本實(shí)用新型涉及一種自動收放船舶距離索的裝置，屬于船舶設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

準(zhǔn)確地測量兩船間的航行橫向距離對船舶安全作業(yè)起到至關(guān)重要的作用。目前國內(nèi)此類作業(yè)船舶多采用人力收放距離索或激光測距完成。人力收放距離索視覺直觀效果好、可靠性較高，但也存在測量精度低、實(shí)時效果差、作業(yè)人員勞動強(qiáng)度大等不利因素；激光測距實(shí)時效果好、測量精度高，但存在視覺效果不直觀、不同船型固定誤差不一致等不利因素，同時一旦激光測距系統(tǒng)出現(xiàn)故障，兩船安全距離將無法有效控制。實(shí)際作業(yè)時，作業(yè)船舶還是習(xí)慣性地同時架設(shè)距離索作為激光測距的備用手段確保船舶航行安全。因此亟需一種能夠?qū)嚯x索的收放實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)的裝置。

發(fā)明目的

本實(shí)用新型目的是提供一種自動收放船舶距離索的裝置，用于解決兩船航行中距離動態(tài)測定，尤其是解決涌浪中兩船航行橫距的瞬態(tài)響應(yīng)及大距離同步跟隨問題。

一種自動收放船舶距離索的裝置，其特征在于包括主機(jī)艙和顯示控制單元，所述的主機(jī)艙又分為機(jī)械艙、傳感器艙和電機(jī)控制艙；

所述的機(jī)械艙內(nèi)含纜筒，纜筒內(nèi)側(cè)纏有標(biāo)準(zhǔn)距離索，纜筒通過同步帶連接排纜器，該排纜器含有反向雙螺紋螺桿、導(dǎo)纜器、絲光桿，所述纜筒內(nèi)設(shè)有阻尼器，所述阻尼器包含一對并排固定連接的高強(qiáng)度反向彈簧片，和內(nèi)、外半軸，且所述一對反向彈簧片中的兩個彈簧片分別固定在兩個半軸上，所述內(nèi)半軸的內(nèi)端設(shè)有離合器，

該機(jī)械艙完成距離索收放、有序排纜和阻尼緩沖；

當(dāng)距離索張緊時，固定在外半軸上的彈簧片受力壓縮，從而吸收一部分瞬間張力，并將張力傳給與之相連的固定在內(nèi)半軸上的彈簧片，此時兩個彈簧片同時發(fā)生形變，能夠分層級地對瞬間張力進(jìn)行吸收，可以起到對瞬間張力充分吸收的效果，并且吸收產(chǎn)生張力的距離更大，從而防止因瞬間張力過大而導(dǎo)致電機(jī)因跟隨不上而導(dǎo)致的損壞。當(dāng)距離索放松時，固定在外半軸上的彈簧片放松擴(kuò)展，并傳遞給固定在內(nèi)半軸上的彈簧片，從而釋放一部分預(yù)緊張力，并保持距離索的張緊狀態(tài)，從而防止因船舶瞬間短距離靠近而引起的距離索松弛造成的測量誤差和步進(jìn)電機(jī)的頻繁啟動跟進(jìn)。

所述傳感器艙設(shè)置在機(jī)械艙的內(nèi)側(cè)，傳感器艙包含光電編碼器和扭力傳感器，其中光電編碼器設(shè)置在所述反向雙螺紋螺桿的內(nèi)側(cè)，所述扭力傳感器與上述離合器相連接；

傳感器艙通過光電編碼器的計數(shù)來完成收放距離及速度的采集，并上傳給顯示控制單元，同時傳感器艙通過扭力傳感器完成內(nèi)半軸動態(tài)扭力的實(shí)時監(jiān)測，并上傳給顯示控制單元；

所述的電機(jī)控制艙位于所述傳感器艙的另一側(cè)，且包含步進(jìn)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動控制器，步進(jìn)電機(jī)與所述扭力傳感器相連，所述電機(jī)驅(qū)動控制器根據(jù)所述顯示控制單元傳來的指令對所述步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，以實(shí)現(xiàn)大距離同步跟隨，而對于小距離跟隨則是通過上述內(nèi)含反向彈簧片的阻尼器實(shí)現(xiàn)；

