本實用新型涉及一種自動收放船舶距離索的裝置，屬于船舶設備技術領域。

背景技術：

準確地測量兩船間的航行橫向距離對船舶安全作業起到至關重要的作用。目前國內此類作業船舶多采用人力收放距離索或激光測距完成。人力收放距離索視覺直觀效果好、可靠性較高，但也存在測量精度低、實時效果差、作業人員勞動強度大等不利因素；激光測距實時效果好、測量精度高，但存在視覺效果不直觀、不同船型固定誤差不一致等不利因素，同時一旦激光測距系統出現故障，兩船安全距離將無法有效控制。實際作業時，作業船舶還是習慣性地同時架設距離索作為激光測距的備用手段確保船舶航行安全。因此亟需一種能夠對距離索的收放實現自動調節的裝置。

發明目的

本實用新型目的是提供一種自動收放船舶距離索的裝置，用于解決兩船航行中距離動態測定，尤其是解決涌浪中兩船航行橫距的瞬態響應及大距離同步跟隨問題。

一種自動收放船舶距離索的裝置，其特征在于包括主機艙和顯示控制單元，所述的主機艙又分為機械艙、傳感器艙和電機控制艙；

所述的機械艙內含纜筒，纜筒內側纏有標準距離索，纜筒通過同步帶連接排纜器，該排纜器含有反向雙螺紋螺桿、導纜器、絲光桿，所述纜筒內設有阻尼器，所述阻尼器包含一對并排固定連接的高強度反向彈簧片，和內、外半軸，且所述一對反向彈簧片中的兩個彈簧片分別固定在兩個半軸上，所述內半軸的內端設有離合器，

該機械艙完成距離索收放、有序排纜和阻尼緩沖；

當距離索張緊時，固定在外半軸上的彈簧片受力壓縮，從而吸收一部分瞬間張力，并將張力傳給與之相連的固定在內半軸上的彈簧片，此時兩個彈簧片同時發生形變，能夠分層級地對瞬間張力進行吸收，可以起到對瞬間張力充分吸收的效果，并且吸收產生張力的距離更大，從而防止因瞬間張力過大而導致電機因跟隨不上而導致的損壞。當距離索放松時，固定在外半軸上的彈簧片放松擴展，并傳遞給固定在內半軸上的彈簧片，從而釋放一部分預緊張力，并保持距離索的張緊狀態，從而防止因船舶瞬間短距離靠近而引起的距離索松弛造成的測量誤差和步進電機的頻繁啟動跟進。

所述傳感器艙設置在機械艙的內側，傳感器艙包含光電編碼器和扭力傳感器，其中光電編碼器設置在所述反向雙螺紋螺桿的內側，所述扭力傳感器與上述離合器相連接；

傳感器艙通過光電編碼器的計數來完成收放距離及速度的采集，并上傳給顯示控制單元，同時傳感器艙通過扭力傳感器完成內半軸動態扭力的實時監測，并上傳給顯示控制單元；

所述的電機控制艙位于所述傳感器艙的另一側，且包含步進電機和電機驅動控制器，步進電機與所述扭力傳感器相連，所述電機驅動控制器根據所述顯示控制單元傳來的指令對所述步進電機進行驅動，以實現大距離同步跟隨，而對于小距離跟隨則是通過上述內含反向彈簧片的阻尼器實現；

所述顯示控制單元包括顯示預警單元和控制單元，顯示預警單元通過光電編碼器的計數以實時顯示兩船距離、通過扭力傳感器的信號接收距離索張力數據并實現預警告知功能。

所述的控制單元還設有解脫模塊和放索模塊，當啟動解脫模塊或放索模塊時，不執行上述距離索的收放控制邏輯；此時步進電機執行慢速收放，步進速度不超過上述大距離跟隨時的1/2，以防止距離索收放速度過快而造成事故。

為了保證在萬一電機控制失效的情況下，距離索的收放能夠繼續進行，在上述外半軸的外端還設有用于人工收放的手輪，當電機及控制單元出現故障時，可以通過脫開離合器的方式實現基于手輪的人工收放，增強裝置的可靠性，實現不間斷作業，從而防止造成航行中的事故。

發明優點

本實用新型采用機械及電器控制，有效解決了船舶在涌浪中航行兩船由于搖擺造成的瞬態距離急劇變化及同步跟隨等問題，小距離變化時通過彈簧片實現小距離同步跟隨，大距離變化時通過步進電機實現大距離同步跟隨，充分保留了人力距離索測距的可視性、可靠性，融合了激光測距的精確性、實時響應等優點，并提供了預警告知及有線和無線終端顯示等功能。

附圖說明

圖1是本實用新型的基本結構示意圖。

圖2是本實用新型的控制結構示意圖。

圖3是本實用新型的顯示控制面板示意圖。

其中，1、機械艙，2、傳感器艙，3、控制艙，4、纜筒，5、標準距離索，6、排纜器，7、阻尼器，8、內半軸，9、外半軸，10、一對反向彈簧片，11、離合器，12、光電編碼器，13、扭力傳感器，14、步進電機，15、電機驅動控制器。

