CN115556873A - 一种船舶系泊装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种船舶系泊装置及方法，包括系泊港口，所述系泊港口靠近水体一侧开设有若干间隔均匀的系泊艇涵洞，若干所述系泊艇涵洞内一一对应停靠有具有视觉识别功能的无人系泊艇，所述无人系泊艇通过自身设置的动力装置完成水面航行，所述无人系泊艇尾端拖曳式连接有系泊缆绳，所述系泊缆绳远离无人系泊艇一端缠绕在收卷轮上，本发明通过在岸基设置绳索式牵引机构，将现有技术中系泊绳索一对一使用方式拓展为一套系泊系统适配所有系泊船只的方式，无人系泊艇不仅作为系泊系统的一部分，还作为船体牵引装置用于辅助船体顺利靠岸，大大减少了系泊系统的装配数量，提高了空间利用率，保证系泊过程安全高效进行。
Description
技术领域
本发明涉及船舶系泊装置技术领域，具体为一种船舶系泊装置及方法。
背景技术
系泊是指运用系缆设备使船舶停靠于泊位的作业过程，世界海运发展千余年至今，从私人小艇至万吨巨轮，仍然采用较为原始的系泊方式，即通过缆绳将船体与岸基连接固定，虽然近几年出现了真空系泊装置，但该装置存在较为明显的弊端，一方面大型巨轮在停泊靠岸过程中难度巨大，而真空系泊装置需要船身与岸基保持平行，因此该过程需要耗费大量时间，且稍不注意则会发生船身撞击岸基造成巨大危险，同时由于船体在停靠过程中会受到海面波动而发生起伏现象，而真空系泊装置难以保证在起伏过程中船身与负压吸盘的充分吸附，同时可能造成吸盘脱落甚至是真空系泊装置损坏的巨大风险；
现有技术中公开号为“CN114096460A”的一种用于操作系泊缆绳的方法和装置(分类号为B63B21/04)该装置通过操作具有附接到船舶的第一端部的系泊缆绳的方法包括用安装到拖船的可移动臂捕获系泊缆绳的第二端部，所述方法还包括将所述系泊缆绳的中间部分相关于所述拖船固定在所述第一端部和所述第二端部之间，所述方法还包括将所述系泊缆绳的所述第二端部从第一位置移动到第二位置，同时将所述系泊缆绳的所述中间部分固定到所述拖船；
上述装置虽然优化了原始的缆绳系泊方式，但是上述该用于操作系泊缆绳的方法和装置在使用过程中仍然存在较为明显的缺陷：1、上述装置通过作业艇将系泊缆绳递送至岸上作业人员，其停靠方式仍然采用原始的系泊方式，这就导致现有船只上均需自备有缆绳收卷装置，而在大型船只上，系泊缆绳以及收卷装置占用了大量空间，且每艘船均需配备，造成了巨大的资源浪费；2、上述装置在系泊过程中仍然需要人工参与，且在人工驾驶拖船靠近巨轮以及操作收卷装置过程中，存在一定的风险性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶系泊装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种船舶系泊装置，包括系泊港口，所述系泊港口靠近水体一侧开设有若干间隔均匀的系泊艇涵洞，若干所述系泊艇涵洞内一一对应停靠有具有视觉识别功能的无人系泊艇，所述无人系泊艇通过自身设置的动力装置完成水面航行，所述无人系泊艇尾端拖曳式连接有系泊缆绳，所述系泊缆绳远离无人系泊艇一端缠绕在收卷轮上，所述收卷轮通过收卷减速电机驱动进行系泊缆绳的收放操作，所述无人系泊艇远离系泊缆绳一端通过捕获装置与船舶侧边设置的系泊升降架配合，配合后的所述无人系泊艇在系泊缆绳拉动下将船舶靠岸系泊；
所述系泊港口岸基固定安装有系泊立柱，所述系泊立柱通过设置于其上的视觉观察装置对船舶和无人系泊艇进行定位，所述系泊立柱还在捕获装置与系泊升降架配合过程中为无人系泊艇提供引导。
优选的，所述系泊升降架通过液压升降机构升降式设置于保护罩内部，所述保护罩固定安装于船头、船尾及船身外侧壁，所述系泊升降架为外侧开槽的中空管型结构。
