抛锚装置、抛锚控制方法及电子设备与流程

1.本发明涉及船舶智能技术领域，尤其是涉及一种抛锚装置、抛锚控制方法及电子设备。


背景技术：

2.目前，抛锚作业需要多人配合完成。在抛锚作业过程中，至少需要两人参与，一个人进行观测和指挥，另一人负责锚机刹车操作。操作人员之间必须紧密配合，偶有操作人员疏忽大意或抛锚方法不当等原因，会导致各类抛锚事故。
3.在常规的抛锚过程中，锚链的抛锚长度需要依靠操作人员根据锚地水深，结合操作经验进行估计。其中，锚地水深数据都是通过操作人员查询文献统计记录得到的，数据精度差，容易造成抛锚长度的预测失误。再者，抛锚过程中的抛锚速度也需要人为进行控制。
4.整体而言，当前的船舶抛锚方式还存在智能化程度低、受人为因素影响较大的问题，导致当前船舶抛锚的安全性和可靠性得不到保证。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抛锚装置、抛锚控制方法及电子设备，以提高船舶抛锚过程的安全性和可靠性。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种抛锚装置，其中，该装置设置在船舶上，该装置包括：锚机和控制器；该控制器与该锚机和该船舶的控制系统通信连接；该控制器用于从该控制系统接收抛锚指令，并在接收到该抛锚指令之后，获取该船舶的当前位置的环境信息，根据该环境信息计算抛锚长度，并根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制该锚机进行抛锚；其中，该环境信息包括水深信息和风速信息。
7.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该锚机包括链轮离合器、驱动马达和刹车模块；该链轮离合器、该驱动马达和该刹车模块均与该控制器相连；该控制器还用于控制该链轮离合器、该刹车模块和该驱动马达的开启与关闭；该控制器还用于通过控制该驱动马达的转速以调整锚链的抛锚速度。
8.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该装置还包括：掣链器；锚链从该锚机放出后经该掣链器送出；该掣链器与该控制器相连；该控制器还用于控制该掣链器的开启与关闭。
9.第二方面，本发明实施例提供了一种抛锚方法，其中，该方法应用于上述第一方面至第一方面的第二种可能的实施方式任一项的抛锚装置；该方法包括：接收船舶的控制系统发送的抛锚指令；获取该船舶的当前位置的环境信息；该环境信息包括水深信息和风速信息；根据该环境信息计算抛锚长度；根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制锚机进行抛锚。
10.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，在根据该环境信息计算抛锚长度的步骤之后，该方法还包括：获取该驱动马达、链轮离合器、
刹车模块和掣链器的当前启闭状态；基于该当前启闭状态，依次控制该驱动马达启动、控制链轮离合器闭合、控制刹车模块开启、控制该掣链器开启。
11.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，根据该环境信息计算抛锚长度的步骤，包括：根据该环境信息确定该船舶所受的水平外力；基于该水平外力确定该抛锚长度。
12.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制锚机进行抛锚的步骤，包括：获取驱动马达的实时转速；根据该实时转速确定当前抛锚的实时速度；判断该实时速度是否超过预设的该抛锚速度；如果否，基于该实时速度确定当前抛锚的实时长度；判断该实时长度是否达到该抛锚长度；如果是，控制该锚机停止抛锚。
13.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，控制该锚机停止抛锚的步骤，包括：判断锚链的锚链环是否完全落入掣链器的链槽中；如果否，控制该锚机按预设的微弱幅度释放锚链，以使锚链的锚链环完全落入该掣链器的链槽中，并控制该掣链器关闭。
14.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式，其中，在控制该锚机停止抛锚的步骤之后，该方法还包括：依次控制该刹车模块关闭、控制驱动马达关闭、控制链轮离合器打开、控制该锚机停机。
15.第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，其中，该电子设备包括处理器和存储器，该存储器存储有能够被该处理器执行的计算机可执行指令，该处理器执行该计算机可执行指令以实现第二方面至第二方面的第五种可能的实施方式中任一项该的抛锚控制方法。
16.本发明实施例带来了以下有益效果：
17.本发明实施例提供的抛锚装置、抛锚控制方法及电子设备，该装置包括：锚机和控制器；该控制器与该锚机和该船舶的控制系统通信连接；该控制器用于从该控制系统接收抛锚指令，并在接收到该抛锚指令之后，获取该船舶的当前位置的环境信息，根据该环境信息计算抛锚长度，并根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制该锚机进行抛锚；其中，该环境信息包括水深信息和风速信息。该装置通过设置控制器用于控制锚机的抛锚过程，将抛锚的控制流程以编程的方式写入控制器，实现抛锚控制的自动化，其中锚链的抛锚长度基于船舶的当前位置的环境信息实时计算得到，不需要依靠人为经验获取抛锚长度；抛锚速度通过控制器自动化监测，不需要人为经验刹车控制，从而缓解了人为操控进行抛锚带来的安全隐患，提升了抛锚过程的安全性和可靠性。
