WO2013127042A1 - 用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置及其工作方法 - Google Patents

用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置及其工作方法 Download PDF

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WO2013127042A1
WO2013127042A1 PCT/CN2012/001281 CN2012001281W WO2013127042A1 WO 2013127042 A1 WO2013127042 A1 WO 2013127042A1 CN 2012001281 W CN2012001281 W CN 2012001281W WO 2013127042 A1 WO2013127042 A1 WO 2013127042A1
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measuring unit
floating
unit
floating body
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林焰
陈明
秦品乐
张明霞
于雁云
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大连理工大学
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    • B63B43/04—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability
    • B63B43/06—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability using ballast tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C3/00—Launching or hauling-out by landborne slipways; Slipways
    • B63C3/08—Tracks on slipways

Definitions

  • Floating device control device for land-sea connection transportation and working method thereof
  • the invention relates to a floating device control device for land-sea connection transportation and a working method thereof, which can be used for flat shipbuilding and land-sea loading and the like, and belongs to the technical field of ship and marine engineering.
  • the docking buoys are typically marine engineering equipment such as floating docks, semi-submersible or flat barges.
  • the floating body will be affected by hydrometeorological conditions such as wind and current, and the load on the floating body will be constantly changing.
  • hydrometeorological conditions such as wind and current
  • the load on the floating body will be constantly changing.
  • floating docks, semi-submersible or flat barges are only equipped with a heel angle, a head and tail draught and a tank level indicator in the cab or operating room, and their working accuracy and sensitivity are not high enough.
  • the operator is required to determine how to locate the critical position between the dock, the floating body and the transport product, and the environmental parameters (wind, waves, currents and tides) at various key locations on the project site. Controlling the floating state of the floating body, this state can no longer meet the needs of modern offshore engineering operations, and can not guarantee the safety of pick-up and transportation.
  • a floating device control device for land-sea connection transportation includes a tidal height measuring unit, a relative horizontal position measuring unit for moving objects and a floating body, and a loading floating body and Relative height measurement unit at the front of the dock, six draughts for the floating body a measuring unit and a receiving and controlling unit;
  • the tidal level measuring unit adopts a first piezoelectric sensor installed in a water area near the code to buy, and the first piezoelectric sensor collects tidal level height information to send and receive wireless data to the receiving and controlling a receiving end of the unit;
  • the relative horizontal position measuring unit adopts a first laser ranging sensor installed on the dock, and the first laser ranging sensor collects horizontal position information and transmits the wireless data to the receiving end of the receiving and controlling unit;
  • the relative height measuring unit uses two second laser ranging sensors mounted on the left and right end faces of the tail of the floating body, and the second laser ranging sensor collects the relative height information to wirelessly
  • the second piezoelectric sensor collects the draught height information to transmit and receive the wired data to the receiving and controlling.
  • a receiving end of the unit; the receiving and controlling unit is mounted on the receiving floating body Control room, and the data transmission and loading of computer software system.
  • the tidal level height measuring unit, the relative horizontal position measuring unit, the relative height measuring unit and the draft measuring unit transmit data to the receiving and controlling unit;
  • the loading computer system calculates the moving speed of the moving object at the next moment and the working scheme of the ballast system
  • the floating equipment control device for land-sea connection transportation includes a tidal height measuring unit, a relative horizontal position measuring unit, a relative height measuring unit, a draft measuring unit and a receiving and controlling unit.
  • the information collected by each measuring unit through the piezoelectric sensor or the laser ranging sensor is transmitted to the receiving end of the receiving and controlling unit by wireless data or wired data, and the receiving and controlling unit and the loading computer software system perform data transmission.
  • the measurement data of each measuring unit is used as the analysis and calculation basis for loading the floating body, adjusting the floating state and ensuring the structural strength.
  • the floating control device improves the safety and efficiency of the transportation product land and sea transportation and the lifting of the floating body in the sea. It can be applied to both the slide shifting system and the track shifting system. It has simple structure, strong engineering applicability, safety and reliability, and convenient maintenance. It will not change the existing working environment and affect the shipyard production process and process. .
  • FIG. 1 is a front elevational view of a floating state control device for a pick-up device for land-sea connection transportation.
  • FIG. 2 is a top plan view of a floating control device for a pick-up device for land-sea connection transportation.
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken along line B-B of Figure 1.
  • Figure 4 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 2;
  • Figure 5 is a diagram of the tidal height measurement unit.
  • Figure 6 is a diagram of a relative horizontal position measuring unit of a moving object and a carrier floating body.
  • Figure 7 is a diagram showing the relative height measurement unit of the floating body and the front edge of the dock.