优选的，所述无人系泊艇的捕获装置包括无人系泊艇船头两侧通过电动伸缩杆固定安装的负压吸盘，两侧的所述负压吸盘与无人系泊艇内置的负压泵连通，两侧所述负压吸盘之间的船头处还固定安装有从开槽处探入系泊升降架中空管式结构内部的配合块，所述配合块两侧还活动安装有卡接块，两侧的所述卡接块均通过轴孔与转轴配合，两侧的所述卡接块之间还设置有弹簧气囊座，所述弹簧气囊座两侧均通过弹簧气囊与卡接块连接，所述弹簧气囊座还通过负压管与负压泵连通，所述负压泵通过将弹簧气囊内气体抽出从而促使卡接块收入配合块内部。
优选的，相邻系泊艇涵洞之间的系泊港口外侧还固定安装有橡胶防撞垫。
优选的，所述无人系泊艇上设置有灯带，所述系泊升降架上设置有定位灯带。
一种系泊方法，采用上述的船舶系泊装置，包括以下步骤：
步骤一：当船舶进港后，通过液压升降机构驱动系泊升降架下降，根据船舶吃水高度调整下降高度，使得系泊升降架处于水面以上且需保证捕获装置能顺利与其进行配合，通过系泊立柱根据船体大小选择分配对应的无人系泊艇出系泊艇涵洞进行工作，在无人系泊艇的移动过程中，系泊立柱可根据船体位置辅助无人系泊艇提供移动引导；
步骤二：当无人系泊艇靠近船舶时，通过其自身设置的视觉识别装置进一步提高观察准确性，同时在夜晚以及降水环境下，可根据系泊升降架上设置的定位灯带完成准确识别，当无人系泊艇到达指定位置后，捕获装置开始通过；
步骤三：通过负压吸盘将船舶吸附固定，此时无人系泊艇被固定与船舶表面，此时通过收缩连接负压吸盘的电动伸缩杆使得无人系泊艇的艇身逐步靠近船舶外表面，配合块逐渐靠近系泊升降架并通过系泊升降架外侧开槽进入其内部，再此过程中卡接块经历收缩和展开过程，进而使得无人系泊艇与船舶连接；
步骤四：通过收卷减速电机工作驱动收卷轮转动从而将系泊缆绳回收，此时利用系泊缆绳对船舶的牵引促使其靠岸系泊，待无人系泊艇进入系泊艇涵洞后，船舶得以完全靠岸系泊固定，并在船舶驶离港口前，通过负压泵驱使卡接块回收使得无人系泊艇与船舶脱离。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过在岸基设置绳索式牵引机构，从而对停靠船舶进行系泊，相较于现有技术中在船舱内设置系泊绳索的方式，大大提高了系泊系统的使用效率，将现有技术中系泊绳索一对一使用方式拓展为一套系泊系统适配所有系泊船只的方式，大大减少了系泊系统的装配数量，有利于降低成本，另一方面船体免去系泊系统的安装空间后，可拓展更多载客载货空间，提高了空间利用率；
2、本发明相较于现有技术中的固定式真空系泊系统而言，其系泊缆绳得以在无人系泊艇的牵引下向靠岸的水面各处进行移动，因此对于船体靠岸要求降低，对于大型船舶而言，无人系泊艇不仅作为系泊系统的一部分，还作为船体牵引装置用于辅助船体顺利靠岸，大大提高了系泊系统工作的安全性；
3、本发明减少了系泊人员的现场操作工序，由于系泊过程中存在一定的危险系数，无人系泊方式能大大减少工作人员的劳动强度和危险系数，保证系泊过程安全高效进行。
本发明通过在岸基设置绳索式牵引机构，将现有技术中系泊绳索一对一使用方式拓展为一套系泊系统适配所有系泊船只的方式，无人系泊艇不仅作为系泊系统的一部分，还作为船体牵引装置用于辅助船体顺利靠岸，大大减少了系泊系统的装配数量，提高了空间利用率，保证系泊过程安全高效进行。
附图说明
图1为本发明的整体结构立体示意图；
图2为本发明的无人系泊艇连接结构示意图；
图3为本发明的负压泵连接结构示意图；
图4为本发明的A区域放大结构示意图；
图5为本发明的B区域放大结构示意图；
图6为本发明的船舶船头、船尾系泊方式示意图；
图7为本发明的无人系泊艇进入系泊工位示意图。
