一种集成收放式干货补给接收装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种海上补给干货补给接收装置，尤其是一种集成收放式干货补给接收装置及控制方法。

背景技术

海上补给是实现大型船舶走向深蓝完成远洋任务的重要保障方式。对于大型船舶而言，在远洋航行中燃油、淡水、设备零部件、食品、医药等大量的保障物资是保持远洋航行能力的重要依托。其自带的补给接收装置是实现海上补给的重要保障设备，决定了其远洋航行的能力。

与液货补给相比，干货补给需要发送端与接收端相互配合才能完成干货补给任务，所以干货补给接收装置成为海上补给的重要设备。但是受限于船舶能够提供的空间和重量限制，传统的干货补给接收装置显然无法满足相关要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

1.实现收放功能，不使用时收藏至舱室顶部，优化舱室使用空间；

2.集成收放式干货补给接收装置驱动方式采用电机直接驱动滚珠丝杠，使丝杠上的升降滑块带动接收头实现上下位移保持货物传输过程中的高度差；

3.集成式收放装置，将收放功能集成至升降滑块中，升降滑块不仅是在货物接收过程中使用，当完成货物接收后，只需电机驱动丝杠带动升降滑块的升降实现接收装置的收放；

4.设置气动应急驱动，当电机损坏时，气动马达可代替电机驱动丝杠带动升降滑块完成货物补给和收放功能。

5.在保证接收能力相同的情况下进一步优化设备整体重量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种集成收放式干货补给接收装置，包括集成式接收立柱、收放装置、锁紧机构、电气控制系统，舱室顶部装有锁紧机构，舱室顶部一端通过顶端的销轴铰接集成式接收立柱，集成式接收立柱与舱室顶部之间连接有收放装置，收放装置用于将不工作时的集成收放式干货补给接收装置收藏于舱室顶部，并通过锁紧机构进行固定；以及将工作时的集成收放式干货补给接收装置打开锁紧机构后控制集成式接收立柱绕着顶端的销轴旋转下放，完成下放后通过插销将集成式接收立柱固定在甲板固定基座上；完成固定后，通过解开收放装置钢丝绳，由集成式立柱内电机驱动滚珠丝杠带动升降滑块沿立柱导轨组件进行升降，开始补给接收作业。

进一步，集成式接收立柱包括立柱本体、电机、联轴器、滚珠丝杠组件、升降滑块、导轨组件，升降滑块通过导轨组件连接立柱本体，并通过滚珠丝杠组件和联轴器连接电机，由电机驱动滚珠丝杠组件中的滚珠丝杠带动升降滑块沿立柱导轨组件进行升降进行补给接收作业；当电机损坏时，应急驱动装置中的气动马达代替电机驱动丝杠带动升降滑块完成货物补给和收放功能。

进一步，升降滑块由滑块本体、升降螺母、小滚轮组、大滚轮组和侧向滚轮组组成，其中升降螺母安装于滑块本体中心位置与滚珠丝杠相配合，用于实现滑块本体的升降，小滚轮组位于滑块本体前部，大滚轮组位于滑块本体后部，用于实现滑块本体前后限位导向；侧向滚轮组位于滑块本体上端和下端，用于实现滑块本体左右限位导向。

进一步，导轨组件由导轨、导轨基座组成，导轨通过导轨基座固定安装于集成式接收立柱内侧中间位置，使整个集成式接收立柱受理更加均匀。

进一步，应急驱动装置由气动马达、涡轮、蜗杆组成，涡轮安装于丝杠底部，蜗杆位于集成式接收立柱上，用于在接收补给过程中电动机发生故障时，切换驱动模式，通过气动马达驱动蜗杆，带动涡轮和丝杠运动，实现应急状态下的货物传输和集成式接收立柱的收放。

进一步，收放装置包括平衡器组件、钢丝绳组件、导向滑轮组件、线缆锁紧装置，钢丝绳组件中的钢丝绳的一端与平衡器组件相连接，另一端通过若干导向滑轮，与线缆锁紧装置进行锁紧固定，用于利用集成式接收立柱中的升降滑块的升降带动集成式接收立柱收放，完成收放动作。

进一步，导向滑轮组件由两组导向滑轮组成，每组导向滑轮是由导向滑轮一、导向滑轮二、导向滑轮三、导向滑轮四、导向滑轮五组成。导向滑轮一、导向滑轮二固定于舱室顶部，导向滑轮三、导向滑轮四固定于集成式接收立柱侧面和后面，导向滑轮五固定于升降滑块背面随着升降滑块上下运动。

