用于提高船舶并靠补给稳定性的机械吸附装置制造方法及图纸

技术编号:13733344 阅读:125 留言:0更新日期:2016-09-21 16:43
本发明专利技术提供的是一种用于提高船舶并靠补给稳定性的机械吸附装置,该机械吸附装置主要由真空吸盘(1)、液压缓冲机构(2)、机械臂(3)三部分组成;该机械吸附装置工作时,其为补给工作中的两船提供约束力、缓冲力与推力,使两船并靠补给过程能顺利完成。本发明专利技术由于采用双面吸盘吸附固定船体,使补给更具稳定性;由于采用吸盘间液压缓冲装置,可提供船舶并靠的缓冲以及推力,使船舶并靠补给的稳定性、安全性得到提高;采用折叠式机械臂设计,使得装置易于安装和操控,并节省甲板空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种用于提高船舶并靠补给稳定性的机械吸附装置
技术介绍
海上补给是远海护航和远洋作战必不可少的后勤保障手段,也是衡量一支海军持续作战能力的重要依据。海上补给利用各种补给设备在海上对舰船实施武器弹药和物资等的补充,以扩大舰船的作战半径,延长舰船在海上的停留时间,减少舰船对基地的直接依赖程度,从而提高远洋舰船的生存能力,增强作战舰艇的战斗力。由于海上补给的重要性,世界各海军强国都非常重视海上补给技术的发展,美国、英国、俄罗斯、法国、口本等国在海上补给技术和装备方面发展较快,技术上处于领先地位。近几年,由于钓鱼岛事件、南海问题等使得我国我对海上问题越来越重视,这必将会使得对海上补给的需求日趋增加,而且要求也越来越高。目前海上补给方式主要有航行补给(包括航行横向补给和纵向补给)、并靠(靠绑)补给和直升机垂直补给等。并靠补给作为海上补给的主要补给样式之一,具有补给设备简单、补给速度快等特点,并且通信与操作也比航行补给简便;对于补给需求较大的对象,通常采用并靠(靠绑)补给。军用舰船在海上进行集装箱等较重物体及导弹武器等高危物品的补给时,使用较多且较可靠的补给样式是并靠补给。而且采取靠帮补给方式进行3-5个小时的油料、淡水和蔬菜等物资补给,并非单一目的,而是通过多舰旁靠补给的时间同时进行会议、护航任务研讨,并针对舰艇装备长时间使用后采取“交叉检查”,确保装备完好。同时还能通过文化活动来缓解官兵长时间执勤的压力。但舰船在海上并靠(靠绑)运用起重机进行物资补给时对海况有一定的要求,在补给船和接收船停泊或低速航行时实施,海况一般低于3级。但由于受到风浪流的影响以及两船间的水动力干扰会产生六自由度的摇荡运动,使补给船与接收舰产生相对运动,使下放中的货物
与上升的船体发生碰撞,或已放落到甲板上的货物由于船体的下沉出现再次悬空的现象,这将对并靠补给特别是弹药等危险品补给造成严重威胁。现有的波浪补偿式起重机已经能避免由于升沉波浪所带来的影响,但对横向运动影响的控制仍然存在较大的问题。现有并靠补给过程中采用缆绳固定、气囊缓冲的方式,其存在以下的缺点:安全性差,两船相隔太近,运输弹药等危险物资存在较大隐患;稳定性差,补给船与接收船相对摇荡较大,货物易滑落,特别是横向位移容易导致两船上层建筑相撞;效率低,补给过程繁琐,在进行补给运输之前需要依靠大量人力对两船进行固定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是:提供一种用于提高船舶并靠补给稳定性的机械吸附装置,以解决上述现有技术存在的安全性、稳定性差和效率低等问题。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案:本专利技术提供的用于提高船舶并靠补给稳定性的机械吸附装置,主要由真空吸盘、液压缓冲机构、机械臂三部分组成;该机械吸附装置工作时,其为补给工作中的两船提供约束力、缓冲力与推力,使两船并靠补给过程能顺利完成。所述的真空吸盘,有两个,分别位于液压缓冲机构的两端。