系泊船舶的系泊单元的制作方法

本发明涉及用来系泊船舶的一个系泊单元，还包括，一个底座，一个被安装在底座上的臂，以及一个被臂支撑着的挂钩，用来连接船舶的系泊线，该臂可在收缩位置和延伸位置之间来回移动，并且该装置还包括，一个驱动装置，用来将该臂从延伸位置移动到收缩位置。

背景技术：

该系泊单元于专利号为wo2013/115958的专利可知。该已知系泊单元具有一个驱动器连接着一个系泊挂钩和一个系泊底座。该驱动器提供向该系泊底座的系泊的平移。该系泊单元也包括一个船舶运动检测系统和一个系泊单元控制系统。该系泊单元可能包括一个系泊线的张力计量器。该船舶运动检测系统为该系泊单元控制系统提供一组指示船舶运动的输入。然后该系泊单元控制系统为该装置的合适零件提供一组输出信号，以此来调整系泊线的张力。

该发明旨在于处理系泊单元先前技术上的各种问题。

技术实现要素：

该发明的第一个目的是提供一个系泊单元，更好地适应不同的船舶运动，以及由这些运动引起的作用力，例如起伏、摇摆、波涛、偏航、倾斜和翻滚。

该发明的第二个目的是提供一个系泊单元，更好地提高对船舶运动的阻尼。

该发明的第三个目的是提供一个系泊单元，来展示可变刚度的反应，如此该刚度随着臂朝向延伸位置的移动增长而增长。

该发明的第四个目的是提供一个既简单又可靠的系泊单元。

根据该发明，一个系泊单元依照一个或多个所附的权利要求所提出。

根据该发明的第一个方面，臂被安装在底座的第一部分，该底座的第一部分旋转式安装在该底座的第二部分，该第二部分被旋转固定，使得该底座的第一部分的旋转围绕着一个垂直于水平线上的纵轴。这使得该系泊单元的臂在不需要系泊绳索的张力增长的情况下，能更好地跟随船舶的前后移动。由于该系泊单元全方位的自由角度，该装置将始终内联着系泊线(负载)。因此该挂钩的移动依靠并由系泊线的张力发起，而且不同方向的力作用于它。

根据发明的第二个方面，该方面可以脱离第一个方面独立应用，或者与之结合应用，该臂与一根介杆一起安装于底座，该介杆的一末端连接着底座，先对的末端连接着臂上的铰链远离着挂钩，其中该铰链位于该臂上，在挂钩和驱动装置与臂的连接位置之间。这就提供了，由于该发明的结构特征，导致系泊单元的足迹由水平移动向垂直移动的转换是受限制的。因为臂在收缩与延伸位置之间的水平移动，呈现在该依靠着臂的移动的系泊单元的不同高度，对应垂直运动，所以该发明系泊单元所占用的空间是有限的。另一个优点是这个特别的几何结构支撑着该系泊单元的刚度变化，由于事实上，挂钩扩大了驱动装置和力臂之间的比例变化，将导致一个更大的阻力作用于挂钩的负荷。换言之：臂的移动，从收缩到延伸位置，将引起臂的刚度在系泊单元钩处的测量增加。这意味着，随着臂更大的偏移，这停泊的船舶将遭受更强的阻力。该系泊单元的发明被装备适当后，可作用于系泊力上6秒甚至更多的时间。

该系泊单元优选地包含一个控制系统，当一个力应用于挂钩远离底座超过预设的第一阈值时，使得该臂能够从收缩位置移动向延伸位置。

该控制系统可能包括传感器来测量该系泊单元中的系泊负载、液压、气压，以及与该系泊单元的臂相关的温度和参数。

第一阈值优选地介于一个预设的最小值和最大值之间，来预防由系泊缆绳或线以及系泊单元自身过度的作用力引起的损坏。

如果在另一方面，作用在系泊单元上的力已经或者变得足够低，该臂可以从延伸位置移回收缩位置。因此该系泊单元还包括，一个驱动装置来帮助臂从延伸位置移动到收缩位置。为了这个目的，该控制系统优选的被设计成臂由该驱动装置发动，当一个作用在挂钩远离底座的力降到一个预设的第二阈值以下时，移向收缩位置。事实上，当由一个船舶的移动产生的力作用于该系泊单元以至于降低到预设的第二阈值以下时，这是一个迹象表明，系泊线正倾向于松弛，然后该臂有空间去移动回收缩位置来紧紧地缚住船体。该系泊单元更优选地包括，一个臂平衡要件充当起一个弹簧，来支持该臂移动回收缩位置。

该驱动装置更适合从以下组合中选择一个，其中包括一个液压缸，一个机械弹簧，一个由一个电动马达供能的可旋转的螺钉，一个气缸，一个机械能量耗散器，以及其任意组合。

优选的，该驱动装置被选作一个装置能释放潜在能量给一个能量存储设备，或者储能器，最好是一个液压缸。该能量储存在能量储存设备中或储能器中，依靠臂从收缩位置向延伸位置的移动，在稍后的实例中，当作用在系泊单元上的力降低到预设的第二阈值以下时，可以用来将该臂从延伸位置移回收缩位置。这种能量的存储和再利用，有助于该系泊单元在无需任何外部资源的能量供给的情况下基本运作。

