CN111761590A - 一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置及方法，包括夹持机构和磁吸机构，夹持机构包括夹持臂、翻转小臂、回转油缸和翻转油缸，回转油缸固定于船体外板上，夹持臂一端与回转油缸相连，另一端与翻转小臂相铰接，翻转油缸固定于夹持臂上，活塞杆与翻转小臂相连；磁吸机构为电磁铁，安设于船外板和/或翻转小臂端部。本发明通过同时运用夹持臂和磁吸固定方式，以实现浮标的快速捕捉作业。

Description

一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置及方法

技术领域

本发明属于浮标捕捉装置的技术领域，尤其涉及一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置及方法。

背景技术

目前，浮标捕捉回收作业方式多样化，有A型架回收、U形夹持臂捕捉回收、双臂夹持回收、人工用长钩捕捉浮标、借助小艇或登标装置人员登标挂钩固定等多种方式。但这些作业方式普遍存在高海况时人员操作难度大、机械化程度低、人员作业时间长且安全性差或设备本身重量大且占用甲板作业面积较大等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置及方法，通过同时运用夹持臂和磁吸固定方式，以实现浮标的快速捕捉作业。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，其特征在于，包括夹持机构和磁吸机构，所述夹持机构包括夹持臂、翻转小臂、回转油缸和翻转油缸，所述回转油缸固定于船体外板上，所述夹持臂一端与回转油缸相连，另一端与所述翻转小臂相铰接，所述翻转油缸固定于夹持臂上，活塞杆与翻转小臂相连；所述磁吸机构为电磁铁，安设于船外板和/或翻转小臂端部。

按上述方案，所述夹持臂为固定式机械臂。

按上述方案，所述夹持臂为内外套设的伸缩式机械臂，伸缩油缸安设于外臂上，活塞杆端头与内臂端头相连。

按上述方案，所述夹持臂的外臂端头与拉杆一端相连，所述拉杆的另一端与船外板通过销轴铰接。

按上述方案，所述夹持臂上设有容置槽，所述翻转小臂与所述容置槽相匹配。

按上述方案，还包括防撞机构，所述防撞机构为左、右防撞护舷，安设于船外板上，所述夹持臂位于所述左、右护舷之间。

按上述方案，所述电磁铁的磁吸面为凹面，所述凹面与浮标外表面相配置，电磁铁为多个，间隔绝缘安设于船外板上。

按上述方案，还包括控制系统，所述控制系统包括PLC控制器和水声传感器，所述水声传感器安设于所述翻转小臂上，通过线缆与所述PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端与所述回转液压缸、翻转油缸和伸缩油缸相连。

按上述方案，所述船外板上开有凹槽，所述回转油缸安设于所述凹槽内，所述夹持臂水平内置于凹槽。

一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置的捕捉方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)捕捉前准备：启动回转油缸展开夹持臂；启动伸缩油缸将夹持臂的内臂伸出，启动翻转油缸将内置翻转小臂从夹持臂中翻转出来；

S2)浮标捕捉：夹持臂首先勾住浮标，启动伸缩油缸将夹持臂慢慢收回，同时旋转夹持臂，带动浮标向船外板靠近；当电磁铁刚接触浮标时，通电将浮标吸附固定住；

S3)浮标挂钩起吊：浮标作业人员对浮标进行检修或快速挂钩作业，起吊前电磁铁断电，夹持臂打开；

S4)捕捉装置收叠：作业完成后，夹持臂折叠收回至贴紧船外板。

本发明的有益效果是：提供一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置及方法，同时具有夹持和磁吸固定功能，可搭载在大中型船舶的艏部、尾部或舷侧，通过同时运用夹持臂和磁吸固定方式，采用夹持臂捕捉浮标，并通过加电使磁吸装置吸附固定住浮标，以实现浮标的快速捕捉回收作业，有效改善传统浮标回收作业方式效率低下且安全性差的落后局面，进一步提高作业机械化程度，对于提高人员作业安全性，降低操作难度，进而提高捕捉回收作业效率具有重要意义，根据不同的搭载船舶的干舷高度调节装置安装固定位置，电磁吸盘可以根据实际安装位置设置为一个或多个，满足不同位置的航标抓取，提高捕捉成功率。并且，由于设备本身质轻且不占用甲板作业面积的特点，可使甲板存放浮标的数量增加，进而大大提高船舶使用的经济性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的夹持臂收叠状态的正视图。

