一种岸船自动送缆连接系统及方法
阅读说明：本技术 一种岸船自动送缆连接系统及方法 (Automatic cable feeding connection system and method for shore ship ) 是由 黄益斌 刘源泂 蒋国忠 钱程 于 2021-07-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种岸船自动送缆连接系统及方法。该系统包括：岸基变电站、码头岸电箱、电缆收放装置、张力检测装置、提升送缆装置、机械手、船侧岸电箱、视觉识别装置、主控单元。本发明所述的岸船自动送缆连接系统及方法,适用于使用高压船舶岸电连接系统(HVSC)的码头；提供了一种智能化、自动化的船岸自动送缆连接方案,可实现一种无人值守的自动控制,为现有港口船岸自动送缆连接提供了一种高效率的控制和实现方案。(The invention discloses an automatic cable feeding connection system and method for a shore ship. The system comprises: the system comprises a shore-based transformer substation, a wharf shore power box, a cable winding and unwinding device, a tension detection device, a lifting cable feeding device, a manipulator, a ship side shore power box, a visual recognition device and a main control unit. The automatic cable feeding connection system and method for the shore ship are suitable for a wharf using a high-voltage ship shore power connection system (HVSC); the intelligent and automatic ship-shore automatic cable feeding connection scheme is provided, unattended automatic control can be achieved, and efficient control and implementation schemes are provided for automatic cable feeding connection of the existing port and the ship shore.)
技术领域
本发明涉及高压岸电连接(HVSC)技术领域，具体的说是一种港口岸船自动送缆连接系统及方法。
背景技术
随着航运业务占全球贸易资源比重已超过90％，我国目前已成为世界造船和航运贸易大国，港口货物吞吐量处于全球领先地位。但同时船用柴油机排放的污染物、产生的噪声及振动对环境污染和生态控制带来巨大压力。因此船舶停靠时采用港口岸电充电技术(船舶岸电)已成为节能减排的重要举措及发展方向。
当船舶到达港口后，主要由人工携带岸侧插头坐升降梯插入船侧岸电箱插座上，船舶离港时，再由人工收回电缆，这种人工的操作方式费时费力，如遇操作不当还会严重损伤电缆，造成安全隐患。
未来港口岸电将朝着高压特高压发展，人工操作的方式应逐渐被自动化设备所取代。目前在高压岸电连接(HVSC)技术领域，我国尚缺乏自动化的岸船自动送缆连接系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种岸船自动送缆连接系统。
为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种岸船自动送缆连接系统，包括：岸基变电站、码头岸电箱、电缆收放装置、张力检测装置、提升送缆装置、机械手、船侧岸电箱、视觉识别装置、主控单元；所述船侧岸电箱包括辅助插拔装置和插座，所述岸基变电站向码头岸电箱供电，所述主控单元分别与视觉识别装置、提升送缆装置、机械手、电缆收放装置信号连接；待连接的电缆一头接入码头岸电箱，所述电缆收放装置控制电缆线的收放，张力检测装置检测电缆张力并实时反馈给主控单元，所述机械手置于提升送缆装置上，提升送缆装置与视觉识别装置、主控单元相配合，把机械手送到指定高度，机械手抓取插头并将其插入船侧岸电箱的插座中。
作为优选，所述码头岸电箱的供电电压位于380V～11KV区间。
作为优选，上述系统还包括导引滑轮，所述张力检测装置安装于导引滑轮处。