所述顯示控制單元包括顯示預(yù)警單元和控制單元，顯示預(yù)警單元通過光電編碼器的計數(shù)以實(shí)時顯示兩船距離、通過扭力傳感器的信號接收距離索張力數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)預(yù)警告知功能。

所述的控制單元還設(shè)有解脫模塊和放索模塊，當(dāng)啟動解脫模塊或放索模塊時，不執(zhí)行上述距離索的收放控制邏輯；此時步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行慢速收放，步進(jìn)速度不超過上述大距離跟隨時的1/2，以防止距離索收放速度過快而造成事故。

為了保證在萬一電機(jī)控制失效的情況下，距離索的收放能夠繼續(xù)進(jìn)行，在上述外半軸的外端還設(shè)有用于人工收放的手輪，當(dāng)電機(jī)及控制單元出現(xiàn)故障時，可以通過脫開離合器的方式實(shí)現(xiàn)基于手輪的人工收放，增強(qiáng)裝置的可靠性，實(shí)現(xiàn)不間斷作業(yè)，從而防止造成航行中的事故。

發(fā)明優(yōu)點(diǎn)

本實(shí)用新型采用機(jī)械及電器控制，有效解決了船舶在涌浪中航行兩船由于搖擺造成的瞬態(tài)距離急劇變化及同步跟隨等問題，小距離變化時通過彈簧片實(shí)現(xiàn)小距離同步跟隨，大距離變化時通過步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)大距離同步跟隨，充分保留了人力距離索測距的可視性、可靠性，融合了激光測距的精確性、實(shí)時響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，并提供了預(yù)警告知及有線和無線終端顯示等功能。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的控制結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的顯示控制面板示意圖。

其中，1、機(jī)械艙，2、傳感器艙，3、控制艙，4、纜筒，5、標(biāo)準(zhǔn)距離索，6、排纜器，7、阻尼器，8、內(nèi)半軸，9、外半軸，10、一對反向彈簧片，11、離合器，12、光電編碼器，13、扭力傳感器，14、步進(jìn)電機(jī)，15、電機(jī)驅(qū)動控制器。

具體實(shí)施方式

如圖1-3，一種自動收放船舶距離索的裝置，其特征在于該裝置包括主機(jī)艙和顯示控制單元，所述的主機(jī)艙又分為機(jī)械艙1、傳感器艙2和電機(jī)控制艙3；

所述的機(jī)械艙1內(nèi)含纜筒4，纜筒4內(nèi)側(cè)(圖示為內(nèi)側(cè)，實(shí)際上也可外側(cè))纏有標(biāo)準(zhǔn)距離索5，纜筒4通過同步帶連接排纜器6，該排纜器6含有反向雙螺紋螺桿、導(dǎo)纜器、絲光桿，所述纜筒4內(nèi)設(shè)有阻尼器7，所述阻尼器7包含一對并排固定連接的高強(qiáng)度反向彈簧片10，和內(nèi)、外半軸(8、9)，且所述一對反向彈簧片10中的兩個彈簧片分別固定在兩個半軸上，所述內(nèi)半軸8的內(nèi)端設(shè)有離合器11，

該機(jī)械艙1完成距離索收放、有序排纜和阻尼緩沖；

當(dāng)距離索張緊時，固定在外半軸9上的彈簧片受力壓縮，從而吸收一部分瞬間張力，并將張力傳給與之相連的固定在內(nèi)半軸8上的彈簧片，此時兩個彈簧片同時發(fā)生形變，能夠分層級地對瞬間張力進(jìn)行吸收，可以起到對瞬間張力充分吸收的效果，并且吸收產(chǎn)生張力的距離更大，從而防止因瞬間張力過大而導(dǎo)致電機(jī)因跟隨不上而導(dǎo)致的損壞。當(dāng)距離索放松時，固定在外半軸9上的彈簧片放松擴(kuò)展，并傳遞給固定在內(nèi)半軸8上的彈簧片，從而釋放一部分預(yù)緊張力，并保持距離索的張緊狀態(tài)，從而防止因船舶瞬間短距離靠近而引起的距離索松弛造成的測量誤差和步進(jìn)電機(jī)的頻繁啟動跟進(jìn)。