具體實施方式

如圖1-3，一種自動收放船舶距離索的裝置，其特征在于該裝置包括主機艙和顯示控制單元，所述的主機艙又分為機械艙1、傳感器艙2和電機控制艙3；

所述的機械艙1內含纜筒4，纜筒4內側(圖示為內側，實際上也可外側)纏有標準距離索5，纜筒4通過同步帶連接排纜器6，該排纜器6含有反向雙螺紋螺桿、導纜器、絲光桿，所述纜筒4內設有阻尼器7，所述阻尼器7包含一對并排固定連接的高強度反向彈簧片10，和內、外半軸(8、9)，且所述一對反向彈簧片10中的兩個彈簧片分別固定在兩個半軸上，所述內半軸8的內端設有離合器11，

該機械艙1完成距離索收放、有序排纜和阻尼緩沖；

當距離索張緊時，固定在外半軸9上的彈簧片受力壓縮，從而吸收一部分瞬間張力，并將張力傳給與之相連的固定在內半軸8上的彈簧片，此時兩個彈簧片同時發生形變，能夠分層級地對瞬間張力進行吸收，可以起到對瞬間張力充分吸收的效果，并且吸收產生張力的距離更大，從而防止因瞬間張力過大而導致電機因跟隨不上而導致的損壞。當距離索放松時，固定在外半軸9上的彈簧片放松擴展，并傳遞給固定在內半軸8上的彈簧片，從而釋放一部分預緊張力，并保持距離索的張緊狀態，從而防止因船舶瞬間短距離靠近而引起的距離索松弛造成的測量誤差和步進電機的頻繁啟動跟進。

所述傳感器艙2設置在機械艙1的內側，傳感器艙2包含光電編碼器12和扭力傳感器13，其中光電編碼器12設置在所述反向雙螺紋螺桿的內側，所述扭力傳感器13與上述離合器11相連接；

傳感器艙2通過光電編碼器12的計數來完成收放距離及速度的采集，并上傳給顯示控制單元，同時傳感器艙2通過扭力傳感器13完成內半軸8動態扭力的實時監測，并上傳給顯示控制單元；

所述的電機控制艙3位于所述傳感器艙2的另一側，且包含步進電機14和電機驅動控制器15，步進電機14與所述扭力傳感器13相連，所述電機驅動控制器15根據所述顯示控制單元傳來的指令對所述步進電機14進行驅動，以實現大距離同步跟隨，而對于小距離跟隨則是通過上述內含反向彈簧片的阻尼器實現；

所述顯示控制單元包括顯示預警單元和控制單元，顯示預警單元通過光電編碼器12的計數以實時顯示兩船距離、通過扭力傳感器13的信號接收距離索張力數據并實現預警告知功能。

本實用新型的控制原理如圖2所示。

利用上述裝置實現放纜操作的方法如下：

其中顯示控制單元根據扭力傳感器信號進行運算，通過控制單元可以預設放纜響應扭力的大小，當光電編碼器的計數為正向且扭力傳感器檢測到的扭力達到放纜響應扭力時，顯示控制單元發出指令以控制步進電機進行放纜操作，所述的放纜響應扭力不應超過彈簧片最大扭力的80％；通過控制單元還可以預設放纜停止扭力的大小，當通過放纜操作使得扭力傳感器監測到的扭力低于放纜停止扭力時，控制單元向步進電機發出停止工作的指令；所述放纜停止扭力也可以預設，但數值需低于放纜響應扭力的大小。

利用上述裝置實現收纜操作的方法如下：

通過顯示控制單元可以預設收纜響應扭力的大小，當光電編碼器的計數為反向且扭力傳感器檢測到的扭力低于收纜響應扭力時，控制單元發出指令以控制步進電機進行收纜操作，所述的收纜響應扭力不應低于彈簧片最大扭力的40％且不高于60％；通過控制單元還可以預設收纜停止扭力的大小，當通過收纜操作使得扭力傳感器監測到的扭力大于收纜停止扭力時，控制單元向步進電機發出停止工作的指令，從而實現控制距離索實時收放；所述收纜停止扭力也可以預設，但數值需高于收纜響應扭力，且不應超過彈簧片最大扭力的80％。

所述的控制單元還設有解脫模塊和放索模塊，當啟動解脫模塊或放索模塊時，不執行上述距離索的收放控制邏輯；此時步進電機14執行慢速收放，步進速度不超過上述大距離跟隨時的1/2，以防止距離索收放速度過快而造成事故。

如圖1，為了保證在萬一電機控制失效的情況下，距離索的收放能夠繼續進行，在上述外半軸的外端還設有用于人工收放的手輪，當電機及控制單元出現故障時，可通過脫開離合器的方式實現基于手輪的人工收放，增強裝置的可靠性，實現不間斷作業，從而防止造成航行中的事故。