进一步，线缆锁紧装置通过连接件固定在集成式接收立柱背面，通过固定钢丝绳组件末端，则能通过升降滑块的上升下降带动集成式接收立柱整体的收藏与下放。

进一步，电气控制系统包括滤波配电柜、变频控制柜、制动电阻柜、立柱接线盒、遥控操作盒，其中滤波配电柜用于给变频控制系统提供工作电源，并进行滤波处理；变频控制柜提供主回路配电控制，同时根据输入控制信号，控制电机斜坡启停，并根据操作调节电动机运行速度，从而控制升降货物速度；立柱接线盒用于在机旁操作时，发出操作指令；遥控操作盒用于远程发出指令，控制电机启停，进行货物升降、缆绳收放、立柱收藏、下放。

一种集成收放式干货补给接收装置的操作控制方法，包括收藏操作过程和下放操作过程的控制方法，其中：

收藏操作过程的控制方法：首先，拔出销轴，将钢丝绳穿过滑块上的导向滑轮并通过线缆锁紧装置进行锁紧，提升滑块使钢丝绳收紧保持张力，然后，继续上升滑块将集成式接收立柱收藏到位后，通过锁紧机构插入锁紧插销，将集成式接收立柱锁紧在舱顶部；

下放操作过程的控制方法：首先，通过锁紧机构拔出锁紧插销，下降升降滑块下放集成式接收立柱，当集成式接收立柱靠重力与甲板上销轴孔对齐时停止收放，停止下降升降滑块此时应保证钢丝绳具有一定挠度，处于不受力状态，然后，打开线缆锁紧装置将钢丝绳与升降滑块解除联接，最后，将销轴插进固定销轴孔，开始补给作业。

本发明的有益效果是：

1.集成式收放装置，将收放功能集成至升降滑块上，升降滑块不仅是在货物接收过程中使用，当完成货物接收后，只需电机驱动丝杠带动升降滑块的升降实现接收装置的收放。

2.设置气动应急驱动，当电机损坏时，气动马达可代替电机驱动丝杠带动升降滑块完成货物补给和收放功能。

3.优化结构形式减少设备重量

通过大小滚轮和侧向滚轮的布置，将升降滑块的导向限位集中在一个导轨上，实现滑块的集成式设计，减少导轨数量，减轻整体重量。

附图说明

图1是本发明的集成收放式干货补给接收装置工作状态图；

图2是本发明的集成收放式干货补给接收装置收藏状态图；

图3是集成式接收立柱示意图；

图4是升降滑块布置前视图；

图5是升降滑块布置俯视图；

图6是应急驱动装置布置示意图；

图7是收放装置示意图；

图8是电器控制系统示意图；

图中：11-收放装置、12-集成式接收立柱、13-甲板固定基座、21-锁紧机构、22-长链环接收头、23-索道牵引绞车、31-限位开关、32-立柱本体、33-导轨组件、34-滚珠丝杠组件、35-升降滑块、36-应急驱动装置、37-联轴器、38-电机、41-侧向滚轮组、42-滑块本体、43-升降螺母、51-大滚轮组、53-导轨、54-导轨基座、55-小滚轮组、61-丝杠、62-涡轮、63-蜗杆、64-气动马达、71-钢丝绳组件、72-平衡器组件、73-导向滑轮一、74-导向滑轮二、75-导向滑轮五、76*导向滑轮三、77-导向滑轮四、78-线缆锁紧装置。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1，2所示，本发明的集成收放式干货补给接收装置，由机械部分和电气控制系统两大部分组成。机械部分主要由集成式接收立柱12、收放装置11、锁紧机构21、长链环接收头22、甲板固定基座13、索道牵引绞车23和应急驱动装置36组成。电气控制系统包括滤波配电柜、变频控制柜、制动电阻柜、立柱接线盒、遥控操作盒等。

舱室顶部装有锁紧机构21，舱室顶部一端通过顶端的销轴铰接集成式接收立柱12，集成式接收立柱12与舱室顶部之间连接有收放装置11，集成式接收立柱12上设有长链环接收头22。甲板固定基座13上设有索道牵引绞车23。集成式接收立柱12上还装有应急驱动装置36。

集成收放式干货补给接收装置不工作时收藏于舱室顶部，并通过锁紧机构21进行固定；工作时打开锁紧机构21通过收放装置11控制集成式接收立柱12绕着顶端的销轴旋转下放，完成下放后通过插销将集成式接收立柱12固定在甲板固定基座13上。完成固定后，解开收放装置11钢丝绳，通过集成式立柱内电机驱动滚珠丝杠带动升降滑块沿立柱导轨组件进行升降，开始补给接收作业。

