CN112627115B - 串并混联船舶系靠泊装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种串并混联船舶系靠泊装置，其包括底座、大臂、大臂直线驱动器、小臂直线驱动器、小臂、吸板直线驱动器、中间安装板、吸盘连接板和缓冲复位组件，底座通过万向铰与大臂的第一端连接，大臂直线驱动器分别位于大臂的两侧，大臂的第二端与小臂的第一端转动连接，小臂直线驱动器的第一端与大臂转动连接，小臂直线驱动器的第二端与小臂转动连接，小臂的第二端通过万向铰与中间安装板连接，吸板直线驱动器分别设于小臂的两侧，中间安装板与吸盘连接板转动连接。本发明采用两个并联机构串联的结构形式对船舶进行靠系泊，不仅可以替代缆绳对船的系泊，还可以抑制风浪对于船舶的影响，具有结构简单，控制方便，工作空间大等优点。

Description

串并混联船舶系靠泊装置

技术领域

本发明属于系船舶靠泊设备技术领域，具体涉及一种串并混联船舶系靠泊装置。

背景技术

在风浪较大的港口，船舶受到不稳定的外力较大，船舶前后左右不断地晃动，码头工作人员系泊船只工作量很大，费时费力且不安全，且缆绳常常因磨损而产生安全隐患。同时，船舶靠泊时需要对自身位置进行一定程度的调整，且缆绳系泊时并不能很好的平衡外力对船舶造成的影响，这种船舶的不稳定，降低了装卸速率。并联机构具有结构稳定，刚度性能好，运动惯性小，控制方便，运动精度高等优点，串联结构有着工作空间大的优点。两者配合设计出的系靠泊机器人具有两者兼顾的优点，不仅对于船只靠泊位置姿态没有严格要求，且可以很好地抑制外力对船舶造成的一系列运动。

现有系泊机器人装置大多为串联装置，吸板自由度少，机械臂也不能实现各个方向的自由移动，虽然可以在一定程度上抑制波浪对于船只的影响，但工作空间较小，对于船舶停靠时的姿态有一定要求。因此设计一种系靠泊一体化，便捷化的机器人装置将大大优化船只系靠泊工作，提高工作效率。

发明内容

针对以上情况，本发明克服了现有技术中存在的不足，提供了一种串并混联船舶系靠泊装置，采用两个并联机构串联的结构形式对船舶进行靠系泊，不仅可以替代缆绳对船的系泊，还可以抑制风浪对于船舶的影响，有利于船只靠泊更加简便快捷，具有结构简单，控制方便，工作空间大等优点。

本发明采用的技术方案是，一种串并混联船舶系靠泊装置，其包括底座、大臂、大臂直线驱动器、小臂直线驱动器、小臂、吸板直线驱动器、中间安装板、吸盘连接板和缓冲复位组件，所述底座一侧设有控制柜，且所述底座通过第一万向铰与所述大臂的第一端连接，所述大臂直线驱动器包括第一大臂直线驱动器和第二大臂直线驱动器，所述第一大臂直线驱动器和第二大臂直线驱动器分别位于所述大臂的两侧，且所述第一大臂直线驱动器的第一端通过第二万向铰与所述底座连接，所述第一大臂直线驱动器的第二端通过第一球铰与所述大臂连接，所述第二大臂直线驱动器的第一端通过第三万向铰与所述底座连接，且所述第二大臂直线驱动器的第二端通过第二球铰与所述大臂连接；所述大臂的第二端通过第一转动副与所述小臂的第一端连接，所述小臂直线驱动器的第一端通过第二转动副与所述大臂连接，所述小臂直线驱动器的第二端通过第三转动副与所述小臂转动连接；所述小臂的第二端通过第四万向铰与所述中间安装板连接，所述吸板直线驱动器包括第一吸板直线驱动器和第二吸板直线驱动器，所述第一吸板直线驱动器和第二吸板直线驱动器分别设于所述小臂的两侧，且所述第一吸板直线驱动器的第一端通过第三球铰与所述小臂连接，所述第一吸板直线驱动器的第二端通过第五万向铰与所述中间安装板连接，所述第二吸板直线驱动器的第一端通过第四球铰与所述小臂连接，所述第二吸板直线驱动器的第二端通过第六万向铰与所述中间安装板连接，且所述第五万向铰与所述第六万向铰均位于所述第四万向铰上方，所述中间安装板通过第四转动副与所述吸盘连接板连接，且所述吸盘连接板上均布设有多个吸盘；所述缓冲复位组件设于所述中间安装板上，且所述缓冲复位组件包括左复位气弹簧、右复位气弹簧、左摇臂撞杆和右摇臂撞杆，所述左复位气弹簧的第一端通过第五转动副与所述中间安装板连接，且所述左复位气弹簧的第二端通过第六转动副与所述左摇臂撞杆的第一端连接，所述左摇臂撞杆的中间部通过第七转动与所述中间安装板连接，所述右复位气弹簧的第一端通过第八转动副与所述中间安装板连接，且所述右复位气弹簧的第二端通过第九转动副与所述右摇臂撞杆的第一端连接，所述右摇臂撞杆的中间部通过第十转动副与所述中间安装板连接，且所述左摇臂撞杆与所述右摇臂撞杆通过设于所述中间安装板上的限位块限位，所述左摇臂撞杆与所述右摇臂撞杆的第二端均与设于所述吸盘连接板上的撞击柱相接触。

