一种基于载荷自平衡的浮船坞电磁浮托举系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于载荷自平衡的浮船坞电磁浮托举系统，包括若干沿船身方向排列的电磁浮托举装置；所述电磁浮托举装置包括若干电磁线圈、悬浮电磁体和控制器；悬浮电磁体在磁场力作用下悬浮于电磁线圈的上方，其顶部安装有若干载荷测量仪，下方设有间隙测距传感器；所述控制器与间隙测距传感器、载荷测量仪和电磁线圈相连接，并连接有报警装置，控制器内部设定限制磁浮力范围和限制间隙范围，通过对比测量值和限制范围调节电磁线圈电流大小；当测量值过大或过小时，控制器指示报警装置发出警报。本发明专利技术能够实现对托举装置的自适应调节与控制，在各个托举装置提供均匀稳定的托举力，提高浮船坞托举作业的安全性。提高浮船坞托举作业的安全性。提高浮船坞托举作业的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于载荷自平衡的浮船坞电磁浮托举系统


[0001]本专利技术涉及一种浮船坞，尤其涉及一种基于载荷自平衡的浮船坞电磁浮托举系统。

技术介绍

[0002]浮船坞作为海上驳船的漂浮设备，是修、造船过程中不可或缺的关键硬件条件，在使用过程中，不仅需要确保被托举船舶或海洋平台的安全，还需要确保浮船坞及支撑装置的安全。
[0003]由于海船体型较大，为满足停船需求，浮船坞的长度需设计得较大，可达几百米，宽度相对较小约几十米。因其长度较大，浮船坞在波浪海洋波浪作用下难以避免会发生中拱和中垂变形。当浮船坞发生中拱和中垂变形，浮船坞与所载船体或海洋平台的相对距离呈现动态变化趋势，传统托举装置无法适应支撑距离的动态变化，经常会出现局部支撑过度或局部支撑不足的情况，引起支撑载荷快速变化且分布不均，因而导致被托举船体发生塑性变形，对浮船坞的安全海上托举作业带来危险。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种保证船体受力均匀的基于载荷自平衡的浮船坞电磁浮托举系统。
[0005]技术方案：本专利技术所述的一种基于载荷自平衡的浮船坞电磁浮托举系统，包括若干沿船身方向排列的电磁浮托举装置；所述电磁浮托举装置包括若干电磁线圈、接触并托举船体的悬浮电磁体和控制器；所述电磁线圈通过支撑轨道安装在浮船坞坞底，所述悬浮电磁体在电磁线圈产生的磁场力作用下悬浮于电磁线圈的上方，其长度方向与船身方向相垂直；所述悬浮电磁体顶部安装有若干载荷测量仪，下方设有测量支撑轨道与悬浮电磁体间距的间隙测距传感器；所述控制器与间隙测距传感器、载荷测量仪和电磁线圈相连接，并连接有报警装置，控制器内部设定限制磁浮力范围和限制间隙范围，通过对比间隙测距传感器、载荷测量仪测量值和限制磁浮力范围、限制间隙范围，调节电磁线圈电流大小；当测量值过大或过小超出限制范围时，控制器指示报警装置发出警报。
[0006]优选地，所述控制器在支撑轨道与悬浮电磁体间距较小、载荷较大时，降低电磁线圈的电流；在支撑轨道与悬浮电磁体间距较大、载荷较小时，提高电磁线圈的电流。
[0007]优选地，所述控制器对各载荷测量仪的测量值计算平均值，将平均值与限制磁浮力范围进行对比，并同时控制各电磁线圈的电流同步变化。
[0008]优选地，所述支撑轨道与悬浮电磁体之间通过安全保护链相连，安全保护链限制悬浮电磁体对浮船坞坞底的最大位移。
[0009]优选地，各所述电磁浮托举装置的分布在船中区域间距较小，两边区域间距较大。
[0010]优选地，所述电磁线圈沿悬浮电磁体长度方向均匀设置。
[0011]优选地，所述支撑轨道沿平行于船身方向排列布置，与悬浮电磁体上下一一对应，
其长度方向与船身方向相垂直；所述间隙测距传感器安装于支撑轨道中间位置。
[0012]特别地，所述支撑轨道还可以沿垂直于船身方向排列布置，其长度方向与船身方向相平行；所述位于中部的支撑轨道上设有与悬浮电磁体一一对应的若干所述间隙测距传感器。
[0013]工作原理：当浮船坞发生中拱和中垂变形，浮船坞与所载船体或海洋平台的相对距离呈现动态变化趋势，电磁浮托举装置的磁浮间隙和对船体的支撑载荷发生变化，在支撑轨道与悬浮电磁体间距较小、载荷较大时，降低电磁线圈的电流减小该处的磁浮力；在支撑轨道与悬浮电磁体间距较大、载荷较小时，提高电磁线圈的电流增大该处的磁浮力；各个电磁浮托举装置自适应载荷平衡，使整个托举系统的保持受力均匀，以提供稳定的托举力。
