CN112441188B - 一种船舶用的系泊装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种船舶用的系泊装置，包括固定底座、摆动臂组合、液压缸组合、卡爪盘和对接装置，还包括传感器，固定底座固定于船上或者岸上，摆动臂组合包括第一摆动臂、第二摆动臂和第三摆动臂，第一摆动臂与转动台活动连接，第二摆动臂与第一摆动臂活动连接，第三摆动臂与第二摆动臂活动连接，转动台与伺服电机连接。根据力传感器反馈可以实时调整该装置的位姿，使其能够达到最优受力。通过伸缩装置可以控制船体的运动，使船体可以与岸或其他船体保持安全距离。新型的固定机构将船体与岸或其他船体进行局部刚性连接，整体柔性连接，安全性大幅度提高。本发明具有结构简单、稳定牢靠、高效、安全等特点，降低了船舶在靠岸停泊或水域靠泊的风险。

Description

一种船舶用的系泊装置

技术领域

本发明涉及船舶设备技术领域，具体为一种船舶用的系泊装置。

背景技术

目前船舶靠岸系泊或者在水域中靠泊时大多采用的是缆绳式系泊方法，缆绳式的系泊方法在靠岸系泊时通过人工将缆绳系在岸上的固定位置，在水域中临时靠泊是采用的锚泊方式，通过plc控制船上多个的锚机的转动来补偿外力对船体产生的影响，最终达到控制船舶位置的目的，还有一些系泊方式采用的是半刚性连接，连接装置采用的是电磁铁，当船靠岸或者临时靠泊时，电磁铁通电吸附在船体上，使其与岸边或者其他船只保持安全距离。

显然，传统的缆绳式系泊方法不太适用于靠岸系泊和临时的靠泊，传统的缆绳式系泊方法需要大量的人员配合才能完成、耗费的时间长、操作繁琐，最重要的是传统的缆绳式系泊方法是柔性连接，因此在位置控制精度低，特别在天气条件恶劣的情况下，船舶在靠岸停泊或者在水域内临时靠泊时容易与岸边或者其他的船只发生碰撞，造成严重的事故，电磁铁系泊方式在环境恶劣的条件下不适合使用，当外力过大或者电路故障使电磁铁失去磁力时将造成严重的后果。因此研制出本技术方案以用来解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有的系泊方案现有技术的不足，提出了一种新的系泊装置，该装置能够高效、安全、准确地使船舶系泊，该装置采用的局部刚性，整体柔性系泊，并且能够根据力传感器反馈实时调整该装置的位姿，使其能够达到最优受力，该装置能够大大提高船舶的位置控制精度，防止船舶与码头或者其它船只发生碰撞。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种船舶用的系泊装置，包括固定底座、摆动臂组合、液压缸组合、卡爪盘和对接装置，其特征在于，还包括传感器，所述固定底座固定于船上或者岸上，所述摆动臂组合包括第一摆动臂、第二摆动臂和第三摆动臂，第一摆动臂与转动台活动连接，第二摆动臂与第一摆动臂活动连接，第三摆动臂与第二摆动臂活动连接，所述转动台与伺服电机连接，液压缸组合包含第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸，第一液压缸与转动台、第一摆动臂铰接，第二液压缸与第一摆动臂、第二摆动臂铰接，第三液压缸与第二摆动臂、第三摆动臂铰接，步进电机固定在第三摆动臂上，卡爪盘通过轴承与步进电机连接，传感器、液压缸组合与转动台通过控制系统控制整个装置，步进电机、转动台、液压缸组合通过控制系统控制卡爪盘与对接装置结合，所述对接装置固定于船上或者岸上。

进一步改进在于，所述对接装置包含法兰盘、旋转固定盘、伸缩平台、旋转按钮和旋转槽，法兰盘与固定盘通过螺纹连接，法兰盘与连接轴通过轴承连接，所述旋转固定盘与连接轴通过键连接，伸缩平台与卡扣通过伸缩平台上的轴活动连接，所述旋转按钮固定在滑块上，可移动滑块通过弹簧连接在连接轴上，把手固定在连接轴上。

进一步改进在于，所述第一液压缸底部与转动台圆心处铰接，第一摆动臂、第二摆动臂和第三摆动臂的中部位置均铰接有推杆，第二液压缸底部与第一摆动臂中部位置铰接，第三液压缸底部与第二摆动臂中部位置铰接。

