本發明涉及海洋工程,尤其涉及一種應用于海洋工程的船舶停靠輔助裝置及停靠方法。
背景技術:
1、船舶是各類船只的總稱,是航行或停泊于水域進行運輸或作業的交通工具,其安全停靠是保障航運作業順利開展的關鍵環節。通常,船舶停靠主要分為船頭先靠、船尾先靠和平行靠三種方式,不同噸位及類型的船舶適配不同停靠方式,例如普通中小型船舶多采用頂風頂流船頭先靠,大型船舶需拖輪協助完成平行靠泊,滾裝客貨船在裝卸橋板設于船尾時則采用船尾先靠。為保障停靠安全,船舶停靠輔助裝置應運而生,主要包括錨設備、系泊設備、防撞設備或緩沖設備等,其中防撞與緩沖設備是避免船舶因水體漂泊性與港口發生碰撞、保護船體及港口結構的核心部件。當前,行業內普遍采用在船體兩側或碼頭岸堤鋪設輪胎、橡膠墊等柔性制品的緩沖方式,同時也涌現出多種專用停靠輔助裝置,如部分專利公開的將沖擊能轉化為其他能量的緩沖裝置、齒輪嚙合固定船舶的防碰撞裝置、可應對向岸風/離岸風的靠泊裝置等,這些裝置均旨在降低碰撞損傷,提升停靠穩定性;
2、然而,現有這種依賴輪胎、橡膠墊等柔性制品的緩沖方式存在諸多固有缺陷:一方面,該類裝置僅能在船舶與岸堤發生接觸碰撞時被動發揮緩沖作用,無法提前對船舶靠岸的沖擊力進行削弱,仍難以從根本上減少碰撞現象的發生,且長時間承受船舶停靠的沖擊載荷后,部件極易出現老化、破損、脫落等問題,需要頻繁更換維護,操作繁瑣且成本較高;另一方面,該類緩沖裝置均為固定設置,無法根據船舶體型、靠岸距離以及風浪流導致的船舶上下浮動、位置偏移等情況進行調整,船舶必須精準停靠在指定位置才能實現有效防護,適配性極差,且在復雜水域環境下,船舶的漂泊性易導致緩沖裝置與船體之間發生錯位碰撞,不僅無法起到防護作用,還可能造成連接件破壞、脫離等二次故障,嚴重影響船舶停靠的安全性,因此,本發明提出一種應用于海洋工程的船舶停靠輔助裝置及停靠方法以解決現有技術中存在的問題。
技術實現思路
1、針對上述問題,本發明提出一種應用于海洋工程的船舶停靠輔助裝置及停靠方法,具備主動擾流緩沖功能,有效削弱靠岸沖擊力,通過擾流組件實現對船舶靠岸沖擊力的主動削弱,在船舶逐漸靠岸過程中,偏心組件驅動運動架運動,運動架帶動擾流漿的槳桿及槳葉在水中擺動,產生與船舶靠岸方向相反的緩沖擾流,可提前對船舶的靠岸驅動力進行抵消,相較于現有被動緩沖方式,能夠大幅降低船舶與防護結構的碰撞力度,減少船體及碼頭岸堤的損傷風險,提升停靠安全性。
2、為實現本發明的目的,本發明通過以下技術方案實現:一種應用于海洋工程的船舶停靠輔助裝置,包括擾流組件、多節伸縮件和支撐面板,所述擾流組件包括固定體和支撐座,所述固定體固定在碼頭處,所述支撐座設在固定體頂部的后端,所述固定體上方的兩側均活動設有運動架,且運動架通過偏心組件驅動運動,所述固定體頂部的兩側均擺動設有擾流漿,所述運動架用于驅動擾流漿在水中擺動產生緩沖擾流;
3、所述多節伸縮件設在支撐座的前端,所述支撐面板設在多節伸縮件的前端,且支撐面板包括主面板和調節面板,所述調節面板活動設在主面板的上下端,用于折疊或者展開。
4、進一步改進在于:所述固定體頂部的前端設有導向塊,且導向塊的兩側均設有支板,所述支板上設有導向軸,兩組所述運動架內側的前端均設有分別與兩側的所述導向軸相適配的導向槽,所述偏心組件包括偏心輪和連接軸,所述偏心輪轉動設在支撐座的兩側,且偏心輪通過電機驅動旋轉,所述連接軸設在偏心輪外側的邊緣處,所述運動架的后端與連接軸鉸接。
5、進一步改進在于:所述擾流漿包括槳桿和設在槳桿一端的槳葉,所述固定體頂部的兩側均轉動設有第一支撐套,所述第一支撐套的內側轉動設有第二支撐套,所述槳桿與第二支撐套轉動連接,所述運動架外側的中端設有連接頭,所述槳桿的內端設有與連接頭連接萬向頭。
6、進一步改進在于:所述支撐座的頂部設有太陽能板,且太陽能板通過光伏轉換器連接有蓄電池,所述蓄電池用于給整體設備供電,所述固定體后端的兩側均設有固定壁,且固定壁用于與碼頭的沿岸固定。
