一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置及方法与流程

1.本发明涉及海上船舶吊放补给技术领域，特别是一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置及方法。


背景技术：

2.随着海上贸易的不断扩大，海上船舶之间货物装吊补给作业的平稳性成为关键问题，但由于海上情况受海风、海浪和洋流等复杂环境的影响，海上作业的船舶在吊放时会产生无规律的平移，船用吊机装吊重物的难度也随之增大，那么由于海上复杂环境引起的船舶横向、纵向、升沉运动，成为船用吊机如何快速准确地吊放物体的主要影响。这就需要实时准确的了解船舶在海上运动的相关信息，若能通过补偿将复杂环境带来的船舶位移量补偿掉，保证船舶之间装吊距离的平稳，将会大大增加了海上货物装吊的安全性和准确性。


技术实现要素：

3.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
4.鉴于上述和/或现有的用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置及方法中存在的问题，提出了本发明。
5.因此，本发明所要解决的问题在于如何解决海上船舶补给货物时因海浪影响装吊补给稳定性以及传统船舶连接方式装吊安全性差的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置，其包括，
7.补给船，包括补给船测量组件；
8.被补给船，包括被补给船测量组件；
9.补偿平台，置于所述补给船上，通过cpu补偿控制器与所述被补给船测量组件进行信号传输。
10.作为本发明所述用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置的一种优选方案，其中：所述补给船测量组件包括cpu控制器、时间同步模块、运动测量单元和电源模块。
11.作为本发明所述用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置的一种优选方案，其中：所述时间同步模块、所述运动测量单元、所述电源模块和所述cpu补偿控制器均与所述cpu控制器连接，所述电源模块给所述cpu控制模块和所述运动测量单元供电。
12.作为本发明所述用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置的一种优选方案，其中：所述时间同步模块通过以太网接口与所述cpu控制器，所述运动测量单元通过串行接口与所述cpu控制器连接，所述cpu控制器通过所述以太网接口与所述cpu补偿控制器连接。
13.作为本发明所述用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置的一种优选方案，其中：所述被补给船测量组件包括cpu控制单元、时间同步单元、电源单元、无线传送设备和运动测
量模块。
14.作为本发明所述用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置的一种优选方案，其中：所述时间同步单元、所述电源单元、所述无线传送设备、所述运动测量模块均与所述cpu控制单元连接，所述电源单元给所述cpu控制单元和所述运动测量模块供电。
15.作为本发明所述用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置的一种优选方案，其中：所述时间同步单元通过所述以太网接口与所述cpu控制单元连接，所述运动测量模块通过所述串行接口与所述cpu控制单元连接，所述无线传送设备通过所述串行接口与所述cpu控制单元连接，所述cpu控制单元通过所述无线传送设备与所述cpu补偿控制器连接。
16.作为本发明中的一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿方法，包括以下步骤：
17.补给船通过吊机将被补给船测量组件吊放到被补给船上，并固定在相应位置，补给船测量组件固定在所述补给船上；
18.启动所述补给船测量组件和所述被补给船测量组件，等候一段时间，实现运动测量单元和运动测量模块对准初始化；
19.所述运动测量单元和所述运动测量模块检测所述补给船和所述被补给船的位移量数据；
20.时间同步模块和时间同步单元进行时间校正，消除所述运动测量单元和所述运动测量模块采集信息量时间信号偏差；
21.所述补给船测量组件采集所述补给船位移量信息通过以太网传送到cpu补偿控制器；所述被补给船测量组件采集所述被补给船位移量信息通过无线传送设备传送到所述cpu补偿控制器；
22.所述cpu补偿控制器通过接收信息解算，获得两船相对运动位移量；
23.所述cpu补偿控制器根据船舶间相对位移量控制补偿平台，保持所述补偿平台与所述被补给船相对静止，同时通过操控平台上的所述吊机完成船舶间的补给任务。