18.本实施例公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
19.为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例提供的一种抛锚装置示意图；
22.图2为本发明实施例提供的一种抛锚装置使用场景示意图；
23.图3为本发明实施例提供的一种抛锚方法示意图；
24.图4为本发明实施例提供的一种抛锚流程示意图；
25.图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
26.图标：101
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锚机；102
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控制器；201
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船舶；202
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抛锚装置；203
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掣链器；51
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存储器；52
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处理器；53
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总线；54
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通信接口。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
28.在常规的抛锚过程中，锚链的抛锚长度需要依靠操作人员根据锚地水深，结合操作经验进行估计。其中，锚地水深数据都是通过操作人员查询文献统计记录得到的，数据精度差，容易造成抛锚长度的预测失误。再者，抛锚过程中的抛锚速度也需要人为进行控制。从而，这种常规的抛锚过程智能化程度低、受人为因素影响较大的问题，导致当前船舶抛锚的安全性和可靠性得不到保证。
29.基于此，本发明实施例提供了一种抛锚装置、抛锚控制方法及电子设备，该技术可以缓解上述技术问题，不但通过控制器获取该船舶的当前位置的环境信息，根据该环境信息计算抛锚长度，而且并根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制锚机进行抛锚，提升了抛锚的智能化程度，受人为因素影响小，从而提升了当前船舶抛锚的安全性和可靠性。为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种抛锚装置进行详细介绍。
30.实施例1
31.本发明实施例提供了一种抛锚装置，如图1所示，为本发明实施例提供的一种抛锚装置示意图，包括：锚机101和控制器102。
32.在本实施例中，上述锚机包括链轮离合器、驱动马达和刹车模块。该链轮离合器、该驱动马达和该刹车模块均与该控制器相连。该控制器还用于控制该链轮离合器、该刹车模块和该驱动马达的开启与关闭。该控制器还用于通过控制该驱动马达的转速以调整锚链的抛锚速度。
33.这里，上述链轮离合器和刹车模块均可以是驱动型链轮离合器和刹车模块或者是气动型链轮离合器和刹车模块。
34.在其中一种可能的实施方式中，上述控制器可以是plc(programmable logic controller，可编程控制器)也可以是单片机，或者是其他可编程控制设备。
35.上述控制器102与该锚机101和该船舶的控制系统通信连接。该控制器102，用于从该控制系统接收抛锚指令，并在接收到该抛锚指令之后，获取该船舶的当前位置的环境信息，根据该环境信息计算抛锚长度，并根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制该锚机101进
行抛锚。其中，该环境信息包括水深信息和风速信息。
36.这里，当船舶抛锚时，当锚投入海底后形成水平方向的拉力，发挥的抓力最大，要求放出的锚链除了悬挂的锚链，还必须有一部分卧于海底的锚链。此时锚的抓力实际上是锚自身的抓力与卧于海底的锚链的抓力之和。上述根据该环境信息计算抛锚长度步骤为：首先，通过海底地质确定锚自身的抓力和海底的锚链的抓力。然后通过上述风速信息可计算船舶所受水平外力。最后，结合锚自身的抓力与卧于海底的锚链的抓力与上述船舶所受水平外力以及水深信息，可计算锚链的长度。
37.在本实施例中，上述锚机可以是液压锚机，也可以是电动锚机。
38.在其中一种可能的实施方式中，上述控制器可直接与该船舶的控制系统通讯，获取该船舶的当前位置的环境信息。或者，上述控制器也可直接与布设在船舶上布设的传感器进行连接，通过上述传感器直接获取该船舶的当前位置的环境信息。
