CN117328407A - 紧凑型真空系泊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种紧凑型真空系泊装置，包括支座、动力机构、吸附机构和轨道机构。支座放置于码头上，用以提供稳定的支撑。动力机构被安装在支座的固定部，动力机构包括前后运动模块、上下运动模块和左右运动模块。吸附机构与动力机构相连，动力机构控制吸附机构实现前后、上下和左右多轴运动。轨道机构与吸附机构连接，使动力机构能够在轨道机构上控制吸附机构的上下和左右运动。相较于现有技术，这一装置通过吸盘组件的多轴运动，包括前后、上下和左右方向的调整，显著提升了系统的自适应性，从而使其能够灵活适应多变的环境条件。此外，这种设计还带来了更加紧凑和小巧的体积，有助于充分利用码头空间，提高了空间的有效利用率。

Description

紧凑型真空系泊装置

技术领域

本发明涉及系泊设备技术领域，更具体地说，涉及一种紧凑型真空系泊装置。

背景技术

随着全球自动化码头的大面积推广，对船舶系泊的自动化提出了更紧迫的要求，目前主流的船舶自动系泊系统以真空系泊为主。船舶自动系泊系统相比传统缆绳系泊有如下优势。首先它提高了安全性，减少了人为错误和操作失误的风险。自动化技术能够精确计算和控制缆绳的张力和长度，确保船只与码头之间的连接牢固而安全，从而降低了潜在的危险。其次，自动系泊系统提高了工作效率，实现了快速、精确的系泊操作，节省了时间和能源成本。相比于传统的人工系泊，自动系统可以更快地将船只靠近码头，加快货物的装卸速度，提高港口吞吐量。此外，自动系泊系统还减少人力成本，减少了对人力资源的需求。传统系泊需要大量的船员和码头工作人员参与，而自动系泊系统能够减少甚至不需要现场人员参与。最后，自动系泊系统可适应恶劣环境，在恶劣的天气条件下，如大风、大浪或恶劣的水域条件，自动系泊系统可以更好地应对挑战。自动系泊控制系统可以根据环境变化实时调整系泊装置的吸力和阻尼，确保船只与码头之间的稳定连接。总体而言，船舶自动系泊系统优势在于提高安全性、提高效率、减少成本，并适应恶劣环境条件。这些优势使得自动系泊系统在现代船舶和港口行业中越来越受到重视和采用。

目前市场上的大型真空系泊设备存在着尺寸庞大和重量沉重的问题，这对于需要有限安装空间的码头，尤其是集装箱码头，构成了严峻挑战。这种设备需要大量的地基和安装空间，而码头通常受到空间限制。因此，许多现有码头无法安装这种大型真空系泊设备。为了克服这一问题，需要研发更紧凑、体积更小的真空系泊设备，以提高码头空间的有效利用率。这样的创新将有助于使真空系泊技术更广泛地适用于各种码头和港口环境。

