一种困难条件下快速自动对接装置的制作方法

1.本发明属于困难条件下条件下浮动物体的快速自动对接技术领域，尤其涉及一种困难条件下快速自动对接装置。


背景技术：

2.海上浮动物体间互相钩挂连接技术经过多年的发展，逐步朝着移动性和定位能力强、作业稳定性好、造价低、人工干预少以及效率高等方向发展。在国内外海上对接技术开发中，重载型平台对接系统大致可分为锥面引导细颈销机械连接式和网索配合挂钩式两大类，其中对于机械连接式的安装和制造的精度要求很高，且对接时模块间的定位精度要求也很高，这使得制造成本较高，适应海况等级较低；采用网索配合挂钩式在困难条件下下捕捉、钩挂成功率较高，但结构限制其受力有限，仅适用于小型航海器的垂直回收和释放。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.针对现有存在的技术问题，本发明提供了一种困难条件下快速自动对接装置，解决了现有技术中的对接装置适应性差、对接效率低的的技术问题。
5.(二)技术方案
6.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
7.一种困难条件下快速自动对接装置，包括：前连接组件和后前连接组件；
8.所述前连接组件设置在船体的头部；
9.所述后连接组件设置在船体的尾部；
10.相邻两个船体的头部和尾部能够借助于所述前连接组件和所述后连接组件实现快锁自动对接；
11.其中，所述前连接组件包括：第一油缸连接钩单元和第二油缸连接钩单元；
12.所述第一油缸连接钩单元和所述第二油缸连接钩单元对称固定在船体的头部，并能够自动伸缩勾连位于相邻船体尾部的所述后连接组件。
13.优选地，所述第一油缸连接钩单元和所述第二油缸连接钩单元的结构相同；
14.其中，所述第一油缸连接钩单元包括：上球接、阻尼油缸、中间球接和伸缩油缸；
15.所述上球接安装于船体上面板的内侧，用以保证阻尼油缸能在一定锥角范围内任意转动；
16.所述中间球接安装固定于所述伸缩油缸首端的缸筒上；
17.所述阻尼油缸的两端分别连接所述上球接和所述中间球接，用以支撑所述伸缩油缸，并同时控制所述伸缩油缸的伸出方向及角度。
18.优选地，所述第一油缸连接钩单元还包括：挂钩和下球接；
19.所述挂钩固定安装于所述伸缩油缸首端的活塞杆上，为保证两船体快速自动对接的直接执行部件；
20.所述下球接固定安装于船体的底部；
21.所述伸缩油缸的尾端与所述下球接连接，并借助于所述下球接设置在船体的底部。
22.优选地，所述后连接组件包括：钢丝绳、卷扬机、定滑轮和固定座；
23.所述卷扬机设置在船体尾部的一侧上；
24.所述定滑轮固定设置在与所述卷扬机同一侧的船体尾部下方的船体上；
25.所述固定座设置在所述船体尾部下方另一侧的船体上；
26.所述钢丝绳安装于船体尾部，一端固定绑接于所述固定座上，另一端通过所述定滑轮绕于所述卷扬机上；
27.所述卷扬机转动可使垂掉于船体下的所述钢丝绳伸长或缩短。
28.优选地，所述伸缩油缸能够控制所述挂钩的伸出与收缩；
29.所述挂钩伸出时寻找所述钢丝绳，并与所述钢丝绳勾连；
30.所述挂钩收缩时将两船体靠拢，运动方向由所述阻尼油缸控制。
31.优选地，所述中间球接固接于伸缩油缸的缸筒上，用以保证所述阻尼油缸运动时，所述伸缩油缸能够在一定锥角范围内任意转动。
32.优选地，采用链条替代所述钢丝绳。
33.优选地，还包括：减震器；
34.所述减震器安装在船头，用以控制两船体之间的距离和减少船体连接过程中相互的冲击。
35.优选地，还包括：控制器；
36.所述控制器设置在船体上，并分别与所述前端连接组件和所述后端连接组件控制连接。
37.优选地，所述控制器分别与所述阻尼油缸、所述伸缩油缸和所述卷扬机无线通信控制连接。
38.(三)有益效果
39.本技术提供的快速自动对接装置通过安装于船体头部的两根伸缩油缸活塞杆分别带动挂钩向前伸出，辅以每根伸缩油缸各配置两支阻尼油缸控制伸缩油缸的伸出方向和挂钩的转动，同时可通过视觉系统或传感设备来感知并捕捉前方船体垂挂安装于船尾的钢丝绳，使挂钩勾住钢丝绳，并通过钢丝绳的收缩和伸缩油缸的回缩使两船体自动对接；连接方式简单快捷、适用能力强、成本低、控制方便、可实现全自动无人化操作。
附图说明
40.图1是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中安装结构示意图；
41.图2是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中船尾安装结构示意图；
42.图3是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中船头安装结构示意图；
43.图4是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中船头安装
结构示意图；
44.图5是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中船尾安装结构示意图；
45.图6是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中定滑轮和钢丝绳安装结构示意图；
46.图7是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中减震器安装结构示意图；
47.图8是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中对接结构示意图；
48.图9是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中对接结构示意图；
49.图10是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中对接结构示意图；
50.图11是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中对接结构示意图；
51.图12是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中对接局部结构示意图；
52.图13是本实施例中提供的一种困难条件下快速自动对接装置的实施例中对接结构示意图。
53.【附图标记说明】
54.1：船体；2：上球接；3：阻尼油缸；4：挂钩；5：伸缩油缸；6：下球接；7：钢丝绳；8：卷扬机；9：中间球接；10：定滑轮；11：固定座。
具体实施方式
55.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
56.如图1-图13所示：本实施例中公开了一种困难条件下快速自动对接装置，包括：前连接组件和后前连接组件。所述前连接组件设置在船体1的头部；所述后连接组件设置在船体1的尾部；相邻两个船体1的头部和尾部能够借助于所述前连接组件和所述后连接组件实现快锁自动对接.
57.其中，所述前连接组件包括：第一油缸连接钩单元和第二油缸连接钩单元；所述第一油缸连接钩单元和所述第二油缸连接钩单元对称固定在船体1的头部，并能够自动伸缩勾连位于相邻船体1尾部的所述后连接组件。
58.本实施例中所述第一油缸连接钩单元和所述第二油缸连接钩单元的结构相同。
59.其中，所述第一油缸连接钩单元包括：上球接2、阻尼油缸3、中间球接9和伸缩油缸5；所述上球接2安装于船体1上面板的内侧，用以保证阻尼油缸3能在一定锥角范围内任意转动；所述中间球接9安装固定于所述伸缩油缸5首端的缸筒上；所述阻尼油缸3的两端分别连接所述上球接2和所述中间球接9，用以支撑所述伸缩油缸5，并同时控制所述伸缩油缸5的伸出方向及角度。
60.本实施例中所述第一油缸连接钩单元还包括：挂钩4和下球接6；所述挂钩4固定安装于所述伸缩油缸5首端的活塞杆上，为保证两船体1快速自动对接的直接执行部件；所述下球接6固定安装于船体1的底部；所述伸缩油缸5的尾端与所述下球接6连接，并借助于所述下球接6设置在船体1的底部。
61.本实施例中所述后连接组件包括：钢丝绳7、卷扬机8、定滑轮10和固定座11；所述卷扬机8设置在船体1尾部的一侧上；所述定滑轮10固定设置在与所述卷扬机8同一侧的船体1尾部下方的船体上。
62.所述固定座11设置在所述船体1尾部下方另一侧的船体1上；所述钢丝绳7安装于船体1尾部，一端固定绑接于所述固定座11上，另一端通过所述定滑轮10绕于所述卷扬机8上；所述卷扬机8转动可使垂掉于船体1下的所述钢丝绳7伸长或缩短。
63.本实施例中所述伸缩油缸5能够控制所述挂钩4的伸出与收缩；所述挂钩4伸出时寻找所述钢丝绳7，并与所述钢丝绳7勾连；所述挂钩4收缩时将两船体1靠拢，运动方向由所述阻尼油缸3控制。
64.本实施例中所述中间球接9固接于伸缩油缸5的缸筒上，用以保证所述阻尼油缸3运动时，所述伸缩油缸5能够在一定锥角范围内任意转动。
65.本实施例中采用链条替代所述钢丝绳7。
66.本实施例中提供的困难条件下快速自动对接装置还包括：减震器；所述减震器安装在船头，用以控制两船体1之间的距离和减少船体1连接过程中相互的冲击。
67.本实施例中提供的困难条件下快速自动对接装置还包括：控制器；所述控制器设置在船体1上，并分别与所述前端连接组件和所述后端连接组件控制连接。
68.本实施例中所述控制器分别与所述阻尼油缸3、所述伸缩油缸5和所述卷扬机8无线通信控制连接。
69.实施例二
70.如图1-图13所示：本实施例中公开了一种困难条件下快速自动对接装置，使用流程方法如下：
71.(1)、需通过各类传感设备，保证两船体1前后位置距离(1号船体船尾未遂端至2号船体船头间的最近距离)小于2m、左右相对位置(同侧边之间的最小距离)小于1m；
72.(2)、检测各位置满足(1)要求，并发出电信号；(图8所示)
73.(3)、控制器收到信号后，控制4个阻尼油缸3及伸缩油缸5，使2个挂钩4朝内侧、下侧运动，同时2个挂钩4朝外侧微转动；图9、图10。
