一种高效的起重船舶平衡系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术提供了一种高效的起重船舶平衡系统及其工作方法，包括船体、平衡水槽、调谐平衡水箱、升力风扇、自平衡起重机、PLC控制系统及压载传送装置；所述平衡水槽设在船体两侧的船舷上，所述调谐平衡水箱设在在船体内的首部和尾部，所述调谐平衡水箱包括主水箱和副水箱，所述升力风扇分别设在船体四周的甲板上，所述甲板上设有两组起重轨道，所述起重轨道上设有自平衡起重机，所述自平衡起重机平衡臂上设有固定配重块和可变配重水箱装置，所述压载传送装置设在船舱底部。本发明专利技术利用平衡水槽的重力和浮力、调谐平衡水箱的重力提供船体的平衡力矩，并通过快速改变货物在船舱内的压载位置，调整船体的整体重心位置，使船舶能够快速达到平衡的效果。

An Efficient Balancing System for Lifting Ships and Its Working Method

The invention provides an efficient balancing system for a lifting ship and its working method, including a hull, a balancing tank, a tuning balancing water tank, a lifting fan, a self-balancing crane, a PLC control system and a ballast conveying device; the balancing water tank is arranged on the side of the hull, and the tuning balancing water tank is located at the head and tail of the hull, and the tuning balancing water tank comprises a ship hull, a self-balancing crane, a PLC control system and a ballast conveying The main water tank and the auxiliary water tank are respectively arranged on the deck around the hull. The deck is equipped with two sets of lifting tracks. The lifting track is equipped with a self-balancing crane. The balance arm of the self-balancing crane is equipped with a fixed counterweight block and a variable counterweight water tank device. The ballast conveying device is arranged at the bottom of the cabin. The balance moment of the hull is provided by balancing the gravity and buoyancy of the flume and tuning the gravity of the balance tank. By rapidly changing the ballast position of the cargo in the cabin, the position of the overall gravity center of the hull is adjusted so that the ship can achieve the balance effect quickly.