该系泊单元的一项重要特征是，在驱动装置和储能器之间，当该臂遭受系泊船只的运动而从收缩位置移向延伸位置时，一个能量耗散组件被用来吸收至少一部分从驱动装置上接收的能量。因为该臂经历了由于停泊船只而导致的频繁移动，该驱动装置的输出的能量数量太高以至于不能被储存在储能器，如果这个延后装置有受限尺度。因此要求消散能量的过剩。

将在下文中更深远地阐述该发明，通过参照一个系泊单元的模型，不限于附加声明中。

附图说明

图1是根据发明展示该系泊单元的一侧面图，该臂处于延伸位置；

图2是根据发明展示该系泊单元的一侧面图，该臂处于收缩位置；

图3是根据发明展示该系泊单元的一三维视图，该臂处于延伸位置；

图4是根据发明展示该系泊单元的一三维视图，该臂处于收缩位置；

而且

图5是根据发明展示该装置的操作系统的操作方法的一表达流程图。

附图标记说明

1.系泊单元

2.底座，第一部分2’，第二部分2”

3.臂

4.挂钩

5.驱动装置

6.控制系统

7.介杆

8.铰链

9.驱动装置5到臂3的连接处

10.储能器

11.能量耗散件

12.臂平衡件

13.挂钩平衡件。

具体实施方式

每当数据应用相同的参考数字,这些数字是指相同的部分。

图1-4展示了一个系泊单元1用来系泊一艘船只(未展示)，包括一个底座2，其包括第一部分2’和第二部分2”，一个臂3安装于底座2，以及一个挂钩4由臂3支撑来连接船只的一根系泊线(未展示)。

臂3倍安装于底座2的第一部分2’，并且所述底座2的第一部分2’倍旋转安装于底座2的第二部分2”，其已被旋转固定，使得底座2的第一部分2’的旋转围绕着一个垂直于水平线的纵轴，并且致使该系泊单元与依靠停泊船只的运动的系泊线的变量定向能够一致。

该臂可在一个收缩位置(图2和4)与一个延伸位置(图1和3)之间进一步移动。该挂钩4优选地呈现出作为一个快速释放钩，这是已知技术，并且展示于的两个位置已在图1和图2中被实线(＝关闭)和虚线(＝打开)代表,在图3和图4只显示闭合的位置。在该臂3和该挂钩4之间，一个挂钩平衡组件13被应用于保持该挂钩4处在一个特定预期的位置上。

该系泊单元1还包括，一个驱动装置，例如一个液压缸5，当该臂3从图2和图4中展示的收缩位置移动到图1和图3展示的延伸位置时，可以用来积累能量。从该液压缸5中得到的能量被储存在一个能量储备装置中，例如一个储能器10，而且在这之后被用来供给该液压缸5能量，以此将该臂3从图1和图3所示的延伸位置移动回图2和图4所示的收缩位置。图中更进一步展示，一个臂平衡组件12充当一个弹簧来支撑该臂3移动回收缩位置。当该臂3遭受到停泊船只的外力从收缩位置移动到延伸位置时，需要在该驱动装置5和该储能器10之间，提供一个能量耗散组件11来吸收至少一部分从驱动装置5中收到的能量。

该驱动装置可能不是一个液压缸，但可能是一个机械弹簧，一个通过电动机驱动的可旋转的螺钉，一个气压缸，一个机械能量耗散器，或者其任意的组合。

就像所描述的为了供应所述系泊单元1的预期运作，该系泊单元

1还包括，一个控制系统6(其操作已在图5中按照图式展示)，当一个力(如图2中展示的箭头f)作用于该挂钩4远离该底座2而超过一个预设的第一阈值时，来使得所述臂3从收缩位置移动到延伸位置。另外该控制系统被用来供能驱动装置，所以所述臂3，在力f作用于挂钩4远离底座2的方向降低到预设的第二阈值以下时，将移动回收缩位置。

回到图1-4所示，该臂3随着一根介杆7被安装于底座2，所述介杆的一末端连接着该底座2，介杆的相对的末端连接着该臂的铰链8于远离该挂钩4，其中该驱动装置5连接着臂4在第二位置9，该第二位置9比铰链8距离挂钩4更远。该铰链8的位置是被选定的，所以挂钩4能够在臂3在收缩位置和延伸位置之间移动时，跟随一个预定的弯曲轨迹。特别是这个位置安排了所述系泊单元1的臂3的一个理想刚度特性，其中所述刚度会随着臂从收缩位置移动到延伸位置时而增长。

虽然在上述该发明伴随着该系泊单元的一个模型为参考而被讨论，但是该发明不局限于这个特定的样式，其可以从该发明出发在很多方面变化。所述模型将因此不被用来与附加声明作完全一致的解释。与之相反，该模型并不意图限制该示范模型的声明，只不过打算用来解释附加声明的措辞。本发明的保护范围因此将只根据该附加声明来解释，该声明中措辞的一个可能的歧义将通过使用这个示范模型来解决。