进一步地，所述底座上还设有第一立板、第二立板和第三立板，所述第一万向铰、第二万向铰以及第三万向铰分别设于所述第一立板、第二立板以及第三立板上。

优选地，所述第一大臂直线驱动器、第二大臂直线驱动器和小臂直线驱动器能采用油缸、气缸驱动，亦能采用电动缸驱动。

优选地，所述第一吸板直线驱动器和第二吸板直线驱动器能采用油缸、气缸、电动缸驱动，亦能采用弹簧驱动。

优选地，所述吸盘能采用负压吸盘，亦能采用电磁吸盘。

进一步地，所述吸盘采用电磁吸盘时，所述电磁吸盘上还设有缓冲装置。

优选地，所述吸盘连接板亦能设有机械抓手，所述机械抓手与所述吸盘连接板固定连接，且所述吸盘连接板的边角处设有防撞垫块。

优选地，所述小臂的第二端能通过第四万向铰直接与所述吸盘连接板连接，且所述第一吸板直线驱动器和第二吸板直线驱动器的第二端分别通过第五万向铰和第六万向铰与所述吸盘连接板连接。

优选地，所述小臂的第二端能通过第五球铰直接与所述吸盘连接板连接，且所述第五球铰在所述吸盘连接板上的安装位置高于所述吸盘连接板的中心位置，所述第一吸板直线驱动器和第二吸板直线驱动器的第二端分别通过第七万向铰和第八万向铰与所述吸盘连接板连接，所述第七万向铰和第八万向铰均位于所述第五球铰的下方。

本发明的第二方面采用的技术方案是，一种串并混联船舶系靠泊装置，其包括底座、大臂、大臂直线驱动器、小臂直线驱动器、小臂、平行四边形连杆驱动器、中间安装板、吸盘连接板和缓冲复位组件，所述底座一侧设有控制柜，且所述底座通过第一万向铰与所述大臂的第一端连接，所述大臂直线驱动器包括第一大臂直线驱动器和第二大臂直线驱动器，所述第一大臂直线驱动器和第二大臂直线驱动器分别位于所述大臂的两侧，且所述第一大臂直线驱动器的第一端通过第二万向铰与所述底座连接，所述第一大臂直线驱动器的第二端通过第一球铰与所述大臂连接，所述第二大臂直线驱动器的第一端通过第三万向铰与所述底座连接，且所述第二大臂直线驱动器的第二端通过第二球铰与所述大臂连接；所述大臂的第二端通过连接转轴与所述小臂的第一端第一转动副连接，所述小臂直线驱动器的第一端通过第二转动副与所述大臂连接，所述小臂直线驱动器的第二端通过第三转动副与所述小臂转动连接；所述小臂的第二端通过第四万向铰与所述中间安装板连接，所述平行四边形连杆驱动器包括第一左连杆、第一右连杆、第二左调整直线驱动器、第二右调整直线驱动器、中心转轴和三头套筒，所述第一左连杆和第一右连杆分别设于所述大臂的两侧，且所述第一左连杆的第一端通过第五万向铰与所述底座连接，所述第一左连杆的第二端通过第三球铰与所述中心转轴的第一端连接，所述第一右连杆的第一端通过第六万向铰与所述底座连接，所述第一右连杆的第二端通过第四球铰与所述中心转轴的第二端连接，且所述中心转轴与所述三头套筒第四转动副连接，所述三头套筒设于所述连接转轴上，且与所述连接转轴第五转动副连接，所述第二左调整直线驱动器和第二右调整直线驱动器分别设于所述小臂的两侧，且所述第二左调整直线驱动器的第一端通过第五球铰与所述中心转轴的第一端连接，所述第二左调整直线驱动器的第二端通过第七万向铰与所述中间安装板连接，所述第二右调整直线驱动器的第一端通过第六球铰与所述中心转轴的第二端连接，所述第二右调整直线驱动器的第二端通过第八万向铰与所述中间安装板连接，且所述中间安装板通过第六转动副与所述吸盘连接板连接，且所述吸盘连接板上均布设有多个吸盘；所述缓冲复位组件设于所述中间安装板上，且所述缓冲复位组件包括左复位气弹簧、右复位气弹簧、左摇臂撞杆和右摇臂撞杆，所述左复位气弹簧的第一端通过第七转动副与所述中间安装板连接，且所述左复位气弹簧的第二端通过第八转动副与所述左摇臂撞杆的第一端连接，所述左摇臂撞杆的中间部通过第九转动副与所述中间安装板连接，所述右复位气弹簧的第一端通过第十转动副与所述中间安装板连接，且所述右复位气弹簧的第二端通过第十一转动副与所述右摇臂撞杆的第一端连接，所述右摇臂撞杆的中间部通过第十二转动副与所述中间安装板连接，且所述左摇臂撞杆与所述右摇臂撞杆通过设于所述中间安装板上的限位块限位，所述左摇臂撞杆与所述右摇臂撞杆的第二端均与设于所述吸盘连接板上的撞击柱相接触。

