本发明涉及无人艇,具体而言,尤其涉及一种可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置及其工作方法。
背景技术:
1、目前无人艇收放大多需要人工辅助完成,尚未实现无人艇的自主收放,且收放作业易受到海况变化的影响,这增加了收放过程的难度和风险,极易发生捕获失败、无法接近甚至无人艇碰撞损毁等情况,严重危及作业人员和装备的安全性。因此,无人艇自主收放技术是提高收放作业效率的有效方式,对提升实际工程应用具有重要意义。目前无人艇收放多对母船结构有较高要求,难以与母船分离,因此成本较高、维护困难且生产周期较长。
技术实现思路
1、根据上述提出的技术问题,而提供一种可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置及其工作方法。本发明装置结合剪刀式升降机以调整主动运动补偿装置的高度,可适应不同型号的起重机和不同的工作高度,引入旋转平台可实现主动运动补偿装置工作过程的精准跟踪,减摇吊索可实现无人艇运动的快速补偿,自动抱紧装置使整个装置与起重机固定为一体,减少补偿误差并且拆卸方便,可根据起重机尺寸自由更换。
2、本发明采用的技术手段如下:
3、一种可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置,包括:移动升降平台、主动运动补偿装置和自动锁紧装置,所述主动运动补偿装置固定于所述移动升降平台的上方,所述移动升降平台具有行走移动功能,用于承载整个装置到达起重机外沿,并托举主动运动补偿装置到达起重机上方;所述主动运动补偿装置用于协同起重机收放无人艇,补偿无人艇运动;所述主动运动补偿装置包括收放机构,所述收放机构用于与无人艇连接;
4、所述自动锁紧装置固定于所述移动升降平台下方内部,用于限制所述移动升降平台与起重机之间的相对运动;所述自动锁紧装置包括抱紧机构,所述抱紧机构用于抱紧起重机。
5、进一步地,所述移动升降平台包括可移动小车、剪刀式升降机和可伸缩平台,所述主动运动补偿装置安装在可伸缩平台上,所述可伸缩平台通过滑轨滑动连接在剪刀式升降机的顶部,所述剪刀式升降机安装在可移动小车的上方,所述可移动小车具有行走移动功能,所述剪刀式升降机具有升降功能,用于实现可伸缩平台的升降,从而带动主动运动补偿装置到达起重机上方。
6、进一步地,所述主动运动补偿装置还包括底座、驱动装置和旋转平台,所述底座通过螺丝固定于移动升降平台的可伸缩平台上方,用于承载整个主动运动补偿装置;所述驱动装置安装在底座中间,所述旋转平台安装在底座上方,所述驱动装置的输出端与旋转平台相连,所述收放机构安装在旋转平台上;所述驱动装置用于驱动旋转平台带着收放机构跟随起重机一起旋转。
7、进一步地,所述收放机构设有两组,包括稳定臂、卷扬机、钢丝绳和减摇吊索,两组收放机构的两个稳定臂呈夹角设置;
8、所述稳定臂的一侧安装在主动运动补偿装置的旋转平台上,所述稳定臂的另一侧设有滑轮,所述卷扬机通过钣金件与稳定臂上靠近旋转平台的位置连接,所述钢丝绳的一端缠绕在卷扬机上,所述钢丝绳的另一端绕出滑轮的下方端部连接有减摇吊索,通过卷扬机收放减摇吊索,所述减摇吊索用于配合起重机起吊无人艇,补偿无人艇运动。
9、进一步地,所述自动锁紧装置还包括驱动机构,所述驱动机构与抱紧机构相连,用于驱动抱紧机构靠近或远离起重机;所述自动锁紧装置设有两组,通过两组自动锁紧装置中的两个抱紧机构与起重机锁紧连接。
10、进一步地,所述驱动机构包括电机、螺杆、滑块、连杆和连接块,所述电机通过电机座安装于移动升降平台的可移动小车内部,所述螺杆与电机的输出端转轴同轴连接;所述螺杆上设有两段螺纹方向相反的螺纹段,分别为上方的第一螺纹段和下方的第二螺纹段;所述滑块设有两个,间隔套在螺杆上,且分别与第一螺纹段和第二螺纹段螺纹连接;
11、所述连杆设有两个,两个所述连杆的一端分别通过螺丝与两个滑块相连,另一端分别通过螺丝与连接块的两侧相连;所述抱紧机构连接在连接块上;
12、所述电机用于驱动螺杆转动,带动两个滑块进行竖直方向的相向运动或背向运动,从而带动连杆运动;所述连杆用于将滑块在竖直方向上的位移变为连接块在水平方向上的位移。
13、进一步地,所述抱紧机构包括推臂和固定卡板,所述推臂由竖杆和两个横杆组成,所述两个横杆的一端与竖杆的两端相连,所述竖杆安装于连接块上,所述两个横杆的另一端各连接有固定卡板;所述连接块用于带动推臂在水平方向上进行移动,通过推臂推动固定卡板进行前后移动,所述固定卡板用于抱紧起重机。
14、进一步地,所述移动升降平台的可移动小车的一侧具有凹口,两组自动锁紧装置对称安装在凹口的两侧。
15、本发明还提供了一种可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置的工作方法,包括如下步骤:
16、s1、可移动小车行驶到起重机下方,使起重机位于可移动小车的凹口中,可移动小车内部对称安装两个自动锁紧装置,可移动小车到达指定位置后,两台电机驱动各自的螺杆转动,使滑块在竖直方向上运动,并通过连杆带动连接块在水平方向上运动,连接块带动推臂向前移动直至固定卡板与起重机外壁接触,完成锁紧;
17、s2、随后剪刀式升降机升起,带动可伸缩平台升高到起重机主吊臂上方后,可伸缩平台伸出,带动底座到达起重机上方与起重机同心的位置;
18、s3、起重机开始工作后,启动驱动装置,带动旋转平台跟随起重机转动,从而使两个稳定臂末端点始终与起重机主吊索形成三角形结构,卷扬机根据张力传感器的反馈情况实时调整减摇吊索的长度以补偿因风、浪等外部因素引起的无人艇运动,从而达到减摇效果,提升作业的高效性。
