CN111691365A - 一种无人化港口用智能系泊装置及系泊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人化港口用智能系泊装置及系泊方法，包括橡胶吸盘机构、固定所述橡胶吸盘机构的固定装置和抽真空装置；所述橡胶吸盘结构包括支撑结构和触手结构，所述触手结构与所述支撑机构形成半封闭腔体，所述支撑结构上贯穿设有通孔，所述通孔与所述抽真空装置连通；当船舶靠近所述橡胶吸盘结构并逐渐挤压所述触手结构形成密闭腔体，通过抽真空装置对所述密闭腔体抽真空，通过腔体内外的压力差实现对船舶紧密的主动式吸附，完成船舶系泊；本发明通过系泊装置进行压力差调节，实现对船舶的主动式吸附，解决了常规吸附的局限性问题，并且通过主动式吸附减少对接过程中因非控因素引起的拉合晃动问题，进而提高拉合精度。

Description

一种无人化港口用智能系泊装置及系泊方法

技术领域

本发明属于船舶设备技术领域，具体地，涉及一种无人化港口用智能系泊装置及系泊方法。

背景技术

对于码头停靠的船舶，目前大多数仍采用传统的缆绳系泊方式，通过若干人员和驾驶员配合用缆绳将船舶固定到码头指定位置。这种方式需要的人员多，配合和操作繁琐，费时费力；并且停靠的位置和控制不太准确，可能导致船体与码头发生摩擦或碰撞，尽管码头设置有轮胎的减震装置，但巨大的冲击力也会对船体造成一定的损伤；船舶靠泊后产生的撞击力、系缆力和挤靠力也会对码头产生不利影响；再者这种方式靠泊的船摇晃严重，尤其是横摇，影响船舶的安全和舒适性。

对于水上船舶的靠泊，它要求两船的舷侧靠在一起并固定起来，例如LNG船对待补给船加注、军舰补给、医疗船从它船接受伤员等，必须考虑水上船舶靠泊这一工况。常规的方式也是系缆固定，这种方式要求两艘船舶水线到甲板的高度大致相等，防止导缆绳和导缆孔被损坏；导缆绳只受拉力不受压力，船舶在波浪简谐作用产生横荡作用而可能导致不断发生碰撞；此外，在风浪作用下船舶的横摇可能导致甲板上较高的设备或结构发生碰撞，存在安全隐患。

显然，缆绳系泊最大的问题是它只能限制船舶离岸，并不能限制船舶在缆绳限定范围内的运动。针对上述存在的诸多不足，有一些能解决部分问题的措施和发明被提出。比如悬挂折叠式系泊装置、多用途船舶靠泊装置，也有船舶磁力系泊装置，但是都存在稳定性不佳，减震方向单一等问题，需要使用的配套设备较多。特别针对码头水位变化显著的情形和海上船舶间的靠泊情形，现有技术不能实现高质量系泊，因此，船舶靠泊方式和设备还需要进一步完善。

在这种情况下，一种能够提高船舶靠泊安全性，隔离船舶靠岸冲击，实现360度无死角减震靠岸的智能泊船装置就显得非常重要了。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无人化港口用智能系泊装置及系泊方法，通过对橡胶吸盘机构以及抽真空装置进行压力差调节，实现对船舶的主动式吸附，避免常规磁力装置的吸附局限性问题；并且在同时通过控制抽真空速度，逐步消耗系泊过程中的冲击力，减少对接过程中因非控因素引起的拉合晃动问题，进而提高拉合精度。

本发明为了解决现有技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种无人化港口用智能系泊装置，包括橡胶吸盘机构、固定所述橡胶吸盘机构的固定装置和抽真空装置；所述橡胶吸盘结构包括支撑结构和触手结构，所述触手结构与所述支撑机构形成半封闭腔体，所述支撑结构上贯穿设有通孔，所述通孔与所述抽真空装置连通；优选的，触手采用弧形结构，能够更好的包容停泊过程中速度不可控和状态不可控的运行状态，并通过与橡胶吸盘机构配合使用的抽真空装置，让船舶船舷面与橡胶吸盘机构触手结构的接触面慢慢形成真空状态，而外部压力大于内部压力，形成压力差，可以有效的保证两者之间的接触质量。

进一步地，所述固定装置包括压板、挡板和螺栓；所述支撑结构向外延伸形成支撑部并与所述挡板抵接，所述压板覆盖设置在所述支撑部和挡板上，所述螺栓依次穿过所述压板和挡板实现固定；通过挡板限制橡胶吸盘机构移动，通过压板实现橡胶吸盘机构的螺栓固定。

进一步地，所述通孔中设有过滤膜，过滤膜在通孔中的位置可以位于通孔内部也可以位于通孔外部两端。

进一步地，还包括控制装置，所述控制装置与所述抽真空装置连接；当系泊装置的橡胶吸盘机构与船舶船舷面发生接触后，通过抽真空装置抽取密闭空间的剩余水和空气，让橡胶吸盘机构与船舷面的接触面逐渐达到真空状态，且可通过控制装置控制抽真空装置的抽取速度，较好的控制橡胶吸盘的进给速度，并逐渐消耗在系泊过程中引起的撞击能量，减少系泊过程中因非控因素引起的船舶晃动问题，进而提高系泊精度。

更进一步地，为了适应不同水位高低和船舶大小并进行精确停靠，橡胶吸盘机构通过固定装置固定在升降装置上，所述螺栓依次穿过述压板、挡板和升降装置实现固定，能够实现上下升降。

具体的，多个所述橡胶吸盘机构拼接形成矩形或三角形，拼接的方式能够增大吸附能力，并且可以根据船体大小调整橡胶吸盘机构的拼接数量，吸附能力的增大能够有效抑制船舶的偏离以及水平面波浪起伏引起的颠覆，避免橡胶吸盘与船舶的脱离和分离，大大提高了船舶系泊过程的整体稳定性，从而降低了水流、浪涌以及其他船舶等对到自动系泊过程的影响能力。

本发明还提供了一种基于所述无人化港口用智能系泊装置的系泊方法，通过设置包括支撑机构和触手结构的橡胶吸盘机构，形成半封闭腔体；当船舶靠近所述橡胶吸盘结构并逐渐挤压所述触手结构形成密闭腔体，通过抽真空装置对所述密闭腔体抽真空，实现对船舶紧密的主动式吸附，完成船舶系泊。

进一步地，为了提高系泊精度，还设置控制装置，通过控制装置控制抽真空装置抽真空的速度，逐步消耗系泊过程中的冲击力，减少对接过程中因非控因素引起的拉合晃动。

有益效果如下：

1、泊船冲击力问题：由于目前码头靠岸普遍采用的导缆绳或者导缆绳与磁力吸盘组合方式，这种泊船装置在泊船过程中会产生较大的冲击力，进而会导致船舶和码头基础都会受到强大的冲击力，并造成船舶上的货物或者码头上的物体受到冲击而被损坏。本发明结构型式采用全橡胶制品结构，通过橡胶材料的减隔震功效对泊船过程中的冲击力进行减少与隔离。

2、吸附能力局限性问题：由于目前码头靠岸普遍采用的磁力吸盘，该磁力吸盘只能对铁、镍等物质有吸引力。因此, 在码头靠水的一侧, 必须有铁质材料,最好是有一定面积和强度的钢板, 该钢板在垂直方向上的长度应该满足高低水位变化的要求, 以供磁力吸盘的吸引。本发明通过对橡胶吸附装置进行压力差调节，实现对船舶的智能吸附，避免常规磁力装置的吸附局限性问题。

3、泊船精度问题：本发明通过在装置头部设置主动式吸附结构，当装置头部与船舶发生接触后通过外部的控制系统抽干密闭空间的剩余积水，让接触面逐渐达到真空状态，且可通过外部控制系统较好的控制系泊装置的进给压缩速度，并逐渐消耗在拉合过程中引起的撞击能量，减少对接过程中因非控因素引起的拉合晃动问题，进而提高拉合精度。

4、水位落差与船舶大小问题：本发明通过在控制系统中加入能控制智能系泊装置的升降系统，并结合外部升降结构对系泊装置进行升降调整，进而适应不同水位差和不同大小船舶的系泊需求。

附图说明

图1为本实施例橡胶吸盘机构及固定装置截面图；

图2为本实施例系泊装置与船舶接触第一状态图；

图3为本实施例系泊装置与船舶接触第二状态图；

图4为本实施例系泊装置与船舶接触第三状态图；

图5为本实施例橡胶吸盘机构拼接结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种无人化港口用智能系泊装置，包括橡胶吸盘机构1、固定所述橡胶吸盘机构1的固定装置2和抽真空装置3；所述橡胶吸盘结构1包括支撑结构10和触手结构11，所述触手结构11与所述支撑机构10形成半封闭腔体12，所述支撑结构10上贯穿设有通孔100，所述通孔100与所述抽真空装置3连通；本实施例中，触手结构11采用弧形结构，能够更好的包容停泊过程中速度不可控和状态不可控的运行状态，并通过与橡胶吸盘机构1配合使用的抽真空装置3，让船舶船舷面与橡胶吸盘机构触手结构11的接触面慢慢形成真空状态，而外部压力大于内部压力，形成压力差，可以有效的保证两者之间的接触质量。

本实施例中，固定装置2包括压板20、挡板21和螺栓22；所述支撑结构10向外延伸形成支撑部101并与所述挡板21抵接，所述压板20覆盖设置在所述支撑部101和挡板21上，所述螺栓22依次穿过所述压板20和挡板21实现固定；本实施例通过挡板21限制橡胶吸盘机构1移动，通过压板20实现橡胶吸盘机构1的螺栓固定。

本实施例中，所述通孔100中设有过滤膜4；本实施例中过滤膜4位于通孔100远离抽真空装置3的一端。

还包括控制装置5，所述控制装置5与所述抽真空装置3连接；当系泊装置的橡胶吸盘机构1与船舶船舷面发生接触后，通过抽真空装置3抽取密闭空间的剩余水和空气，让橡胶吸盘机构1与船舷面的接触面逐渐达到真空状态，且可通过控制装置控制抽真空装置的抽取速度，较好的控制橡胶吸盘的进给速度，并逐渐消耗在系泊过程中引起的撞击能量，减少系泊过程中因非控因素引起的船舶晃动问题，进而提高系泊精度。

为了适应不同水位高低和船舶大小并进行精确停靠，所述橡胶吸盘机构1通过固定装置2固定在升降装置6上，所述螺栓22依次穿过述压板20、挡板21和升降装置6实现固定。

如图5所示，本实施例通过8个所述橡胶吸盘机构1拼接形成呈矩形的橡胶吸盘装置，拼接的方式能够增大吸附能力，并且可以根据船体大小调整橡胶吸盘机构1的拼接数量，吸附能力的增大能够有效抑制船舶的偏离以及水平面波浪起伏引起的颠覆，避免橡胶吸盘机构与船舶的脱离和分离，大大提高了船舶系泊过程的整体稳定性，从而降低了水流、浪涌以及其他船舶等对到自动系泊过程的影响能力。

本实施例的工作原理如下，如图1~4所示，当系泊装置的橡胶吸盘机构1与船舶船舷面发生接触后，通过抽真空装置3抽取密闭空间的剩余水和空气，让橡胶吸盘机构1与船舷面的接触面逐渐达到真空状态，且可通过控制装置控制抽真空装置的抽取速度，较好的控制橡胶吸盘的进给速度，并逐渐消耗在系泊过程中引起的撞击能量，减少系泊过程中因非控因素引起的船舶晃动问题，进而提高系泊精度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护之内。

Claims (8)

1.一种无人化港口用智能系泊装置，其特征在于，包括橡胶吸盘机构（1）、固定所述橡胶吸盘机构（1）的固定装置（2）和抽真空装置（3）；

所述橡胶吸盘结构（1）包括支撑结构（10）和触手结构（11），所述触手结构（11）与所述支撑机构（10）形成半封闭腔体（12），所述支撑结构（10）上贯穿设有通孔（100），所述通孔（100）与所述抽真空装置（3）连通。

2.根据权利要求1所述无人化港口用智能系泊装置，其特征在于，所述固定装置（2）包括压板（20）、挡板（21）和螺栓（22）；所述支撑结构（10）向外延伸形成支撑部（101）并与所述挡板（21）抵接，所述压板（20）覆盖设置在所述支撑部（101）和挡板（21）上，所述螺栓（22）依次穿过所述压板（20）和挡板（21）实现固定。

3.根据权利要求1所述无人化港口用智能系泊装置，其特征在于，所述通孔（100）中设有过滤膜（4）。

4.根据权利要求1所述无人化港口用智能系泊装置，其特征在于，还包括控制装置（5），所述控制装置（5）与所述抽真空装置（3）连接。

5.根据权利要求2所述无人化港口用智能系泊装置，其特征在于，所述橡胶吸盘机构（1）通过固定装置（2）固定在升降装置（6）上，所述螺栓（22）依次穿过述压板（20）、挡板（21）和升降装置（6）实现固定。

6.根据权利要求1所述无人化港口用智能系泊装置，其特征在于，多个所述橡胶吸盘机构（1）拼接形成矩形或三角形。

7.一种基于权利要求1~6任意一项所述无人化港口用智能系泊装置的系泊方法，其特征在于，设置包括支撑机构（10）和触手结构（11）的橡胶吸盘机构（1），形成半封闭腔体（12）；当船舶靠近所述橡胶吸盘结构（1）并逐渐挤压所述触手结构（11）形成密闭腔体，通过抽真空装置（3）对所述密闭腔体抽真空，实现对船舶紧密的主动式吸附，完成船舶系泊。

8.根据权利要求7所述基于无人化港口用智能系泊装置的系泊方法，其特征在于，还包括设置控制装置（5），通过控制装置（5）控制抽真空装置（3）抽真空的速度，逐步消耗系泊过程中的冲击力，减少对接过程中因非控因素引起的拉合晃动。

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