过卡紧弹簧连接，所述的调节部与固定部合拢时形成与缆绳的形状相配合的卡紧通道。缆绳的远离船只的一端设置有卡头，接头上对应卡头设置有连接孔，卡头包括固定部和调节部，固定部的中心处与缆绳连接，固定部的两侧均设置有调节槽，调节部的两侧对应调节槽设置有直线段，直线段与调节槽的侧壁之间为滑动连接，直线段的设置能够防止直线段在调节槽内移动时卡住，直线段的侧壁与调节槽的侧壁之间通过卡紧弹簧连接，调节部与固定部合拢时形成与缆绳的形状相配合的卡紧通道，当卡紧弹簧不受外力时，连接孔的直径小于卡头的最大径向尺寸，当按压调节部使得直线段克服卡紧弹簧的弹簧力并往调节槽内部移动后，连接孔的直径大于卡头的最大径向尺寸，此时可以将卡头连带着缆绳穿过连接孔，然后不对调节部作用力，在卡紧弹簧的作用下，调节部自然往远离固定部方向移动，使得卡头的最大径向尺寸大于连接孔的直径，最终使得卡头无法脱离连接孔，实现了缆绳在接头上的连接，操作十分简单，连接也很稳固。

作为优选，任意一个调节槽内的卡紧弹簧的数量至少为一个。任意一个调节槽内的卡紧弹簧的数量至少为一个，使得卡头穿过连接孔后，不会出现意外脱离连接孔的情况。

作为优选，任意一个调节槽内的卡紧弹簧的数量为三个，其中两个卡紧弹簧设置在调节槽的长度方向上的两端，剩余一个卡紧弹簧设置在调节槽长度方向的中间处。任意一个调节槽内的卡紧弹簧的数量为三个，其中两个卡紧弹簧设置在调节槽的长度方向上的两端，剩余一个卡紧弹簧设置在调节槽长度方向的中间处，使得卡头连接在接头上的安全性更高。

作为优选，所述的定位件包括设置在接头的两端的内螺纹孔，所述的内螺纹孔内螺纹连接有用于卡紧相对应的调节块的定位螺杆。定位件包括设置在接头的两端的内螺纹孔，内螺纹孔内螺纹连接有用于卡紧相对应的调节块的定位螺杆，当正向转动定位螺杆时，定位螺杆会往靠近相对应的调节块方向移动从而抵在调节块上，使得调节块无法转动，同理，当反向转动定位螺杆时，定位螺杆会往远离调节块方向移动，使得调节块可以在接头内转动。

因此，本发明的一种码头用轨道系缆系统具备下述优点：本发明可以实现码头系缆连接位置的控制调节，从而快速实现各种系缆布置方式，对于泊位多，靠泊要求复杂的码头，通过本系统还能实现已经靠泊船只的统一移位，为需要及时靠泊装卸货的船只留出靠泊空间，节约了同各已经靠泊船只协调的时间，另外，本发明与缆绳采用弹性连接，并且弹性刚度可以进行调节，可以适用多种系泊条件。传统的系缆方式容易造成受力严重不均，该装置能一定程度的优化受力，由于采用弹性连接，对于系缆突然受力的情况，可以有效的改善；本发明采用可调节的接头，船只缆绳固定在接头内，当船只受环境载荷运动时，缆绳本身在一定范围内伸缩，弹性接头又提供了足够的伸缩空间，使得缆绳的受力特性得到有效改善，另外当外部环境载荷比较剧烈，影响船只的系泊安全时，还可以对接头进行调节，通过改变接头受力时的弹簧长短，提供不同的弹性刚度，有利于船只在不同环境荷载的安全系泊。可见本发明系统对于码头船只的安全系泊有重要意义。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图。