24.作为本发明所述用于海上船舶间平稳装吊的补偿方法的一种优选方案，其中：所述位移量包括横移、纵移和升沉。
25.作为本发明所述用于海上船舶间平稳装吊的补偿方法的一种优选方案，其中：根据所述运动测量单元得到输出的横移、纵移、升沉位移量为x1，y1，z1，所述运动测量模块输出的横移、纵移、升沉位移量x2，y2，z2，根据位移补偿算法可得，
26.横移补偿量：x＝x2‑
x127.纵移补偿量：y＝y2‑
y128.升沉补偿量：z＝z2‑
z1。
29.本发明有益效果为：本发明提供的一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置及方法，采用mru进行运动信息采集，经过无线传送设备对mru采集数据进行传输，并通过cpu补偿控制器进行平台补偿控制，实现了船舶之间远程平稳装吊，突破了传统上两船靠帮装吊方式，避免了两船接触碰撞带来的损失；基于mru采集解算横移、纵移、升沉三个自由度数据，并实现了对三自由度方向上的补偿，创新了以往单方向的补偿，扩大了补偿范围，更好的保持了船舶之间的稳定性；通过安装时间同步模块，保证了两个mru之间采集数据时间的同步性，消除数据传输时时间信号引起的误差，保证数据传输的实时性。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
31.图1为用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置及方法的整体结构示意图。
32.图2为用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置及方法的流程图。
33.图3为用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置及方法的场景图。
具体实施方式
34.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
35.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
36.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
37.实施例1
38.参照图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置，用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置包括补给船100和被补给船200，其中补给船100，包括补给船测量组件101；
39.被补给船200，包括被补给船测量组件201；
40.补偿平台300，置于补给船100上，通过cpu补偿控制器301与被补给船测量组件201进行信号传输。
41.基于上述，由于海上情况受海风、海浪和洋流等复杂环境的影响，海上作业的船舶在吊放时会产生无规律的平移，船用吊机装吊重物的难度也随之增大，那么由于海上复杂环境引起的船舶横向、纵向、升沉运动，成为船用吊机如何快速准确地吊放物体的主要影响。海上船舶装吊货物多为补给船100和被补给船200靠帮固定后进行作业，导致虽然横向、纵向位移保持相对静止，由于海浪影响两船之间会发生上下之间碰撞，严重影响船体寿命，补给船测量组件101和被补给船测量组件201测量船体横移、纵移和升沉等信息，进行数据处理后，将相关信息发送给cpu补偿控制器301，cpu补偿控制器301补偿三自由度位移量，从而保障装吊货物的平稳性和安全性，相比于传统方法实现了多自由度的测量与补偿，两船体不需在靠近固定方式进行装吊，并且避免了船体之间碰撞
42.实施例2
43.参照图1～3，为本发明第二个实施例，其不同于第一个实施例的是：还包括补给船测量组件101包括cpu控制器101a、时间同步模块101b、运动测量单元101c和电源模块101d，时间同步模块101b、运动测量单元101c、电源模块101d和cpu补偿控制器301均与cpu控制器101a连接，电源模块101d给cpu控制模块101a和运动测量单元101c供电。
44.具体的，时间同步模块101b通过以太网接口101b
‑
1与cpu控制器101a，运动测量单元101c通过串行接口101c
‑
1与cpu控制器101a连接，cpu控制器101a通过以太网接口101b
‑
1与cpu补偿控制器301连接。
45.基于上述，cpu控制器101a统筹管理各个单元和模块，运动测量单元101c用于测量补给船100的位移量数据，时间同步模块101b用于校正时间，消除运动测量单元101c采集信息量时间信号偏差，补给船测量组件101采集到的位移量信息通过以太网传输至补偿平台300上的cpu补偿控制器101a。
