一种用于船舶靠泊的折叠式自动牵引装置及方法与流程

本发明涉及一种船舶靠泊装置，具体涉及一种用于船舶靠泊的折叠式自动牵引装置及方法。

背景技术：

船舶在靠泊码头时，需要花费大量时间泊船，通常采用两种方式，一种是船舶缓慢移动停靠在码头边上，然后船员抛出缆绳由岸边的人系在码头上；另一种是岸上的人抛出缆绳给船上的人员，由船上人员系在船上。这两种方式都费事而且费力，很多中小型船只本身配备的人手就不多，还要在码头和船上各配备一个人才可以泊船。针对以上情况，本发明提供一种安全可靠、简单方便、能够保护船舶及码头不受损伤、减少人力、实现快速靠泊的装置，主要用于改善中小型船舶配备人手较少的缺陷。

技术实现要素：

本发明为了解决船舶停靠在码头边上时费事费力，实现船舶快速靠泊，进而提供一种用于船舶靠泊的折叠式自动牵引装置及方法。

本发明提供一种用于船舶靠泊的折叠式自动牵引装置，包括控制系统、液压系统、四连杆机构、连杆机构、电磁吸盘和两个激光传感器，其中，所述液压系统包括两个液压缸，所述液压系统的两个活塞伸出端与所述四连杆机构的一侧相邻的两个连杆连接，所述连杆机构的一端与所述四连杆机构另一侧相邻的两个连杆连接，所述电磁吸盘安装在所述连杆机构的另一端上，所述两个激光传感器分别设置在所述四连杆机构的一侧相邻的两个连杆上，并与所述液压系统的两个活塞伸出端平行，所述控制系统用于控制液压系统和两个激光传感器；

较佳地，所述折叠式自动牵引装置还设置滑杆机构，所述滑杆机构的两端分别与所述液压系统的两个活塞伸出端连接，其中端与所述四连杆机构一侧相邻的两个连杆连接；

较佳地，所述滑杆机构的中端通过销轴或轴承的方式与所述四连杆机构一侧相邻的两个连杆连接；

较佳地，所述四连杆机构包括：第一连接杆、第二连接板、连接座和多个连接杆销轴，其中，所述两个相邻连接杆的一端与连接板连接，另两个相邻连接杆的一端与连接座连接，其余连接杆通过所述连接杆销轴连接；

较佳地，所述连杆机构包括：扭力齿轮和齿轮杆，其中，所述扭力齿轮通过带有弹簧的转轴安装在所述连接座上，所述齿轮杆一端设置半部齿轮，通过销轴转动连接安装在所述连接座上，并与所述扭力齿轮啮合，所述齿轮杆的另一端与所述电磁吸盘连接；

较佳地，所述电磁吸盘包括：固定杆、电磁铁和橡胶垫，其中，所述固定杆的一端与所述齿轮杆的一端固定连接，所述固定杆的另一端与所述电磁铁的外部壳体固定连接；所述橡胶垫设置安装在所述电磁铁的外部壳体上；

较佳地，所述电磁铁和所述橡胶垫之间还设置压力传感器，用于测量电磁铁吸附到船舶表面的压力值，并将压力值数据传输至所述控制系统；

较佳地，所述控制系统可通过有线或无线的方式控制所述液压系统和所述两个激光传感器。

另外，本发明还提供一种用于船舶靠泊的折叠式自动牵引方法，所述方法结合上述的折叠式自动牵引装置，其中，所述折叠式自动牵引装置包括：控制系统、液压系统、四连杆机构、连杆机构、电磁吸盘和两个激光传感器。

所述折叠式自动牵引方法的工作步骤如下：

步骤1：当船舶靠泊时，触发所述第一激光传感器时，所述折叠式自动牵引装置进入准备状态；当触发所述第二激光传感器时，且所述第一个激光传感器与所述第二个激光传感器触发时间间隔≥10s，所述自动牵引装置进入启动状态；