本发明的特点和有益效果是：

1、本发明提供的一种串并混联船舶系靠泊装置，该靠泊装置主体采用两个并联机构串联，使得末端的吸盘连接板具有三维移动和三维转动六个自由度，可以很好地优化船舶在码头靠泊或船舶与船舶之间的靠泊工作，同时能抑制船体因风浪产生的运动，大大提高船舶系靠泊的安全性和可靠性。

2、本发明提供的一种串并混联船舶系靠泊装置，吸盘连接板能单独实现三自由度回转，其中两个转动自由度既可以主动转动也可以随动，有利于吸盘连接板上的吸盘能更好的与船体的吸附连结，能大大简化船只靠泊作业，且不需要对船体进行大的改动。

3、本发明提供的一种串并混联船舶系靠泊装置，可以很好地应用于小型快艇的一体化、自动化系靠泊，同时能用于构建智能型码头，具有结构简单、控制方便、稳定性好、刚度大、实用性和适应性较强等优点。

附图说明

图1是本发明实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明实施例1的前端结构局部示意图；

图3是本发明实施例1的中间安装板上缓冲复位组件示意图；

图4是本发明实施例1的船舶系泊示意图；

图5是本发明实施例2的整体结构示意图；

图6是本发明实施例2的中间安装板上缓冲复位组件示意图；

图7是本发明实施例3的整体结构示意图；

图8是本发明实施例4的整体结构示意图；

图9是本发明实施例5的整体结构示意图；

图10是本发明实施例6的整体结构示意图；

图11是本发明实施例6的前端结构局部示意图；

图12是本发明实施例6的平行四边形连杆驱动器结构示意图；

图13是本发明实施例6的中间安装板上缓冲复位组件示意图；

图14是本发明实施例6的船舶系泊示意图；

图15是本发明实施例7的整体结构示意图；

图16是本发明实施例8的整体结构示意图；

图17是本发明实施例9的整体结构示意图。

主要附图标记：

底座1；第一立板11；第二立板12；第三立板13；大臂2；连接转轴21；第一大臂直线驱动器3a；第二大臂直线驱动器3b；小臂直线驱动器4；小臂5；第一吸板直线驱动器6a；第二吸板直线驱动器6b；第一左连杆601；第一右连杆602；第二左调整直线驱动器603；第二右调整直线驱动器604；中心转轴605；三头套筒606；中间安装板7；左复位气弹簧71a；右复位气弹簧71b；左摇臂撞杆72a；右摇臂撞杆72b；限位块73；左拉簧74a；右拉簧74b；吸盘连接板8；吸盘81；撞击柱82；控制柜9；机械抓手10；防撞垫块101；船舶20；岸边201；万向铰U；球铰S；转动副R。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

实施例1

本发明提供一种串并混联船舶系靠泊装置，如图1所示，其包括底座1、大臂2、大臂直线驱动器、小臂直线驱动器4、小臂5、吸板直线驱动器、中间安装板7、吸盘连接板8和缓冲复位组件，底座1一侧设有控制柜9，且底座1通过第一万向铰U1与大臂2的第一端连接，大臂直线驱动器包括第一大臂直线驱动器3a和第二大臂直线驱动器3b，第一大臂直线驱动器3a和第二大臂直线驱动器3b分别位于大臂2的两侧，且第一大臂直线驱动器3a的第一端通过第二万向铰U2与底座1连接，第一大臂直线驱动器3a的第二端通过第一球铰S1与大臂2连接，第二大臂直线驱动器3b的第一端通过第三万向铰U3与底座1连接，第二大臂直线驱动器3b的第二端通过第二球铰S2与大臂2连接，且第一万向铰U1中心与第二万向铰U2中心间的连线、第二万向铰U2中心与第三万向铰U3中心间的连线以及第三万向铰U3中心与第一万向铰U1中心间的连线共同构成三角形，第一球铰S1和第二球铰S2通过球铰安装座对称设于大臂2的两侧，同时第一大臂直线驱动器3a和第二大臂直线驱动器3b协同运动实现大臂2相对第一万向铰U1的两个转动自由度。大臂2的第二端通过第一转动副R1与小臂5的第一端连接，小臂直线驱动器4的第一端通过第二转动副R2与大臂2连接，小臂直线驱动器4的第二端通过第三转动副R3与小臂5转动连接，小臂直线驱动器4运动实现小臂5绕第一转动副R1的回转自由度。小臂5的第二端通过第四万向铰U4与中间安装板7连接，吸板直线驱动器包括第一吸板直线驱动器6a和第二吸板直线驱动器6b，第一吸板直线驱动器6a和第二吸板直线驱动器6b分别设于小臂5的两侧，且第一吸板直线驱动器6a的第一端通过第三球铰S3与小臂5连接，第一吸板直线驱动器6a的第二端通过第五万向铰U5与中间安装板7连接，第二吸板直线驱动器6b的第一端通过第四球铰S4与小臂5连接，第二吸板直线驱动器6b的第二端通过第六万向铰U6与中间安装板7连接，第五万向铰U5与第六万向铰U6均位于第四万向铰U4上方，且第四万向铰U4中心与第五万向铰U5中心间的连线、第五万向铰U5中心与第六万向铰U6中心间的连线以及第六万向铰U6中心与第四万向铰U4中心间的连线共同构成三角形，中间安装板7通过第四转动副R4与吸盘连接板8连接，且吸盘连接板8上均布设有多个吸盘81。