19、较现有技术相比,本发明具有以下优点:
20、1、本发明装置结合剪刀式升降机以调整主动运动补偿装置的高度,可适应不同型号的起重机和不同的工作高度,引入旋转平台可实现主动运动补偿装置工作过程的精准跟踪,减摇吊索可实现无人艇运动的快速补偿,自动抱紧装置使整个装置与起重机固定为一体,减少补偿误差并且拆卸方便,可根据起重机尺寸自由更换。
21、2、本发明对母船结构无任何要求,且对起重机尺寸也无任何要求,升降机可自由升高到起重机主吊臂所在高度。
22、3、本发明自动化程度高,代替了人工减摇作业,提高了收放作业的安全性和效率。
23、4、本发明不仅适用于无人艇收放领域,且普遍适用于中小型起重机的各种减摇补偿工况。
24、5、本发明采用一体化设计,灵活度高,不使用时可以回收,不占用甲板空间。
25、基于上述理由本发明可在无人艇等领域广泛推广。
1.一种可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置,其特征在于,包括:移动升降平台(1)、主动运动补偿装置(2)和自动锁紧装置(3),所述主动运动补偿装置(2)固定于所述移动升降平台(1)的上方,所述移动升降平台(1)具有行走移动功能,用于承载整个装置到达起重机外沿,并托举主动运动补偿装置(2)到达起重机上方;所述主动运动补偿装置(2)用于协同起重机收放无人艇,补偿无人艇运动;所述主动运动补偿装置(2)包括收放机构,所述收放机构用于与无人艇连接;
2.根据权利要求1所述的可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置,其特征在于,所述移动升降平台(1)包括可移动小车(1.1)、剪刀式升降机(1.2)和可伸缩平台(1.3),所述主动运动补偿装置(2)安装在可伸缩平台(1.3)上,所述可伸缩平台(1.3)通过滑轨滑动连接在剪刀式升降机(1.2)的顶部,所述剪刀式升降机(1.2)安装在可移动小车(1.1)的上方,所述可移动小车(1.1)具有行走移动功能,所述剪刀式升降机(1.2)具有升降功能,用于实现可伸缩平台(1.3)的升降,从而带动主动运动补偿装置(2)到达起重机上方。
3.根据权利要求1所述的可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置,其特征在于,所述主动运动补偿装置(2)还包括底座(2.1)、驱动装置(2.2)和旋转平台(2.3),所述底座(2.1)通过螺丝固定于移动升降平台(1)的可伸缩平台(1.3)上方,用于承载整个主动运动补偿装置(2);所述驱动装置(2.2)安装在底座(2.1)中间,所述旋转平台(2.3)安装在底座(2.1)上方,所述驱动装置(2.2)的输出端与旋转平台(2.3)相连,所述收放机构安装在旋转平台(2.3)上;所述驱动装置(2.2)用于驱动旋转平台(2.3)带着收放机构跟随起重机一起旋转。
4.根据权利要求1或3所述的可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置,其特征在于,所述收放机构设有两组,包括稳定臂(2.4)、卷扬机(2.5)、钢丝绳和减摇吊索(2.6),两组收放机构的两个稳定臂(2.4)呈夹角设置;
5.根据权利要求1所述的可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置,其特征在于,所述自动锁紧装置(3)还包括驱动机构,所述驱动机构与抱紧机构相连,用于驱动抱紧机构靠近或远离起重机;所述自动锁紧装置(3)设有两组,通过两组自动锁紧装置(3)中的两个抱紧机构与起重机锁紧连接。
6.根据权利要求5所述的可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置,其特征在于,所述驱动机构包括电机(3.1)、螺杆(3.2)、滑块(3.3)、连杆(3.4)和连接块(3.5),所述电机(3.1)通过电机座安装于移动升降平台(1)的可移动小车(1.1)内部,所述螺杆(3.2)与电机(3.1)的输出端转轴同轴连接;所述螺杆(3.2)上设有两段螺纹方向相反的螺纹段,分别为上方的第一螺纹段和下方的第二螺纹段;所述滑块(3.3)设有两个,间隔套在螺杆(3.2)上,且分别与第一螺纹段和第二螺纹段螺纹连接;
7.根据权利要求6所述的可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置,其特征在于,所述抱紧机构包括推臂(3.6)和固定卡板(3.7),所述推臂(3.6)由竖杆和两个横杆组成,所述两个横杆的一端与竖杆的两端相连,所述竖杆安装于连接块(3.5)上,所述两个横杆的另一端各连接有固定卡板(3.7);所述连接块(3.5)用于带动推臂(3.6)在水平方向上进行移动,通过推臂(3.6)推动固定卡板(3.7)进行前后移动,所述固定卡板(3.7)用于抱紧起重机。
8.根据权利要求5所述的可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置,其特征在于,所述移动升降平台(1)的可移动小车(1.1)的一侧具有凹口,两组自动锁紧装置(3)对称安装在凹口的两侧。
9.一种如权利要求1-8任意一项权利要求所述的可移动升降式无人艇收放主动运动补偿装置的工作方法,其特征在于,包括如下步骤:
