CN113443426A - 一种船岸自动送缆连接系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船岸自动送缆连接系统及方法。该系统包括：岸基变电站、码头岸电箱、运载车、视觉识别装置、抓取装置、船侧岸电组件；所述船侧岸电组件包括：电缆收放装置、插头、导引滑轮、张力检测装置，船舶到达码头后将插头从船侧岸电组件上放下，抓取装置上的视觉识别装置识别到插头，完成路径规划，运载车根据规划的路径行驶到指定地点，抓取装置抓取到插头，返回码头岸电箱处，将插头插入码头岸电箱进行充电。本发明所述的船岸自动送缆连接系统及方法，可实现一种无人值守的自动控制，为现有港口船岸自动送缆连接提供了一种高效率的控制和实现方案。

Description

一种船岸自动送缆连接系统及方法
技术领域
本发明涉及高压岸电连接(HVSC)技术领域，尤其涉及一种港口船岸自动送缆连接系统及方法。
背景技术
随着航运业务占全球贸易资源比重已超过90％，我国目前已成为世界造船和航运贸易大国，港口货物吞吐量处于全球领先地位。但同时船用柴油机排放的污染物、产生的噪声及振动对环境污染和生态控制带来巨大压力。因此船舶停靠时采用港口岸电充电技术(船舶岸电)已成为节能减排的重要举措及发展方向。
当船舶到达港口后，主要由人工将船侧放下来的电缆插入码头岸电箱中，船舶离港时，再由人工收回电缆，这种人工的操作方式费时费力，如遇操作不当还会严重损伤电缆，造成安全隐患。未来港口岸电朝着高压特高压发展，人工操作的方式应逐渐被自动化设备所取代。目前在高压岸电连接(HVSC)技术领域，我国尚缺乏自动化的船岸自动送缆连接系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，并提供一种有效的船岸自动送缆连接系统及方法，适用于使用高压船舶岸电连接系统(HVSC)的码头。
为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种船岸自动送缆连接系统，包括岸基变电站、码头岸电箱、运载车、主控单元、视觉识别装置、抓取装置、船侧岸电组件；所述船侧岸电组件包括：电缆收放装置、插头、导引滑轮、张力检测装置，所述岸基变电站给码头岸电箱输送电力，所述抓取装置置于运载车上，所述视觉识别装置置于抓取装置上，所述主控单元分别与视觉识别装置、运载车、抓取装置、电缆收放装置信号连接；船舶到达码头后将插头从船侧岸电组件上放下，抓取装置上的视觉识别装置识别到插头，完成路径规划，运载车根据规划的路径行驶到指定地点，抓取装置抓取到插头，运载车带着插头返回码头岸电箱处，将插头插入码头岸电箱进行充电。
作为优选，所述码头岸电箱供电电压位于380V～11KV区间。
作为优选，所述张力检测装置安装于船侧岸电组件的导引滑轮处。
作为优选，所述运载车的移动方式包括但不限于轮式和轨道式。
作为优选，所述主控单元置于运载车上。
一种船岸自动送缆连接方法，采用上面所述船岸自动送缆连接系统进行连接，包括以下步骤：
当船舶停靠在岸电码头，船侧岸电组件即通过电缆收放装置放下插头；
抓取装置上的视觉识别装置识别到插头后，主控单元规划出抓取装置到插头位置的路径，运载车行驶到插头位置后抓取装置抓取到插头；
运载车带着抓取装置及插头返回至码头岸电箱处，并将插头插入码头岸电箱上的插座上；期间电缆收放装置持续放出相应长度的电缆，张力检测装置实时检测电缆受到的张力，主控单元根据张力检测装置测得的张力数据对电缆收放装置收放电缆的速度进行调节；
当码头岸电箱使用结束，抓取装置将码头岸电箱上的插头拔下，运载车带着抓取装置及插头行至船侧岸电组件的电缆收放装置下方，由电缆收放装置将插头向上收回至复位状态。
作为优选，所述视觉识别装置将视觉识别信号传送至主控单元，主控单元规划出抓取装置到插头处及返回的路线，抓取装置到插头的路线终点选择以抓取装置伸展可以触及并抓住插头为条件。
作为优选，所述电缆收放装置中设有电缆收放电机，所述主控单元通过控制电缆收放电机的转速来调节电缆收放速度，当张力检测装置检测的张力属于预设的允许范围内，则维持当前的电缆收放速度，当张力检测装置检测的张力超过了预设的允许范围，则加快电缆收放速度，使其与运载车速度适应，并降低张力。
采用上述技术方案后，本发明相比现有技术有以下有益效果：本发明提供一种有效的船岸自动送缆连接系统，适用于使用高压船舶岸电连接系统(HVSC)的码头。本发明所述的船岸自动送缆连接系统及方法，提供了一种智能化、自动化的船岸自动送缆连接方案，由于设置了相互信息连通的主控单元、运载车、抓取装置、视觉识别装置、张力检测装置和电缆收放装置，使得系统在得以实现一种无人值守的自动控制，为现有港口船岸自动送缆连接提供了一种高效率的控制和实现方案。
附图说明
图1为本发明一种船岸自动送缆连接系统的结构示意图；
图2为本发明一种船岸自动送缆连接系统中连接控制原理图；
其中附图标记如下：1—岸基变电站；2-码头岸电箱；3-抓取装置；4-插头；5-导引滑轮；6-电缆收放装置；61-电缆收放电机；7-运载车；8-主控单元；9-视觉识别装置；10-张力检测装置。
具体实施方式
为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作以详细说明。