步骤2：所述自动牵引装置进入启动状态，所述控制系统控制所述液压系统的电机启动，所述液压系统伸出活塞，使得所述四连杆机构伸出，带动所述连杆机构和所述电磁吸盘运动。

步骤3：当所述电磁吸盘接触到船舶时，所述压力传感器感受到所述电磁吸盘已对船舶吸附，从而所述控制系统控制所述液压系统的电机反转，所述四连杆机构开始反向运动，所述电磁吸盘带动船舶靠岸。当船舶靠近预定位置，所述控制系统控制所述液压系统停止运动，所述折叠式自动牵引装置进入停止状态。

本发明相比于现有技术的有益效果是：

(1)本发明的折叠式自动牵引装置结构轻便，安置在码头的地下的混凝土结构空腔内，安置的空间高出水面一定距离，不妨碍码头正常劳动；同时，能使船舶靠泊时更方便便捷，进而达到自动的船舶靠泊的效果，使停船的工作效率提高了10％-30％，节省人力劳动，保证了停船的稳定性和停船时操作人员的安全性；

(2)本发明的折叠式自动牵引装置还设置激光传感器，其有效距离为20-80m，仅对码头附近打算靠泊的船舶起作用，而不会探测到正常行驶的船舶。当拟靠泊的船舶接近时，两个激光传感器触发时间间隔需超过10s，而当两激光传感器触发的时间过短，则本靠泊装置的自动控制系统视该船舶行驶速度过快，不具备靠泊条件，因此不会触发。

附图说明

图1为本发明实施例1折叠式自动牵引装置的结构示意图；

图2为本发明实施例2折叠式自动牵引装置的结构示意图；

图3为本发明四连杆机构30的结构示意图；

图4为本发明连杆机构40的结构示意图；

图5为本发明电磁吸盘50的结构示意图；

图6为本发明具体工作原理图,图6a是船舶空载或高水位时示意图，图6b是船舶装载或低水位时示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

一种用于船舶靠泊的折叠式自动牵引装置，包括控制系统10、液压系统20、四连杆机构30、连杆机构40、电磁吸盘50、第一激光传感器601和第二激光传感器602，如图1所示，实施例1中，液压系统20包括两个液压缸，液压系统20的两个活塞伸出端与四连杆机构30的一侧相邻的两个连杆连接，连杆机构40的一端与四连杆机构30另一侧相邻的两个连杆连接，电磁吸盘50安装在连杆机构40的另一端上，第一激光传感器601、第二激光传感器602分别设置在四连杆机构30的一侧相邻的两个连杆上，并与液压系统20的两个活塞伸出端平行；控制系统10用于控制液压系统20、第一激光传感器601和第二激光传感器602；

进一步地，如图2所示，实施例2的折叠式自动牵引装置，较实施例1，还设置滑杆机构70，滑杆机构70的两端分别与液压系统20的两个活塞伸出端连接，其中端与四连杆机构40一侧相邻的两个连杆连接；

进一步地，滑杆机构70的中端通过销轴或轴承的方式与四连杆机构40一侧相邻的两个连杆连接；

进一步地，如图3所示，四连杆机构30包括：两个第一连接杆301、两个第二连接杆302、连接板303、连接座304和多个连接杆销轴305，其中，两个第一连接杆301的一端与连接板303连接，两个第二连接杆302的一端与连接座304连接，第一连接杆301的另一端与第二连接杆302的另一端通过连接杆销轴305连接；

进一步地，如图4所示，连杆机构40包括：扭力齿轮401和齿轮杆402，其中，扭力齿轮401通过带有弹簧的转轴安装在连接座304上，齿轮杆402一端设置半部齿轮，通过销轴转动连接安装在连接座304上，并与扭力齿轮401啮合，齿轮杆402的另一端与电磁吸盘50连接；