发明内容

本发明提供一种紧凑型真空系泊装置，旨在解决真空系泊设备大的问题，使真空系泊设备更紧凑，体积更小，以提高码头空间的有效利用率。

为实现上述目的，本发明提供了一种紧凑型真空系泊装置，包括：

支座，所述支座包括固定部，所述支座置于所述码头上，所述支座固定并支撑所述紧凑型真空系泊装置的部件；

动力机构，所述动力机构安装于所述固定部，所述动力机构包括前后运动模块、上下运动模块和左右运动模块；

吸附机构，所述吸附机构与所述动力机构连接，所述动力机构带动吸附机构前后运动、上下运动和左右运动；

轨道机构，所述轨道机构与所述吸附机构连接，所述动力机构在所述轨道机构上带动所述吸附机构上下运动和左右运动。

在一个实施例中，所述吸附机构包括吸附支架和吸盘组件，所述吸附支架与所述动力机构以及吸盘组件连接。

在一个实施例中，所述轨道机构包括竖向轨道和横向轨道，所述竖向轨道和所述横向轨道安装在所述吸附支架上，所述吸附支架在所述竖向轨道上下移动，在所述横向轨道左右移动。

在一个实施例中，所述竖向轨道设置有600mm移动行程的移动组件，所述横向轨道设置有800mm移动行程的移动组件。

在一个实施例中，所述前后运动模块包括伸缩油缸，上下运动模块包括第一油缸，左右运动模块包括第二油缸；

所述伸缩第一油缸端与吸附支架连接，另一端与所述固定部连接；

所述第一油缸和所述第二油缸固定于所述吸附支架上。

在一个实施例中，所述吸附支架设置有八字折臂，所述八字折臂与所述动力机构和吸附机构连接。

在一个实施例中，所述吸盘组件和吸附支架之间设置有转动轴。

在一个实施例中，所述吸盘组件设置有橡胶吸盘，所述橡胶吸盘用于吸附船只。

所述伸缩油缸包括第一液压组件、所述第一油缸包括第二液压组件、所述第二油缸包括第三液压组件；

所述吸盘组件设置有模块化框架，所述第一液压组件、第二液压组件以及第三液压组件安装在所述模块化框架中。

在一个实施例中，所述支座与码头通过地脚螺栓连接。

本发明具有如下有益效果：

自适应性：吸盘组件可以进行上下、左右，前后的运动，吸盘的移动可以自动调整以适应环境变化，例如海浪、风力或潮汐变化，提高系统的自适应性。

通用性：对岸边的安装宽度只需要1.1m，适用于大多数现有的集装箱码头，而且吸盘的移动能够更好地适应不同形状和表面的船体或结构，提高了系泊系统的适用性。

高效可维护性：采用模块化设计的方式安装液压组件，实现更灵活、高效和可维护的液压系统。

附图说明

图1为本发明一实施例的紧凑型真空系泊装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例的紧凑型真空系泊装置的伸缩油缸拉伸时的结构示意图；

图3为本发明一实施例的紧凑型真空系泊装置的吸附支架的结构示意图；

图4为本发明一实施例的紧凑型真空系泊装置的横向轨道的结构示意图。

其中，1为八字折臂；2为支座；3为码头；4为固定部；5为伸缩油缸；6为吸盘组件；7为转动轴；8为橡胶吸盘；9为竖向轨道；10为横向轨道；11为吸附支架。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1、图2为本发明一实施例的紧凑型真空系泊装置结构示意图，所述紧凑型真空系泊装置包括：

支座2，所述支座2包括固定部4，所述支座2置于所述码头3上，所述支座2固定并支撑所述紧凑型真空系泊装置的部件；

动力机构，所述动力机构安装于所述固定部4，所述动力机构包括前后运动模块、上下运动模块和左右运动模块；

吸附机构，所述吸附机构与所述动力机构连接，所述动力机构带动吸附机构前后运动、上下运动和左右运动；

轨道机构，所述轨道机构与所述吸附机构连接，所述动力机构在所述轨道机构上带动所述吸附机构上下运动和左右运动。

在一个实施例中，所述吸附机构包括吸附支架11和吸盘组件6，所述吸附支架11与所述动力机构以及吸盘组件6连接。

具体地，如图2所示，动力机构一端固定于支座2的固定部4，另一端与吸附机构中的吸附支架11的一侧连接，吸附支架11另一侧与吸盘组件6连接。

在一个实施例中，如图2、图4所示，所述轨道机构包括竖向轨道9和横向轨道10，所述竖向轨道9和所述横向轨道10安装在所述吸附支架11上，所述吸附支架11在所述竖向轨道9上下移动，在所述横向轨道10左右移动。

具体地，轨道可以提供平滑的运动，减少振动和冲击，轨道可以根据不同的应用需求进行设计，不局限于竖向轨道9和横向轨道10，以实现各种不同的轨迹和运动模式。

在一个实施例中，所述竖向轨道9设置有600mm移动行程的移动组件，所述横向轨道10设置有800mm移动行程的移动组件。

在一个实施例中，所述前后运动模块包括伸缩油缸5，所述上下运动模块包括第一油缸，所述左右运动模块包括第二油缸；

所述伸缩第一油缸端与吸附支架11连接，另一端与所述固定部4连接；

所述第一油缸和所述第二油缸固定于所述吸附支架11上。

具体地，动力机构设置有三个油缸，三个油缸分别对应前后运动、左右运动和上下移动。动力机构可以带动吸附机构移动，使橡胶吸盘可以自动或者人工调整，以适应海浪、潮汐等环境变化。