【技术实现步骤摘要】
一种高效的起重船舶平衡系统及其工作方法
本专利技术属于起重船舶
，涉及一种高效的起重船舶平衡系统及其工作方法。
技术介绍
目前在船舶中存在有中、大型的起重接驳运输船，可以将货物起吊后，运送到停靠在深海中的大型油轮上，该船只可以运用在不完善的港口中。通常的起重接驳运输船在船的两侧设置有轨道起重机用于吊装搬运货物，但是在吊装货物过程中，由于船舶不稳，容易引发起重机重心不平衡，造成倾斜翻倒现象，从而减少起重机的使用寿命；同时，在大批量起吊重物时，无法快速调整船舶重心，容易造成船舶倾斜或者侧翻现象发生，以及船舶运输航行时摇摆造成货物散落现象发生。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种高效的起重船舶平衡系统及其工作方法。系统包括平衡水槽、调谐平衡水箱、升力风扇、自平衡起重机及PLC控制单元；平衡水槽设在船舷两侧，可向两边延伸拓展，加大船体宽度提供向上的浮力，当起吊重物船体倾斜时一边可注入水提供重力进行平衡；调谐平衡水箱可通过调整装水位置，施加重力平衡，同时航行时调整晃动频率，能够自动减摇，避免货物散落；升力风扇可在倾斜端提供向上的升力，防止船舶倾斜；压载传送装置能够快速的把放置在传动台上的货物传送到船舶不同的位置利用货物本身的重力进行压载，使船舶能够快速回正；自平衡起重机在起吊时能够自动调整重心平衡，防止起重机倾斜翻倒，整套系统连接到PLC控制单元，实现自动化控制。本专利技术的技术方案如下：一种高效的起重船舶平衡系统，包括船体，还包括平衡水槽、调谐平衡水箱、升力风扇、自平衡起重机及PLC控制系统；所述平衡水槽设有两组，分别设在船体两侧的船舷上，所述平衡水槽包括槽体和液压伸缩臂，所述槽体为顶部开口的U形船结构，所述槽体底部铰接在液压伸缩臂伸出端，所述槽体侧面铰接在翻转液压缸伸出端，所述翻转液压缸缸底端铰接在液压伸缩臂上，所述液压伸缩臂头端铰接在船舷上，所述液压伸缩臂上设有伸展液压缸，所述伸展液压缸伸出端铰接在液压伸缩臂上，所述伸展液压缸缸底端铰接在船舷上；所述调谐平衡水箱设有两组，分别设在在船舱内的首部和尾部，所述调谐平衡水箱包括主水箱和副水箱，所述主水箱底部设有横向水箱支座，所述水箱支座固定在船舱底部，所述水箱支座两端设有限位块Ⅰ，所述水箱支座上设有滚棍，所述滚棍与主水箱滚动连接，所述主水箱内设有活塞板，所述活塞板把主水箱隔成两部分，所述活塞板两边设有伺服液压缸，所述伺服液压缸穿过主水箱侧壁并分别固定在船舱内两侧，所述主水箱内部上端设有转换水道，所述转换水道两端设有两组转换水阀，所述转换水道侧端设有补水阀，所述主水箱外侧端横向设有两组可调液压阻尼器，所述可调液压阻尼器连接固定在船舱侧端和主水箱外侧端之间，所述主水箱两侧端分别设有低、中、高三组平衡水箱液位传感器；所述副水箱纵向设在主水箱顶部，所述副水箱底部设有两组滑动轨道，所述滑动轨道支撑副水箱固定在主水箱上表面，所述滑动轨道两端设有限位块Ⅱ，所述限位块Ⅱ上固定设有限位开关，所述副水箱底部中间位置固定设有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆端部设有步进电机，所述滚珠丝杆旁设有光栅尺，所述光栅尺与滑动轨道平行固定在主水箱上表面；所述升力风扇设有四组，分别设在船体四周的甲板上，所述升力风扇设有两组横向传动轴，所述横向传动轴两端设有自动变速器，所述横向传动轴中间设有锥形齿轮传动组Ⅰ，所述锥形齿轮传动组Ⅰ与纵向传动轴两端连接，所述纵向传动轴中间设有锥形齿轮传动组Ⅱ，所述锥形齿轮传动组Ⅱ与垂直传动轴上端连接，所述垂直传动轴下端连接到锥形齿轮传动组Ⅲ，所述锥形齿轮传动组Ⅲ由主传动轴输入传动，所述主传动轴连接到船舶动力系统；所述甲板上设有起重轨道，所述自平衡起重机设在所述起重轨道上；所述压载传送装置设在船舱底部，所述压载传送装置包括横向传送轮、纵向传送轮及传动台所述传动台固定在船舱底部，所述传动台上设有多组横向传送轮，所述横向传送轮上设有传动链条，所述传动链条连接到横向