具体的，底座1上还设有第一立板11、第二立板12和第三立板13，第一万向铰U1、第二万向铰U2以及第三万向铰U3分别设于第一立板11、第二立板12以及第三立板13上。

优选地，第一大臂直线驱动器3a、第二大臂直线驱动器3b、小臂直线驱动器4、第一吸板直线驱动器6a和第二吸板直线驱动器6b能采用油缸、气缸驱动，亦能采用电动缸或弹簧驱动，当为弹簧缸时吸盘连接板8不再具有主动调整功能。当第一吸板直线驱动器6a和第二吸板直线驱动器6b采用油缸时，可以液压回路中增加阻尼装置，当船舶与系靠泊装置连接完成后，依靠驱动单元阻尼力来减弱风浪对船舶的不良影响。

优选地，吸盘81能采用负压吸盘，亦能采用电磁吸盘。当吸盘81采用电磁吸盘时，电磁吸盘上还设有缓冲装置，以减缓船舶吸附时的冲击。

如图2和图3所示，缓冲复位组件设于中间安装板7上，且缓冲复位组件包括左复位气弹簧71a、右复位气弹簧71b、左摇臂撞杆72a和右摇臂撞杆72b，左复位气弹簧71a的第一端通过第五转动副R5与中间安装板7连接，且左复位气弹簧71a的第二端通过第六转动副R6与左摇臂撞杆72a的第一端连接，左摇臂撞杆72a的中间部通过第七转动R7与中间安装板7连接，右复位气弹簧71b的第一端通过第八转动副R8与中间安装板7连接，且右复位气弹簧71b的第二端通过第九转动副R9与右摇臂撞杆72b的第一端连接，右摇臂撞杆72b的中间部通过第十转动R10与中间安装板7连接，且左摇臂撞杆72a与右摇臂撞杆72b通过设于中间安装板7上的限位块73限位。当中间安装板与吸盘连接板8未发生相对转动时，左摇臂撞杆72a与右摇臂撞杆72b的第二端均与设于吸盘连接板8上的撞击柱82相接触。

如图4所示，将多个串并混联船舶系靠泊装置设置于码头201上，当对船舶20驶近于码头201时，控制系统实时监测船舶20距岸边距离以及吸盘连接板8所处的伸出距离和方位姿态。其中调整吸盘连接板8伸出距离与姿态的步骤具体为：在工作空间内，当第一大臂直线驱动器3a和第二大臂直线驱动器3b同步伸出，小臂直线驱动器4伸出，可以控制吸盘连接板8上移，第一吸板直线驱动器6a和第二吸板直线驱动器6b伸出，可保证吸盘连接板8始终侧面垂直于地面，底面与地面平行，对各驱动器反向动作，即可以控制吸盘连接板8下移；当装置处于中间位置时，第一大臂直线驱动器3a伸出、第二大臂直线驱动器3b缩回以及小臂直线驱动器4伸出时，可以控制吸盘连接板8左移，同时第二吸板直线驱动器6b伸出，第一吸板直线驱动器6a缩回，可保证吸盘连接板8始终侧面垂直于地面，底面与地面平行，对各驱动器反向动作，即可以控制吸盘连接板8右移；当第一大臂直线驱动器3a和第二大臂直线驱动器3b同步缩回，小臂直线驱动器4伸出，可以控制吸盘连接板8向前移动，此时第一吸板直线驱动器6a和第二吸板直线驱动器6b同步伸出可保证吸盘连接板8仍处于侧面垂直于地面，底面与地面平行的空间位置，对各驱动器反向动作，即可以控制吸盘连接板8向后移动。各驱动单元协同作用，实现了吸盘连接板8的空间五个自由度。当吸盘连接板8与船舶连接后，船舶随波浪的运动使吸盘连接板8绕第四转动副R4与中间安装板7发生相对转动时，撞击柱82将促使左摇臂撞杆72a或右摇臂撞杆72b转动，从而使得左复位气弹簧71a或右复位气弹簧71b压缩，而左复位气弹簧71a或右复位气弹簧71b的恢复力将促使吸盘连接板8摆回原位，达到控制吸盘连接板8一个回转自由度的目的。