  • Figure 8 is a diagram of the draught measuring unit that carries the floating body.
  • Figure 9 is a diagram of the receiving and controlling unit.
  • Figures 1, 2, 3, and 4 show the layout of the floating control device for the pick-up equipment used for land-sea connection transportation.
  • the floating state control device for the floating equipment control device for land-sea connection transportation includes a tidal level height measuring unit 6, a moving object 3 and a relative horizontal position measuring unit 7 for supporting the floating body 2, and a loading floating body 2
  • the tidal level height measuring unit 6 employs a first piezoelectric sensor installed in the water area near the dock 1, and the first piezoelectric sensor collects tidal level height information and transmits the wireless data to the receiving end of the receiving and controlling unit 10.
  • the relative horizontal position measuring unit 7 employs a first laser ranging sensor mounted on the dock 1, and the first laser ranging sensor acquires horizontal position information to be wirelessly transmitted to the receiving end of the receiving and controlling unit 10.
  • the relative height measuring unit 8 adopts two second laser ranging sensors mounted on the left and right end faces of the tail of the floating body 2, and the second laser ranging sensor collects relative height information and transmits the wireless data to the receiving end of the receiving and controlling unit 10. .
  • the draught measuring unit 9 adopts two second piezoelectric sensors respectively mounted on the left and right sides of the head of the floating body 2, the left and right sides of the tail, and the left and right sides of the crotch.
  • the second piezoelectric sensor collects the draught height information and transmits it to the receiving by wired data.
  • the receiving and control unit 10 is mounted in a control room that carries the floating body 2 and performs data transmission with the loading computer software system.
  • FIG. 5 shows a map of the tidal level height measurement unit.
  • the tidal level height measuring unit 6 is composed of the following components: a power switch, an AC/DC transformer, a 2. GHz wireless data transmission module, a data acquisition module, and a first piezoelectric sensor, and is electrically connected as shown.
  • the first piezoelectric sensor is mounted in the water near the dock.
  • the AC/DC transformer converts 220V AC into 24V DC
  • the data acquisition module collects the tide level information through the first piezoelectric sensor, and sends it to the 2. 4GHz wireless data transmission module.
  • the receiving end of the receiving and control unit 10 is received.
  • FIG. 6 shows a relative horizontal position measuring unit diagram of the moving object and the docking float.
  • the relative horizontal position measuring unit 7 is composed of the following components: a power switch, an AC/DC transformer, a 433 MHz wireless data transmission module, a data acquisition module, and a first laser ranging sensor, and is electrically connected as shown.
  • the first laser ranging sensor is mounted on the dock to move the object in the forward direction.
  • the AC/DC transformer converts 220V AC into 24V DC.
  • the data acquisition module collects the horizontal position information through the first laser ranging sensor and sends it to the receiving end of the receiving and controlling unit 10 via the 433MHz wireless data transmission module.
  • FIG 8 shows a diagram of the draught measuring unit that carries the floating body.
  • the draught measuring unit 9 consists of the following components: a power switch, an AC/DC transformer, a wired data transmission module, a data acquisition module and six second piezoelectric sensors, and is electrically connected as shown.
  • the six second piezoelectric sensors are mounted on the left and right sides of the head of the floating body, the left and right sides of the tail, and the left and right sides of the ankle.
  • the AC/DC transformer converts 220V AC into 24V DC.
  • the data acquisition module collects the draught height information through the second piezoelectric sensor and transmits it to the receiving end of the receiving and controlling unit 10 via the wired data transmission module.
  • FIG. 9 shows a diagram of the receiving and control unit.
  • the receiving and controlling unit 10 is composed of the following components: a power switch, an AC/DC transformer, a 2. GHz wireless data receiving module (receiving the tidal height measuring unit data), and two 433 MHz wireless data receiving modules (receiving the moving object 3 and the receiving floating body respectively) 2 relative horizontal position measuring unit data), Rongde data receiving module (receiving the draught measuring unit data of the floating body 2, And the ballast tank level data), four communication serial ports (C0M1/C0M2/C0M3/C0M4) and the industrial computer module, and electrical connection as shown.