图2为本发明一个实施例的夹持臂收叠状态的侧视图。

图3a-3e为本发明一个实施例的浮标捕捉过程示意图。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1、图2所示，一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，包括夹持机构和磁吸机构，夹持机构包括夹持臂1、翻转小臂2、回转油缸3和翻转油缸4，回转油缸固定于船体外板5上，夹持臂一端与回转油缸相连，另一端与翻转小臂相铰接，翻转油缸固定于夹持臂上，活塞杆与翻转小臂相连；磁吸机构为电磁铁6，安设于船外板和/或翻转小臂端部。

夹持臂可为固定式机械臂或内外套设的伸缩式机械臂，当为伸缩式机械臂时，伸缩油缸7安设于外臂上，活塞杆端头与内臂端头相连。夹持臂采用液压驱动设计，可由母船中央泵站提供动力，或单独配置液压泵站提供动力。需设置机械和电气双重限位措施，以保证使用安全。电气部分可由就地操控台、综合控制箱、远程操控器或远程遥控面板(可选)和电缆等组成。

夹持臂的外臂端头与拉杆8一端相连，拉杆的另一端与船外板通过销轴铰接，可使拉杆随夹持臂同步转动。采用拉杆进行结构加强支撑，保证夹持臂的悬臂结构强度。

夹持臂上设有容置槽，翻转小臂与容置槽相匹配，通过翻转油缸将其从容置槽中转出或收叠。船外板上开有凹槽，回转油缸可安设于凹槽内，夹持臂可折叠水平内置于凹槽，不凸出于船外板，以减少船体外部凸起，降低船体擦碰概率和防撞装置的使用频率。

还包括防撞机构，防撞机构为左、右防撞护舷9，材质为聚氨酯或橡胶碰垫等防碰材料，安设于船外板上，夹持臂安设于左、右护舷之间，保证船舶靠泊时，夹持臂和磁吸装置均不被碰坏。夹持臂需采取合适的防腐、防污、防海生物生长措施，如涂敷油漆、包覆非金属材料等措施。

电磁铁利用电磁原理，通过内部线圈通电产生磁力，经过导磁面板，将接触在面板表面的金属物体紧紧吸住的，通过线圈断电，磁力消失实现退磁的装置。电磁铁包覆有钢质外壳，其与船体外板采用焊接或螺栓固定，内部的电磁线圈与钢质外壳间有绝缘隔离防护层，不会造成船体导电。电磁铁的磁吸面为凹面，凹面与浮标10外表面相匹配，增大磁吸接触面，保证磁力吸附足够强，电磁铁可在船外板上设置间隔绝缘多个，以便及时对浮标进行吸附。

还包括控制系统，包括PLC控制器和水声传感器11，水声传感器安设于翻转小臂上，通过线缆与PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端与回转液压缸、翻转油缸和伸缩油缸相连。

可搭载在大中型船舶的艏部、尾部或舷侧，通过同时运用夹持臂和磁吸固定方式，以实现浮标的机械化快速捕捉作业。当进行浮标捕捉回收作业时，船舶慢速靠近浮标，达到预定距离时，先打开夹持臂，并转出翻转小臂，随着船舶驶近浮标，让浮标进入到夹持臂作业范围中，转动夹持臂和翻转小臂一起夹持浮标，使浮标向船舶靠拢，且接触到船体外板上，若外板上安装磁吸装置，则同时打开磁吸装置电源，产生吸力，将浮标牢牢吸附固定靠在船舶外板上；若磁吸装置设在翻转小臂端部，与夹持臂做成一体，则当转动夹持臂接触浮标时，就打开磁吸装置的电源，臂端部吸附住浮标，再继续转动夹持臂，带动浮标向船靠拢，最后将浮标压紧靠在船体外板上固定。当然也可在夹持臂端部和舷侧船体上同时使用磁吸装置。当浮标捕捉固定后，人员可方便进行吊检作业。

实施例一

以船外板上设置电磁铁为例，捕捉流程如下(见图3a-3e)：

(1)捕捉前准备：

用回转油缸展开夹持臂；

用伸缩油缸将夹持臂的内臂伸出；

用翻转油缸将内藏翻转小臂从夹持臂中翻转出。

(2)浮标捕捉：

夹持臂和翻转小臂首先一起勾住浮标，用伸缩油缸将夹持臂慢慢收回，同时用回转油缸旋转夹持臂，带动浮标向船体外侧靠近；当船外板上的电磁铁刚接触浮标时，加电将浮标吸附固定住。