进一步改进在于，所述步进电机固定在第三摆动臂中部，通过联轴器、轴承与卡爪盘连接。

进一步改进在于，所述卡爪盘与对接装置中的结合部分为4组，所述摆动臂组合、液压缸组合均设置为3组。

进一步改进在于，所述伸缩平台上设有挡块，限制卡扣运动。

进一步改进在于，所述伸缩平台下端弹簧与固定盘连接，所述固定盘上设有四个伸缩平台凹槽。

进一步改进在于，所述旋转固定盘上设有四个凸块分支从而限制卡扣运动。

进一步改进在于，所述旋转固定盘安装在法兰盘与固定盘之间，法兰盘与固定盘之间用螺栓固定。

进一步改进在于，所述旋转槽的角度为60°。

综上，本发明所提供的系泊装置，具有以下优点：

1.通过卡爪盘和对接装置实现船体和本装置的刚性连接，纯机械结构，结构简单，稳定可靠，避免了船在恶劣的环境中因控制失灵的而造成的损失，在分离时，因该机械结构的特点，可以实现简单快速的分离，提高了系泊作业的灵活性。

2.根据传感器的反馈信息，能够实时的调整本装置的位姿，使其能够达到最佳受力情况，在船舶停泊时候还能控制各个液压缸的行程，使卡爪盘能够和对接装置快速对接，减少了对接的时间与人力物力的消耗。

3.在船舶停泊时，卡爪盘与对接装置是刚性连接，保证船体与装置稳定连接，但整个装置可以通过控制液压缸实现柔性连接，防止对设备的损坏。

4.该系泊装置能够精确的控制船体的位置，使船体可以防止与岸边或者其他船体发生碰撞摩擦，能够抑制船体的运动，减小船体的晃动。

附图说明

图1是本装置的结构示意图。

图2是本装置中的对接装置的爆炸图。

图3是是本装置中的对接装置的剖视图。

图4是是本装置中对接装置的旋转槽示意图。

其中，1-固定底座，2-转动台，3-第一液压缸，4-第一摆动臂，5-第二液压缸，6-第三液压缸，7-第二摆动臂，8-步进电机，9-联轴器，10-卡爪盘，11-对接装置，12-第三摆动臂，20-螺栓，21-法兰盘，22-旋转固定盘，23-卡扣，24-伸缩平台，25-轴承，26-固定盘，27-连接轴，28-旋转按钮，29-把手，30-旋转槽，31-滑块，32-弹簧，33-挡块，40-卡锁部分，41-结合部分，42-状态转换结构，50-旋转槽的角度。

具体实施方式

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实施例，而不是全部的实施例，说明书中给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例，结合附图1-4，图1是一种船舶用的系泊装置的结构示意图。图中，这种新型系泊装置包括一种船舶用的系泊装置，包括固定底座1、摆动臂组合、液压缸组合、卡爪盘10和对接装置11，还包括传感器，所述固定底座1固定于船上或者岸上，所述摆动臂组合包括第一摆动臂4、第二摆动臂7和第三摆动臂12，第一摆动臂4与转动台2活动连接，第二摆动臂7与第一摆动臂4活动连接，第三摆动臂12与第二摆动臂7活动连接，所述转动台2与伺服电机连接，液压缸组合包含第一液压缸3、第二液压缸5、第三液压缸6，第一液压缸3与转动台2、第一摆动臂4铰接，第二液压缸5与第一摆动臂4、第二摆动臂7铰接，第三液压缸6与第二摆动臂7、第三摆动臂12铰接，步进电机8固定在第三摆动臂12上，卡爪盘10通过轴承25与步进电机8连接，传感器、液压缸组合与转动台2通过控制系统控制整个装置，步进电机8、转动台2、液压缸组合通过控制系统控制卡爪盘10与对接装置11结合，所述对接装置11固定于船上或者岸上。

图2是系泊装置中的对接装置的爆炸图。所述对接装置11包含法兰盘21、旋转固定盘22、伸缩平台24、旋转按钮28和旋转槽30，法兰盘21与固定盘26通过螺纹连接，法兰盘21与连接轴27通过轴承25连接，所述旋转固定盘22与连接轴27通过键连接，伸缩平台24与卡扣23通过伸缩平台24上的轴活动连接，所述旋转按钮28固定在滑块31上，可移动的滑块通过弹簧32连接在连接轴27上，把手29固定在连接轴27上。

第一液压缸3底部与转动台2圆心处铰接，推杆与第一摆动臂中部位置铰接，第二液压缸5底部与第一摆动臂4中部位置铰接，推杆与第二摆动臂7中部位置铰接，第三液压缸6底部与第二摆动臂7中部位置铰接，推杆与第三摆动臂12中部位置铰接，步进电机8固定于第三摆动臂12中部，通过联轴器9、轴承25与卡爪盘10连接，卡爪盘10与对接装置11中的结合部分41为4组，摆动臂组合与液压缸组合为3组，伸缩平台24上存在挡块33，限制卡扣运动，伸缩平台24下端弹簧与固定盘26连接，旋转固定盘22有四个分支限制卡扣23运动，旋转固定盘22安装在法兰盘21与固定盘26之间，螺栓20用于连接法兰盘21与固定盘26，旋转槽的角度为60°