  • the receiving and control unit 10 is mounted in a control room that carries the floating body 2 and performs data transmission with the loading computer software system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
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Abstract

公开了一种用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置及其工作方法。所述浮态控制装置包括潮位高度测量单元（6）、相对水平位置测量单元（7）、相对高度测量单元（8）、吃水测量单元（9）和一个接收与控制单元（10），各测量单元通过传感器采集到的信息传送到接收与控制单元（10）的接收端，接收与控制单元（10）与配载计算机软件系统进行数据传输。各测量单元的测量数据作为与接载浮体的配载、浮态调整和结构强度有关的分析与计算的依据。该浮态控制装置提高了运输产品陆海运输和接载浮体在海上升潜作业的安全性和效率。它可以应用于滑道移位系统或轨道移位系统中，结构简单，工程适用性强，安全可靠，方便维护，不会改变现有工作环境及影响船厂生产工序和流程。

Description

用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置及其工作方法 技术领域
本发明涉及一种用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置及其工作方 法， 可用于平地造船和陆海接载等工程， 属于船舶与海洋工程技术领域。
背景技术
在现有技术中， 接载浮体通常是浮船坞、 半潜驳或平板驳船等海洋工程装 备。 接载浮体在工作过程中， 会受到风浪流和潮汐等水文气象条件的影响， 同 时在接载浮体上的载荷也会不断变化着， 为了使接载浮体甲板面平稳地保持在 某个高度， 需要对接载浮体进行动态配载、 调整浮态和保证其结构强度。
当前， 浮船坞、 半潜驳或平板驳船建造时， 在驾驶室或操作室里， 仅配备 了横倾角、 首尾吃水和舱液位高度指示仪， 其工作精度和灵敏度不够高。 在运 输产品接载过程中， 需要操作人员在工程现场的多个关键位置， 根据码头、 接 载浮体和运输产品之间的相对位置， 以及环境参数 （风、 浪、 流和潮汐） 来确 定如何控制接载浮体的浮态， 这种状态已经不能满足现代海洋工程作业需要， 也不能保证接载运输的安全性。
发明内容
本发明是针对特殊海洋工程需求， 研制了多种高精度的测量原理和方法， 并将他们有机集合成一种装置， 能够全自动化测量各种参数， 用于陆海连接运 输时， 对接载装备进行实时浮态智能控制。 它应既可以应用于滑道移位系统中， 也可以应用于轨道移位系统中， 结构简单， 工程适用性强， 安全可靠， 方便维 护， 不会改变现有工作环境及影响船厂生产工序和流程。
本发明采用的技术方案是： 一种用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装 置包括一个潮位高度测量单元、 一个移动物体与接载浮体的相对水平位置测量 单元、 一个接载浮体与码头前沿的相对高度测量单元、 接载浮体的六个吃水测 量单元和一个接收与控制单元； 所述潮位高度测量单元采用一个安装在码买附 近水域内的第一压电式传感器， 第一压电式传感器采集潮位高度信息以无线数 据发送到接收与控制单元的接收端； 所述相对水平位置测量单元采用一个安装 在码头上的第一激光测距传感器， 第一激光测距传感器采集水平位置信息以无 线数据发送到接收与控制单元的接收端； 所述相对高度测量单元釆用二个安装 在接载浮体尾部左右端面的第二激光测距传感器， 第二激光测距传感器采集相 对高度信息以无线数据发送到接收与控制单元的接收端； 所述吃水测量单元采 用六个分别安装在接载浮体首部左右舷、 尾部左右舷和舯部左右舷的第二压电 式传感器， 第二压电式传感器采集吃水高度信息以有线数据传送到接收与控制 单元的接收端； 所述接收与控制单元安装在接载浮体的控制室内， 并与配载计 算机软件系统进行数据传输。
所述的用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置的工作方法采用的步骤 如下：
(a)在码头附近的水域内安装潮位高度测量单元；
(b)在码头上安装移动物体与接载浮体的相对水平位置测量单元；
(c)在接载浮体尾部端面的左右对称位置分别安装接载浮体与码头前沿的 相对高度测量单元；
(d)在接载浮体首部左右舷、 尾部左右舷和舯部左右舷位置分别安装吃水
(e)在接载浮体的控制室内安装接收与控制单元；
(f)测试潮位高度测量单元与接收与控制单元信号传输， 并标定初值；