图中：1系泊港口、2系泊艇涵洞、3无人系泊艇、4系泊缆绳、5收卷轮、6船舶、7系泊升降架、8系泊立柱、9保护罩、10电动伸缩杆、11负压吸盘、12负压泵、13配合块、14卡接块、15轴孔、16转轴、17弹簧气囊座、18弹簧气囊、19负压管、20灯带、21定位灯带、22橡胶防撞垫。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：
实施例一：
一种船舶系泊装置，包括系泊港口1，所述系泊港口1靠近水体一侧开设有若干间隔均匀的系泊艇涵洞2，若干所述系泊艇涵洞2内一一对应停靠有具有视觉识别功能的无人系泊艇3，所述无人系泊艇3通过自身设置的动力装置完成水面航行，所述无人系泊艇3尾端拖曳式连接有系泊缆绳4，所述系泊缆绳4远离无人系泊艇3一端缠绕在收卷轮5上，所述收卷轮5通过收卷减速电机驱动进行系泊缆绳4的收放操作，所述无人系泊艇3远离系泊缆绳4一端通过捕获装置与船舶6侧边设置的系泊升降架7配合，配合后的所述无人系泊艇3在系泊缆绳4拉动下将船舶6靠岸系泊；
所述系泊港口1岸基固定安装有系泊立柱8，所述系泊立柱8通过设置于其上的视觉观察装置对船舶6和无人系泊艇3进行定位，所述系泊立柱8还在捕获装置与系泊升降架7配合过程中为无人系泊艇3提供引导。
在该实施例中，系泊港口1靠近水体一侧开设有系泊艇涵洞2，无人系泊艇3在非工作时间或牵引船舶6完成系泊时，均处于该系泊艇涵洞2内部，通过该系泊艇涵洞2的设置使得无人系泊艇3得以完全处于其内，防止船舶6在系泊靠岸后造成无人系泊艇3的损伤，无人系泊艇3的船头位置设置有视觉识别装置，具体包括具备夜视功能的高清摄像头，当无人系泊艇3靠近船舶6时，通过艇身设置的高清摄像头进行定位，并在定位完成后通过捕获装置与船舶6结合，无人系泊艇3采用自身设置的动力装置进行水面驱动航行，具体的，可采用电驱动方式或内燃机驱动方式，对应的可通过在系泊艇涵洞2内设置充电装置，当无人系泊艇3进入系泊艇涵洞2内后即可自行完成充电操作，该充电方式采用现有技术中的对接式充电方式，再此不再进行赘述，而采用内燃机驱动方式可通过工作人员向无人系泊艇3自带的储油装置内添加油料，进而保证无人系泊艇3具备足够的动力保证，当无人系泊艇3通过捕获装置与船身结合后，无人系泊艇3在无线控制装置的作用下停止动力输出，此时通过收卷轮5转动使得系泊缆绳4收卷，通过系泊缆绳4的收卷将无人系泊艇3以及其连接的船舶6拖入系泊工位，而通过设置在岸基的系泊立柱8上的高清红外摄像头，能够准确识别船身大小及位置，进而辅助无人系泊艇3进入相应的位置，此过程的工作方式是，通过系泊立柱8向岸基工业PC无线回传船舶6的体量及位置数据，在岸基工业PC的计算下分配相应系泊艇涵洞2内的无人系泊艇3工作，通过岸基工业PC向无人系泊艇3发送相应工作指令，多个无人系泊艇3在各自信道内独立工作，以防止信号之间相互干扰，此外，在恶劣环境下，可通过岸基指挥调度室内的工作人员接管无人系泊艇3，通过岸基操作工作进行相应的无线远程控制，该过程属于现有技术，在此不再进行详述，综上所述，通过将船舶缆绳式系泊方式与新技术下的系泊系统相结合，能够大大减少了系泊系统的装配数量，提高船舶6内部的空间利用率。
实施例二：
在该实施例中，所述系泊升降架7通过液压升降机构升降式设置于保护罩9内部，所述保护罩9固定安装于船头、船尾及船身外侧壁，所述系泊升降架7为外侧开槽的中空管型结构，保护罩9用于对系泊升降架7进行防护，当船舶6在航行过程中，通过收缩系泊升降架7起到防护作用，且通过液压升降机构能够调整系泊升降架7的下降高度，使其根据船舶吃水线高度进行对应高度调节，在保证系泊升降架7能与捕获装置配合的前提下保证该系泊升降架7不浸泡至海水中，从而防止系泊升降架7被腐蚀。
实施例三：