附图2是本发明中轴芯、接头、调节弹簧和定位螺杆连接时的结构示意图。

附图3是本发明中卡头的剖视图。

附图4是本发明中卡头去掉调节部后的结构示意图。

图示说明：1-转向环，2-齿轮，3-齿条，4-滑槽，5-轨道，6-平移电机，7-内腔，8-滑块，9-定位螺杆，10-接头，11-缆绳，12-卡头，13-调节块，14-调节弹簧，15-轴芯，16-螺旋形孔道，17-连接孔，18-螺纹孔，19-调节部，20-直线段，21-卡紧弹簧，22-调节槽，23-固定部，24-凸起，25-卡紧通道。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如图1、2所示，一种码头用轨道5系缆系统，包括安装在码头前沿的轨道5，轨道5上滑动连接有滑块8，滑块8内设置有与轨道5相配合的滑槽4，滑块8的数量为多个，轨道5的横截面呈T字型，滑槽4的形状与轨道5的形状相匹配，提高了滑块8在轨道5上滑动时的稳定性，滑槽4的顶部设置有位于滑块8内的内腔7，内腔7的侧壁上设置有平移电机6，轨道5上设置有齿条3，平移电机6的输出轴连接有用于与齿条3啮合的齿轮2，当平移电机6启动时，能够带动滑块8在齿条3上沿着轨道5移动到合适的位置，平移电机6受到信息控制系统的控制，当系泊船只靠泊时，按照需要布置好各个滑块8的位置，即可满足多样化的系缆布置要求，当船只因装卸货物需要或其他船只离靠泊码头需要，必须调节船只泊位时，通过对信息控制系统发出指令，即可以实现临时的船只靠泊移位，滑块8上设置有凸起24，凸起24上转动连接有转向环1，转向环1的侧壁上设置有两个轴芯15，两个轴芯15上分别设置有一个调节弹簧14，轴芯15上设置有调节块13，调节块13既能在轴芯15上滑动，也能在轴芯15上转动，两个调节块13之间通过一个用于连接船只上的缆绳11的接头10连接，调节块13能在接头10内转动而不能滑动，调节块13内设置有与调节弹簧14相配合的螺旋形孔道16，调节弹簧14的一端固定在转向环1的侧壁上，调节弹簧14的另一端连接在螺旋形孔道16内，螺旋形孔道16的螺距大于不受外力状态下的调节弹簧14的螺距，以利于调节弹簧14在螺旋形孔道16内的锁死，接头10上设置有两个分别用于固定相对应的调节块13的定位件，定位件的设置可以实现调节块13在接头10内能否转动的控制，进而实现对调节弹簧14弹性长度的控制，从而实现接头10受力时的弹性刚度的调节控制，船只靠泊时，信息采集控制系统分析现码头船只的系泊情况，给出将靠泊船只可用的泊位信息，并获悉将采用的系缆形式，根据这些信息对轨道5上的平移电机6进行控制，平移电机6启动后带动齿轮2在齿条3上转动，实现滑块8在轨道5上的移动，至此可以实现滑块8在不同位置的调节，将船上的缆绳11固定在接头10上，此时转向环1会自动调节方向，适应船只的带缆走向，使缆绳11和轴芯15的受力在水平方向保持一致，这为系缆系统受力优化提供了力学基础，至此船只的系泊工作完成；船只缆绳11固定在接头10内，当船只受环境载荷运动时，缆绳11本身在一定范围内伸缩，弹性接头10又提供了足够的伸缩空间，使得缆绳11的受力特性得到有效改善，当系泊船只的水动力特性同一般靠泊船只相差较大，或者环境荷载发生较大的变化时，可以对接头10进行调节，当需要增加接头10受力时的弹性刚度时，打开定位件，使得调节块13可以转动，正向转动调节块13，使调节弹簧14沿螺旋形孔道16缩进，此时有效的弹簧长度减小，接头10受力时的弹性刚度增大，当需要减小接头10受力时的弹性刚度，打开定位件，使得调节块13可以转动，反向转动调节块13，使调节弹簧14沿螺旋形孔道16放出，此时有效的弹簧长度增加，接头10受力时的弹性刚度减小；当要实现靠泊船只的平移时，在一些情况下，需要对已靠泊船只的进行移位措施，以满足其他进港船只靠泊的需要或者实际在港船只装卸货物的需要，通过本发明的轨道5系缆系统，不需要再去协调其他系泊船只进行泊位调整，只需要通过信息采集控制系统对目前泊位情况，以及需要空出的泊位或者需要调整的泊位信息进行分析，然后对平移电机6发出指令，实现对应滑块8的移位，即可实现码头前沿系泊船只的整体移位，该系统可以在短时间内完成泊位的调节工作，而依靠传统的船只自身靠离泊操作进行泊位的调节，则需要花费大量的时间，尤其遇到船长临时不在的情况，不利于码头的高效利用；当船只离泊时，船只离泊只需放开固定在接头10上的缆绳11即可，放开后，船只离泊，信息采集控制系统记录无系缆任务的滑块8编号。

缆绳11的远离船只的一端设置有卡头12，接头10上对应卡头12设置有连接孔17，如图3和4所示，卡头12包括固定部23和调节部19，固定部23的中心处与缆绳11连接，固定部23的两侧均设置有调节槽22，调节部19的两侧对应调节槽22设置有直线段20，直线段20与调节槽22的侧壁之间为滑动连接，直线段20的设置能够防止直线段20在调节槽22内移动时卡住，直线段20的侧壁与调节槽22的侧壁之间通过卡紧弹簧21连接，调节部19与固定部23合拢时形成与缆绳11的形状相配合的卡紧通道25，当卡紧弹簧21不受外力时，连接孔17的直径小于卡头12的最大径向尺寸，当按压调节部19使得直线段20克服卡紧弹簧21的弹簧力并往调节槽22内部移动后，连接孔17的直径大于卡头12的最大径向尺寸，此时可以将卡头12连带着缆绳11穿过连接孔17，然后不对调节部19作用力，在卡紧弹簧21的作用下，调节部19自然往远离固定部23方向移动，使得卡头12的最大径向尺寸大于连接孔17的直径，最终使得卡头12无法脱离连接孔17，实现了缆绳11在接头10上的连接，操作十分简单，连接也很稳固；任意一个调节槽22内的卡紧弹簧21的数量至少为一个，使得卡头12穿过连接孔17后，不会出现意外脱离连接孔17的情况；任意一个调节槽22内的卡紧弹簧21的数量为三个，其中两个卡紧弹簧21设置在调节槽22的长度方向上的两端，剩余一个卡紧弹簧21设置在调节槽22长度方向的中间处，使得卡头12连接在接头10上的安全性更高。