传送电机上，所述纵向传送轮交错设在横向传送轮之间，所述纵向传送轮上设有滚轴，所述滚轴两端设有支撑杆，所述支撑杆与滚轴铰接，所述滚轴端部设有纵向传送电机，所述支撑杆底部固定连接到升降台，所述升降台底部固定有多组升降液压缸，所述横向传送轮或所述纵向传送轮上放有压载货物；所述液压伸缩臂、伸展液压缸、翻转液压缸、伺服液压缸、转换水阀、补水阀、平衡水箱液位传感器、可调液压阻尼器、步进电机、自动变速器、横向传送电机、纵向传送电机及升降液压缸均连接到PLC控制系统；所述槽体为顶部开口的U形船方便往水槽中注水，所述翻转液压缸可推动水槽翻转使顶部开口的水槽翻转到水中进行注水，所述伸展液压缸能够调整液压伸缩臂与水平面的角度，使平衡水槽提供重力或者浮力，所述调谐平衡水箱的主水箱通过活塞板挤压改变两侧的水位，所述副水箱可在步进电机的带动下进行前后移动调整改变重心位置，所述主水箱在航行时可随着滚棍进行左右摆动，利用水箱内水晃动对侧壁的产生的动压力反馈作用的船体上，达到减摇的目的，所述升力风扇可根据自动变速器调整提供升力的大小，所述自平衡起重机在夹板上可以沿着起重轨道进行移动作业，所述纵向传送轮可以升降顶起压载货物，使货物离开横向传送轮，方便进行纵向移动。进一步的，所述起重轨道固定在甲板两侧，所述起重轨道呈“工”字型，并且顶部形成圆弧结构，所述起重轨道底部设三组起重轨道压力传感器，所述起重轨道两端设有两组起重机位移传感器，所述甲板四周及前后位置设有六组倾角传感器，所述轨道压力传感器、起重机位移传感器及倾角传感器均连接到PLC控制系统。所述起重轨道呈“工”字型可以方便移动连接装置扣接，所述起重轨道压力传感器检测轨道受到的压力，提前预判起重机是否会出现倾覆并反馈进行调整，所述起重机位移传感器可以检测起重机施加到船体上的受力位置，所述倾角传感器可以检测到船体的倾斜角度，及时反馈到PLC控制系统进行调整，避免船体倾翻。进一步的，所述自平衡起重机包括起重机架、吊臂和平衡臂，所述起重机架底部设有四组移动装置，所述起重机架顶部设有旋转工作台，所述旋转工作台上固定设有操作仓，所述旋转工作台上设有起重机回转角度传感器，所述吊臂固定在旋转工作台上，所述吊臂上设有起吊小车，所述起吊小车与吊臂滑动连接，述起吊小车上设有起重重量传感器，所述吊臂尾部设有起吊小车位移传感器；所述平衡臂固定在旋转工作台上，所述平衡臂与吊臂对应形成一条直线并对接在一起，所述平衡臂上设有固定配重块和可变配重水箱装置，所述可变配重水箱装置设在固定配重块右侧，所述可变配重水箱装置包括多组水箱、配重水箱调节泵和配重水箱补水泵，所述多组水箱至少设有两组，所述多组水箱顶部设有配重水箱进水阀，所述多组水箱底部设有配重水箱出水阀，所述多组水箱顶部设有配重水箱液位传感器，所述配重水箱出水阀连接到回流管，所述回流管上设有配重水箱调节泵，所述回流管连接到配重水箱进水阀，所述回流管连接到配重水箱排水阀，所述配重水箱补水泵上设有配重水箱补水管，所述配重水箱补水管一端连接到配重水箱补水阀另一端连接到水域中，所述配重水箱补水阀出口与回流管连接；所述起吊小车位移传感器、起重重量传感器、起重机回转角度传感器、配重水箱进水阀、配重水箱出水阀、配重水箱排水阀、配重水箱液位传感器、配重水箱补水阀、配重水箱调节泵及配重水箱补本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效的起重船舶平衡系统，包括船体（1），其特征在于：还包括平衡水槽（2）、调谐平衡水箱（3）、升力风扇（4）、自平衡起重机（5）、PLC控制系统（6）及压载传送装置（7）；所述平衡水槽（2）设有两组，分别设在船体（1）两侧的船舷（1.2）上，所述平衡水槽（2）包括槽体（2.1）和液压伸缩臂（2.2），所述槽体（2.1）为顶部开口的U形船结构，所述槽体（2.1）底部铰接在液压伸缩臂（2.2）伸出端，所述槽体（2.1）侧面铰接在翻转液压缸（2.4）伸出端，所述翻转液压缸（2.4）缸底端铰接在液压伸缩臂（2.2）上，所述液压伸缩臂（2.2）头端铰接在船舷（1.2）上，所