一种船舶停靠辅助装置及停靠方法

1.本发明涉及船舶停靠机械领域，特别提供一种可移动式船舶停靠辅助装置及停靠方法。


背景技术：

2.船舶是各类船只的总称，是航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具。船舶的安全停靠非常重要，通常情况下，船舶停靠主要有船头先靠、船尾先靠和平行靠三种方式。其中普通中小型船舶一般采用顶风顶流船头先靠的停泊方式，大型船舶由于自身笨重，仅依靠自身设备完成停泊非常困难，一般需要在前后拖轮的协助下完成平行靠泊；滚装的客货船的装卸桥板安装在船尾时，一般采用船尾先靠的停泊方式。
3.船舶是由许多部分构成的，辅助船舶停靠的装置主要有锚设备、系泊设备、防撞设备或缓冲设备等。船舶在停靠点停靠时，由于船舶在水体中具有漂泊性，船舶停靠时易与港口发生碰撞，故必须在港口设置防撞设备或者是缓冲设备，以避免船舶停靠过程中对停靠点的碰撞，同时可能对船头和停靠港口的船舶结构造成破坏。
4.船舶在运输装货、卸货、作业以及载人时都需要进行靠岸停靠，而在船舶靠岸过程中往往只能依靠驾驶人员人为把控船舶与岸堤之间的间距，因此在实际的船舶靠岸停靠过程中经常会出现船舶与岸堤之间发生碰撞，这种碰撞很容易造成船体或岸堤的损坏，为了避免碰撞造成的船舶或岸堤的损坏，工作人员往往在船体两侧或岸堤外侧边上铺设轮胎或其他橡胶制品来实现缓冲的目的，然而仅仅是在船舶与岸堤发生碰撞时进行一定的缓冲，还是无法避免船舶与岸堤之间发生碰撞的情况，而且操作起来费时费力。为避免对船体造成不可逆的损伤，故需要添加缓冲装置。但常规的缓冲装置都是在码头设置缓冲防撞装置等，都是以降低能量为主要目的，而且都是固定的，船必须在特定位置靠岸，并且很少考虑防碰撞对象之间的高差、距离、相对转动等因素，即使是码头，仍会到受风、浪、流等变化的影响，船舶会发生上下浮动或距离改变，随时可能引起停靠点与船舶之间相互碰撞，连接件破坏、脱离等，这些碰撞、连接件破坏或脱离很容易对连接件结构造成破坏，导致工作无法继续，会极大影响船舶的安全性。因此，急需设计一种多功能船舶停靠辅助装置，以解决上述船舶在停靠过程中存在的问题。
5.专利公开号为cn 113216092 a，名称为“一种民用船舶港口停靠辅助装置”的发明专利，该专利主要公开的是一种将冲击能转化为重力势能、弹性势能和热能，充分吸收冲击力的缓冲装置。避免船体与沿岸发生碰撞，实现对船体的保护。但此种装置对于船只停靠时，不能提前设定装置来增加停靠的稳定性，也不适用于风浪较大的港口码头或海洋平台上。
6.专利公开号为cn 112092994 b，名称为“一种能固定船舶停靠且防止碰撞的装置”的发明专利，该专利主要提供一种适用于各类船型在各个能停泊的地方靠岸停泊的装置，利用齿轮啮合固定船舶，但该装置防撞机构减震效果一般，且在船舶在风浪较大的海洋中停靠海洋平台时不适用。
7.专利公开号为cn 112942252 a，名称为“一种船艇靠泊装置及船舰靠泊方法”的发明专利，该专利主要提供一种船舶靠泊装置及靠泊方法，使得在船舰靠泊过程中，在受到向岸风时，避免了船舰和码头之间产生摩擦，减少船舰的表面损伤和橡胶落入海洋后对于生态环境的污染，在受到离岸风时，装置持续不断地将船舰向岸边拉动，且风力越大拉动频率越快，当海面出现高度变化时，能够及时进行调节。但是该装置结构复杂，不能移动，柔性比较差，不适用于风浪较大的海洋环境中，且伸臂较短。
8.如何使得船舶方便停泊，且实现停靠过程中适应风浪、防碰撞、减少损伤，安全停靠是一个值得探讨的问题。