46.进一步的，被补给船测量组件201包括cpu控制单元201a、时间同步单元201b、电源单元201c、无线传送设备201d和运动测量模块201e，时间同步单元201b、电源单元201c、无线传送设备201d、运动测量模块201e均与cpu控制单元201a连接，电源单元201c给cpu控制单元201a和运动测量模块201e供电。
47.具体的，时间同步单元201b通过以太网接口101b
‑
1与cpu控制单元201a连接，运动测量模块201e通过串行接口101c
‑
1与cpu控制单元201a连接，无线传送设备201d通过串行接口101c
‑
1与cpu控制单元201a连接，cpu控制单元201a通过无线传送设备201d与cpu补偿控制器301连接。
48.基于上述，cpu控制单元201a统筹管理各个单元和模块，运动测量模块201e用于测量被补给船200的位移量数据，时间同步单元201b用于校正时间，消除运动测量模块201e采集信息量时间信号偏差，被补给船测量组件201采集到的位移量信息通过无线传送设备201d传输至补偿平台300上的cpu补偿控制器101a。
49.进一步的，cpu补偿控制器301通过接受信息结算，获得补给船100和被补给船200的相对运动位移量，cpu补偿控制器301根据船舶间相对位移量控制补偿平台300，保持补偿平台300与被补给船200相对静止，同时通过操控平台上的吊机102完成船舶间的补给任务。
50.本实施例提供的装置与现有装置的对比如表1所示。
51.表1：传统装吊装置和本发明的装置对比表。
52.对比内容传统方式本发明方式两船连接方式靠帮连接无需靠帮连接补偿方式升沉单自由度补偿三自由度位移补偿装吊装置船用吊机补偿平台 吊机数据传送方式有线连接传送无线远距离传送存在隐患两船摩擦、碰撞无
53.实施例3
54.参照图1～3，为本发明第三个实施例，该实施例提供了一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿方法，用于海上船舶间平稳装吊的补偿方法包括以下步骤：
55.补给船100通过吊机102将被补给船测量组件201吊放到被补给船200上，并固定在相应位置，补给船测量组件101固定在补给船100上；
56.启动补给船测量组件101和被补给船测量组件201，等候一段时间，实现运动测量单元101c和运动测量模块201e对准初始化；
57.运动测量单元101c和运动测量模块201e检测补给船100和被补给船201的位移量数据；
58.时间同步模块101b和时间同步单元201b进行时间校正，消除运动测量单元101c和运动测量模块201e采集信息量时间信号偏差；
59.补给船测量组件101采集补给船100位移量信息通过以太网传送到cpu补偿控制器301；被补给船测量组件201采集被补给船200位移量信息通过无线传送设备201d传送到cpu补偿控制器301；
60.cpu补偿控制器301通过接收信息解算，获得两船相对运动位移量；
61.cpu补偿控制器301根据船舶间相对位移量控制补偿平台300，保持补偿平台300与被补给船200相对静止，同时通过操控平台上的吊机102完成船舶间的补给任务。
62.其中，位移量包括横移、纵移和升沉。
63.进一步的，根据运动测量单元101c得到输出的横移、纵移、升沉位移量为x1，y1，z1，运动测量模块201e输出的横移、纵移、升沉位移量x2，y2，z2，根据位移补偿算法可得，
64.横移补偿量：x＝x2‑
x165.纵移补偿量：y＝y2‑
y166.升沉补偿量：z＝z2‑
z1。
67.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
68.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
69.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
70.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置，其特征在于：包括，补给船(100)，包括补给船测量组件(101)；被补给船(200)，包括被补给船测量组件(201)；补偿平台(300)，置于所述补给船(100)上，通过cpu补偿控制器(301)与所述被补给船测量组件(201)进行信号传输。2.如权利要求1所述的用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置，其特征在于：所述补给船测量组件(101)包括cpu控制器(101a)、时间同步模块(101b)、运动测量单元(101c)和电源模块(101d)。3.如权利要求2所述的用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置，其特征在于：所述时间同步模块(101b)、所述运动测量单元(101c)、所述电源模块(101d)和所述cpu补偿控制器(301)均与所述cpu控制器(101a)连接，所述电源模块(101d)给所述cpu控制模块(101a)和所述运动测量单元(101c)供电。4.如权利要求2或3所述的用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置，其特征在于：所述时间同步模块(101b)通过以太网接口(101b