进一步地，如图5所示，电磁吸盘50包括：固定杆501、电磁铁502和橡胶垫503，其中，固定杆501一端与齿轮杆402的一端固定连接，固定杆501另一端与电磁铁502的外部壳体固定连接；橡胶垫503设置安装在电磁铁502的外部壳体上；

进一步地，电磁铁502和所述橡胶垫503之间还设置压力传感器504，用于测量电磁铁502吸附到船舶表面的压力值，并将压力值数据传输至控制系统10；

进一步地，控制系统10可通过有线或无线的方式控制液压系统20和第一激光传感器601、第二激光传感器602。

本发明还提供一种用于船舶靠泊的折叠式自动牵引方法，其方法通过结合折叠式自动牵引装置，其中，折叠式自动牵引装置包括：控制系统10、液压系统20、四连杆机构30、连杆机构40、电磁吸盘50和第一激光传感器601、第二激光传感器602。

折叠式自动牵引方法的工作步骤如下：

步骤1：当船舶靠泊时，触发第一激光传感器601时，折叠式自动牵引装置进入准备状态；当触发第二激光传感器602时，且第一激光传感器601与第二激光传感器602触发时间间隔≥10s，所述自动牵引装置进入启动状态；

步骤2：自动牵引装置进入启动状态，控制系统10控制液压系统20的电机启动，液压系统20伸出活塞，使得四连杆机构30伸出，带动连杆机构40和电磁吸盘50运动；

步骤3：当电磁吸盘50接触到船舶时，压力传感器504感受到电磁吸盘50已对船舶吸附，控制系统10控制液压系统20的电机反转，四连杆机构30开始反向运动，电磁吸盘50带动船舶靠岸。当船舶靠近预定位置，控制系统10控制液压系统20停止运动，折叠式自动牵引装置进入停止状态。

本实施方式的中小型船舶自动靠泊装置在码头上带有控制柜，可切换自动和手动控制，方便人员手动操作。控制柜上带有信号指示灯，可根据指示灯的显示和颜色来判断系统是否正常运行，控制柜上带有设备急停按钮，以应对紧急情况。

本发明的具体工作原理可表示如下：

本发明中液压系统20中包括两个液压缸、一个液压站、一套管路系统和阀件，液压缸前段连接滑杆机构70，滑杆机构70扣在连杆机构40的销上，这样液压系统20中的液压缸的活塞伸出端伸缩时，滑杆机构70便会带动四连杆机构30伸出或者折叠。扭力齿轮401通过带有弹簧的轴与四连杆机构30的前段连接，齿轮转动时会产生扭力。齿轮杆402与四连杆机构30连接，齿轮杆402在转动时半齿轮部分会与扭力齿轮401啮合。电磁吸盘50的一端与齿轮杆402的一端通过关节连接。当船舶拟靠泊时，会触发激光传感器60，激光传感器60给控制系统10提供信号，控制系统10会控制液压系统20启动，液压缸会伸出活塞伸出端带动四连杆机构30向船舶方向运动，四连杆机构30会在滑杆机构70力的作用下向船舶方向伸出，带动齿轮杆402运动，齿轮杆402的前端与电磁吸盘50的杆端通过活动范围很小的关节连接，电磁吸盘50会接触到船体，其内置的压力传感器504会感受到信号，电磁铁便会接通电流产生磁性，进而会吸附到船体上。电磁吸盘50的表面上设有橡胶保护层，厚度为0.5-3mm，可防止电磁吸盘50与船舶表面刚性接触，从而损坏船体表面油漆。如图6所示，当电磁吸盘50都吸附到船体上时，液压系统20中液压站的电机便会反转，四连杆机构30便会往里滑动，电磁吸盘50便会带动船体向岸边慢速运动，当运动到预定位置时，控制系统10会控制液压系统20中液压站的电机停止运动，液压缸会对船体起一定缓冲作用，防止其撞到岸边。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。