一种船舶用智能码头系泊系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船舶用智能码头系泊系统，包括单片机控制系统模块、系泊力监测模块和若干个系泊子单元模块；单片机控制系统模块用于获取系泊船舶的六维姿态运动数据和系泊力监测模块传输的系泊力数据，获取的数据由单片机控制系统模块的程序分析处理，所得数字输出信号经D/A转换接口直接驱动若干个系泊子单元模块；若干个系泊子单元模块根据系泊船舶的六维姿态运动进行自由度拉力调整控制，以实现稳定系泊。采用本技术方案，系泊系统通过若干个系泊子单元模块吸附码头并自适应随船舶摇晃进行适应调整，实现船舶自身摇晃产生的巨大能量回收利用，以及同时可以对船舶摇晃动能进行阻抗稳定，以实现稳定系泊。以实现稳定系泊。以实现稳定系泊。

An intelligent wharf mooring system for ships

【技术实现步骤摘要】
一种船舶用智能码头系泊系统


[0001]本专利技术涉及一种船舶用智能码头系泊系统，属于船舶行业的


技术介绍

[0002]现代船舶特别是大型船舶如集装箱船、油船、散货船等，船舶在系泊过程中，受到风、浪、水体流动等自然因素影响船舶自身的运动停靠，为了保障船舶作业效率和码头装卸设备及人员安全，传统的方式是采用缆绳将船舶和码头的系船支架连接，从而在一定作业范围内限制船舶停靠在码头前的运动，停靠完成的船舶大都能在数小时内装卸万吨以上货物，以致船舶吃水迅速变化，缆绳的系缆力无法适应调节，因船舶自身在作业范围内因风、浪、水体流动等自然因素影响，船舶存在六个自由度方向上不规则运动，此时对于缆绳适应调节往往根据工作人员经验取得，需要安排特定人员管理缆绳系泊作业，而船舶系缆力的大小直接影响船舶停泊、装卸作业以及码头结构物的安全，传统的缆绳系泊技术已经无法满足船舶停靠使用。
[0003]现有技术中，公开号为CN106143799B的中国专利公开了“一种可代替缆绳兼具护舷功能的智能化轻型系靠泊系统”，该系统根据实时检测的系泊船舶六维运动姿态对真空吸附盘和所述伺服电机电动缸进行控制，通过调整系泊系统的伸缩和扭转幅度以适应船舶运动，并在系泊系统承载能力范围内适时限制较大的运动以满足船舶的运动量满足系泊或作业要求，从而实现船舶和码头间的稳定系泊；该系统具体涉及的机构是通过电动缸伸缩真空吸附盘有6个运动自由度，可以在横向、纵向和垂直方向上自动拉伸和扭转，以调整位置适应船舶停靠；该现有技术中涉及的靠泊系统在使用过程中，船舶在作业范围内的运动通过6个维度上自由运动的电动缸进行限定，而船舶因吃水变化，并受到风、浪、水体流动等自然因素影响船舶自身的运动，船舶自身摇晃会对电动缸进行拉伸和扭转，船舶自身摇晃的巨大能量由电动缸刚性接收并消耗，电动缸刚性强度要求高，且船舶自身摇晃频繁作用在电动缸上，极易造成电动缸寿命缩短，从而对船舶安全系波和安全作业造成影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种船舶用智能码头系泊系统，解决了船舶系泊过程中自身摇晃而造成系泊子单元机构自动拉伸和扭转损坏，以及解决船舶自身摇晃产生的巨大能量消耗浪费。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种船舶用智能码头系泊系统，包括单片机控制系统模块、系泊力监测模块和若干个系泊子单元模块；
[0007]单片机控制系统模块用于获取系泊船舶的六维姿态运动数据和系泊力监测模块传输的系泊力数据，获取的数据由单片机控制系统模块的程序分析处理，所得数字输出信号经D/A转换接口直接驱动若干个系泊子单元模块；
[0008]若干个系泊子单元模块根据系泊船舶的六维姿态运动进行自由度拉力调整控制，
以实现稳定系泊；
[0009]若干个系泊子单元模块均是通过液压油缸带动具有6个自由度运动的真空吸附盘和码头支架吸附固定，液压油缸的油路系统吸收船舶摇晃运动产生的动能，油路系统中吸收动能的油液转化成液压能，再通过电液马达带动发电机将液压能转化成电能，电能通过电源储能模块收集，以实现船舶摇晃能量的回收。
[0010]进一步地，还包括船舶辅助监测模块，所述船舶辅助监测模块通过激光测量船舶和码头之间的系泊距离数据，以及获取船舶的运动速度数据，实时监测数据并反馈至单片机控制系统模块。
[0011]进一步地，还包括水位环境监测模块，所述水位环境监测模块通过测量和记录码头系泊环境的气象和水位数据，实时监测数据并反馈至单片机控制系统模块。
[0012]进一步地，还包括显示屏模块，单片机控制系统模块的程序分析处理数据通过显示屏模块展示。
[0013]进一步地，还包括电源模块，电源模块通过电能输出至单片机控制系统模块进行微机程序数据分析工作。
