船舶自動系泊系統的激光定位檢測系統技術方案

本發明專利技術是一種船舶自動系泊系統的激光定位檢測系統，給系泊系統提供適時系泊吸盤變位調整，沿碼頭固定設置在船首尾相對碼頭的系泊系統兩側兩個激光光束分析儀，兩個激光光束分析儀的空間位置分別與設置在船首尾上的兩個激光處理器對應；激光處理器包括激光發射器和接收器及秒表，外殼為圓形，中間開有一激光發射孔，左右兩側鉸接圓弧支架，激光處理器可圍繞圓弧支架做360度上下擺動，圓弧支架的底座鑲套機架頂端，圓弧支架可圍繞機架做360度左右轉動；激光處理器發射激光并接受漫發射激光、測量對應激光束的入射角度、測量激光從發射到返回的時間差，通過激光入射角度和激光從發射到返回的時間差計算出船舶相對于船首和船尾的位移變化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于船舶領域，是一種自動系泊系統的激光定位檢測系統，具體地說是一種利用激光照射岸基目標參照物來自動調節船舶系泊系統的船舷吸附位置，以減緩由于貨物的裝卸、潮水的漲落以及潮流的變化所造成的對岸基自動系泊系統吸附牽引力的增加。
技術介紹
現有技術中的船舶岸基自動系泊系統，采用帶有能夠在“Y”方向伸縮的液壓伸縮臂和與液壓伸縮臂鉸接的能夠提供“XZ”平面的導向滑移機構，導向滑移機構連接真空吸盤。根據岸基控制機房檢測被系泊船舶靠近碼頭時的GPS位置信號，調節自動系泊系統伸縮臂和真空吸盤的位置，實現吸住船舷，收攏靠岸的功能。 但現有自動系泊系統在船舶靠岸后，不能克服因貨物的裝卸、潮水的漲落、潮流的變化以及惡劣氣候環境下海況的變化所造成的船身相對于碼頭的位置移動的對于自動系泊系統的監控管理、以及來自液壓伸縮臂、在導向框架內提供“XZ”平面導向滑移機構的分另Ij沿“X”和“Z”方向提供平移力的液壓桿的壓力信號而實時的給岸基液壓泵站和真空泵站發出指令，以調節對自動系泊造成的附著力超限危險或沿某方向滑移機構的液壓桿壓力超限等影響系泊安全的危險因素的產生。現有的系統雖然能夠通過船載GPS系統與岸基控制機房的GPS系統的位置坐標比較來向采用四機，首尾各一臺為一組的兩兩雙機并車依次交替工作的自動系泊系統的真空吸盤和“X”向的液壓桿發送吸附或松脫吸盤，向船首或向船尾移動吸盤的指令和動作，來調節船舶在水平方向因潮水的流動而產生的沿船長方向的首尾位移，但，對于因船舶的貨物裝卸或潮水的漲落而造成的船舶沿“Z”方向的升降以及因潮水對船舷的沖擊或牽吸而造成的船舶沿“Y”方向對碼頭的沖擊擠壓或對自動系泊系統的拉伸牽引，或因不好測量，或因變化的距離微小而反應不靈敏，只能通過液壓桿件上的壓力傳感器對壓力變化的感知來適時的調節液壓桿件的伸縮，因此，這種在兩個自由度方向上沒有庸余的檢測，在工作時往往會造成液壓系統的工作負荷增加，在大的風浪潮的作用下，一旦某一壓力傳感器損壞，將會造成不可預測的破壞和損失。
技術實現思路
本專利技術針對上述自動系泊系統的缺點，提供一種船舶自動系泊系統的激光定位檢測系統，給船舶自動系泊系統提供適時系泊吸盤變位調整，以解決原系統在“Y、z”方向上的檢測裕度不夠的問題，使船舶自動系泊系統在惡劣工作壞境下工作更安全、更可靠。本專利技術采用的技術方案是包括沿碼頭固定設置在船首和船尾相對碼頭的自動系泊系統兩側的兩個激光光束分析儀，所述兩個激光光束分析儀的空間位置分別與設置在船首和船尾上的兩個激光處理器對應；激光處理器包括激光發射器和接收器及秒表，外殼為圓形，中間開有一激光發射孔，左右兩側鉸接圓弧支架，激光處理器可圍繞圓弧支架做360度上下擺動，圓弧支架的底座鑲套機架頂端，圓弧支架可圍繞機架做360度左右轉動；激光處理器發射激光并接受漫發射激光、測量對應激光束的入射角度、測量激光從發射到返回的時間差，通過激光入射角度和激光從發射到返回的時間差計算出船舶相對于船首和船尾的位移變化。本專利技術能夠采用激光定位測量的庸余方法減輕船舶巨大船體在不同負載環境下對系泊系統的液壓系統的負荷增加所可能導致的不可預測的破壞和損失。可根據貨物的裝卸、潮水的漲落、潮流的變化以及當地氣候惡劣程度作選擇，從而提高系統的安全性，保護系統安全。本專利技術除了可用于自動系泊系統外，還可用于多種三維空間中工作設備的空間位置測量。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術做進一步描述。 圖I是本專利技術的結構示意 圖2是圖I中激光處理器I、圓弧支架2、機架3組件的右視放大 圖3是本專利技術在使用時的布置 圖中1.激光處理器；2.圓弧支架；3.機架；4.激光光束分析儀；5.自動系泊系統；6.船首；7.船尾;8、9、10·電腦。