当吸盘连接板8上的吸盘81与船舶20连接好后，驱动多个串并混联船舶系靠泊装置的第一大臂直线驱动器3a、第二大臂直线驱动器3b、小臂直线驱动器4、第一吸板直线驱动器6a以及第二吸板直线驱动器6b协同运动，继而对船舶20在风浪条件下不稳定晃动进行抑制。

实施例2

如图5和图6所示，可以将缓冲复位组件中的左复位气弹簧71a和右复位气弹簧71b替换为左拉簧74a和右拉簧74b，同时左摇臂撞杆72a和右摇臂撞杆72b的机构与实施例1中的结构有所不同。采用此种连接方式缓冲复位组件在中间安装板7上不需要较大的纵向布置空间，依靠撞击柱82左右摇摆时，促使左拉簧74a和右拉簧74b依靠恢复力能恢复至原始位置，进而达到控制一吸盘连接板8一个回转自由度的目的。

实施例3

如图7所示，实施例1中吸盘连接板8上的吸盘81能替换为机械抓手10，机械抓手10与吸盘连接板8固定连接，且吸盘连接板8的边角处设有防撞垫块101。船舶20系靠泊时依靠机械抓手10与船舶20连接，船舶20上只需加装额外的抓取部件。当船舶20到达一定位置时，机械抓手10与船舶20上对应的抓取部件抱紧，实现靠系泊装置与船舶20的连接，而防撞垫块101可以减缓抓取时船舶运动对系泊装置造成的撞击，对系泊装置起一定的保护作用。

实施例4

如图8所示，小臂5的第二端能通过第四万向铰U4直接与吸盘连接板8连接，去除了中间安装板7与吸盘连接板8转动连接的第四转动副R4，且第一吸板直线驱动器6a和第二吸板直线驱动器6b的第二端分别通过第五万向铰U5和第六万向铰U6与吸盘连接板8连接。吸盘连接板8失去一个转动自由度，在不涉及绕垂直于吸盘连接板8轴线旋转的工作需求时，仍可作为一些场合的作业装置。

实施例5

如图9所示，与实施例4的不同之处在于：小臂5的第二端能通过第五球铰S5直接与吸盘连接板8连接，且第五球铰S5在吸盘连接板8上的安装位置高于吸盘连接板8的中心位置，且第一吸板直线驱动器6a和第二吸板直线驱动器6b的第二端分别通过第七万向铰U7和第八万向铰U8与吸盘连接板8连接，第七万向铰U7和第八万向铰U8均位于第五球铰S5的下方。本实施例中的系靠泊装置不再需要额外的缓冲复位组件，当吸盘连接板8发生垂直于吸盘连接板8端面的旋转时，重心将发生偏离，依靠重力控制一个回转自由度。

实施例6

本发明的第二方面采用的技术方案是，一种串并混联船舶系靠泊装置，如图10和图11所示，其包括底座1、大臂2、大臂直线驱动器、小臂直线驱动器4、小臂5、平行四边形连杆驱动器、中间安装板7、吸盘连接板8和缓冲复位组件，底座1一侧设有控制柜9，且底座1通过第一万向铰U1与大臂2的第一端连接，大臂直线驱动器包括第一大臂直线驱动器3a和第二大臂直线驱动器3b，第一大臂直线驱动器3a和第二大臂直线驱动器3b分别位于大臂2的两侧，且第一大臂直线驱动器3a的第一端通过第二万向铰U2与底座1连接，第一大臂直线驱动器3a的第二端通过第一球铰S1与大臂2连接，第二大臂直线驱动器3b的第一端通过第三万向铰U3与底座1连接，且第二大臂直线驱动器3b的第二端通过第二球铰S2与大臂2连接；大臂2的第二端通过连接转轴21与小臂5的第一端第一转动副R1连接，小臂直线驱动器4的第一端通过第二转动副R2与大臂2连接，小臂直线驱动器4的第二端通过第三转动副R3与小臂5转动连接。