所述的两个真空吸盘,均采用多唇边式结构,工作时唇边形成多层密封,使适应性与吸附力更好,其唇边主要由聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物制成;吸盘内带有波纹管,该波纹管是由多层可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接而成的,主要作用是减少突变载荷对真空吸盘以及舷侧的影响。所述的液压缓冲机构,设有液压连接杆,其杆体两端设有与之连接的用于连接真空吸盘的球型铰接,其杆体外部套有多层碟形弹簧和装有机械臂与液压缓冲机构连接结构,其杆体内部装有电机、油泵、储能活塞及储能提升杆,主要提供补给结束后两船远离时的推力,并给予多层碟形弹簧的支撑力,提升弹簧的刚性系数。在液压连接杆的内部还配有压力传感器,主要用于监测两船之间受力情况,避免突发情
况下船体对机械吸附装置的破坏以及机械吸附装置对舷侧外板的破坏。所述的机械臂与液压缓冲机构连接结构,其位于多层碟形弹簧稍后部位,从外部看其是一圈往外凸起的结构,与机械臂上的臂、杆及转动缓冲部件相配合,对下端的真空吸盘和液压缓冲机构有转动缓冲作用;在机械吸附装置收放时,该配合的连接部位处于刚性锁死状态,工作时释放约束,使真空吸盘和液压缓冲机构对机械臂的造成载荷最小。所述的机械臂,为折叠式机械臂,主要由依次相连的转动缓冲部件、机械臂下段、机械臂中段、中段液压驱动轴、臂缸、机械臂上段一节臂、机械臂上段二节臂、底座组成,其中:中段液压驱动轴和臂缸使液压泵提供的动力从上段机械臂传递到中段机械臂;机械臂上段二节臂为可旋转二节臂,其能绕底座旋转;使用时,底座固定在船舶的甲板上。所述的转动缓冲部件为缓冲结构,主要由螺旋式弹簧构成,其下部与液压缓冲机构的机械臂与液压缓冲机构连接结构相连,工作时使液压连接杆能绕机械臂下段在小范围内自由转动,螺旋式弹簧能在其角度达到转动极限时以及突发振动时提供缓冲力,避免机械臂以及液压连接杆受力过大。所述的机械吸附装置还装有控制系统,该控制系统主要由传感器、单片机、安全报警器、机构执行部件组成,其中:所述的传感器包括压力传感器器、位移传感器、角度传感器,起采集机械设备的相关信息数据,进而反馈给单片机,单片机将传感器信号转换为电路信号,然后电路信号反馈到操作界面,船舶工作人员进行相对应的操作,从而使船员能实时了解装置情况,能在船员的干预下实行自动对接吸附,其过程实质为输入控制信号,处理控制信号以及输出控制信号;单片机用以实现机械吸附装置的自动控制与主动控制,控制模式采用三模冗余方式实现,按照规定的时序自动完成真空吸盘的对接与分离,并配备必要的故障检测信号和应急处理指令,使大风浪情况下该机械吸附装置不至于破坏船体,工作时则由操作人员根据实际情况进行调控,处理控制信号;执行结构输出控制信号,该执行结构是机械臂与液压缓冲机构中的液压驱动装置(液压泵)与真空吸盘的驱动装置(真空泵)。所述的压力传感器安装于多层碟簧内,位移传感器安装于船舶舷侧以及机械臂可伸缩段
内部,角度传感器安装于球型铰接以及机械臂各分段连接处;这三种传感器输入控制信号,该控制信号包括吸盘受力大小、两船舷侧间距、液压弹簧受力情况、机械臂高度及角度、两船间相对加速度、吊杆相对甲板的加速度信号;安全报警器装在船舶控制室内,当两船之间的力(主要是拉力)超过临界值时,警报响起,真空吸盘自动脱离吸附状态,这时机械吸附装置只提供推力或支撑力,不再提供吸附力,操作人员则利用控制系统进行后续操作。本专利技术与现有技术相比具有以下的主要的优点:1.利用真空吸盘与液压弹簧取代传统的缆绳、气囊,结构更为安全可靠,根据所选用的吸盘估算其能提供的吸力可达几十吨,液压弹簧所能承受的力则更大。2.折叠式机械臂控制装置的收放,不用船员手动进行繁琐的操作,减少船舶并靠所用时间。3.可结合现已较成熟的自动控制技术,对单个机械装置进行统一调控,从而大大减少人力的使用。4.以较低的成本带来较高的补给效率提升,经过网上查询与实地联系商家,我们估算了单套机械吸附系统的价格大致在4-5万元内。外媒曾评估现在一艘补给舰的造价基本上在20亿元以上,英国、美国等国家关于补给舰的订单每次基本上在10亿美元以上。中国现在只有6艘综合性的补给舰,且都造价高昂。本专利技术设计的这套机械吸附装置,在扩展成整套并靠系统之后,造价预计也最多不超过百万,以整艘船几百分之一的价格来改造装配或在建本文档来自技高网