固定底座1通过螺栓连接在岸上或者船体上；转动台2连接于伺服电机，伺服电机可以控制转动台2的旋转，从而控制整个装置的方向；第一摆动臂4底部与转动台2活动连接，顶部与第二摆动臂7活动连接；第一液压缸3底部活动连接在转动台2圆心处，推杆与第一摆动臂4中部活动连接，第一液压缸3控制着第一摆动臂4的角度与位置；第二摆动臂7底部与第一摆动臂4活动连接，顶部与第三摆动臂12活动连接；第二液压缸5底部活动连接在第一摆动臂4中部，推杆活动连接在第三摆动臂中部，第二液压缸6孔指着第二摆动臂7的角度和位置；第三摆动臂12底部与第二摆动臂7活动连接；第三液压缸6底部活动连接在第二摆动臂7中部，推杆活动连接在第三摆动臂12中部，第三液压缸6控制着第三摆动臂12的角度与位置。步进电机8固定在第三摆动臂12中部，通过连轴器9、轴承25和卡爪盘10连接，步进电机控制卡爪盘10的角度，使其能够与对接装置11准确连接。

法兰盘21通过螺栓20固定在固定盘26上，当装置与船体连接时，他承受外力作用；旋转固定盘22在法兰盘21与固定盘26之间，旋转固定盘22与连接轴27通过键连接，旋转固定盘22有两个状态，第一状态为锁死状态，限制卡扣23的转动，保证船体和装置连接，第二状态活动状态，使卡扣23可以向后转动，松开装置与船体连接；卡锁部分40由卡扣23和伸缩平台24组成，并与固定盘26固定连接，伸缩平台上有挡块33限制卡扣向前转动，

当卡爪盘10向前运动时卡爪盘前部使伸缩平台24向下运动，然后弹起与卡爪盘10锁住；固定盘26固定在岸上或者船上，是对接部分11的支撑结构；状态转换结构42由弹簧32、旋转槽30、滑块31、旋转按钮28组成，它与连接轴27固定连接，当装置与船体连接时，该结构为状态一，使旋转固定盘22锁死，外力经过卡扣23传给旋转固定盘22最终传给法兰盘21，当船停止停泊的时候，按下旋转按钮28，弹簧32压缩、滑块31移动，到达旋转槽30，转动把手29，此时该结构为状态二，通过轴使旋转固定盘22旋转，卡扣23可以向后旋转，卡爪盘10就能够顺利退出；连接轴27通过轴承与21连接，通过键与旋转固定盘22连接，把手29固定在连接轴27上。

采用上述的技术方案，在船靠岸停泊或者在水域上临时靠泊时，根据船舶的停靠位置，结合多个传感器反馈，确定对接装置11的位置，控制伺服电机调整转动台2旋转角度、控制第一液压缸3的伸缩量确定第一摆动臂4的角度和位置、控制第二液压缸5的伸缩量确定第二摆动臂7的角度和位置、控制第三液压缸6的伸缩量确定第三摆动臂12的角度和位置，控制步进电机8的旋转角度，最终使卡爪盘10对准对接装置11，控制卡爪盘10向前运动，卡爪盘10前部与卡扣23接触，此时旋转固定盘22为锁死状态，限制卡扣23前后运动，卡扣23使伸缩平台24向下运动，当卡爪盘10前部到达卡扣前端，伸缩平台24弹起，此时卡爪盘10与对接装置11锁住，当船舶靠岸停泊或水域临时系泊结束时，按下旋转按钮28，滑块31压缩弹簧32向前运动，当到达旋转槽30时，转动把手29，把手29带动连接轴27旋转，连接轴27带动旋转固定盘22转动，转动一定角度后，卡扣23可以向后转动，此时卡爪盘10就可顺利的与对接装置11脱离，转动把手29使其回到左极限位置，弹簧自动复位使旋转固定盘再次处于锁死状态。

通过传感器，可以实时的监测装置受到的外力和船体距岸的距离，可以不断的调整该装置的位置，使其达到最优受力状态；液压缸组合可以实现整体装置与船体柔性连接，这样该装置就实现了整体柔性连接，局部刚性连接，大大的提高了船舶靠岸停泊或者水域系泊的安全性。