(g)测试相对水平位置测量单元与接收与控制单元信号传输， 并标定初值;
(h)测试相对高度测量单元与接收与控制单元信号传输， 并标定初值；
(i)测试吃水测量单元与接收与控制单元信号传输， 并标定初值；
(j)连接接收与控制单元与配载计算机系统， 并检测数据传输； ( k)移动物体开始以初速度在码头轨道上向接载浮体甲板轨道移 ¾；'
( 1 )所述潮位高度测量单元、 相对水平位置测量单元、 相对高度测量单元 和吃水测量单元将数据传输到接收与控制单元；
(m)配载计算机系统在接收到接收与控制单元传来的数据后， 计算出下一 时刻移动物体移动速度和压载系统工作方案；
( n )直到移动物体移动到接载浮体预先确定的位置为止。
本发明的有益效果是： 这种用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置包 括潮位高度测量单元、 相对水平位置测量单元、 相对高度测量单元、 吃水测量 单元和一个接收与控制单元，各测量单元通过压电式传感器或激光测距传感器 采集到的信息以无线数据或有线数据传送到接收与控制单元的接收端，接收与 控制单元与配载计算机软件系统进行数据传输。 各测量单元的测量数据作为接 载浮体配载、 调整浮态和保证其结构强度的分析与计算依据。 该浮态控制装置 提高了运输产品陆海运输和接载浮体在海上升潜作业的安全性和效率。 它既可 以应用于滑道移位系统中， 也可以应用于轨道移位系统中， 结构简单， 工程适 用性强， 安全可靠， 方便维护， 不会改变现有工作环境及影响船厂生产工序和 流程。
附图说明
图 1是一种用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置的主视图。
图 2是一种用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置的俯视图。
图 3是图 1中的 B- B剖视图。
图 4是图 2中的 A-A剖视图。
图 5是潮位高度测量单元图。
图 6是移动物体与接载浮体的相对水平位置测量单元图。
图 7是接载浮体与码头前沿的相对高度测量单元图。
图 8是接载浮体的吃水测量单元图。
图 9是接收与控制单元图。 图中： 1、 码头， 2、 接载浮体， 3、 移动物体， 4、 码头导轨， 5、 接载浮体 甲板导轨， 6、 潮位高度测量单元， 7、 相对水平位置测量单元， 8、 相对高度测 量单元， 9、 吃水测量单元， 10、 接收与控制单元。 具体实施方式
以下参照附图对本发明的结构做进一步描述。
图 1、 2、 3、 4示出了用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置布置图。 图中， 用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置浮态控制装置包括一个潮位 高度测量单元 6、 一个移动物体 3与接载浮体 2的相对水平位置测量单元 7、 一 个接载浮体 2与码头 1前沿的相对高度测量单元 8、接载浮体 2的六个吃水测量 单元 9和一个接收与控制单元 10。 潮位高度测量单元 6采用一个安装在码头 1 附近水域内的第一压电式传感器， 第一压电式传感器采集潮位高度信息以无线 数据发送到接收与控制单元 10的接收端。 相对水平位置测量单元 7采用一个安 装在码头 1 上的第一激光测距传感器， 第一激光测距传感器采集水平位置信息 以无线数据发送到接收与控制单元 10的接收端。 所述相对高度测量单元 8采用 二个安装在接载浮体 2尾部左右端面的第二激光测距传感器， 第二激光测距传 感器采集相对高度信息以无线数据发送到接收与控制单元 10的接收端。 吃水测 量单元 9采用六个分别安装在接载浮体 2首部左右舷、 尾部左右舷和舯部左右 舷的第二压电式传感器， 第二压电式传感器采集吃水高度信息以有线数据传送 到接收与控制单元 10的接收端。 所述接收与控制单元 10安装在接载浮体 2的 控制室内， 并与配载计算机软件系统进行数据传输。
图 5示出了潮位高度测量单元图。 潮位高度测量单元 6由以下部件组成： 电源开关、 交直流变压器、 2. 4GHz无线数据传输模块、 数据采集模块和第一压 电式传感器组成， 并按图示方式进行电连接。 第一压电式传感器安装在码头附 近的水域内。 交直流变压器将 220V交流电转成 24V直流电， 数据采集模块通过 第一压电式传感器采集潮位高度信息， 并经过 2. 4GHz无线数据传输模块发送到 接收与控制单元 10的接收端。
图 6示出了移动物体与接载浮体的相对水平位置测量单元图。 相对水平位 置测量单元 7由以下部件组成： 电源开关、 交直流变压器、 433MHz无线数据传 输模块、 数据采集模块和第一激光测距传感器组成， 并按图示方式进行电连接。 第一激光测距传感器安装在码头上， 移动物体前进方向后端。 交直流变压器将 220V交流电转成 24V直流电， 数据采集模块通过第一激光测距传感器采集水平 位置信息， 并经过 433MHz无线数据传输模块发送到接收与控制单元 10的接收 端。