74.(4)、4个阻尼油缸3及伸缩油缸5均伸缩至极限位置后，发出电信号；
75.(5)、控制器给卷扬机8发出动作信号，卷扬机8收到动作后，控制钢丝绳7沿定滑轮10向上运动，使船体1下部的钢丝绳7逐渐减少(缩短)，当钢丝绳7收缩至挂钩4及伸缩油缸5范围内时，控制器检测4个阻尼油缸3输出推力迅速减小，发出电信号；图11。
76.(6)、若钢丝绳7收缩至最短时，仍然未使阻尼油缸3输出推力迅速减小，则说明钢丝绳7未遂挂上挂钩4，重复步骤(2)～(5)，直至满足上述要求；
77.(7)、控制器收到电信号后，控制伸缩油缸5收缩同时卷扬机8继续使钢丝绳7向上运动，使船体1下部的钢丝绳7继续减少(缩短)，同时两船体迅速接近，当两船体达到设计距离要求或者完成靠拢时，张紧钢丝绳7，发出电信号；
78.(8)、控制器收到电信号后，控制4个阻尼油缸3活塞杆收缩，完成两船体的快速自动对接。图12、图13。
79.以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种困难条件下快速自动对接装置，其特征在于，包括：前连接组件和后前连接组件；所述前连接组件设置在船体的头部；所述后连接组件设置在船体的尾部；相邻两个船体的头部和尾部能够借助于所述前连接组件和所述后连接组件实现快锁自动对接；其中，所述前连接组件包括：第一油缸连接钩单元和第二油缸连接钩单元；所述第一油缸连接钩单元和所述第二油缸连接钩单元对称固定在船体的头部，并能够自动伸缩勾连位于相邻船体尾部的所述后连接组件。2.根据权利要求1所述的对接装置，其特征在于，所述第一油缸连接钩单元和所述第二油缸连接钩单元的结构相同；其中，所述第一油缸连接钩单元包括：上球接、阻尼油缸、中间球接和伸缩油缸；所述上球接安装于船体上面板的内侧，用以保证阻尼油缸能在一定锥角范围内任意转动；所述中间球接安装固定于所述伸缩油缸首端的缸筒上；所述阻尼油缸的两端分别连接所述上球接和所述中间球接，用以支撑所述伸缩油缸，并同时控制所述伸缩油缸的伸出方向及角度。3.根据权利要求2所述的对接装置，其特征在于，所述第一油缸连接钩单元还包括：挂钩和下球接；所述挂钩固定安装于所述伸缩油缸首端的活塞杆上，为保证两船体快速自动对接的直接执行部件；所述下球接固定安装于船体的底部；所述伸缩油缸的尾端与所述下球接连接，并借助于所述下球接设置在船体的底部。4.根据权利要求3所述的对接装置，其特征在于，所述后连接组件包括：钢丝绳、卷扬机、定滑轮和固定座；所述卷扬机设置在船体尾部的一侧上；所述定滑轮固定设置在与所述卷扬机同一侧的船体尾部下方的船体上；所述固定座设置在所述船体尾部下方另一侧的船体上；所述钢丝绳安装于船体尾部，一端固定绑接于所述固定座上，另一端通过所述定滑轮绕于所述卷扬机上；所述卷扬机转动可使垂掉于船体下的所述钢丝绳伸长或缩短。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述伸缩油缸能够控制所述挂钩的伸出与收缩；所述挂钩伸出时寻找所述钢丝绳，并与所述钢丝绳勾连；所述挂钩收缩时将两船体靠拢，运动方向由所述阻尼油缸控制。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述中间球接固接于伸缩油缸的缸筒上，用以保证所述阻尼油缸运动时，所述伸缩油缸能够在一定锥角范围内任意转动。7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，采用链条替代所述钢丝绳。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：减震器；所述减震器安装在船头，用以控制两船体之间的距离和减少船体连接过程中相互的冲击。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：控制器；所述控制器设置在船体上，并分别与所述前端连接组件和所述后端连接组件控制连接。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制器分别与所述阻尼油缸、所述伸缩油缸和所述卷扬机无线通信控制连接。

技术总结
本发明涉及一种困难条件下快速自动对接装置，包括：前连接组件和后前连接组件；所述前连接组件设置在船体的头部；所述后连接组件设置在船体的尾部；相邻两个船体的头部和尾部能够借助于所述前连接组件和所述后连接组件实现快锁自动对接；其中，所述前连接组件包括：第一油缸连接钩单元和第二油缸连接钩单元；所述第一油缸连接钩单元和所述第二油缸连接钩单元对称固定在船体的头部，并能够自动伸缩勾连位于相邻船体尾部的所述后连接组件。本发明提供的自动对接装置连接方式简单快捷、适用能力强、成本低、控制方便、可实现全自动无人化操作。作。作。


技术研发人员：刘飞香 廖金军 钟文 暨智勇 祝爽 蒋海华 王艳阳
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/6/28