(3)浮标挂钩起吊：

浮标作业人员对浮标进行检修或快速挂钩作业，起吊前电磁铁断电，夹持臂打开。

(4)捕捉装置回收

作业完成后，夹持臂折叠收回到船体外侧。

实施例二

以翻转小臂上设置电磁铁为例，捕捉流程如下：

(1)捕捉前准备：

用回转油缸展开夹持臂；

用伸缩油缸将夹持臂的内臂伸出；

用翻转油缸将内藏翻转小臂从夹持臂中翻转出。

(2)浮标捕捉：首先转动夹持臂去勾住浮标，当翻转小臂端部的电磁铁快接触浮标时，加电将浮标吸附固定住，然后继续转动夹持臂，并用伸缩油缸将夹持臂慢慢收回，使浮标向船体外侧靠近，直到压紧靠住船体外板上。

(3)浮标挂钩起吊：浮标作业人员对浮标进行检修或挂钩作业，起吊前电磁铁断电，夹持臂打开。

(4)装置回收

作业完成后，夹持臂折叠收回到船体外侧。

实施例三

以船外板及翻转小臂上均设置电磁铁为例，捕捉流程如下：

(1)捕捉前准备：

用回转油缸展开夹持臂；

用伸缩油缸将夹持臂的内臂伸出；

用翻转油缸将内藏翻转小臂从夹持臂中翻转出。

(2)浮标捕捉：首先转动夹持臂去勾住浮标，当翻转小臂端部的电磁铁快接触浮标时，加电将浮标吸附固定住，然后继续转动夹持臂，并同时用伸缩油缸将夹持臂慢慢收回，使浮标向船体外侧靠近，当船外板电磁铁刚接触浮标时，加电将浮标吸附固定住。

(3)浮标挂钩起吊：浮标作业人员对浮标进行检修或挂钩作业，起吊前船外板及翻转小臂上的电磁铁均断电，夹持臂打开。

(4)装置回收

作业完成后，夹持臂折叠收回到船体外侧。

Claims (10)

1.一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，其特征在于，包括夹持机构和磁吸机构，所述夹持机构包括夹持臂、翻转小臂、回转油缸和翻转油缸，所述回转油缸固定于船体外板上，所述夹持臂一端与回转油缸相连，另一端与所述翻转小臂相铰接，所述翻转油缸固定于夹持臂上，活塞杆与翻转小臂相连；所述磁吸机构为电磁铁，安设于船外板和/或翻转小臂端部。

2.根据权利要求1所述的一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，其特征在于，所述夹持臂为固定式机械臂。

3.根据权利要求1所述的一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，其特征在于，所述夹持臂为内外套设的伸缩式机械臂，伸缩油缸安设于外臂上，活塞杆端头与内臂端头相连。

4.根据权利要求2或3所述的一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，其特征在于，所述夹持臂的外臂端头与拉杆一端相连，所述拉杆的另一端与船外板通过销轴铰接。

5.根据权利要求4所述的一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，其特征在于，所述夹持臂上设有容置槽，所述翻转小臂与所述容置槽相匹配。

6.根据权利要求1或4所述的一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，其特征在于，还包括防撞机构，所述防撞机构为左、右防撞护舷，安设于船外板上，所述夹持臂位于所述左、右护舷之间。

7.根据权利要求6所述的一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，其特征在于，所述电磁铁的磁吸面为凹面，所述凹面与浮标外表面相配置，电磁铁为多个，间隔绝缘安设于船外板上。

8.根据权利要求1或6所述的一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括PLC控制器和水声传感器，所述水声传感器安设于所述翻转小臂上，通过线缆与所述PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端与所述回转液压缸、翻转油缸和伸缩油缸相连。

9.根据权利要求8所述的一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置，其特征在于，所述船外板上开有凹槽，所述回转油缸安设于所述凹槽内，所述夹持臂水平内置于凹槽。

10.采用上述的一种兼具夹持与磁吸固定的浮标捕捉装置的捕捉方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)捕捉前准备：启动回转油缸展开夹持臂；启动伸缩油缸将夹持臂的内臂伸出，启动翻转油缸将内置翻转小臂从夹持臂中翻转出来；

S2)浮标捕捉：夹持臂首先勾住浮标，启动伸缩油缸将夹持臂慢慢收回，同时旋转夹持臂，带动浮标向船外板靠近；当电磁铁刚接触浮标时，通电将浮标吸附固定住；

S3)浮标挂钩起吊：浮标作业人员对浮标进行检修或快速挂钩作业，起吊前电磁铁断电，夹持臂打开；

S4)捕捉装置收叠：作业完成后，夹持臂折叠收回至贴紧船外板。

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