如图12所示，小臂5的第二端通过第四万向铰U4与中间安装板7连接，平行四边形连杆驱动器包括第一左连杆601、第一右连杆602、第二左调整直线驱动器603、第二右调整直线驱动器604、中心转轴605和三头套筒606，第一左连杆601和第一右连杆602分别设于大臂2的两侧，且第一左连杆601的第一端通过第五万向铰U5与底座1连接，第一左连杆601的第二端通过第三球铰S3与中心转轴605的第一端连接，第一右连杆602的第一端通过第六万向铰U6与底座1连接，第一右连杆602的第二端通过第四球铰S4与中心转轴605的第二端连接，且中心转轴605与三头套筒606第四转动副R4连接，三头套筒606设于连接转轴21上，且与连接转轴21第五转动副R5连接，且第四转动副R4轴线垂直于第五转动副R5轴线，第五转动副R5轴线与第一转动副R1轴线重合，第二左调整直线驱动器603和第二右调整直线驱动器604分别设于小臂5的两侧，且第二左调整直线驱动器603的第一端通过第五球铰S5与中心转轴605的第一端连接，第二左调整直线驱动器603的第二端通过第七万向铰U7与中间安装板7连接，第二右调整直线驱动器604的第一端通过第六球铰S6与中心转轴605的第二端连接，第二右调整直线驱动器604的第二端通过第八万向铰U8与中间安装板7连接，且中间安装板7通过第六转动副R6与吸盘连接板8连接，且吸盘连接板8上均布设有多个吸盘81。

具体的，底座1上还设有第一立板11、第二立板12和第三立板13，第一万向铰U1、第五万向铰U5以及第六万向铰U6设于第一立板11上，第二万向铰U2和第三万向铰U3分别设于第二立板12和第三立板13上。

如图13所示，缓冲复位组件设于中间安装板7上，且缓冲复位组件包括左复位气弹簧71a、右复位气弹簧71b、左摇臂撞杆72a和右摇臂撞杆72b，左复位气弹簧71a的第一端通过第七转动副R7与中间安装板7连接，且左复位气弹簧71a的第二端通过第八转动副R8与左摇臂撞杆72a的第一端连接，左摇臂撞杆72a的中间部通过第九转动R9与中间安装板7连接，右复位气弹簧71b的第一端通过第十转动副R10与中间安装板7连接，且右复位气弹簧71b的第二端通过第十一转动副R11与右摇臂撞杆72b的第一端连接，右摇臂撞杆72b的中间部通过第十二转动副R12与中间安装板7连接，且左摇臂撞杆72a与右摇臂撞杆72b通过设于中间安装板7上的限位块73限位，左摇臂撞杆72a与右摇臂撞杆72b的第二端均与设于吸盘连接板8上的撞击柱82相接触。

如图14所示，将多个串并混联船舶系靠泊装置设置于码头201上，当对船舶20驶近于码头201时，控制系统实时监测船舶20距岸边距离以及吸盘连接板8所处的伸出距离和方位姿态。其中调整吸盘连接板8伸出距离与姿态的步骤具体为：

在工作空间内，当第二左调整直线驱动器603与第二右调整直线驱动器604保持伸出距离相同且与小臂构成空间平行四边形机构时，当第一大臂直线驱动器3a和第二大臂直线驱动器3b同步伸出，小臂直线驱动器4伸出，可以控制吸盘连接板8上移，由于平行四边形机构原理，可保证吸盘连接板8始终侧面垂直于地面，底面与地面平行，对各驱动器反向动作，即可以控制吸盘连接板8下移；当装置处于中间位置时，第一大臂直线驱动器3a伸出、第二大臂直线驱动器3b缩回以及小臂直线驱动器4伸出时，可以控制吸盘连接板8左移，由于平行四边形机构原理，可保证吸盘连接板8始终侧面垂直于地面，底面与地面平行，对各驱动器反向动作，即可以控制吸盘连接板8右移；当第一大臂直线驱动器3a和第二大臂直线驱动器3b同步缩回，小臂直线驱动器4伸出，可以控制吸盘连接板8向前移动，此时由于平行四边形机构原理，可保证吸盘连接板8仍处于侧面垂直于地面，底面与地面平行的空间位置，对各驱动器反向动作，即可以控制吸盘连接板8向后移动。各驱动单元协同作用，实现了吸盘连接板8的空间五个自由度。

当吸盘连接板8与船舶连接后，船舶随波浪的运动使吸盘连接板8绕第六转动副R6与中间安装板7发生相对转动时，撞击柱82将促使左摇臂撞杆72a或右摇臂撞杆72b转动，从而使得左复位气弹簧71a或右复位气弹簧71b压缩，而左复位气弹簧71a或右复位气弹簧71b的恢复力将促使吸盘连接板8摆回原位，达到控制吸盘连接板8一个回转自由度的目的。同时第二左调整直线驱动器603与第二右调整直线驱动器604协同运动，也可主动控制吸盘两个回转自由度。

当吸盘连接板8上的吸盘81与船舶20连接好后，驱动多个串并混联船舶系靠泊装置的第一大臂直线驱动器3a、第二大臂直线驱动器3b、小臂直线驱动器4以及平行四边形连杆驱动器协同运动，继而对船舶20在风浪条件下不稳定晃动进行抑制。

实施例7

如图15所示，可以将缓冲复位组件中的左复位气弹簧71a和右复位气弹簧71b替换为左拉簧74a和右拉簧74b，同时左摇臂撞杆72a和右摇臂撞杆72b的机构与实施例1中的结构有所不同。采用此种连接方式缓冲复位组件在中间安装板7上不需要较大的纵向布置空间，依靠撞击柱82左右摇摆时，促使左拉簧74a和右拉簧74b依靠恢复力能恢复至原始位置，进而达到控制一吸盘连接板8一个回转自由度的目的。