图 7示出了接载浮体与码头前沿的相对高度测量单元图。 相对高度测量单 元 8由以下部件组成： 电源开关、 交直流变压器、 433MHz无线数据传输模块、 数据采集模块和左右二个第二激光测距传感器组成， 并按图示方式进行电连接。 左右二个第二激光测距传感器安装在接载浮体尾部端面， 左右对称布置。 交直 流变压器将 220V交流电转成 24V直流电， 数据采集模块通过左右二个第二激光 测距传感器采集相对高度信息， 并经过 433MHz无线数据传输模块发送到接收与 控制单元 10的接收端。
图 8示出了接载浮体的吃水测量单元图。 吃水测量单元 9由以下部件组成: 电源开关、 交直流变压器、 有线数据传输模块、 数据采集模块和六个第二压电 式传感器组成， 并按图示方式进行电连接。 这六个第二压电式传感器分别安装 在接载浮体首部左右舷、 尾部左右舷和舯部左右舷。 交直流变压器将 220V交流 电转成 24V直流电， 数据采集模块通过第二压电式传感器采集吃水高度信息， 并经过有线数据传输模块传输到接收与控制单元 10的接收端。
图 9示出了接收与控制单元图。 接收与控制单元 10由以下部件组成： 电源 开关、交直流变压器、 2. 4GHz无线数据接收模块（接收潮位高度测量单元数据)、 二个 433MHz无线数据接收模块（分别接收移动物体 3与接载浮体 2的相对水平 位置测量单元数据）、融德数据接收模块（接收接载浮体 2的吃水测量单元数据， 以及压载舱液位高度数据）、 四个通讯串口 （C0M1/C0M2/C0M3/C0M4) 和工控机 模块组成， 并按图示方式进行电连接。 接收与控制单元 10安装在接载浮体 2的 控制室内， 并与配载计算机软件系统进行数据传输。
上述的用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置的工作方法同上所述， 这 里不再赘述。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置， 其特征是： 所述浮态 控制装置包括一个潮位高度测量单元（6)、 一个移动物体 （3) 与接载浮体（2) 的相对水平位置测量单元 （7)、 一个接载浮体 （2) 与码头 （1 ) 前沿的相对高 度测量单元 （8)、 接载浮体 （2) 的六个吃水测量单元 （9) 和一个接收与控制 单元 （10); 所述潮位高度测量单元 （6)采用一个安装在码头 （1 ) 附近水域内 的第一压电式传感器， 第一压电式传感器采集潮位高度信息以无线数据发送到 接收与控制单元 （10) 的接收端； 所述相对水平位置测量单元（7)采用一个安 装在码头 （1 )上的第一激光测距传感器， 第一激光测距传感器采集水平位置信 息以无线数据发送到接收与控制单元 （10) 的接收端； 所述相对高度测量单元 (8) 采用二个安装在接载浮体（2) 尾部左右端面的第二激光测距传感器， 第 二激光测距传感器采集相对高度信息以无线数据发送到接收与控制单元 （10) 的接收端； 所述吃水测量单元 （9) 采用六个分别安装在接载浮体 （2) 首部左 右舷、 尾部左右舷和舯部左右舷的第二压电式传感器， 第二压电式传感器采集 吃水高度信息以有线数据传送到接收与控制单元 （10) 的接收端； 所述接收与 控制单元（10) 安装在接载浮体（2) 的控制室内， 并与配载计算机软件系统进 行数据传输。
2.根据权利要求 1 所述的用于陆海连接运输的接载装备浮态控制装置的工 作方法， 其特征是： 所述工作方法采用的步骤如下：
(a) 在码头 （1 ) 附近的水域内安装潮位高度测量单元 （6);
(b) 在码头 （1 ) 上安装移动物体（3) 与接载浮体 （2) 的相对水平位置测 (d)在接载浮体（2)首部左右舷、 尾部左右舷和舯部左右舷位置分别安装 吃水测量单元（9);
(e)在接载浮体（2) 的控制室内安装接收与控制单元（10);
(f)测试潮位高度测量单元（6)与接收与控制单元（10)信号传输， 并标 定初值；
(g)测试相对水平位置测量单元（7)与接收与控制单元（10)信号传输， 并标定初值；
(h)测试相对高度测量单元（8)与接收与控制单元（10)信号传输， 并标 定初值；
(i)测试吃水测量单元（9)与接收与控制单元（10)信号传输， 并标定初 值；
(j)连接接收与控制单元（10)与配载计算机系统， 并检测数据传输； (k)移动物体（3) 开始以初速度在码头轨道（4)上向接载浮体甲板轨道 (5)移动；
(1)所述潮位高度测量单元（6)、 相对水平位置测量单元（7)、 相对高度 测量单元（8)和吃水测量单元（9)将数据传输到接收与控制单元（10);
(m)配载计算机系统在接收到接收与控制单元（10)传来的数据后， 计算 出下一时刻移动物体（3)移动速度和压载系统工作方案；
(n)直到移动物体（3)移动到接载浮体（2)预先确定的位置为止。
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