技术实现要素：

9.本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种船舶停靠辅助装置及停靠方法，本发明的船舶停靠辅助装置及停靠方法不仅能使各种类型的船舶安全停靠在港口，还能使用船舶在海洋平台的停靠中，方便可靠，适用范围广，经济实用。
10.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种船舶停靠辅助装置，包括安装在停靠点的滑动装置、机械臂和机械手，所述滑动装置包括滑道与滑块，所述滑块与所述机械臂的一侧相连接，所述机械臂的另一侧的端部设有所述机械手，所述机械手连接于停靠在泊点的船舶主体上。所述船舶主体上设置有多个用于方便机械手抓夹的立柱，所述立柱由两个同心不同径的圆柱组成，所述下圆柱长度较大，直径小于机械手内径，所述上圆柱长度较短，直径大于机械手内径。
11.进一步地，所述滑道固定在停靠点上，如码头的靠泊一侧立柱上，包含水平方向和垂直方向的滑道，所述滑道上开设有多个定位孔。
12.进一步地，所述滑块设有水平方向和竖直方向两个空腔，空腔内设有与之配合的垫块，所述滑块上还开设用于与机械臂连接的螺栓孔，另外滑块上还设置定位孔，移到适当位置后进行位置固定。
13.进一步地，所述机械臂由多个连杆组件组成，每个所述连杆组件包括两个平行且横向设置的横向伸缩杆，两个横向伸缩杆之间固定两个连杆，两个连杆交叉铰接，其中，所述第一组的连杆组件还包括竖向设置的竖向伸缩杆，多个连杆组件的横向伸缩杆沿水平方向固定连接，形成长方体状的机械臂。
14.进一步地，所述机械臂中间的连杆组件上设置有液压阻尼器。
15.进一步地，所述机械臂的横向及竖向伸缩杆上均固定有弹簧。
16.进一步地，所述机械手由多个套筒、滚柱、链节和橡胶垫组成，所述滚柱连接链节单元，所述套筒套在滚柱上，其外径大于链节的宽度；套筒外径为圆弧面。
17.进一步地，所述机械手能够拆卸，可根据船舶构造及所设立柱大小，通过改变链节单元数，来调节机械手的大小。
18.使用本发明所述的船舶停靠辅助装置进行船舶停靠的方法，其步骤如下：s1、船只逐渐靠近停靠点，固定在停靠点上的滑动装置工作，将滑块移动到合适的位置固定，然后机械臂向外伸长，横向伸缩杆逐渐伸长，两个铰接的连杆逐渐趋于水平，竖向伸缩杆收缩，伸展机械臂直到端部的机械手探寻到船舶主体，当机械手接触到船舶主体上的立柱后，调整并固定机械手，完成连接任务。
19.s2、在船舶逐渐靠岸时，机械臂随之缓慢收缩，横向伸缩杆逐渐缩短，两个铰接的连杆逐渐趋于竖直，竖向伸缩杆伸长，收缩机械臂直到船舶停靠在泊点，到达泊点，收缩的机械臂起到船舶缓冲装置的作用，使船只减少磕碰，震动的影响，安全停靠。
20.与现有技术相比，本船舶停靠辅助装置及停靠方法，解决了现有船舶停靠装置不适应风浪较大的海洋环境及泊点位置固定的问题，具体来说，具有以下优点：1）本发明的装置是在船舶距离停靠点一段安全距离时使用的，因此不会造成船舶与平台的碰撞；本装置具有足够的刚性且能伸缩变形，在平台靠近停靠点时，还能当作缓冲装置使用，降低岸基及船舶结构受到撞击破坏的可能，增加了船只停靠时的安全性，也保证了整套装置系统的使用寿命；2）本发明的装置中，滑动装置的设置也解决了一般辅助停靠装置位置固定的局限性；当船舶在码头停靠时，在辅助完成一艘船的停靠后，只需移动该装置的位置，便可在下一个泊位辅助完成下一艘船的停靠，方便可靠，节省财力物力；当船舶在海洋平台停靠时，滑动装置设置在海洋平台桩腿的上下及四周，无论船舶从各个方向驶来，只需要通过滑块移动该辅助停靠装置的位置，进行周向及上下调节，无需调节船舶的方位，就能保证在风浪流较大的海洋环境中也能顺利完成靠泊。
附图说明
21.图1是本发明机械臂伸长状态整体结构示意图；图2是本发明机械臂结构示意图；图3是本发明滑块结构示意图；图4是本发明机械手结构装置示意图；图5是本发明机械手与立柱相连接结构示意图；图6是本发明滑道局部放大结构示意图；图7是本发明机械臂收缩状态整体结构示意图；图8是本发明停靠海洋平台时整体结构示意图。
22.图中各标号为：1、码头；2、滑道；3、滑块；4、机械臂；5、机械手；6、船舶主体；7、海洋平台；21、定位孔；31、螺栓孔；32、定位孔；33、垫块；41、横向伸缩杆；42、竖向伸缩杆；43、连杆；44、液压阻尼器；45、弹簧；51、套筒；52、滚柱；53、链节；54、橡胶垫；61、立柱；611、上圆柱；612、下圆柱。
具体实施方式
23.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