综上，本发明所提供的系泊装置，具有以下优点：

通过卡爪盘和对接装置实现船体和本装置的刚性连接，纯机械结构，结构简单，稳定可靠，避免了船在恶劣的环境中因控制失灵的而造成的损失，在分离时，因该机械结构的特点，可以实现简单快速的分离，提高了系泊作业的灵活性。

根据传感器的反馈信息，能够实时的调整本装置的位姿，使其能够达到最佳受力情况，在船舶停泊时候还能控制各个液压缸的行程，使卡爪盘能够和对接装置快速对接，减少了对接的时间与人力物力的消耗。

在船舶停泊时，卡爪盘与对接装置是刚性连接，保证船体与装置稳定连接，但整个装置可以通过控制液压缸实现柔性连接，防止对设备的损坏。

该系泊装置能够精确的控制船体的位置，使船体可以防止与岸边或者其他船体发生碰撞摩擦，能够抑制船体的运动，减小船体的晃动。

以上仅为本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种船舶用的系泊装置，包括固定底座（1）、摆动臂组合、液压缸组合、卡爪盘（10）和对接装置（11），其特征在于，还包括传感器，所述固定底座（1）固定于船上或者岸上，所述摆动臂组合包括第一摆动臂（4）、第二摆动臂（7）和第三摆动臂（12），第一摆动臂（4）与转动台（2）活动连接，第二摆动臂（7）与第一摆动臂（4）活动连接，第三摆动臂（12）与第二摆动臂（7）活动连接，所述转动台（2）与伺服电机连接，液压缸组合包含第一液压缸（3）、第二液压缸（5）和第三液压缸（6），第一液压缸（3）与转动台（2）、第一摆动臂（4）铰接，第二液压缸（5）与第一摆动臂（4）、第二摆动臂（7）铰接，第三液压缸（6）与第二摆动臂（7）、第三摆动臂（12）铰接，步进电机（8）固定在第三摆动臂（12）上，卡爪盘（10）通过轴承（25）与步进电机（8）连接，传感器、液压缸组合与转动台（2）通过控制系统控制整个装置，步进电机（8）、转动台（2）、液压缸组合通过控制系统控制卡爪盘（10）与对接装置（11）结合，所述对接装置（11）固定于船上或者岸上；所述对接装置（11）包含法兰盘（21）、旋转固定盘（22）、伸缩平台（24）、旋转按钮（28）和旋转槽（30），法兰盘（21）与固定盘（26）通过螺纹连接，法兰盘（21）与连接轴（27）通过轴承（25）连接，所述旋转固定盘（22）与连接轴（27）通过键连接，伸缩平台（24）与卡扣（23）通过伸缩平台（24）上的轴活动连接，卡锁部分（40）由卡扣（23）和伸缩平台（24）组成，所述旋转按钮（28）固定在滑块（31）上，滑块（31）通过弹簧（32）连接在连接轴（27）上，把手（29）固定在连接轴（27）上。

2.如权利要求1所述的一种船舶用的系泊装置，其特征在于，所述第一液压缸（3）底部与转动台（2）圆心处铰接，第一摆动臂（4）、第二摆动臂（7）和第三摆动臂（12）的中部位置均铰接有推杆，第二液压缸（5）底部与第一摆动臂（4）中部位置铰接，第三液压缸（6）底部与第二摆动臂（7）中部位置铰接。

3.如权利要求2所述的一种船舶用的系泊装置，其特征在于，所述步进电机（8）固定在第三摆动臂（12）中部，通过联轴器（9）、轴承（25）与卡爪盘（10）连接。

4.如权利要求3所述的一种船舶用的系泊装置，其特征在于，所述卡爪盘（10）与对接装置（11）中的结合部分（41）为4组，所述摆动臂组合、液压缸组合均设置为3组。

5.如权利要求4所述的一种船舶用的系泊装置，其特征在于，所述伸缩平台（24）上设有挡块（33），限制卡扣（23）运动。

6.如权利要求5所述的一种船舶用的系泊装置，其特征在于，所述伸缩平台（24）下端弹簧与固定盘（26）连接，所述固定盘（26）上设有四个伸缩平台凹槽。

7.如权利要求6所述的一种船舶用的系泊装置，其特征在于，所述旋转固定盘（22）上设有四个凸块分支从而限制卡扣（23）运动。

8.如权利要求7所述的一种船舶用的系泊装置，其特征在于，所述旋转固定盘（22）安装在法兰盘（21）与固定盘（26）之间，法兰盘（21）与固定盘（26）之间用螺栓（20）固定。

9.如权利要求8所述的一种船舶用的系泊装置，其特征在于，所述旋转槽的角度（50）为60°。

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