具體實施例方式如圖I和圖3所示，本專利技術包括激光光束分析儀4、激光處理器1，其中激光光束分析儀4沿碼頭固定安裝在船首6和船尾7相對碼頭的自動系泊系統5的兩側，并且兩個激光光束分析儀4的空間位置與分別安裝在船首和船尾上的兩個激光處理器I對應。如圖2所示，激光處理器I是包括激光發射器和接收器及精密秒表的組裝儀器，通過發射激光和接收漫反射激光，從而測量激光射出和返回的時間，其外殼設計為圓形，中間開有一激光發射孔，左右兩側有圓孔，通過圓孔鉸接圓弧支架2，使激光處理器I可圍繞圓弧支架2做360度上下擺動，圓弧支架2的底座有圓孔，底座圓孔鑲套機架3頂端的圓頭接頭上，使圓弧支架2可圍繞機架3做360度左右轉動，機架3底端放置在船舶甲板上，可以在船舶甲板上移動。激光處理器I和圓弧支架2的轉動方向由電機帶動完成，由電腦8控制和調節電機，激光處理器I、圓弧支架2和機架3這三個部件組裝在一起組成便攜式機構，分別安置在船舶的船首6和船尾7。激光處理器I發射激光并接受漫發射激光，激光光束分析儀4對激光信號進行分析，激光處理器I測量對應激光束的激光入射角度，測量激光從發射到返回的時間差，通過激光入射角度和激光從發射到返回的時間差計算出船舶在“x、Y、z”三維空間中相對于船首6和船尾7的位移變化。如圖3所示，船舶在系泊過程中，激光處理器I適時發射激光到激光光束分析儀4的屏幕上，兩個激光光束分析儀4連接各自的電腦9、10，激光處理器I通過測量分析得到激光束的入射角度，激光處理器I再接收經漫反射返回的激光，測量得到時間差，通過無線通訊將測量結果發送到碼頭，碼頭工作人員結合激光入射角、時差及當地空氣折射率可計算得到船首6和船尾7相對于碼頭“Y、Ζ”方向上的位置，再控制真空吸盤選擇合適的吸附點。其中，定位頻率可根據貨物的裝卸、潮水的漲落、潮流的變化以及當地氣候惡劣程度作選擇，從而保護系 統安全。權利要求1.一種船舶自動系泊系統的激光定位檢測系統，包括沿碼頭固定設置在船首和船尾相對碼頭的自動系泊系統(5)兩側的兩個激光光束分析儀(4)，其特征是所述兩個激光光束分析儀(4)的空間位置分別與設置在船首和船尾上的兩個激光處理器(I)對應；激光處理器(I)包括激光發射器和接收器及秒表，外殼為圓形，中間開有一激光發射孔，左右兩側鉸接圓弧支架(2)，所述激光處理器(I)可圍繞圓弧支架(2)做360度上下擺動，圓弧支架(2)的底座鑲套機架(3)頂端，所述圓弧支架(2)可圍繞機架(3)做360度左右轉動；所述激光處理器(I)發射激光并接受漫發射激光、測量對應激光束的入射角度、測量激光從發射到返回的時間差，通過激光入射角度和激光從發射到返回的時間差計算出船舶相對于船首和船尾的位移變化。2.根據權利要求I所述的船舶自動系泊系統的激光定位檢測系統，其特征是激光處理器(I)和圓弧支架(2 )由電機帶動轉動，由電腦控制和調節電機。全文摘要本專利技術是一種船舶自動系泊系統的激光定位檢測系統，給系泊系統提供適時系泊吸盤變位調整，沿碼頭固定設置在船首尾相對碼頭的系泊系統兩側兩個激光光束分析儀，兩個激光光束分析儀的空間位置分別與設置在船首尾上的兩個激光處理器對應；激光處理器包括激光發射器和接收器及秒表，外殼為圓形，中間開有一激光發射孔，左右兩側鉸接圓弧支架，激光處理器可圍繞圓弧支架做360度上下擺動，圓弧支架的底座鑲套機架頂端，圓弧支架可圍繞機架做360度左右轉動；激光處理器發射激光并接受漫發射激光、測量對應激光束的入射角度、測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種船舶自動系泊系統的激光定位檢測系統，包括沿碼頭固定設置在船首和船尾相對碼頭的自動系泊系統（5）兩側的兩個激光光束分析儀（4），其特征是：所述兩個激光光束分析儀（4）的空間位置分別與設置在船首和船尾上的兩個激光處理器（1）對應；激光處理器（1）包括激光發射器和接收器及秒表，外殼為圓形，中間開有一激光發射孔，左右兩側鉸接圓弧支架（2），所述激光處理器（1）可圍繞圓弧支架（2）做360度上下擺動，圓弧支架（2）的底座鑲套機架（3）頂端，所述圓弧支架（2）可圍繞機架（3）做360度左右轉動；所述激光處理器（1）發射激光并接受漫發射激光、測量對應激光束的入射角度、測量激光從發射到返回的時間差，通過激光入射角度和激光從發射到返回的時間差計算出船舶相對于船首和船尾的位移變化。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳寧，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：發明
國別省市：