在该实施例中，所述无人系泊艇3的捕获装置包括无人系泊艇3船头两侧通过电动伸缩杆10固定安装的负压吸盘11，两侧的所述负压吸盘11与无人系泊艇3内置的负压泵12连通，两侧所述负压吸盘11之间的船头处还固定安装有从开槽处探入系泊升降架7中空管式结构内部的配合块13，所述配合块13两侧还活动安装有卡接块14，两侧的所述卡接块14均通过轴孔15与转轴16配合，两侧的所述卡接块14之间还设置有弹簧气囊座17，所述弹簧气囊座17两侧均通过弹簧气囊18与卡接块14连接，所述弹簧气囊座17还通过负压管19与负压泵12连通，所述负压泵12通过将弹簧气囊18内气体抽出从而促使卡接块14收入配合块13内部，当无人系泊艇3到达连接位置时，通过负压吸盘11将无人系泊艇3与船身进行吸附固定，本实施例中两侧的负压吸盘11采用独立负压泵12进行控制，防止无人系泊艇3起伏造成配对困难，同时在电动伸缩杆10的伸缩下，促使无人系泊艇3与船舶6靠近，致使卡接块14进入系泊升降架7内，并通过卡接块14的挤压进入致使二者相互连接，在实际操作过程中通过在两侧卡接块14上均设置有触碰传感器，当触碰传感器检测到两侧卡接块14发生移动时，即可判定捕获装置顺利与系泊升降架7配合，而当船舶6需要驶离港口后，通过连接于负压管19的负压泵12抽气进而使得弹簧气囊18收缩，进而迫使卡接块14进入配合块13内部，此时卡接块14脱离与系泊升降架7的配合，船舶6得以正常驶离。
实施例四：
在该实施例中，相邻系泊艇涵洞2之间的系泊港口1外侧还固定安装有橡胶防撞垫22，当无人系泊艇3拖动船舶6靠岸时，通过该橡胶防撞垫22降低船身与系泊港口1的冲击力度，保护船身的同时保护了岸基。
实施例五：
在该实施例中，所述无人系泊艇3上设置有灯带20，所述系泊升降架7上设置有定位灯带21，通过灯带20以及定位灯带21的设置，使得在夜晚以及恶劣环境下，系泊立柱8以及无人系泊艇3安装的视觉观察装置能够有效辅助二者进行配合。
一种系泊方法，采用上述的船舶系泊装置，包括以下步骤：
步骤一：当船舶6进港后，通过液压升降机构驱动系泊升降架7下降，根据船舶6吃水高度调整下降高度，使得系泊升降架7处于水面以上且需保证捕获装置能顺利与其进行配合，通过系泊立柱8根据船体大小选择分配对应的无人系泊艇3出系泊艇涵洞2进行工作，在无人系泊艇3的移动过程中，系泊立柱8可根据船体位置辅助无人系泊艇3提供移动引导；
步骤二：当无人系泊艇3靠近船舶6时，通过其自身设置的视觉识别装置进一步提高观察准确性，同时在夜晚以及降水环境下，可根据系泊升降架7上设置的定位灯带完成准确识别，当无人系泊艇3到达指定位置后，捕获装置开始通过；
步骤三：通过负压吸盘11将船舶6吸附固定，此时无人系泊艇3被固定与船舶6表面，此时通过收缩连接负压吸盘11的电动伸缩杆10使得无人系泊艇3的艇身逐步靠近船舶6外表面，配合块13逐渐靠近系泊升降架7并通过系泊升降架7外侧开槽进入其内部，再此过程中卡接块14经历收缩和展开过程，进而使得无人系泊艇3与船舶6连接；
步骤四：通过收卷减速电机工作驱动收卷轮5转动从而将系泊缆绳4回收，此时利用系泊缆绳4对船舶6的牵引促使其靠岸系泊，待无人系泊艇3进入系泊艇涵洞2后，船舶6得以完全靠岸系泊固定，并在船舶6驶离港口前，通过负压泵12驱使卡接块14回收使得无人系泊艇3与船舶6脱离。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种船舶系泊装置，包括系泊港口(1)，其特征在于：所述系泊港口(1)靠近水体一侧开设有若干间隔均匀的系泊艇涵洞(2)，若干所述系泊艇涵洞(2)内一一对应停靠有具有视觉识别功能的无人系泊艇(3)，所述无人系泊艇(3)通过自身设置的动力装置完成水面航行，所述无人系泊艇(3)尾端拖曳式连接有系泊缆绳(4)，所述系泊缆绳(4)远离无人系泊艇(3)一端缠绕在收卷轮(5)上，所述收卷轮(5)通过收卷减速电机驱动进行系泊缆绳(4)的收放操作，所述无人系泊艇(3)远离系泊缆绳(4)一端通过捕获装置与船舶(6)侧边设置的系泊升降架(7)配合，配合后的所述无人系泊艇(3)在系泊缆绳(4)拉动下将船舶(6)靠岸系泊；