所述傳感器艙2設(shè)置在機(jī)械艙1的內(nèi)側(cè)，傳感器艙2包含光電編碼器12和扭力傳感器13，其中光電編碼器12設(shè)置在所述反向雙螺紋螺桿的內(nèi)側(cè)，所述扭力傳感器13與上述離合器11相連接；

傳感器艙2通過光電編碼器12的計數(shù)來完成收放距離及速度的采集，并上傳給顯示控制單元，同時傳感器艙2通過扭力傳感器13完成內(nèi)半軸8動態(tài)扭力的實(shí)時監(jiān)測，并上傳給顯示控制單元；

所述的電機(jī)控制艙3位于所述傳感器艙2的另一側(cè)，且包含步進(jìn)電機(jī)14和電機(jī)驅(qū)動控制器15，步進(jìn)電機(jī)14與所述扭力傳感器13相連，所述電機(jī)驅(qū)動控制器15根據(jù)所述顯示控制單元傳來的指令對所述步進(jìn)電機(jī)14進(jìn)行驅(qū)動，以實(shí)現(xiàn)大距離同步跟隨，而對于小距離跟隨則是通過上述內(nèi)含反向彈簧片的阻尼器實(shí)現(xiàn)；

所述顯示控制單元包括顯示預(yù)警單元和控制單元，顯示預(yù)警單元通過光電編碼器12的計數(shù)以實(shí)時顯示兩船距離、通過扭力傳感器13的信號接收距離索張力數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)預(yù)警告知功能。

本實(shí)用新型的控制原理如圖2所示。

利用上述裝置實(shí)現(xiàn)放纜操作的方法如下：

其中顯示控制單元根據(jù)扭力傳感器信號進(jìn)行運(yùn)算，通過控制單元可以預(yù)設(shè)放纜響應(yīng)扭力的大小，當(dāng)光電編碼器的計數(shù)為正向且扭力傳感器檢測到的扭力達(dá)到放纜響應(yīng)扭力時，顯示控制單元發(fā)出指令以控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行放纜操作，所述的放纜響應(yīng)扭力不應(yīng)超過彈簧片最大扭力的80％；通過控制單元還可以預(yù)設(shè)放纜停止扭力的大小，當(dāng)通過放纜操作使得扭力傳感器監(jiān)測到的扭力低于放纜停止扭力時，控制單元向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出停止工作的指令；所述放纜停止扭力也可以預(yù)設(shè)，但數(shù)值需低于放纜響應(yīng)扭力的大小。

利用上述裝置實(shí)現(xiàn)收纜操作的方法如下：

通過顯示控制單元可以預(yù)設(shè)收纜響應(yīng)扭力的大小，當(dāng)光電編碼器的計數(shù)為反向且扭力傳感器檢測到的扭力低于收纜響應(yīng)扭力時，控制單元發(fā)出指令以控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行收纜操作，所述的收纜響應(yīng)扭力不應(yīng)低于彈簧片最大扭力的40％且不高于60％；通過控制單元還可以預(yù)設(shè)收纜停止扭力的大小，當(dāng)通過收纜操作使得扭力傳感器監(jiān)測到的扭力大于收纜停止扭力時，控制單元向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出停止工作的指令，從而實(shí)現(xiàn)控制距離索實(shí)時收放；所述收纜停止扭力也可以預(yù)設(shè)，但數(shù)值需高于收纜響應(yīng)扭力，且不應(yīng)超過彈簧片最大扭力的80％。

所述的控制單元還設(shè)有解脫模塊和放索模塊，當(dāng)啟動解脫模塊或放索模塊時，不執(zhí)行上述距離索的收放控制邏輯；此時步進(jìn)電機(jī)14執(zhí)行慢速收放，步進(jìn)速度不超過上述大距離跟隨時的1/2，以防止距離索收放速度過快而造成事故。

如圖1，為了保證在萬一電機(jī)控制失效的情況下，距離索的收放能夠繼續(xù)進(jìn)行，在上述外半軸的外端還設(shè)有用于人工收放的手輪，當(dāng)電機(jī)及控制單元出現(xiàn)故障時，可通過脫開離合器的方式實(shí)現(xiàn)基于手輪的人工收放，增強(qiáng)裝置的可靠性，實(shí)現(xiàn)不間斷作業(yè)，從而防止造成航行中的事故。