实施例8

如图16所示，小臂5的第二端能通过第四万向铰U4直接与吸盘连接板8连接，去除了中间安装板7与吸盘连接板8转动连接的第六转动副R6，且平行四边形连杆驱动器中的第二左调整直线驱动器603和第二右调整直线驱动器604的第二端分别通过第七万向铰U7和第八万向铰U8与吸盘连接板8连接。吸盘连接板8失去一个转动自由度，在不涉及绕垂直于吸盘连接板8轴线旋转的工作需求时，仍可作为一些场合的作业装置。

实施例9

如图17所示，实施例6中吸盘连接板8上的吸盘81能替换为机械抓手10，机械抓手10与吸盘连接板8固定连接，且吸盘连接板8的边角处设有防撞垫块101。船舶20系靠泊时依靠机械抓手10与船舶20连接，船舶20上只需加装额外的抓取部件。当船舶20到达一定位置时，机械抓手10与船舶20上对应的抓取部件抱紧，实现靠系泊装置与船舶20的连接，而防撞垫块101可以减缓抓取时船舶运动对系泊装置造成的撞击，对系泊装置起一定的保护作用。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种串并混联船舶系靠泊装置，其特征在于，其包括底座、大臂、大臂直线驱动器、小臂直线驱动器、小臂、吸板直线驱动器、中间安装板、吸盘连接板和缓冲复位组件，

所述底座一侧设有控制柜，且所述底座通过第一万向铰与所述大臂的第一端连接，所述大臂直线驱动器包括第一大臂直线驱动器和第二大臂直线驱动器，所述第一大臂直线驱动器和第二大臂直线驱动器分别位于所述大臂的两侧，且所述第一大臂直线驱动器的第一端通过第二万向铰与所述底座连接，所述第一大臂直线驱动器的第二端通过第一球铰与所述大臂连接，所述第二大臂直线驱动器的第一端通过第三万向铰与所述底座连接，且所述第二大臂直线驱动器的第二端通过第二球铰与所述大臂连接；

所述大臂的第二端通过第一转动副与所述小臂的第一端连接，所述小臂直线驱动器的第一端通过第二转动副与所述大臂连接，所述小臂直线驱动器的第二端通过第三转动副与所述小臂转动连接；

所述小臂的第二端通过第四万向铰与所述中间安装板连接，所述吸板直线驱动器包括第一吸板直线驱动器和第二吸板直线驱动器，所述第一吸板直线驱动器和第二吸板直线驱动器分别设于所述小臂的两侧，且所述第一吸板直线驱动器的第一端通过第三球铰与所述小臂连接，所述第一吸板直线驱动器的第二端通过第五万向铰与所述中间安装板连接，所述第二吸板直线驱动器的第一端通过第四球铰与所述小臂连接，所述第二吸板直线驱动器的第二端通过第六万向铰与所述中间安装板连接，且所述第五万向铰与所述第六万向铰均位于所述第四万向铰上方，所述中间安装板通过第四转动副与所述吸盘连接板连接，且所述吸盘连接板上均布设有多个吸盘；

所述缓冲复位组件设于所述中间安装板上，且所述缓冲复位组件包括左复位气弹簧、右复位气弹簧、左摇臂撞杆和右摇臂撞杆，所述左复位气弹簧的第一端通过第五转动副与所述中间安装板连接，且所述左复位气弹簧的第二端通过第六转动副与所述左摇臂撞杆的第一端连接，所述左摇臂撞杆的中间部通过第七转动与所述中间安装板连接，所述右复位气弹簧的第一端通过第八转动副与所述中间安装板连接，且所述右复位气弹簧的第二端通过第九转动副与所述右摇臂撞杆的第一端连接，所述右摇臂撞杆的中间部通过第十转动副与所述中间安装板连接，且所述左摇臂撞杆与所述右摇臂撞杆通过设于所述中间安装板上的限位块限位，所述左摇臂撞杆与所述右摇臂撞杆的第二端均与设于所述吸盘连接板上的撞击柱相接触。

2.根据权利要求1所述的串并混联船舶系靠泊装置，其特征在于，所述底座上还设有第一立板、第二立板和第三立板，所述第一万向铰、第二万向铰以及第三万向铰分别设于所述第一立板、第二立板以及第三立板上。