所述系泊港口(1)岸基固定安装有系泊立柱(8)，所述系泊立柱(8)通过设置于其上的视觉观察装置对船舶(6)和无人系泊艇(3)进行定位，所述系泊立柱(8)还在捕获装置与系泊升降架(7)配合过程中为无人系泊艇(3)提供引导。
2.根据权利要求1所述的一种船舶系泊装置，其特征在于：所述系泊升降架(7)通过液压升降机构升降式设置于保护罩(9)内部，所述保护罩(9)固定安装于船头、船尾及船身外侧壁，所述系泊升降架(7)为外侧开槽的中空管型结构。
3.根据权利要求2所述的一种船舶系泊装置，其特征在于：所述无人系泊艇(3)的捕获装置包括无人系泊艇(3)船头两侧通过电动伸缩杆(10)固定安装的负压吸盘(11)，两侧的所述负压吸盘(11)与无人系泊艇(3)内置的负压泵(12)连通，两侧所述负压吸盘(11)之间的船头处还固定安装有从开槽处探入系泊升降架(7)中空管式结构内部的配合块(13)，所述配合块(13)两侧还活动安装有卡接块(14)，两侧的所述卡接块(14)均通过轴孔(15)与转轴(16)配合，两侧的所述卡接块(14)之间还设置有弹簧气囊座(17)，所述弹簧气囊座(17)两侧均通过弹簧气囊(18)与卡接块(14)连接，所述弹簧气囊座(17)还通过负压管(19)与负压泵(12)连通，所述负压泵(12)通过将弹簧气囊(18)内气体抽出从而促使卡接块(14)收入配合块(13)内部。
4.根据权利要求3所述的一种船舶系泊装置，其特征在于：相邻系泊艇涵洞(2)之间的所述系泊港口(1)外侧还固定安装有橡胶防撞垫(22)。
5.根据权利要求4所述的一种船舶系泊装置，其特征在于：所述无人系泊艇(3)上设置有灯带(20)，所述系泊升降架(7)上设置有定位灯带(21)。
6.一种系泊方法，采用权利要求1-5任意一项所述的船舶系泊装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：当船舶(6)进港后，通过液压升降机构驱动系泊升降架(7)下降，根据船舶(6)吃水高度调整下降高度，使得系泊升降架(7)处于水面以上且需保证捕获装置能顺利与其进行配合，通过系泊立柱(8)根据船体大小选择分配对应的无人系泊艇(3)出系泊艇涵洞(2)进行工作，在无人系泊艇(3)的移动过程中，系泊立柱(8)可根据船体位置辅助无人系泊艇(3)提供移动引导；
步骤二：当无人系泊艇(3)靠近船舶(6)时，通过其自身设置的视觉识别装置进一步提高观察准确性，同时在夜晚以及降水环境下，可根据系泊升降架(7)上设置的定位灯带(2)完成准确识别，当无人系泊艇(3)到达指定位置后，捕获装置开始通过；
步骤三：通过负压吸盘(11)将船舶(6)吸附固定，此时无人系泊艇(3)被固定与船舶(6)表面，此时通过收缩连接负压吸盘(11)的电动伸缩杆(10)使得无人系泊艇(3)的艇身逐步靠近船舶(6)外表面，配合块(13)逐渐靠近系泊升降架(7)并通过系泊升降架(7)外侧开槽进入其内部，再此过程中卡接块(14)经历收缩和展开过程，进而使得无人系泊艇(3)与船舶(6)连接；
步骤四：通过收卷减速电机工作驱动收卷轮(5)转动从而将系泊缆绳(4)回收，此时利用系泊缆绳(4)对船舶(6)的牵引促使其靠岸系泊，待无人系泊艇(3)进入系泊艇涵洞(2)后，船舶(6)得以完全靠岸系泊固定，并在船舶(6)驶离港口前，通过负压泵(12)驱使卡接块(14)回收使得无人系泊艇(3)与船舶(6)脱离。
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