‑
1)与所述cpu控制器(101a)，所述运动测量单元(101c)通过串行接口(101c
‑
1)与所述cpu控制器(101a)连接，所述cpu控制器(101a)通过所述以太网接口(101b
‑
1)与所述cpu补偿控制器(301)连接。5.如权利要求4所述的用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置，其特征在于：所述被补给船测量组件(201)包括cpu控制单元(201a)、时间同步单元(201b)、电源单元(201c)、无线传送设备(201d)和运动测量模块(201e)。6.如权利要求5所述的用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置，其特征在于：所述时间同步单元(201b)、所述电源单元(201c)、所述无线传送设备(201d)、所述运动测量模块(201e)均与所述cpu控制单元(201a)连接，所述电源单元(201c)给所述cpu控制单元(201a)和所述运动测量模块(201e)供电。7.如权利要求6所述的用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置，其特征在于：所述时间同步单元(201b)通过所述以太网接口(101b
‑
1)与所述cpu控制单元(201a)连接，所述运动测量模块(201e)通过所述串行接口(101c
‑
1)与所述cpu控制单元(201a)连接，所述无线传送设备(201d)通过所述串行接口(101c
‑
1)与所述cpu控制单元(201a)连接，所述cpu控制单元(201a)通过所述无线传送设备(201d)与所述cpu补偿控制器(301)连接。8.一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：补给船(100)通过吊机(102)将被补给船测量组件(201)吊放到被补给船(200)上，并固定在相应位置，补给船测量组件(101)固定在所述补给船(100)上；启动所述补给船测量组件(101)和所述被补给船测量组件(201)，等候一段时间，实现运动测量单元(101c)和运动测量模块(201e)对准初始化；所述运动测量单元(101c)和所述运动测量模块(201e)检测所述补给船(100)和所述被补给船(201)的位移量数据；时间同步模块(101b)和时间同步单元(201b)进行时间校正，消除所述运动测量单元(101c)和所述运动测量模块(201e)采集信息量时间信号偏差；所述补给船测量组件(101)采集所述补给船(100)位移量信息通过以太网传送到cpu补偿控制器(301)；所述被补给船测量组件(201)采集所述被补给船(200)位移量信息通过无
线传送设备(201d)传送到所述cpu补偿控制器(301)；所述cpu补偿控制器(301)通过接收信息解算，获得两船相对运动位移量；所述cpu补偿控制器(301)根据船舶间相对位移量控制补偿平台(300)，保持所述补偿平台(300)与所述被补给船(200)相对静止，同时通过操控平台上的所述吊机(102)完成船舶间的补给任务。9.如权利要求8所述的用于海上船舶间平稳装吊的补偿方法，其特征在于：所述位移量包括横移、纵移和升沉。10.如权利要求9所述的用于海上船舶间平稳装吊的补偿方法，其特征在于：根据所述运动测量单元(101c)得到输出的横移、纵移、升沉位移量为x1，y1，z1，所述运动测量模块(201e)输出的横移、纵移、升沉位移量x2，y2，z2，根据位移补偿算法可得，横移补偿量：x＝x2‑
x1纵移补偿量：y＝y2‑
y1升沉补偿量：z＝z2‑
z1。
技术总结
本发明公开了一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置及方法，包括补给船和被补给船，其中补给船包括补给船测量组件；被补给船包括被补给船测量组件；补偿平台置于补给船上，通过CPU补偿控制器与被补给船测量组件进行信号传输。本发明提供的一种用于海上船舶间平稳装吊的补偿装置及方法，实现了船舶之间远程平稳装吊，避免了两船接触碰撞带来的损失；基于MRU采集解算横移、纵移、升沉三个自由度数据，并实现了对三自由度方向上的补偿，创新了以往单方向的补偿，扩大了补偿范围，更好的保持了船舶之间的稳定性；通过安装时间同步模块，保证了两个MRU之间采集数据时间的同步性，消除数据传输时时间信号引起的误差，保证数据传输的实时性。时性。时性。


技术研发人员：王佳 蔡雅轩 卢道华 宋世磊
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2021.04.02
技术公布日：2021/6/29