如图1、图2所示，本发明一种船岸自动送缆连接系统，包括：岸基变电站1、码头岸电箱2、运载车7、主控单元8、视觉识别装置9、抓取装置3、船侧岸电组件；所述船侧岸电组件包括：电缆收放装置6、插头4、导引滑轮5、张力检测装置10，所述岸基变电站1给码头岸电箱2输送电力，所述抓取装置3置于运载车7上，所述视觉识别装置9置于抓取装置3上，所述主控单元8分别与视觉识别装置9、运载车7、抓取装置3、电缆收放装置6信号连接；船舶到达码头后将插头4从船侧岸电组件上放下，抓取装置3上的视觉识别装置9识别到插头4，完成路径规划，运载车7根据规划的路径行驶到指定地点，抓取装置3抓取到插头4，运载车7带着插头4返回码头岸电箱2处，将插头4插入码头岸电箱2进行充电。
所述码头岸电箱2供电电压位于380V～11KV区间。
所述张力检测装置10安装于船侧岸电组件的导引滑轮5处。
所述运载车7的移动方式包括但不限于轮式和轨道式。
所述主控单元8置于运载车7上。
一种船岸自动送缆连接方法，采用上面所述船岸自动送缆连接系统进行连接，包括以下步骤：
当船舶停靠在岸电码头，船侧岸电组件即通过电缆收放装置6放下插头4；
抓取装置3上的视觉识别装置9识别到插头4后，主控单元8规划出抓取装置3到插头4位置的路径，运载车7行驶到插头4位置后抓取装置3抓取到插头4；
运载车7带着抓取装置3及插头4返回至码头岸电箱2处，并将插头4插入码头岸电箱2上的插座上；期间组件上的电缆收放装置6持续放出相应长度的电缆，张力检测装置10实时检测电缆受到的张力，主控单元8根据张力检测装置10测得的张力数据对电缆收放装置6收放电缆的速度进行调节。
当码头岸电箱2使用结束，抓取装置3将码头岸电箱2上的插头4拔下，运载车7带着抓取装置3及插头4行至船侧岸电组件的电缆收放装置6下方，由电缆收放装置6将插头4向上收回至复位状态。
进一步地，所述视觉识别装置9将视觉识别信号传送至主控单元8，主控单元8规划出抓取装置3到插头4处及返回的路线，抓取装置3到插头4的路线终点选择以抓取装置3伸展可以触及并抓住插头4为条件。
主控单元8对路径的规划，以及视觉识别装置9的视觉识别方法，以及其中涉及的算法等技术内容，属于本领域的公知技术，不属于本发明的创新重点，此次不再详述。
进一步地，所述电缆收放装置6中设有电缆收放电机61，所述主控单元8通过控制电缆收放电机61的转速来调节电缆收放速度，当张力检测装置10检测的张力属于预设的允许范围内，则维持当前的电缆收放速度，当张力检测装置10检测的张力超过了预设的允许范围，则加快电缆收放速度，使其与运载车7速度适应，并降低张力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种船岸自动送缆连接系统，其特征在于：包括岸基变电站、码头岸电箱、运载车、主控单元、视觉识别装置、抓取装置、船侧岸电组件；所述船侧岸电组件包括：电缆收放装置、插头、导引滑轮、张力检测装置，所述岸基变电站给码头岸电箱输送电力，所述抓取装置置于运载车上，所述视觉识别装置置于抓取装置上，所述主控单元分别与视觉识别装置、运载车、抓取装置、电缆收放装置信号连接；船舶到达码头后将插头从船侧岸电组件上放下，抓取装置上的视觉识别装置识别到插头，完成路径规划，运载车根据规划的路径行驶到指定地点，抓取装置抓取到插头，运载车带着插头返回码头岸电箱处，将插头插入码头岸电箱进行充电。
2.如权利要求1所述的船岸自动送缆连接系统，其特征在于：所述码头岸电箱供电电压位于380V～11KV区间。
3.如权利要求1所述的船岸自动送缆连接系统，其特征在于：所述张力检测装置安装于船侧岸电组件的导引滑轮处。
4.如权利要求1所述的船岸自动送缆连接系统，其特征在于：所述运载车的移动方式包括但不限于轮式和轨道式。
5.如权利要求1所述的船岸自动送缆连接系统，其特征在于：所述主控单元置于运载车上。
6.一种船岸自动送缆连接方法，采用权利要求1所述船岸自动送缆连接系统进行连接，包括以下步骤：
当船舶停靠在岸电码头，船侧岸电组件即通过电缆收放装置放下插头；
抓取装置上的视觉识别装置识别到插头后，主控单元规划出抓取装置到插头位置的路径，运载车行驶到插头位置后抓取装置抓取到插头；
运载车带着抓取装置及插头返回至码头岸电箱处，并将插头插入码头岸电箱上的插座上；期间电缆收放装置持续放出相应长度的电缆，张力检测装置实时检测电缆受到的张力，主控单元根据张力检测装置测得的张力数据对电缆收放装置收放电缆的速度进行调节；
当码头岸电箱使用结束，抓取装置将码头岸电箱上的插头拔下，运载车带着抓取装置及插头行至船侧岸电组件的电缆收放装置下方，由电缆收放装置将插头向上收回至复位状态。
7.如权利要求6所述的船岸自动送缆连接方法，其特征在于：所述视觉识别装置将视觉识别信号传送至主控单元，主控单元规划出抓取装置到插头处及返回的路线，抓取装置到插头的路线终点选择以抓取装置伸展可以触及并抓住插头为条件。
8.如权利要求6所述的船岸自动送缆连接方法，其特征在于：所述电缆收放装置中设有电缆收放电机，所述主控单元通过控制电缆收放电机的转速来调节电缆收放速度，当张力检测装置检测的张力属于预设的允许范围内，则维持当前的电缆收放速度，当张力检测装置检测的张力超过了预设的允许范围，则加快电缆收放速度，使其与运载车速度适应，并降低张力。
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