进一步地，所述视觉识别装置置于机械手上，视觉识别装置中的摄像头视场朝向船侧岸电箱。
一种岸船自动送缆连接方法，采用上面所述的岸船自动送缆连接系统进行连接，包括以下步骤：
当船舶停靠在岸电码头，机械手抓持电缆插头，提升送揽装置开始提升机械手，期间电缆收放装置持续放出相应长度的电缆，张力检测装置实时检测电缆受到的张力，主控单元根据张力检测装置测得的张力数据对电缆收放装置收放电缆的速度进行调节；
所述提升送缆装置与视觉识别装置、主控单元相配合，把机械手送到与船侧岸电箱相应的高度，机械手将插头放在辅助插拔装置上，辅助插拔装置将插头插入船侧岸电箱；
当码头岸电箱使用结束，机械手在视觉识别装置、主控单元的协助下将船侧岸电箱上的插头取走，提升送揽装置将机械手下放至复位状态，电缆收放装置将电缆收回至复位状态。
采用上述技术方案后，本发明相比现有技术有以下有益效果：
本发明提供一种有效的岸船自动送缆连接系统，适用于使用高压船舶岸电连接系统(HVSC)的码头。本发明所述的岸船自动送缆连接系统及方法，提供了一种智能化、自动化的船岸自动送缆连接方案，由于设置了相互信息连通的主控单元、提升送揽装置、机械手视觉识别装置、张力检测装置和电缆收放装置，使得系统在得以实现一种无人值守的自动控制，为现有港口船岸自动送缆连接提供了一种高效率的控制和实现方案。
附图说明
图1为本发明中一种岸船自动送缆连接系统的结构示意图；
图2为本发明一种岸船自动送缆连接系统及方法中的连接控制原理图；
其中附图标记如下：
1—岸基变电站；2—码头岸电箱；3—电缆收放装置；31—电缆收放电机；4—导引滚轮；5—提升送缆装置；6—机械手；7—插头；8—辅助插拔装置；9—插座；10—船侧岸电箱；11—电缆；12—主控单元；13—张力检测装置；14—视觉识别装置。
具体实施方式
为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作以详细说明。
如图1、图2所示，本发明一种岸船自动送缆连接系统，包括：岸基变电站1、码头岸电箱2、电缆收放装置3、张力检测装置13、提升送缆装置5、机械手6、船侧岸电箱10；所述船侧岸电箱10包括辅助插拔装置8和插座9，所述岸基变电站1向码头岸电箱2供电，待连接的电缆11远离船体的一端接入码头岸电箱2，所述电缆收放装置3控制电缆11线的收放，张力检测装置13检测电缆11张力并实时反馈给主控单元12，所述机械手6置于提升送缆装置上，提升送缆装置与视觉识别装置、主控单元12相配合，把机械手6送到指定高度，机械手6抓取插7头并将其插入船侧岸电箱10的插座中。
所述码头岸电箱2的供电参数设置根据实际工况而定，例如，供电电压位于380V～11KV区间。
进一步地，所述视觉识别装置14置于机械手6上，视觉识别装置14中的摄像头视场朝向船侧岸电箱10。
张力检测装置13用于检测系统运行期间电缆11所受张力，张力检测装置13根据需求在连接系统的一处或多处安装。例如，上述系统还可包括导引滚轮4，所述张力检测装置13可安装于导引滑轮4处。
提升送缆装置5可以采用现有技术中多种形式的提升设备，负责将机械手6提升或下降到指定高度。
识别并定位辅助插拔装置，依靠视觉测距得出插头距辅助插拔装置的距离，机械手6向前伸直至能把插头放入辅助插拔装置上，机械手6脱开。
上面所述辅助插拔装置，安装在船侧岸电箱上，当船舶靠岸时，辅助插拔装置8从船侧岸电箱上伸出，当机械手6将插头放在辅助插拔装置上时，装置收回将插头插入船侧岸电箱10的插座9上，所述辅助插拔装置8带有强制分离装置，充电过程中，如遇到较大海浪等突发情况，电缆受力增大，插头从插座上脱离保护电缆不受较大的拉力而损坏。该辅助拔插装置8在先前专利文献中已经公开，属于现有技术，不属于本专利申请的创造性重点，此处不再详述。
与上述岸船自动送缆连接系统相关的连接方法，主要包括以下步骤：
当船舶停靠在岸电码头，机械手6抓持电缆插头7，提升送揽装置5开始提升机械手6，期间电缆收放装置持续放出相应长度的电缆，张力检测装置实时检测电缆受到的张力，主控单元根据张力检测装置测得的张力数据对电缆收放装置收放电缆的速度进行调节；
所述提升送缆装置5与视觉识别装置14、主控单元12相配合，依靠视觉测距得出插头距辅助插拔装置8的距离，把机械手6送到与船侧岸电箱41相应的高度，机械手6向前延伸，机械手6将插头7放在辅助插拔装置8上，辅助插拔装置8将插头7插入船侧岸电箱10；
当码头岸电箱2使用结束，机械手6在视觉识别装置14、主控单元12的协助下将船侧岸电箱10上的插头7取走，提升送揽装置5将机械手6下放至复位状态，电缆收放装置3将电缆11收回至复位状态。完成岸船自动送缆连接过程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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