39.在其中一种可能的实施方式中，该装置还包括：掣链器。上述掣链器用于掣住锚链，在船舶航行或者抛锚时以对锚链进行固定。锚链从该锚机放出后经该掣链器送出。该掣链器与上述控制器相连。上述控制器还用于控制该掣链器的开启与关闭。其中，掣链器的开启与关闭可通过上述控制器连接液压或者气动遥控器，以控制其开启与关闭。
40.在本实施例中，上述掣链器可以是液压掣链器也可以是气动掣链器。
41.为了便于理解，图2为本发明实施例提供的一种抛锚装置使用场景示意图，由图2所见，船舶201行驶在水面上，控制器通过船舶的控制系统获取该船舶的当前位置的环境信息，根据该环境信息计算抛锚长度。锚链从该抛锚装置202放出后经该掣链器203送出，从而实现抛锚。
42.本发明实施例提供的抛锚装置，该装置包括：锚机和控制器；该控制器与该锚机和该船舶的控制系统通信连接；该控制器用于从该控制系统接收抛锚指令，并在接收到该抛锚指令之后，获取该船舶的当前位置的环境信息，根据该环境信息计算抛锚长度，并根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制该锚机进行抛锚；其中，该环境信息包括水深信息和风速信息。该装置通过控制器获取该船舶的当前位置的环境信息，根据该环境信息计算抛锚长度，并根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制该锚机进行抛锚，提升了抛锚的智能化程度，受人为因素影响小，从而提升了当前船舶抛锚的安全性和可靠性。
43.实施例2
44.在图1所示抛锚装置的基础上，本发明还提供了一种抛锚控制方法，其中，该方法应用于上述抛锚装置。如图3所示，为本发明实施例提供的一种抛锚方法示意图，该方法包括：
45.步骤s301：接收船舶的控制系统发送的抛锚指令。
46.在实际的操作中，上述抛锚指令可以是船舶上的操作人员通过操作该船舶的控制系统所发出的抛锚指令，也可以是操作人员通过用户端远程发出的抛锚指令。
47.步骤s302：获取该船舶的当前位置的环境信息；其中，该环境信息包括水深信息和风速信息。
48.其中，获取该船舶的当前位置的环境信息的方式可以通过该船舶的控制系统通讯获得，或者通过该船舶布设的传感器将采集到的水深信息和风速信息反馈获得。
49.步骤s303：根据该环境信息计算抛锚长度。
50.在本实施例中，根据该环境信息确定该船舶所受的水平外力。然后，基于该水平外力确定该抛锚长度。
51.具体的，当船舶抛锚时，当锚投入海底后形成水平方向的拉力，此时可发挥的抓力最大，要求放出的锚链除了悬挂的锚链，还必须有一部分卧于海底的锚链。
52.如果抛锚长度不够，抛出的几乎都是悬挂部分的锚链，锚在水底不再是正常的水平拉力，而是向上的拉力。该向上的拉力越大，船舶向上抬起的角度越大，锚的抓力会减小。通过对锚进行受力分解，可得到锚的水平受到船舶的拉力f1和垂直分力f2。通过上述风速信息可计算出船舶的水平受力f1。此时锚自身的抓力t1与卧于海底的锚链的抓力t2之和等于船舶的水平受力f1。而锚自身的抓力t1与卧于海底的锚链的抓力t2分别与卧于海底的锚链长度和悬挂部分的锚链长度相关，基于锚的受力平衡分析，可计算出卧于海底的锚链长度和悬挂部分的锚链长度，从而得到抛锚长度。
53.在实际的操作中，在根据上述环境信息计算抛锚长度的步骤之后，该方法还包括：
54.首先，获取该驱动马达、链轮离合器、刹车模块和掣链器的当前启闭状态。
55.然后，基于该当前启闭状态，依次控制该驱动马达启动、控制链轮离合器闭合、控制刹车模块开启、控制该掣链器开启。
56.其中，控制该掣链器开启的步骤为判断该掣链器是否打开。
57.如果是，控制锚机主动放出锚链。
58.如果否，控制锚机拉起锚链，将掣链器掣住锚链的力卸掉，随后控制掣链器开启。
59.步骤s304：根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制锚机进行抛锚。
60.在其中一种实施方式中，根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制锚机进行抛锚的步骤，包括：
61.步骤a1：获取驱动马达的实时转速。
62.步骤a2：根据该实时转速确定当前抛锚的实时速度。
63.步骤a3：判断该实时速度是否超过预设的该抛锚速度。
64.如果是，执行步骤a31：控制驱动马达减速。
65.如果否，执行步骤a32：基于该实时速度确定当前抛锚的实时长度。
66.步骤a4：判断该实时长度是否达到该抛锚长度。
67.如果是，执行步骤a41：控制该锚机停止抛锚。
68.这里，在常规的抛锚作业中，至少需要两个操作人员参与抛锚工作，操作人员需要基于水深估测抛锚长度，并且还要根据经验选择不同的抛锚方法。以水深小于25m为例：在抛锚时，首先，操作人员需要基于水深估测抛锚长度，然后采用普通刹车抛锚法，即将锚机送至于水面上，旋紧刹车带，然后利用刹车模块带动锚机。在抛锚的过程中，需要人为控制刹车模块，采用间断性释放锚链的方法控制抛锚速度，并且需要工作人员根据经验实时估测抛出锚链的长度。这导致传统的抛锚作业不但需要操作人员的介入，而且抛锚程序复杂，在抛锚的过程中，容易因抛出锚链的长度估测失误造成安全事故，或因刹车模块的老化造成刹不住锚机，导致锚链整根抛出或丢失，从而导致当前船舶抛锚的安全性和可靠性得不到保证。
69.在本技术中，通过上述步骤a1～a41，控制器不但可实时判断该实时长度是否达到该抛锚长度，控制该锚机停止抛锚，避免了锚机刹车不及时造成的锚链整根抛出或丢失，而
且抛锚过程的速度也完全由控制器进行控制，以使整个抛锚过程不但不需要操作人员的介入，而且抛锚程序简单，提升了船舶抛锚过程的安全性和可靠性。