定位件包括设置在接头10的两端的内螺纹孔18，内螺纹孔18内螺纹连接有用于卡紧相对应的调节块13的定位螺杆9，当正向转动定位螺杆9时，定位螺杆9会往靠近相对应的调节块13方向移动从而抵在调节块13上，使得调节块13无法转动，同理，当反向转动定位螺杆9时，定位螺杆9会往远离调节块13方向移动，使得调节块13可以在接头10内转动。

当在泊船只遇到环境荷载发生较大变化时，如出现台风浪、离岸流增大等情况，需要对系泊方式做出变更时，同样只需要通过信息采集控制系统对需要的布缆信息进行分析，然后对平移电机6发出指令，实现滑块8的移位，然后在相应的滑块8上进行系缆，即可实现船只靠泊的各种系缆方式，同传统布缆方式相比，由于传统系缆墩都是固定在码头前沿的，因此船只系缆方式受到一定的约束，而本发明的轨道5系缆系统，由于滑块8可以在轨道5上沿码头前沿自由滑动定位，可以实现系缆方式的准确控制。另外，在系缆方式的调节上，该系统同样具有高效的特点。传统系缆方式的调节，由于系缆墩位置的限定，需要进行尝试性的系缆方式的调节，只能满足大致的系缆方式要求，而本系统则能实现精确快速调节。

当在泊船只的恶劣环境荷载消失，同样需要对系泊方式做出变更，同样只需要通过信息采集控制系统对需要的布缆信息进行分析，然后对平移电机6发出指令，实现滑块8的移位，然后在相应的滑块8上进行系缆，即可实现船只靠泊的各种系缆方式。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种码头用轨道系缆系统，其特征在于，包括安装在码头前沿的轨道，所述的轨道上滑动连接有滑块，所述的滑块内设置有与轨道相配合的滑槽，所述的滑槽的顶部设置有内腔，所述的内腔的侧壁上设置有平移电机，所述的轨道上设置有齿条，所述的平移电机的输出轴连接有用于与齿条啮合的齿轮，所述的滑块上设置有凸起，所述的凸起上转动连接有转向环，所述的转向环的侧壁上设置有两个轴芯，两个轴芯上分别设置有一个调节弹簧，所述的轴芯上设置有调节块，所述的调节块既能在轴芯上滑动，也能在轴芯上转动，两个调节块之间通过一个用于连接船只上的缆绳的接头连接，所述的调节块能在接头内转动而不能滑动，所述的调节块内设置有与调节弹簧相配合的螺旋形孔道，所述的调节弹簧的一端固定在转向环的侧壁上，所述的调节弹簧的另一端连接在螺旋形孔道内，所述的接头上设置有两个分别用于固定相对应的调节块的定位件。

2.根据权利要求1所述的一种码头用轨道系缆系统，其特征在于，所述的螺旋形孔道的螺距大于不受外力状态下的调节弹簧的螺距。

3.根据权利要求1所述的一种码头用轨道系缆系统，其特征在于，所述的轨道的横截面呈T字型，所述的滑槽的形状与轨道的形状相匹配。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种码头用轨道系缆系统，其特征在于，所述的缆绳的远离船只的一端设置有卡头，所述的接头上对应卡头设置有连接孔，所述的卡头包括固定部和调节部，所述的固定部的中心处与缆绳连接，所述的固定部的两侧均设置有调节槽，所述的调节部的两侧对应调节槽设置有直线段，所述的直线段与调节槽的侧壁之间为滑动连接，所述的直线段的侧壁与调节槽的侧壁之间通过卡紧弹簧连接，所述的调节部与固定部合拢时形成与缆绳的形状相配合的卡紧通道。

5.根据权利要求4所述的一种码头用轨道系缆系统，其特征在于，任意一个调节槽内的卡紧弹簧的数量至少为一个。

6.根据权利要求5所述的一种码头用轨道系缆系统，其特征在于，任意一个调节槽内的卡紧弹簧的数量为三个，其中两个卡紧弹簧设置在调节槽的长度方向上的两端，剩余一个卡紧弹簧设置在调节槽长度方向的中间处。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种码头用轨道系缆系统，其特征在于，所述的定位件包括设置在接头的两端的内螺纹孔，所述的内螺纹孔内螺纹连接有用于卡紧相对应的调节块的定位螺杆。