7、進一步改進在于:所述主面板上下端的中間位置處均設有凸出面板,兩組所述調節面板均通過鉸接合頁分別轉動安裝在兩組所述凸出面板上。
8、進一步改進在于:所述主面板后端一側的上下方均設有安裝塊,且安裝塊的內側轉動設有螺紋絲桿,所述螺紋絲桿通過減速電機驅動旋轉,兩組所述螺紋絲桿上均設有螺紋適配的螺母塊,且螺母塊上通過萬向球頭連接有聯動臂,兩組所述聯動臂的一端均通過萬向球頭分別與兩組所述調節面板連接。
9、進一步改進在于:所述主面板和調節面板的前端均設有膠皮球,且膠皮球設有多組。
10、進一步改進在于:所述多節伸縮件包括固定法蘭、第一套筒、第二套筒、第三套筒和第四套筒,所述固定法蘭固定在支撐座上,所述第一套筒設在固定法蘭上,所述第二套筒活動安裝在第一套筒的內側,所述第三套筒活動安裝在第二套筒的內側,所述第四套筒活動安裝在第三套筒的內側。
11、進一步改進在于:所述固定法蘭內部的中間位置處設有定位塊,且定位塊上轉動設有螺紋軸,所述螺紋軸通過伺服電機驅動旋轉,所述螺紋軸上螺紋安裝有螺母頭,且螺母頭的兩側均連接有交叉臂架,兩組所述交叉臂架的鉸接點處均設有至少兩組連接桿,一組所述交叉臂架的兩組連接桿分別連接第一套筒、第四套筒,另一組所述交叉臂架的兩組連接桿分別連接第二套筒、第三套筒。
12、一種應用于海洋工程的船舶停靠方法,包括以下步驟:
13、將多組船舶停靠輔助裝置固定在碼頭處,在船舶準備停靠時,調節面板運動,基于主面板張開擴大面積;
14、多節伸縮件多節伸縮,使得支撐面板接觸船舶主體;
15、在船舶逐漸靠岸時,多節伸縮件多節收縮,支撐面板保持接觸船舶主體;
16、在此過程中,偏心組件驅動運動架運動,運動架驅動擾流漿在水中擺動產生針對船舶的反向緩沖擾流,該緩沖擾流總體小于船舶停靠的驅動力,直到船舶停靠在泊點;
17、在泊點處對船舶進行錨泊定位,保持當前多節伸縮件的長度,使得支撐面板支撐柱船舶,控制和碼頭沿岸的間距;
18、減小擾流組件產生的緩沖擾流后并保持啟動,在停靠的整個流程中,緩沖船舶對支撐面板以及多節伸縮件的壓力。
19、本發明的有益效果為:
20、1、本發明具備主動擾流緩沖功能,有效削弱靠岸沖擊力,通過擾流組件實現對船舶靠岸沖擊力的主動削弱,在船舶逐漸靠岸過程中,偏心組件驅動運動架運動,運動架帶動擾流漿的槳桿及槳葉在水中擺動,產生與船舶靠岸方向相反的緩沖擾流,可提前對船舶的靠岸驅動力進行抵消,相較于現有被動緩沖方式,能夠大幅降低船舶與防護結構的碰撞力度,減少船體及碼頭岸堤的損傷風險,提升停靠安全性。
21、2、本發明支撐面板可展開調節,增大接觸支撐面積,支撐面板由主面板和調節面板組成,通過鉸接合頁及聯動臂的傳動作用,可驅動調節面板相對主面板張開或折疊,在船舶停靠時能夠根據船體體型靈活擴大支撐接觸面積,增大接觸面積后,可將船舶停靠產生的壓力均勻分散至支撐面板的各個區域,避免局部壓力過大導致支撐面板或船體局部結構損壞,同時提升支撐穩定性,防止船舶在停靠過程中發生側移。
22、3、本發明多節伸縮結構適配性強,適應復雜停靠工況,多節伸縮件包含第一套筒、第二套筒、第三套筒及第四套筒,通過螺紋軸與交叉臂架的配合驅動多節套筒同步伸縮,能夠靈活調整支撐面板與碼頭岸堤之間的距離,該結構可適配不同噸位船舶的停靠需求,同時能夠應對風浪流導致的船舶上下浮動或位置偏移,確保支撐面板始終與船體保持穩定接觸,解決了現有固定緩沖裝置適配性差的問題,提升了裝置在復雜水域環境下的適用性。
23、4、本發明集成太陽能供電功能,節能且保障持續作業,在支撐座頂部設置太陽能板,通過光伏轉換器將太陽能轉化為電能并存儲于蓄電池中,為整體設備的驅動部件供電,該設計不僅降低了碼頭停靠設備的運營能耗和使用成本,還能確保在偏遠碼頭或斷電等特殊工況下裝置正常運行,提升了裝置的環境適應性和作業連續性。