3.根据权利要求1所述的串并混联船舶系靠泊装置，其特征在于，所述第一大臂直线驱动器、第二大臂直线驱动器和小臂直线驱动器能采用油缸、气缸驱动，亦能采用电动缸驱动。

4.根据权利要求1所述的串并混联船舶系靠泊装置，其特征在于，所述第一吸板直线驱动器和第二吸板直线驱动器能采用油缸、气缸、电动缸驱动，亦能采用弹簧驱动。

5.根据权利要求1所述的串并混联船舶系靠泊装置，其特征在于，所述吸盘能采用负压吸盘，亦能采用电磁吸盘。

6.根据权利要求5所述的串并混联船舶系靠泊装置，其特征在于，所述吸盘采用电磁吸盘时，所述电磁吸盘上还设有缓冲装置。

7.根据权利要求1所述的串并混联船舶系靠泊装置，其特征在于，所述吸盘连接板亦能设有机械抓手，所述机械抓手与所述吸盘连接板固定连接，且所述吸盘连接板的边角处设有防撞垫块。

8.根据权利要求1所述的串并混联船舶系靠泊装置，其特征在于，所述小臂的第二端能通过第四万向铰直接与所述吸盘连接板连接，且所述第一吸板直线驱动器和第二吸板直线驱动器的第二端分别通过第五万向铰和第六万向铰与所述吸盘连接板连接。

9.根据权利要求8所述的串并混联船舶系靠泊装置，其特征在于，所述小臂的第二端能通过第五球铰直接与所述吸盘连接板连接，且所述第五球铰在所述吸盘连接板上的安装位置高于所述吸盘连接板的中心位置，所述第一吸板直线驱动器和第二吸板直线驱动器的第二端分别通过第七万向铰和第八万向铰与所述吸盘连接板连接，所述第七万向铰和第八万向铰均位于所述第五球铰的下方。

10.一种串并混联船舶系靠泊装置，其特征在于，其包括底座、大臂、大臂直线驱动器、小臂直线驱动器、小臂、平行四边形连杆驱动器、中间安装板、吸盘连接板和缓冲复位组件，

所述底座一侧设有控制柜，且所述底座通过第一万向铰与所述大臂的第一端连接，所述大臂直线驱动器包括第一大臂直线驱动器和第二大臂直线驱动器，所述第一大臂直线驱动器和第二大臂直线驱动器分别位于所述大臂的两侧，且所述第一大臂直线驱动器的第一端通过第二万向铰与所述底座连接，所述第一大臂直线驱动器的第二端通过第一球铰与所述大臂连接，所述第二大臂直线驱动器的第一端通过第三万向铰与所述底座连接，且所述第二大臂直线驱动器的第二端通过第二球铰与所述大臂连接；

所述大臂的第二端通过连接转轴与所述小臂的第一端第一转动副连接，所述小臂直线驱动器的第一端通过第二转动副与所述大臂连接，所述小臂直线驱动器的第二端通过第三转动副与所述小臂转动连接；

所述小臂的第二端通过第四万向铰与所述中间安装板连接，所述平行四边形连杆驱动器包括第一左连杆、第一右连杆、第二左调整直线驱动器、第二右调整直线驱动器、中心转轴和三头套筒，所述第一左连杆和第一右连杆分别设于所述大臂的两侧，且所述第一左连杆的第一端通过第五万向铰与所述底座连接，所述第一左连杆的第二端通过第三球铰与所述中心转轴的第一端连接，所述第一右连杆的第一端通过第六万向铰与所述底座连接，所述第一右连杆的第二端通过第四球铰与所述中心转轴的第二端连接，且所述中心转轴与所述三头套筒第四转动副连接，所述三头套筒设于所述连接转轴上，且与所述连接转轴第五转动副连接，所述第二左调整直线驱动器和第二右调整直线驱动器分别设于所述小臂的两侧，且所述第二左调整直线驱动器的第一端通过第五球铰与所述中心转轴的第一端连接，所述第二左调整直线驱动器的第二端通过第七万向铰与所述中间安装板连接，所述第二右调整直线驱动器的第一端通过第六球铰与所述中心转轴的第二端连接，所述第二右调整直线驱动器的第二端通过第八万向铰与所述中间安装板连接，且所述中间安装板通过第六转动副与所述吸盘连接板连接，且所述吸盘连接板上均布设有多个吸盘；

所述缓冲复位组件设于所述中间安装板上，且所述缓冲复位组件包括左复位气弹簧、右复位气弹簧、左摇臂撞杆和右摇臂撞杆，所述左复位气弹簧的第一端通过第七转动副与所述中间安装板连接，且所述左复位气弹簧的第二端通过第八转动副与所述左摇臂撞杆的第一端连接，所述左摇臂撞杆的中间部通过第九转动副与所述中间安装板连接，所述右复位气弹簧的第一端通过第十转动副与所述中间安装板连接，且所述右复位气弹簧的第二端通过第十一转动副与所述右摇臂撞杆的第一端连接，所述右摇臂撞杆的中间部通过第十二转动副与所述中间安装板连接，且所述左摇臂撞杆与所述右摇臂撞杆通过设于所述中间安装板上的限位块限位，所述左摇臂撞杆与所述右摇臂撞杆的第二端均与设于所述吸盘连接板上的撞击柱相接触。

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