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【技术保护点】
用于提高船舶并靠补给稳定性的机械吸附装置,其特征是主要由真空吸盘(1)、液压缓冲机构(2)、机械臂(3)三部分组成;该机械吸附装置工作时,其为补给工作中的两船提供约束力、缓冲力与推力,使两船并靠补给过程能顺利完成。

【技术特征摘要】
1.用于提高船舶并靠补给稳定性的机械吸附装置,其特征是主要由真空吸盘(1)、液压缓冲机构(2)、机械臂(3)三部分组成;该机械吸附装置工作时,其为补给工作中的两船提供约束力、缓冲力与推力,使两船并靠补给过程能顺利完成。2.根据权利要求1所述的机械吸附装置,其特征在于所述的真空吸盘(1),有两个,分别位于液压缓冲机构(2)的两端。3.根据权利要求2所述的机械吸附装置,其特征在于所述的两个真空吸盘(1),均采用多唇边式结构(19),工作时唇边形成多层密封,使适应性与吸附力更好,其唇边主要由聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物制成;吸盘内带有波纹管,该波纹管是由多层可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接而成的,主要作用是减少突变载荷对真空吸盘(1)以及舷侧的影响。4.根据权利要求1所述的机械吸附装置,其特征在于所述的液压缓冲机构(2),设有液压连接杆(6),其杆体两端设有与之连接的用于连接真空吸盘的球型铰接(7),其杆体外部套有多层碟形弹簧(20)和装有机械臂与液压缓冲机构连接结构(21),其杆体内部装有电机、油泵、储能活塞及储能提升杆,主要提供补给结束后两船远离时的推力,并给予多层碟形弹簧的支撑力,提升弹簧的刚性系数。5.根据权利要求4所述的机械吸附装置,其特征是在液压连接杆(6)的内部还配有压力传感器,主要用于监测两船之间受力情况,避免突发情况下船体对机械吸附装置的破坏以及机械吸附装置对舷侧外板的破坏。6.根据权利要求4所述的机械吸附装置,其特征在于所述的机械臂与液压缓冲机构连接结构(21),其位于多层碟形弹簧(20)稍后部位,从外部看其是一圈往外凸起的结构,与机械臂(3)上的臂、杆及转动缓冲部件(8)相配合,对下端的真空吸盘(1)和液压缓冲机构(2)有转动缓冲作用;在机械吸附装置收放时,该配合的连接部位处于刚性锁死状态,工作时释放约束,使真空吸盘(1)和液压缓冲机构(2)对机械臂(3)的造成载荷最小。7.根据权利要求1所述的机械吸附装置,其特征在于所述的机械臂(3),为折叠式机械臂,主要由依次相连的转动缓冲部件(8)、机械臂下段(9)、机械臂中段(10)、中段液压驱动轴(11)、臂缸(12)、机械臂上段一节臂(13)、机械臂上段二节臂(14)、底座(15)组成,其中:中段液压驱动轴(11)和臂缸(1...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱凌田岚仁张宏斌魏斯行黄炜祥
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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