更进一步地，一个码头3可以配置4到8个真空系泊装置，当船只停靠时，将有多个橡胶吸盘8被用于吸附船只表面。当船随着潮位发生高度变化时，这些橡胶吸盘8可以在竖向轨道9上实现600mm的移动行程，当橡胶吸盘8在竖向轨道9的移动过程中达到了其运动行程的70％时，会有一半的橡胶吸盘8自动执行泄压操作，将其压缩回预定位置，然后上下移动，重新定位到中央位置，紧接着再次伸展以牢固地吸附在船舶的侧壁上。紧接着，其余一半的橡胶吸盘8也将按照前面相同的程序执行相应的动作。这个操作旨在确保橡胶吸盘8的稳定系泊并维持系统的性能，既实现了对船舶位置和方向的精确控制，同时确保了船只不会因外部因素而失去稳定停泊。橡胶吸盘8可以在横向轨道10上有共800mm的移动行程，可以通过动力机构被动或者主动调节船舶艏向的位置。这动力机构设置有油缸，油缸可以保证橡胶吸盘8不受潮位的影响，轨道机构可以限制橡胶吸盘8的移动范围，不会超出橡胶吸盘8的上下左右方向的移动行程，保证船舶的安全系泊。

当船随着风浪前后左右移动时，橡胶吸盘8在这个方向上设置的油缸会产生一定的阻尼力，减少船的移动和晃动。当船受到的外力过大，超过20吨/台的吸附力时，橡胶吸盘8会自动脱开，以保证设备和码头3基础的安全。

在一个实施例中，如图3所示，所述吸附支架11设置有八字折臂1，所述八字折臂1与所述动力机构和吸附机构连接。

具体地，一旦目标船舶自行或在拖轮的协助下顶靠到岸边时，远程控制室或岸边的操作人员即可启动装置。在这个过程中，吸盘组件6会伴随着八字折臂1的伸出，将橡胶吸盘8轻轻靠近船舶的侧壁。一旦橡胶吸盘8与船舶的侧壁紧密接触，紧凑型真空系泊装置开始运作，确保橡胶吸盘8紧密地吸附在船舶上，产生不小于20吨/台的横向系泊力，以可靠地将船舶牢牢地固定在岸边。此时，船舶可以安全地进行货物装卸作业，同时还可以额外使用常规缆绳来增加系泊的安全性。这一流程确保了船舶的牢固停泊和货物操作的安全性。

在一个实施例中，如图2所示，所述吸盘组件6和吸附支架11之间设置有转动轴7。

具体地，转动轴7用于传递旋转运动和扭矩，而且相对于传统的传动方式，如皮带传动或链条传动，转动轴7可以更有效地传递扭矩，同时占用较少的空间。

在一个实施例中，所述吸盘组件6设置有橡胶吸盘8，所述橡胶吸盘8用于吸附船只。

所述伸缩油缸5包括第一液压组件、所述第一油缸包括第二液压组件、所述第二油缸包括第三液压组件；

所述吸盘组件设置有模块化框架，所述第一液压组件、第二液压组件以及第三液压组件安装在所述模块化框架中。

在一个实施例中，所述伸缩油缸5、所述第一油缸和所述第二油缸包括液压组件，所述吸盘组件6设置有模块化框架，所述液压组件安装在模块化框架中。

具体地，模块化的设计为液压组件带来了多重优势。首先，可以根据具体需求进行定制和扩展，以满足各种不同应用的要求。此外，维护模块化系统变得更加简便，故障或升级时只需更换受影响的模块，无需更改整个系统，这降低了时间和成本开销。模块运行独立，提高了系统的可靠性，一个模块的故障不会对整个系统造成影响。最后，模块化设计使系统具备快速响应的能力，可以迅速适应性能变化或新增功能的需求，而且易于与其他控制系统集成，包括自动化控制和传感器系统。这些特性使模块化液压系统成为一个多功能、高效和可维护的解决方案。

在一个实施例中，所述支座2与码头3通过地脚螺栓连接。

具体地，地脚螺栓是一种常见的地基固定方法，地脚螺栓可用于将结构牢固地固定在地面或基础上，提供稳定的支持，防止结构的晃动或位移。因此紧凑型真空系泊装置通过地脚螺栓的形式安装在码头3边沿上。一个码头可以安装多个紧凑型真空系泊装置，紧凑型真空系泊装置的数量可以根据目标船型的大小和间距要求进行灵活配置，一般码头3可以选择配置安装四个到八个紧凑型真空系泊装置。

工作原理：首先，该装置设有强力吸盘，其吸力可高达20吨。这个吸盘拥有上下、左右和前后三个自由度，每个方向都有相应的油缸，允许一定的移动行程范围。这些油缸的作用是实现主动吸附和被动阻尼，尤其是在船舶的侧壁上。在码头上布置多个这样的装置，可以实现大型船舶的自动系泊，同时降低系泊时可能出现的晃动和震荡。