述液压伸缩臂（2.2）上设有伸展液压缸（2.3），所述伸展液压缸（2.3）伸出端铰接在液压伸缩臂（2.2）上，所述伸展液压缸（2.3）缸底端铰接在船舷（1.2）上；所述调谐平衡水箱（3）设有两组，分别设在在船体（1）内的首部和尾部，所述调谐平衡水箱（3）包括主水箱（3.1）和副水箱（3.11），所述主水箱（3.1）底部设有横向水箱支座（3.9），所述水箱支座（3.9）固定在船舱（1.3）底部，所述水箱支座（3.9）两端设有限位块Ⅰ（3.11），所述水箱支座（3.9）上设有滚棍（3.10），所述滚棍（3.10）与主水箱（3.1）滚动连接，所述主水箱（3.1）内设有活塞板（3.2），所述活塞板（3.2）把主水箱（3.1）隔成两部分，所述活塞板（3.2）两边设有伺服液压缸（3.7），所述伺服液压缸（3.7）穿过主水箱（3.1）侧壁并分别固定在船舱（1.3）内两侧，所述主水箱（3.1）内部上端设有转换水道（3.3），所述转换水道（3.3）两端设有两组转换水阀（3.4），所述转换水道（3.3）侧端设有补水阀（3.5），所述主水箱（3.1）外侧端横向设有两组可调液压阻尼器（3.8），所述可调液压阻尼器（3.8）连接固定在船舱（1.3）侧端和主水箱（3.1）外侧端之间，所述主水箱（3.1）两侧端分别设有低、中、高三组平衡水箱液位传感器(3.6)；所述副水箱（3.11）纵向设在主水箱（3.1）顶部，所述副水箱（3.11）底部设有两组滑动轨道（3.12），所述滑动轨道（3.12）支撑副水箱（3.11）固定在主水箱（3.1）上表面，所述滑动轨道（3.12）两端设有限位块Ⅱ（3.13），所述限位块Ⅱ（3.13）上固定设有限位开关（3.17），所述副水箱（3.11）底部中间位置固定设有滚珠丝杆（3.15），所述滚珠丝杆（3.15）端部设有步进电机（3.14），所述滚珠丝杆（3.15）旁设有光栅尺（3.16），所述光栅尺（3.16）与滑动轨道（3.12）平行固定在主水箱（3.1）上表面；所述升力风扇（4）设有四组，分别设在船体（1）四周的甲板（1.1）上，所述升力风扇（4）设有两组横向传动轴（4.1），所述横向传动轴（4.1）两端设有自动变速器（4.2），所述横向传动轴（4.1）中间设有锥形齿轮传动组Ⅰ（4.3），所述锥形齿轮传动组Ⅰ（4.3）与纵向传动轴（4.4）两端连接，所述纵向传动轴（4.4）中间设有锥形齿轮传动组Ⅱ（4.5），所述锥形齿轮传动组Ⅱ（4.5）与垂直传动轴（4.6）上端连接，所述垂直传动轴（4.6）下端连接到锥形齿轮传动组Ⅲ（4.7），所述锥形齿轮传动组Ⅲ（4.7）由主传动轴（4.8）输入传动，所述主传动轴（4.8）连接到船舶动力系统；所述甲板（1.1）上设有起重轨道（1.5），所述自平衡起重机（5）设在所述起重轨道（1.5）上；所述压载传送装置（7）设在船舱（1.3）底部，所述压载传送装置（7）包括横向传送轮（7.1）、纵向传送轮（7.5）及传动台（7.4）所述传动台（7.4）固定在船舱（1.3）底部，所述传动台（7.4）上设有多组横向传送轮（7.1），所述横向传送轮（7.1）上设有传动链条（7.3），所述传动链条（7.3）连接到横向传送电机（7.2）上，所述纵向传送轮（7.5）交错设在横向传送轮（7.1）之间，所述纵向传送轮（7.5）上设有滚轴（7.6），所述滚轴（7.6）两端设有支撑杆（7.10），所述支撑杆（7.10）与滚轴（7.6）铰接，所述滚轴（7.6）端部设有纵向传送电机（7.9），所述支撑杆（7.10）底部固定连接到升降台（7.7），所述升降台（7.7）底部固定有多组升降液压缸（7.8），所述横向传送轮（7.1）或所述纵向传送轮（7.5）上放有压载货物（7.11）；所述液压伸缩臂(2.2)、伸展液压缸（2.3）、翻转液压缸（2.4）、伺服液压缸（3.7）、转换水阀（3.4）、补水阀（3.5）、平衡水箱液位传感器(3.6)、可调液压阻尼器（3.8）、步进电机（3.14）、自动变速器（4.2）、横向传送电机（7.2）、纵向传送电机（7.9）及升降液压缸（...