[0014]进一步地，系泊子单元模块包括有自由度拉力调整机构，自由度拉力调整机构包括船舶上的安装固定底座，安装固定底座和真空吸附盘之间至少设置6组液压油缸，液压油缸的伸缩端通过运动球关节Ⅰ与真空吸附盘之间转动连接，液压油缸的安装端通过运动球关节Ⅱ与安装固定底座之间转动连接。
[0015]进一步地，安装固定底座和真空吸附盘之间设置有多个承载弹簧，多个承载弹簧固定连接安装固定底座，且液压油缸均布设置在承载弹簧的周围。
[0016]进一步地，所述液压油缸的油路系统上设置有三位四通电磁阀，且通过三位四通电磁阀控制液压油缸的伸出、回缩复位和吸收船舶摇晃动能工作状态。
[0017]进一步地，液压油缸的吸收船舶摇晃动能工作状态时，船舶摇晃动能通过油路系统吸收转化成往复压力油液，液压油缸的高压腔油液通过由四个单向阀组成的整桥阀路，高压油液经整桥阀路输送至蓄能器，蓄能器通过把高压油液稳定输送至电液马达，电液马达带动发电机进行发电，转换后的电能通过蓄电站收集。
[0018]进一步地，油路系统中经过电液马达后回路的高压油液通过压力调节阀进行减压，减压后油液经整桥阀路回流至液压油缸的低压腔，液压油缸的内腔两侧高低压油液的压力差对船舶摇晃动能进行阻抗稳定。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020](1)若干个系泊子单元模块均是通过液压油缸带动具有6个自由度运动的真空吸附盘和码头支架吸附固定，取代了传统的缆绳系泊船舶作业，缩短了船舶系泊作业时间，提高了码头系泊效率，且有助于提升船舶停泊、装卸作业以及码头结构物的安全；
[0021](2)系泊子单元模块包括的自由度拉力调整机构可以适应系泊船舶的六维姿态运动自由度调节，通过液压油缸的油路系统吸收船舶摇晃运动产生的动能，油路系统中吸收动能的油液转化成液压能，再通过电液马达带动发电机将液压能转化成电能，电能通过电源储能模块收集，以实现船舶摇晃能量的回收。
[0022](3)液压油缸吸收船舶摇晃动能过程中，油路系统的输出高压油液与调节后的低压油液在液压油缸的内腔两侧形成压力差，对船舶摇晃动能进行阻抗稳定，实现船舶自身
摇晃产生的巨大能量回收利用，以及同时可以对船舶摇晃动能进行阻抗稳定，液压油缸的自由度拉力得到调整控制，以实现稳定系泊。
附图说明
[0023]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0024]图1为本专利技术所述一种船舶用智能码头系泊系统的架构图；
[0025]图2为本专利技术所述一种船舶用智能码头系泊系统的工作流程图；
[0026]图3为本专利技术所述一种船舶用智能码头系泊系统的自由度拉力调整机构结构示意图；
[0027]图4为本专利技术所述一种船舶用智能码头系泊系统的液压油缸的油路系统控制示意图。
具体实施方式
[0028]下面将对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例1
[0030]请参阅图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶用智能码头系泊系统，其特征在于，包括单片机控制系统模块、系泊力监测模块和若干个系泊子单元模块；单片机控制系统模块用于获取系泊船舶的六维姿态运动数据和系泊力监测模块传输的系泊力数据，获取的数据由单片机控制系统模块的程序分析处理，所得数字输出信号经D/A转换接口直接驱动若干个系泊子单元模块；若干个系泊子单元模块根据系泊船舶的六维姿态运动进行自由度拉力调整控制，以实现稳定系泊；若干个系泊子单元模块均是通过液压油缸带动具有6个自由度运动的真空吸附盘和码头支架吸附固定，液压油缸的油路系统吸收船舶摇晃运动产生的动能，油路系统中吸收动能的油液转化成液压能，再通过电液马达带动发电机将液压能转化成电能，电能通过电源储能模块收集，以实现船舶摇晃能量的回收。2.根据权利要求1所述的一种船舶用智能码头系泊系统,其特征在于，还包括船舶辅助监测模块，所述船舶辅助监测模块通过激光测量船舶和码头之间的系泊距离数据，以及获取船舶的运动速度数据，实时监测数据并反馈至单片机控制系统模块。3.根据权利要求1所述的一种船舶用智能码头系泊系统,其特征在于，还包括水位环境监测模块，所述水位环境监测模块通过测量和记录码头系泊环境的气象和水位数据，实时监测数据并反馈至单片机控制系统模块。4.根据权利要求1所述的一种船舶用智能码头系泊系统,其特征在于，还包括显示屏模块，单片机控制系统模块的程序分析处理数据通过显示屏模块展示。5.根据权利要求1所述的一种船舶用智能码头系泊系统,其特征在于，还包括电源模块，电源模块通过电能输出至单片机控...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔建华，黄津沙，余培文，李凯，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：