[0014]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：1、能够实现对托举装置的自适应调节与控制，在各个托举装置提供均匀稳定的托举力，避免在波浪作用下浮船坞对船体的支撑力产生波动，提高浮船坞托举作业的安全性，大幅降低波浪中船体变形对海上托举作业的安全影响，减小浮船坞海上作业的海况条件限制；2、利用电磁浮托举装置代替现有的坞墩结构，可以增大浮船坞和船体的接触支撑面积，使托举载荷的分布更加均匀、幅值波动更小；且可以避免浮船坞与被托举船体之间直接接触，提供更加稳定、连续的托举支撑力；3、采用固定式的电磁浮轨道，可以减少每次托举的准备时间，提高托举作业的工作效率，可以简化海上托举作业的准备工作，提高浮船坞的使用效率，节省被救援船舶的等待时间，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的结构示意图；
[0016]图2为本专利技术的电磁托举装置结构示意图；
[0017]图3为本专利技术的浮船坞在波浪作用下处于中垂状态的示意图；
[0018]图4为本专利技术的浮船坞在波浪作用下处于中拱状态的示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0020]实施例1
[0021]如图1所示，一种基于载荷自平衡的浮船坞电磁浮托举系统，设置于浮船坞B的坞底上，用于托举船体A。本系统包括若干组沿船身方向排列的电磁浮托举装置C，电磁浮托举装置C固定设置在浮船坞坞底上，如图2所示，包括电磁线圈1、悬浮电磁体2、支撑轨道3、自动控制器4、载荷测量仪5、间隙测距传感器6、报警装置7和安全保护链8。
[0022]各组电磁浮托举装置C的布置为船中区域间距较小，两边区域间距较大。
[0023]支撑轨道3铺设于浮船坞坞底，沿平行于船身方向排列布置，其长度方向与船身垂直。支撑轨道3上均匀设有若干电磁线圈1，支撑轨道3与电磁线圈1组成电磁浮轨道；电磁线圈1上方设有悬浮电磁体2，悬浮电磁体2在电磁线圈1产生的磁场力作用下悬浮于电磁浮轨道上方，用于托举船体，其长度方向与船身方向相垂直，与支撑轨道3上下对应；悬浮电磁体2和支撑轨道3之间连接有安全保护链8，安全保护链8设有两条，分别套设在悬浮电磁体2和支撑轨道3的两端部，用以限制悬浮电磁体2对支撑轨道3的最大位移，防止浮船坞和船体相
脱离。
[0024]悬浮电磁体2顶部托举船体的支撑面上安装有若干载荷测量仪5，支撑轨道3中部安装有间隙测距传感器6。自动控制器4连接各个载荷测量仪5、间隙测距传感器6、电磁线圈1和报警装置7，各个载荷测量仪5测量该处电磁浮托举装置对船体的支撑载荷并转换成信号传输给自动控制器4，间隙测距传感器6测量其安装点处支撑轨道3和悬浮电磁体2的间距即磁浮间隙并转换成信号传输给自动控制器4，自动控制器4接收各载荷测量仪5、间隙测距传感器6的信号并对各载荷测量仪5的测量数据计算平均值。
[0025]自动控制器4内预设限制磁浮力范围和限制间隙范围，通过对比间隙测距传感器测量值和限制间隙范围，以及对比载荷测量仪测量平均值和限制磁浮力范围，根据差异的幅值与变化趋势发出指令调节各个电磁线圈1的电流大小。
[0026]浮船坞B在波浪中托举船舶时，受到波浪作用其形体呈现出动态变化趋势，处于不同位置的电磁浮托举装置C的磁浮间隙和对船体A的支撑载荷会发生变化：如图3所示，当浮船坞B处于中垂状态时，艏艉处的磁浮间隙减小，该处的支撑载荷较大，船中处的磁浮间隙增大，该处的支撑载荷较小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于载荷自平衡的浮船坞电磁浮托举系统，其特征在于，包括若干沿船身方向排列的电磁浮托举装置；所述电磁浮托举装置包括若干电磁线圈(1)、接触并托举船体的悬浮电磁体(2)和控制器(4)；所述电磁线圈(1)通过支撑轨道(3)安装在浮船坞坞底，所述悬浮电磁体(2)在电磁线圈(1)产生的磁场力作用下悬浮于电磁线圈(1)的上方，其长度方向与船身方向相垂直；所述悬浮电磁体(2)顶部安装有若干载荷测量仪(5)，下方设有测量支撑轨道(3)与悬浮电磁体(2)间距的间隙测距传感器(6)；所述控制器(4)与间隙测距传感器(6)、载荷测量仪(5)和电磁线圈(1)相连接，并连接有报警装置(7)，控制器(4)内部设定限制磁浮力范围和限制间隙范围，通过对比间隙测距传感器、载荷测量仪测量值和限制磁浮力范围、限制间隙范围，调节电磁线圈(1)的电流大小；当测量值过大或过小时，控制器(4)指示报警装置(7)发出警报。2.根据权利要求1所述的基于载荷自平衡的浮船坞电磁浮托举系统，其特征在于，所述控制器(4)在支撑轨道(3)与悬浮电磁体(2)间距较小、载荷较大时，降低电磁线圈(1)的电流；在支撑轨道(3)与悬浮电磁体(2)间距较大、载荷较小时，提高电磁线圈(1)的电流。3.根据权利要求1所述的基于载荷自平衡的浮船坞电磁浮托举系统，其特征在于，所述控制器(4)对各载荷测量仪(5)的测量值计算平均值...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁仕风，王庆丰，周利，刘鹏，徐海涛，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：