【技术特征摘要】
1.一种高效的起重船舶平衡系统，包括船体（1），其特征在于：还包括平衡水槽（2）、调谐平衡水箱（3）、升力风扇（4）、自平衡起重机（5）、PLC控制系统（6）及压载传送装置（7）；所述平衡水槽（2）设有两组，分别设在船体（1）两侧的船舷（1.2）上，所述平衡水槽（2）包括槽体（2.1）和液压伸缩臂（2.2），所述槽体（2.1）为顶部开口的U形船结构，所述槽体（2.1）底部铰接在液压伸缩臂（2.2）伸出端，所述槽体（2.1）侧面铰接在翻转液压缸（2.4）伸出端，所述翻转液压缸（2.4）缸底端铰接在液压伸缩臂（2.2）上，所述液压伸缩臂（2.2）头端铰接在船舷（1.2）上，所述液压伸缩臂（2.2）上设有伸展液压缸（2.3），所述伸展液压缸（2.3）伸出端铰接在液压伸缩臂（2.2）上，所述伸展液压缸（2.3）缸底端铰接在船舷（1.2）上；所述调谐平衡水箱（3）设有两组，分别设在在船体（1）内的首部和尾部，所述调谐平衡水箱（3）包括主水箱（3.1）和副水箱（3.11），所述主水箱（3.1）底部设有横向水箱支座（3.9），所述水箱支座（3.9）固定在船舱（1.3）底部，所述水箱支座（3.9）两端设有限位块Ⅰ（3.11），所述水箱支座（3.9）上设有滚棍（3.10），所述滚棍（3.10）与主水箱（3.1）滚动连接，所述主水箱（3.1）内设有活塞板（3.2），所述活塞板（3.2）把主水箱（3.1）隔成两部分，所述活塞板（3.2）两边设有伺服液压缸（3.7），所述伺服液压缸（3.7）穿过主水箱（3.1）侧壁并分别固定在船舱（1.3）内两侧，所述主水箱（3.1）内部上端设有转换水道（3.3），所述转换水道（3.3）两端设有两组转换水阀（3.4），所述转换水道（3.3）侧端设有补水阀（3.5），所述主水箱（3.1）外侧端横向设有两组可调液压阻尼器（3.8），所述可调液压阻尼器（3.8）连接固定在船舱（1.3）侧端和主水箱（3.1）外侧端之间，所述主水箱（3.1）两侧端分别设有低、中、高三组平衡水箱液位传感器(3.6)；所述副水箱（3.11）纵向设在主水箱（3.1）顶部，所述副水箱（3.11）底部设有两组滑动轨道（3.12），所述滑动轨道（3.12）支撑副水箱（3.11）固定在主水箱（3.1）上表面，所述滑动轨道（3.12）两端设有限位块Ⅱ（3.13），所述限位块Ⅱ（3.13）上固定设有限位开关（3.17），所述副水箱（3.11）底部中间位置固定设有滚珠丝杆（3.15），所述滚珠丝杆（3.15）端部设有步进电机（3.14），所述滚珠丝杆（3.15）旁设有光栅尺（3.16），所述光栅尺（3.16）与滑动轨道（3.12）平行固定在主水箱（3.1）上表面；所述升力风扇（4）设有四组，分别设在船体（1）四周的甲板（1.1）上，所述升力风扇（4）设有两组横向传动轴（4.1），所述横向传动轴（4.1）两端设有自动变速器（4.2），所述横向传动轴（4.1）中间设有锥形齿轮传动组Ⅰ（4.3），所述锥形齿轮传动组Ⅰ（4.3）与纵向传动轴（4.4）两端连接，所述纵向传动轴（4.4）中间设有锥形齿轮传动组Ⅱ（4.5），所述锥形齿轮传动组Ⅱ（4.5）与垂直传动轴（4.6）上端连接，所述垂直传动轴（4.6）下端连接到锥形齿轮传动组Ⅲ（4.7），所述锥形齿轮传动组Ⅲ（4.7）由主传动轴（4.8）输入传动，所述主传动轴（4.8）连接到船舶