70.在其中一种实施方式中，通过下述步骤b1
‑
b12控制该锚机停止抛锚：
71.步骤b1:判断锚链的锚链环是否完全落入掣链器的链槽中。
72.如果是，执行b11：控制该掣链器关闭。
73.如果否，执行b12：控制该锚机按预设的微弱幅度释放锚链，以使锚链的锚链环完全落入该掣链器的链槽中，并控制该掣链器关闭。
74.当上述锚机停止抛锚后，依次控制该刹车模块关闭、控制该驱动马达关闭、控制链轮离合器打开、控制该锚机停机。
75.为了便于理解，如图4所示，为本发明实施例提供的一种抛锚流程示意图，该流程包括：
76.步骤s401：接收船舶的控制系统发送的抛锚指令。
77.步骤s402：获取该船舶的当前位置的环境信息。其中，该环境信息包括水深信息和风速信息。
78.步骤s403：根据该环境信息计算抛锚长度。
79.步骤s404：依次控制该驱动马达启动、控制链轮离合器闭合、控制刹车模块开启。
80.步骤s405：判断掣链器是否打开。
81.如果是，执行步骤s406：控制锚机主动放出锚链。
82.如果否，执行步骤s4051：掣链器开启。
83.步骤s407：判断驱动马达的实时速度是否超过预设的该抛锚速度。
84.如果是，执行步骤s4071：控制该驱动马达减速。
85.如果否，执行步骤s408：判断实时长度是否达到该抛锚长度。
86.如果是，执行步骤s409：控制该锚机停止抛锚。
87.如果否，重复执行步骤s408，直到实时长度达到该抛锚长度。
88.步骤s410：判断锚链的锚链环是否完全落入掣链器的链槽中。
89.如果是，执行步骤s411：关闭掣链器。
90.如果否，执行步骤s4101：控制该锚机按预设的微弱幅度释放锚链，以使锚链的锚链环完全落入该掣链器的链槽中，并控制该掣链器关闭。
91.步骤s412：依次控制该刹车模块关闭、控制该驱动马达关闭、控制链轮离合器打开、控制该锚机停机。
92.本发明实施例提供的抛锚方法，该方法应用于上述抛锚装置。该方法包括：接收船舶的控制系统发送的抛锚指令；获取该船舶的当前位置的环境信息；该环境信息包括水深信息和风速信息；根据该环境信息计算抛锚长度；根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制锚机进行抛锚。该方法通过根据该环境信息计算抛锚长度以及根据该抛锚长度和预设的抛锚速度控制锚机进行抛锚的智能控制逻辑，进一步有提升了抛锚的智能化程度，从而进一步提升了当前船舶抛锚的安全性和可靠性。
93.实施例3
94.本实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，该存储器存储有能够被该处理器执行的计算机可执行指令，该处理器执行该计算机可执行指令以实现抛锚方法的步
骤。
95.参见图5所示的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括：存储器51、处理器52，存储器51中存储有可在处理器52上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述抛锚方法提供的步骤。
96.如图5所示，该设备还包括：总线53和通信接口54，处理器52、通信接口54和存储器51通过总线53连接；处理器52用于执行存储51中存储的可执行模块，例如计算机程序。
97.其中，存储器51可能包含高速随机存取存储器(ram，random access memory)，也可能还包括非易失性存储器(non
‑
volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口54(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
98.总线53可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
99.其中，存储器51用于存储程序，处理器52在接收到执行指令后，执行程序，前述本发明任一实施例揭示抛锚装置所执行的方法可以应用于处理器52中，或者由处理器52实现。处理器52可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器52中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器52可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器51，处理器52读取存储器51中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
100.进一步地，本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述抛锚方法。
101.本发明实施例提供的电子设备和计算机可读存储介质具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
102.另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
103.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、
“
水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对性。