其次，该装置利用了八字折臂1的独特特性，显著地简化了外部缩机构的需求。因此，该设备的整体尺寸为3.5米×1.8米×2.1米，特别是在岸边的安装宽度只需1.1米，这使它非常适合多数现有的集装箱码头。此外，由于整体高度较低，只需在码头上设置若干地脚螺栓，即可牢固地安装这一设备，而无需进行额外的特殊加固工作。

最后，该设备的液压组件采用了模块化的方式设置在吸盘设备的旁边，从而组成了一个完整的真空系泊装置。这种模块化设计使系统的维护和升级变得更加容易。

本发明具有如下有益效果：

自适应性：吸盘组件可以进行上下、左右，前后的运动，吸盘的移动可以自动调整以适应环境变化，例如海浪、风力或潮汐变化，提高系统的自适应性。

通用性：对岸边的安装宽度只需要1.1m，适用于大多数现有的集装箱码头，而且吸盘的移动能够更好地适应不同形状和表面的船体或结构，提高了系泊系统的适用性。

高效可维护性：采用模块化设计的方式安装液压组件，实现更灵活、高效和可维护的液压系统。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“连接”、“带动”类似词语应做广义理解，可以是直接的，也可以通过中间媒介间，还可以是两个元件内部的关系，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。在本文中，“第一”与“第二”等类似词语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。在本文中，“上”和“下”方向是相对于图1中的y轴方向；“前”和“后”方向是相对于图1中的x轴方向；“左和“右”方向是相对于x轴和y轴之间的垂直方向。术语方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。而且，术语“包括”包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本申请的，熟悉本领域的人员可在不脱离本申请的申请思想的情况下，对上述实施例作出种种修改或变化，因而本申请的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种紧凑型真空系泊装置，其特征在于，所述紧凑型真空系泊装置包括：

支座，所述支座包括固定部，所述支座置于所述码头上，所述支座固定并支撑所述紧凑型真空系泊装置的部件；

动力机构，所述动力机构安装于所述固定部，所述动力机构包括前后运动模块、上下运动模块和左右运动模块；

吸附机构，所述吸附机构与所述动力机构连接，所述动力机构带动吸附机构前后运动、上下运动和左右运动；

轨道机构，所述轨道机构与所述吸附机构连接，所述动力机构在所述轨道机构上带动所述吸附机构上下运动和左右运动。

2.根据权利要求1所述的紧凑型真空系泊装置，其特征在于，所述吸附机构包括吸附支架和吸盘组件，所述吸附支架与所述动力机构以及吸盘组件连接。

3.根据权利要求2所述的紧凑型真空系泊装置，其特征在于，所述轨道机构包括竖向轨道和横向轨道，所述竖向轨道和所述横向轨道安装在所述吸附支架上，所述吸附支架在所述竖向轨道上下移动，在所述横向轨道左右移动。

4.根据权利要求3所述的紧凑型真空系泊装置，其特征在于，所述竖向轨道设置有600mm移动行程的移动组件，所述横向轨道设置有800mm移动行程的移动组件。

5.根据权利要求4所述的紧凑型真空系泊装置，其特征在于，所述前后运动模块包括伸缩油缸，上下运动模块包括第一油缸，左右运动模块包括第二油缸；

所述伸缩第一油缸端与吸附支架连接，另一端与所述固定部连接；

所述第一油缸和所述第二油缸固定于所述吸附支架上。

6.根据权利要求2所述的紧凑型真空系泊装置，其特征在于，所述吸附支架设置有八字折臂，所述八字折臂与所述动力机构和所述吸附机构连接。

7.根据权利要求2所述的紧凑型真空系泊装置，其特征在于，所述吸盘组件和吸附支架之间设置有转动轴。

8.根据权利要求2所述的紧凑型真空系泊装置，其特征在于，所述吸盘组件设置有橡胶吸盘，所述橡胶吸盘吸附船只。

9.根据权利要求5所述的紧凑型真空系泊装置，其特征在于，所述伸缩油缸包括第一液压组件、所述第一油缸包括第二液压组件、所述第二油缸包括第三液压组件；

所述吸盘组件设置有模块化框架，所述第一液压组件、第二液压组件以及第三液压组件安装在所述模块化框架中。

10.根据权利要求1所述的紧凑型真空系泊装置，其特征在于，所述支座与码头通过地脚螺栓连接。