一种海上浮体回收系统

1.本发明涉及一种海上作业设备，尤其涉及一种海上浮体回收系统。


背景技术：

2.目前，海上设备飞快发展，越来越多的浮式装置被广泛应用于民事、军事等方面，摆脱了陆地的限制，极大地扩展了相应设施的应用范围；但于此同时，海上浮体的收放作业机械自动化程度不高，作业方式比较落后。
3.现有技术中，海洋浮式设备的回收大多采用船上人员使用前端带钩的长杆勾住浮体的方式进行海洋设备的回收，但是这种方式费时费力，而且，由于长杆的长度有限，只适用于单一浮体的收放，不适合多种浮体的快速自动收放，回收设备具有较大的局限性。此外，这种作业方式还存在高海况时人员操作难度大、危险系数高等问题。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提供一种提高海上浮体回收效率、操作方便的海上浮体回收系统。
5.技术方案：本发明所述的一种海上浮体回收系统，包括主船体和浮体，主船体上安装有雷达系统，所述主船体的船尾处安装有可转动式起重机，可转动式起重机移动端提升系统，提升系统与可转动式起重机的连接处设有重力感应系统；所述提升系统包括提升链，提升链底端设有第一连接块；所述浮体顶端设有第二连接块；所述第一连接块与第二连接块之间通过磁吸结构相连接，连接面设有电磁锁定机构；所述主船体的船身处设有放置浮体的平台。
6.优选地，所述第一连接块周侧设有水平设置的第一锁槽，第二连接块内周侧水平设有对应的第二锁槽；所述电磁锁定机构包括设置在第一锁槽内的锁定杆和设置在第二锁槽底部的电磁铁，锁定杆一端通过弹簧连接在第一锁槽内壁，锁另一端固定设有永磁体；所述电磁铁通电时，吸引永磁体使锁定杆移动伸入第二锁槽中；所述电磁线圈断电时，锁定杆在弹簧作用下全部退回至第一锁槽内。
7.优选地，所述第二连接块中部设有容纳第一连接块的凹槽，第一连接块底部设有磁铁，第二连接块中部对应处设有与之相吸引的另一磁铁。
8.优选地，所述提升链为柔性链，其外侧设有增强链。
9.优选地，所述第一连接块设有与雷达进行信号传输的定位系统；智能的定位系统内设有提前预测波浪的功能模块，主船体中设有嵌入式设备，利用船载嵌入式设备中部署的智能预报模型，基于雷达系统检测当前时刻的波面高度分布，可以对接下来数秒的波面高度分布提前预测来判断浮体的运动响应。
10.优选地，所述主船体的船尾为垂直式船尾，保证可旋转式起重机有足够的工作空间收放浮体，能够确保柔性浮式气囊的安装和回收；同时能让尾部水流较平坦地离开船体，使航行阻力减小，防止高速航行时尾部浸水过多。
11.优选地，所述垂直式船尾后部设有柔性浮式气囊，所述柔性浮式气囊采用柔性材料，气囊通过人工充气产生浮力，布置于垂直船尾后，避免收放过程中浮体与船体相互碰撞而造成破坏。
12.优选地，所述浮体周侧设有水平浮体气囊，起着提供浮力以及保持浮体平衡的作用。
13.优选地，所述浮体底部设有钢锚，为浮体提供一定的重力以保持平衡，同时可用于一定的作业。
14.优选地，所述平台为双层式结构平台。
15.有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：1、通过相配合的磁吸结构实现浮体的捕捉，通过电磁锁定装置辅助提供可靠的拉力，简单高效；2、可以大致预测浮体的运动响应，为磁吸结构的对接提供一个时间范围；同时磁吸结构的设置，无需十分精准的对接时间，在一定范围内均可互相吸引实现使得浮体的捕捉；3、采用垂直船尾，利用可旋转式起重机实现浮体回收，工作空间充足，适应性强，结构稳定操作方便；4、结构布置合理，能够有效节约的船体的空间成本；而且结构简单，能够节省巨大的操作成本、养护成本和人工成本，同时其安全性也显著提高。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图；
17.图2为本发明的提升系统结构示意图；
18.图3为本发明的电磁锁定结构示意图；
19.图4为本发明的电磁锁定结构锁定状态示意图；
20.图5为浮体结构示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