24.如图1所示，本发明的船舶停靠辅助装置，包括安装在停靠点的滑动装置、机械臂4和机械手5，所述滑动装置包括滑道2与滑块3，所述滑块3与所述机械臂4的一侧相连接，所述机械臂的另一侧的端部设有所述机械手5，所述机械手5连接于停靠在泊点的船舶主体6上。所述船舶主体6上设置有多个用于方便机械手抓夹的立柱61，如图5所示，所述立柱61由两个同心不同径的圆柱组成，所述下圆柱612长度较大，直径小于机械手5内径，所述上圆柱611长度较短，直径大于机械手5内径，以避免在船舶停靠时上下晃动机械手5与立柱61脱
离。
25.如图2所示，所述机械臂4由多个连杆组件组成，每个所述连杆组件包括两个平行且横向设置的横向伸缩杆41，两个横向伸缩杆之间固定两个连杆43，两个连杆交叉铰接，其中，所述第一组的连杆组件还包括竖向设置的竖向伸缩杆42，多个连杆组件的横向伸缩杆41沿水平方向固定连接，形成长方体状的机械臂4。
26.所述机械臂4中间的连杆组件上设置有液压阻尼器44，可以有效地利用阻尼吸能减震，并减小对连杆组件的拉压和剪切，起到稳定机械臂的作用。
27.所述机械臂4的横向及竖向伸缩杆上均固定有弹簧45，整个装置可以对船舶停靠起到缓冲作用，有效地保护了船舶构件与码头不受撞击的影响，保证了整套装置系统的使用寿命。
28.如图1所示，所述滑道2固定在停靠点上，如码头1靠泊的一侧的立柱上，滑道2结构如图6所示，包含水平方向和垂直方向。滑动装置在水平和竖直方向上均能移动，所述滑道2上开设有多个定位孔21，根据当时船舶停靠位置的需要，将滑块3移到合适位置后，通过定位孔进行固定。如图3所示，所述滑块3也相应地设计有水平和竖直两个空腔，空腔内设有与之配合的垫块33，垫块33的主要作用是减小摩擦，防止滑块滑道配合部位因磨损而过快损坏，延长使用寿命。滑块3上开设四个螺栓孔31，用于通过螺栓与机械臂4连接，另外滑块3上还设置定位孔32，用于移到适当位置后进行位置固定。
29.如图4所示，所述机械手5由多个套筒51、滚柱52、链节53和橡胶垫54组成，所述滚柱52连接链节单元，所述套筒51套在滚柱52上，其外径大于链节53的宽度。工作时，套筒51外径与所连接的立柱61接触，套筒51外径为圆弧面，当船舶在风浪下摇晃不稳时，减小撞击对装置造成的损伤，橡胶垫54也起到减小撞击力、保护构件的作用。
30.所述机械手5方便拆卸，可根据船舶构造及所设立柱61大小，通过改变链节单元数，来调节机械手5的大小，牢固连接立柱61。
31.使用本发明的船舶停靠辅助装置进行船舶的停靠方法，其步骤如下：s1、船只逐渐靠近码头或海洋平台等停靠点，固定在停靠点的滑动装置工作，将滑块移动到合适的位置固定，然后机械臂向外伸长，横向伸缩杆逐渐伸长，两个铰接的连杆逐渐趋于水平，竖向伸缩杆收缩，伸展机械臂直到端部的机械手探寻到船舶主体，当机械手接触到船舶主体上的立柱后，调整并固定机械手，完成连接任务。
32.s2、在船舶逐渐靠岸时，机械臂随之缓慢收缩，横向伸缩杆逐渐缩短，两个铰接的连杆逐渐趋于竖直，竖向伸缩杆伸长，收缩机械臂直到船舶停靠在泊点，到达泊点，收缩的机械臂起到船舶缓冲装置的作用，使船只减少磕碰，震动的影响，安全停靠。
33.图1和图7显示了将本发明的船舶停靠辅助装置应用于船舶停靠码头1时的工作状态。
34.如图1所示，本发明机械臂4伸长时的工作状态，滑动装置的滑道2固定在码头1靠泊一侧的立柱上，将滑块3移动到合适的位置固定，然后机械臂4向外伸长，横向伸缩杆41逐渐伸长，两个铰接的连杆43逐渐趋于水平，竖向伸缩杆42收缩，伸展机械臂4直到端部的机械手5探寻到船舶主体6，当机械手5接触到船舶主体6上的立柱61后，固定机械手5，完成连接任务。
35.如图7所示，本发明机械臂4收缩时的工作状态，在船舶逐渐靠岸时，机械臂4收缩，
横向伸缩杆41逐渐缩短，两个铰接的连杆43逐渐趋于竖直，竖向伸缩杆42伸长，收缩机械臂4直到船舶停靠在泊点。
36.如图8所示，将本发明的船舶停靠辅助装置应用于船舶停靠海洋平台7时的工作状态，滑动装置设置在海洋平台桩腿的四周及竖直方向，在船舶准备停靠时，滑动装置工作，将滑块3移动到合适的位置固定，然后机械臂4向外伸长，横向伸缩杆41逐渐伸长，两个铰接的连杆43逐渐趋于水平，竖向伸缩杆42收缩，伸展机械臂4直到端部的机械手5探寻到船舶主体6，当机械手4接触到船舶主体6上的立柱61后，固定机械手5，完成连接任务。在船舶逐渐靠岸时，机械臂4收缩，横向伸缩杆41逐渐缩短，两个铰接的连杆43逐渐趋于竖直，竖向伸缩杆42伸长，收缩机械臂4直到船舶停靠在泊点。该装置可以在桩腿上圆周旋转和上下滑动，可以有效防止在停靠过程中受海流和波浪的浮动造成连接点破坏，并能够适应海洋平台与船舶连接点之间的高差、距离、转角等的变化。
37.本发明未尽事宜为公知技术。
38.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。