船舶动态定位装置及船的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及水上运输设备领域，尤其涉及一种船舶动态定位装置及船。
【背景技术】
[0002]海洋工程船舶要求施工时具有在一定的风浪流条件下保持自身位置在某个范围内的能力(一般称之为动态定位)，这种功能通过以下方式实现:有动态定位的船舶利用安装在船舶本身的若干个推进器，一般船艉以及船艏均有若干个推进器，推进器的作用是将船舶的动力(机械能或电能)转化成船只前进或转向以及维持自身位置所需要的推力，控制根据采集到的风、浪、流(风速，风向，海浪数据洋流流向数据)以及定位系统(罗盘、电罗经)采集到的位置数据根据计算后，结合卫星定位信号数据输出到船舶不同位置的推进器，这种推进器能够根据命令调整推进器的推力的方向和转速，从而控制船舶不同位置的收到的推力的大小，抵消风浪流的推力，达到能够将船舶保持在一定的位置。
[0003]现有船舶动力定位实现的方式是:船舶自身有柴油发电机，发电机发出来的电送到推进器的控制器，控制器根据定位系统发出的命令，调整推进器转向和转速，其中，调整推进器转向能够调整推力的方向，调整推进器的转速可以调整推力的大小。
[0004]现有船舶动态定位系统一般分为为DP，DP1，DP2或DP3，一般由若干个布置在船舶不同位置的推进器组成，一般船尾为若干个，船首1-3个。根据不同的动力定位等级，各系统有一定的冗余，比如发电机冗余或控制系统以及推进器冗余，在一部分动力丧失或推进器损坏后，整个系统仍然能够实现基本功能，即保持自身位置的功能。
[0005]但是现有技术中海上船舶定位装置造价高，维护使用困难，原理复杂的问题，造价高主要体现在现有船只使用的推进器制作过于复杂，而且造价高昂，成本高。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种船舶动态定位装置及船，以解决现有的船舶动态定位装置造价高昂、成本高的问题。
[0007]为达到上述目的，本发明提供一种船舶动态定位装置，该船舶动态定位装置包括控制单元、水栗、出水定位部。水栗具有进水口和出水口，控制单元与水栗连接，并控制水栗的转速和转向；出水定位部包括与水栗的出水口连接的喷水嘴，控制单元与喷水嘴连接并调节喷水嘴的出水方向。
[0008]进一步地，出水定位部还包括出水管，出水管与水栗的出水口连接，喷水嘴通过方向控制组件设置在出水管上，控制单元与方向控制组件连接，并通过方向控制组件调节喷水嘴的出水方向。
[0009]进一步地，方向控制组件包括铰轴，铰轴的第一端固定连接在喷水嘴上;伸缩驱动件与铰轴的第二端铰接，且伸缩驱动件的伸缩可驱动铰轴转动。
[0010]进一步地，铰轴的第二端上固定连接有连接板，伸缩驱动件铰接在连接板上。
[0011]进一步地，伸缩驱动件的伸缩方向为横向，伸缩驱动件的远离铰轴的一端铰接在固定物上。
[0012]进一步地，出水定位部还包括出水阀，出水阀设置在出水管上，且位于对应的出水口与喷水嘴之间，控制单元与出水阀连接，并控制出水阀的开度。
[0013]进一步地，水栗为一个，且水栗具有多个出水口，出水定位部的数量与出水口的数量一致，且--对应地连接。
[0014]进一步地，水栗为多个，且各水栗均具有至少一个出水口，各水栗的至少一个出水口与另一个水栗的出水口连通。
[0015]进一步地，水栗为多个，且各水栗均具有至少一个出水口，各水栗的至少一个出水口与另一个水栗的进水口连通。
[0016]本发明还提供了一种船，包括船身和设置在船身上的船舶动态定位装置，以及如前任一项的船舶动态定位装置，喷水嘴设置在船身底部或船身侧面。
[0017]本发明具有的优点和积极效果是:
[0018]本发明提供的船舶动态定位装置可有效地降低海上工程船舶的定位装置成本，而且该船舶动态定位装置是通用的，适用于任何海上工程船舶。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例的船舶动态定位装置的原理示意图；
[0020]图2为本发明的方向控制组件实施例一的示意性结构图；
[0021]图3为图2所示的方向控制组件实施例一的主视图；
[0022]图4为图2所示的方向控制组件实施例一的左视图；
[0023]图5为本发明的方向控制组件实施例二的示意性原理图。
[0024]附图标记说明:
[0025]1、水栗;2、出水定位部;21、喷水嘴;22、出水管;23、出水阀；24、铰轴;25、伸缩驱动件;26、连接板;3、进水容纳盒;31、进水盒进水口；32、进水盒出水口；4、喷水容纳盒;41、喷水盒进水口 ；42、喷水盒出水口 ；43、集水环槽。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明实施例的船舶动态定位装置进行详细描述。
[0027]图1为本发明实施例的船舶动态定位装置的原理示意图。
[0028]参考图1，本发明提供的船舶动态定位装置包括控制单元、水栗I和出水定位部2。水栗I具有进水口和出水口，控制单元内与水栗I连接，并控制水栗I的转速和转向。出水定位部2包括与水栗I的出水口连接的喷水嘴21，控制单元与喷水嘴21连接并可调节喷水嘴21的出水方向。通过在船舶上设置该船舶动态定位装置，利用水栗I吸水，并通过喷水嘴21喷出，使喷出的水与海水相互作用进而向船舶施加作用力，以平衡船舶所受的风、海水等作用力，使船舶的位置保持在一定范围内，实现船舶的动态定位。通过控制单元和出水定位部2调节喷水嘴21的喷水方向可以适应风和海水的变化，保证动态定位效果。
[0029]该船舶动态定位装置可设置在船体底部，喷水嘴21伸出船体的侧壁。当然，也可以将喷水嘴21设置在船体底部，使喷水嘴21能够360°转向。
[0030]具体地，控制单元用来在整体上控制该船舶动态定位装置。水栗I上设置有出水口和进水口，水栗I在动力装置(电动机等)的作用下，可将海水从进水口吸入，并将吸入的海水以一定的压力和流量从出水口喷出以形成调整船舶动态定位装置的动力。水栗I与控制单元相连，通过控制单元可进一步控制水栗I的转速和转向，使操作人员可随时通过控制单元调整水栗I来调整输出海水的压力和流量，从而完成对船舶动态定位装置的调整，使船舶处于平稳状态。
[0031]控制单元还可以采集风速、海水流动速度等数据，以及从卫星得到的卫星定位数据，以及需要定位的位置等数据，并根据这些数据计算出各个喷水嘴21的出水方向、出水流量和出水压力等数据，根据这些需求调整各各项执行机构的参数，如水栗I转速、转向、喷水嘴21喷水的方向等。通过不断地计算调整，使定位需求的位置同船只所处在的位置差值越来越小，最终达到将船只维持在某个位置附近的目的，一般来说，对于船舶的定位需要只要维持在直径数米范围内的一个圆内即可。
[0032]在本发明实施例中，出水定位部2主要包括与水栗I的出水口连接的喷水嘴21以及出水管22，出水管22与水栗I上的出水口连接，喷水嘴21与出水管22通过方向控制组件连接在一起，控制单元与方向控制组件连接，并可通过调整方向控制组件来调整喷水嘴21的出水方向。出水管22连接水栗和喷水口，能够承受一定的压力，同时为了保证水栗到输水口之间水的压降较小，输水管路尽量做的平滑。
[0033]优选地，方向控制组件为可在水平面内360度转动，这样可保证能够从任意角度调整该船舶动态定位装置，从而在最短的时间内将船舶调整至稳定状态，且适应不同的环境。同时，喷水嘴21的喷口形状可为任意形状，本发明不做限定。当然，方向控制组件可以仅在一定角度范围内转动，通过设置多个喷水嘴21来满足使用需求。
[0034]同时，出水定位部2还包括出水阀23，出水阀23设置在出水管22上，而且位于对应的出水口与喷水嘴21之间，控制单元还与出水阀23连接，并可以控制出水阀23的开度。这样设置可以根据需要控制出水管22的通断，且能够准确地控制喷水嘴21喷出水量的速度和流量，从而能够精准地实现对于船舶动态定位装置的控制。在一些替代性实施例中，出水阀23可为节流阀等可节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门元件，而且，可将节流阀与单向阀并联组合成单向节流阀，即可实现防止水流倒流的目的，防止海水在出水管22路中倒流，影响喷水嘴21的实际使用效果，造成不必要的动力损失。
[0035]图2为本发明的方向控制组件实施例一的示意性结构图；图3为图2所示的方向控制组件实施例一的主视图；图4为图2所示的方向控制组件实施例一的左视图。
[0036]结合参考图2至图4，本发明实施例提供的方向控制组件主要包括铰轴24和伸缩驱动件25，该铰轴24的第一端固定连接在喷水嘴21上，该伸缩驱动件25与铰轴24的第二端铰接，而且伸缩驱动件25的伸缩可驱动铰轴24转动，从而带动喷水嘴转动。铰轴24的第二端上固定连接有连接板26，伸缩驱动件25铰接在该连接板