22.如图1所示，一种海上浮体回收系统，包括主船体，主船体在海面上进行作业，主船体的船艏处设有雷达系统1，船尾处设有可转动式起重机4，船身中部设有放置浮体的平台2，平台2是双层式结构平台。
23.船艉使用垂直式船尾，能让尾部水流较平坦地离开船体，使航行阻力减小，防止高速航行时尾部浸水过多。垂直式船尾后部布置有柔性浮式气囊7，柔性浮式气囊7采用柔性材料，通过人工充气产生浮力，布置于垂直船尾后，可以避免浮体5在收放过程中与船体相互碰撞而造成破坏。
24.可转动式起重机3为门式起重机，可沿船长方向进行转动，其纵向高度可调节，能够适应不同高度的浮体5；其中部设有安装提升系统4的安装孔，提升系统4与可转动式起重机3连接处设有重力感应系统。
25.如图2-4所示，提升系统4包括柔性链41、增强链42和第一连接块43、第二连接块44。柔性链41顶端与可转动式起重机3相连接，底端与第一连接块43相连接。柔性链41外侧设有增强链42。第二连接块44设置于浮体5顶部，其中部设有刚好容纳第一连接块43的凹槽，第一连接块43底部设有上部磁铁45，第二连接块中心顶部设有与之对应的下部磁铁46，
第一连接块43与第二连接块44通过上部磁铁45和下部磁铁46组成的磁吸结构相连接。
26.磁吸结构的吸引力不足以稳定拉动浮体5，第一连接块43和第二连接块44之间还通过电磁锁定机构进一步连接固定。具体地，电磁锁定机构包括锁定杆64，第一连接块43外周侧对称设有两组第一锁槽61，第二连接块44内周侧设有两组第二锁槽62，第一锁槽61与第二锁槽62位置相对应，开口相对；锁定杆64一端通过弹簧63安装在第一锁槽61内，另一端固定设有永磁体，锁定杆64在弹簧63无外力作用下完全内嵌于第一锁槽61内；第二锁槽62底部设有电磁铁，电磁铁包括铁芯65和电磁线圈66，电磁线圈66通过导线67通电，导线67连接可远程控制电源开闭的开关(图中未示出)，使得铁芯65产生磁性，吸引永磁体带动锁定杆64伸入第二锁槽62中，实现第一连接块43和第二连接块44的稳定连接。锁定杆64为刚性状态，抗弯抗剪性能较好。
27.提升系统在捕捉到浮体5后，触发重力感应系统，给雷达系统1发出上升信号，由提升系统自动将浮体5垂直提升至船艉甲板高度之上，然后转动可转动式起重机3，将浮体5安全稳定的放至船体中部的平台2处。
28.第一连接块43中设有定位系统，与雷达系统进行信号传输；智能定位系统内设有提前预测波浪的功能模块，主船体中设有嵌入式设备，利用船载嵌入式设备中部署的智能预报模型，基于雷达检测当前时刻的波面高度分布，可以对接下来数秒的波面高度分布提前预测来判断浮体的运动响应。雷达系统1用于向提升系统中的定位系统发出指令和接收重力感应系统的信号。
29.如图5所示，浮体5包括两侧水平浮体气囊51和钢锚52，水平浮体气囊51起着提供浮力以及保持浮体平衡的作用，钢锚52安装在浮体51的底部，为浮体提供一定的重力以保持平衡，同时钢锚52可用于一定的作业。
30.本发明具体应用时：当海上浮体5进行回收作业时，主船体在海平面上行驶至浮体5附近处；布置柔性浮式气囊7于垂直船艉处，启用雷达系统1检测当前时刻的波面高度分布，对接下来数秒的波面高度分布提前预测来判断浮体的运动响应，转动可转动式起重机3，使得提升系统靠近浮体，上部磁铁45与下部磁铁46相互吸引，使得第一连接块43与第二连接块44顺利对接；对接后通过导线67与电源连接使得电磁线圈66通电，使得铁芯65产生磁性，吸引永磁体带动锁定杆64伸入第二锁槽中，实现浮体5的稳定捕捉；然后触发重力感应系统并发送指令给雷达系统1，由可转动式起重机3拉动柔性链41和增强链42带动浮体5上升，浮体5提升的同时，第一连接块43与第二连接块44完全贴合，整个提升过程保持锁定杆64的剪切力以及磁吸装置的磁力的双重保障，提升过程安全可靠；最终通过转动可转动式起重机3，使得浮体5安全地收放于船体的平台2上，在需要卸下浮体5的时候，切断电源使得电磁线圈66不再通电，铁芯65失去磁性，锁定杆64退出第二锁槽42即可，至此作业结束。