动力系统；所述甲板（1.1）上设有起重轨道（1.5），所述自平衡起重机（5）设在所述起重轨道（1.5）上；所述压载传送装置（7）设在船舱（1.3）底部，所述压载传送装置（7）包括横向传送轮（7.1）、纵向传送轮（7.5）及传动台（7.4）所述传动台（7.4）固定在船舱（1.3）底部，所述传动台（7.4）上设有多组横向传送轮（7.1），所述横向传送轮（7.1）上设有传动链条（7.3），所述传动链条（7.3）连接到横向传送电机（7.2）上，所述纵向传送轮（7.5）交错设在横向传送轮（7.1）之间，所述纵向传送轮（7.5）上设有滚轴（7.6），所述滚轴（7.6）两端设有支撑杆（7.10），所述支撑杆（7.10）与滚轴（7.6）铰接，所述滚轴（7.6）端部设有纵向传送电机（7.9），所述支撑杆（7.10）底部固定连接到升降台（7.7），所述升降台（7.7）底部固定有多组升降液压缸（7.8），所述横向传送轮（7.1）或所述纵向传送轮（7.5）上放有压载货物（7.11）；所述液压伸缩臂(2.2)、伸展液压缸（2.3）、翻转液压缸（2.4）、伺服液压缸（3.7）、转换水阀（3.4）、补水阀（3.5）、平衡水箱液位传感器(3.6)、可调液压阻尼器（3.8）、步进电机（3.14）、自动变速器（4.2）、横向传送电机（7.2）、纵向传送电机（7.9）及升降液压缸（7.8）均连接到PLC控制系统（6）。2.根据权利要求1所述的一种高效的起重船舶平衡系统，其特征在于：所述起重轨道（1.5）固定在甲板（1.1）两侧，所述起重轨道（1.5）呈“工”字型，并且顶部形成圆弧结构，所述起重轨道（1.5）底部设三组起重轨道压力传感器(1.6)，所述起重轨道（1.5）两端设有两组起重机位移传感器（1.7），所述甲板（1.1）四周及前后位置设有六组倾角传感器（1.4），所述轨道压力传感器(1.6)、起重机位移传感器（1.7）及倾角传感器（1.4）均连接到PLC控制系统（6）。3.根据权利要求1所述的一种高效的起重船舶平衡系统，其特征在于：所述自平衡起重机（5）包括起重机架（5.1）、吊臂（5.2）和平衡臂（5.3），所述起重机架（5.1）底部设有四组移动装置（5.12），所述起重机架（5.1）顶部设有旋转工作台（5.6），所述旋转工作台（5.6）上固定设有操作仓（5.4），所述旋转工作台（5.6）上设有起重机回转角度传感器（5.11），所述吊臂（5.2）固定在旋转工作台（5.6）上，所述吊臂（5.2）上设有起吊小车（5.5），所述起吊小车（5.5）与吊臂（5.2）滑动连接，述起吊小车（5.5）上设有起重重量传感器（5.10），所述吊臂（5.2）尾部设有起吊小车位移传感器(5.9)；所述平衡臂（5.3）固定在旋转工作台（5.6）上，所述平衡臂（5.3）与吊臂（5.2）对应形成一条直线并对接在一起，所述平衡臂（5.3）上设有固定配重块（5.7）和可变配重水箱装置（5.8），所述可变配重水箱装置（5.8）设在固定配重块（5.7）右侧，所述可变配重水箱装置（5.8）包括多组水箱（5.81）、配...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟安祺，
申请(专利权)人：广西南宁胜祺安科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45