集成式接收立柱12主要由立柱本体32、电机38、联轴器37、滚珠丝杠组件34、升降滑块35、导轨组件33、应急驱动装置36和限位开关31等组成，如图3所示。该装置通过电机38驱动滚珠丝杠组件34中的滚珠丝杠带动升降滑块35沿立柱导轨组件33进行升降，开始补给接收作业。当电机38损坏时，应急驱动装置36中的气动马达可代替电机38驱动丝杠带动升降滑块35完成货物补给和收放功能。

如图4，5所示，升降滑块35是由滑块本体42、升降螺母43、小滚轮组55、大滚轮组51和侧向滚轮组41组成。其中升降螺母43安装于滑块本体42中心位置与丝杠相配合，实现滑块本体42的升降。小滚轮组55位于滑块本体42前部，大滚轮组51位于滑块本体42后部，实现滑块本体42前后限位导向。侧向滚轮组41位于滑块本体42上端和下端，实现滑块本体42左右限位导向。

通过大小滚轮和侧向滚轮的布置，将升降滑块的导向限位集中在一个导轨上，实现滑块的集成式设计，减少导轨数量，减轻整体重量。

导轨组件33是由导轨53、导轨基座54组成。导轨53和导轨基座54为主要受力部件，其固定安装于集成式接收立柱12内侧中间位置，使整个集成式接收立柱受理更加均匀。

如图6所示，应急驱动装置36是由气动马达64、涡轮63、蜗杆62组成，涡轮63安装于丝杠61底部，蜗杆62位于集成式接收立柱12上。当在接收补给过程中电动机38发生故障时，将立即切换驱动模式，通过气动马达64驱动蜗杆，带动涡轮63和丝杠61运动，实现应急状态下的货物传输和集成式接收立柱的收放。

如图7所示，收放装置11主要由平衡器组件72、钢丝绳组件71、导向滑轮组件、线缆锁紧装置78等组成。通过将钢丝绳的一端与平衡器组件72相连接，另一端通过若干导向滑轮，其中导向滑轮五75位于滑块上，最后通过线缆锁紧装置78进行锁紧固定。利用集成式接收立柱中的升降滑块的升降带动集成式接收立柱收放，完成收放动作。

收藏操作过程如下：检查设备情况后拔出销轴，将钢丝绳穿过滑块上的导向滑轮并通过线缆锁紧装置进行锁紧，提升滑块使钢丝绳收紧保持张力，检查是否存在问题。继续上升滑块将集成式接收立柱收藏到位后，通过锁紧机构插入锁紧插销，将集成式接收立柱锁紧在舱顶部。

下放操作过程如下：检查设备情况后通过锁紧机构拔出锁紧插销，下降升降滑块下放集成式接收立柱，当集成式接收立柱靠重力与甲板上销轴孔对齐时停止收放，停止下降滑块此时应保证钢丝绳具有一定挠度，处于不受力状态。打开线缆锁紧装置将钢丝绳与升降滑块解除联接。将销轴插进固定销轴孔，开始补给作业。

平衡器组件72可通过两组钢丝绳组件可以灵活调整两侧钢丝绳长度的小范围长度误差，即使存在长度误差也可以平稳收放集成式接收立柱。

导向滑轮组件由两组导向滑轮组成，每组导向滑轮是由导向滑轮一73、导向滑轮二74、导向滑轮三76、导向滑轮四77、导向滑轮五75组成。导向滑轮一73、导向滑轮二74固定于舱室顶部，导向滑轮三76、导向滑轮四77固定于集成式接收立柱12侧面和后面，导向滑轮五75固定于升降滑块35背面随着升降滑块35上下运动。

线缆锁紧装置78通过连接件固定与集成式接收立柱12背面。通过固定钢丝绳组件71末端，则可以通过升降滑块35的上升下降带动集成式接收立柱12整体的收藏与下放。

如图8所示，电气控制系统包括滤波配电柜、变频控制柜、制动电阻柜、立柱接线盒、遥控操作盒等，其中滤波配电柜用于给变频控制系统提供工作电源，并进行滤波处理；变频控制柜提供主回路配电控制，同时可根据输入控制信号，控制电动机斜坡启停，并可根据操作调节电动机运行速度，从而控制升降货物速度；立柱接线盒用于在机旁操作时，发出操作指令；遥控操作盒用于远程发出指令，控制电动机启停，进行货物升降、缆绳收放、立柱收藏、下放等。