技术特征：
1.一种海上浮体回收系统，包括主船体和浮体，主船体上安装有雷达系统，其特征在于，所述主船体的船尾处安装有可转动式起重机，可转动式起重机移动端提升系统，提升系统与可转动式起重机的连接处设有重力感应系统；所述提升系统包括提升链，提升链底端设有第一连接块；所述浮体顶端设有第二连接块；所述第一连接块与第二连接块之间通过磁吸结构相连接，连接面设有电磁锁定机构；所述主船体的船身处设有放置浮体的平台。2.根据权利要求1所述的海上浮体回收系统，其特征在于，所述第一连接块周侧设有水平设置的第一锁槽，第二连接块内周侧水平设有对应的第二锁槽；所述电磁锁定机构包括设置在第一锁槽内的锁定杆和设置在第二锁槽底部的电磁铁，锁定杆一端通过弹簧连接在第一锁槽内壁，锁另一端固定设有永磁体；所述电磁铁通电时，吸引永磁体使锁定杆移动伸入第二锁槽中；所述电磁线圈断电时，锁定杆在弹簧作用下全部退回至第一锁槽内。3.根据权利要求1所述的海上浮体回收系统，其特征在于，所述第二连接块中部设有容纳第一连接块的凹槽，第一连接块底部设有磁铁，第二连接块中部对应处设有与之相吸引的另一磁铁。4.根据权利要求1所述的海上浮体回收系统，其特征在于，所述提升链为柔性链，其外侧设有增强链。5.根据权利要求1所述的海上浮体回收系统，其特征在于，所述第一连接块设有与雷达系统进行信号传输的定位系统。6.根据权利要求1所述的海上浮体回收系统，其特征在于，所述主船体的船尾为垂直式船尾。7.根据权利要求6所述的海上浮体回收系统，其特征在于，所述垂直式船尾后部设有柔性浮式气囊。8.根据权利要求1所述的海上浮体回收系统，其特征在于，所述浮体周侧设有水平浮体气囊。9.根据权利要求1所述的海上浮体回收系统，其特征在于，所述浮体底部设有钢锚。10.根据权利要求1所述的海上浮体回收系统，其特征在于，所述平台为双层式结构平台。

技术总结
本发明公开了一种海上浮体回收系统，包括主船体和浮体，主船体上安装有雷达系统，船尾处安装有可转动式起重机，船身处设有放置浮体的平台；可转动式起重机的移动端设有重力感应系统和提升系统；所述提升系统包括提升链，提升链底端设有第一连接块；所述浮体顶端设有第二连接块；所述第一连接块与第二连接块之间通过磁吸结构相连接，并设有电磁锁定装置。本发明通过定位系统大致预测浮体的运动响应，为磁吸结构的对接提供一个时间范围；同时磁吸结构的设置，无需十分精准的对接时间，在一定范围内均可互相吸引实现使得浮体的捕捉，电磁锁定装置使得浮体回收稳定可靠，本发明结构简单，操作成本、养护成本和人工成本低，安全性较高。安全性较高。安全性较高。


技术研发人员：邓家贤 朱海霞 徐刚
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/7/12