[发明专利]一种大型舰船上起重车辆用自动挂钩系统

说明书

大型舰船是海上运输和作业的重要平台，舰船上的货物或设备的移动和起吊是必不可少的工作内容，起重车辆就是其中一种重要的特种车辆。由于受到海浪作用以及自身运动的影响，舰船经常会产生晃动，这种工况下，货物的挂钩作业难度大大提高。本发明涉及一种大型舰船上起重车辆用自动挂钩系统，它包括舰船、甲板、起重车辆、钢索、吊钩、载运平台、电控系统、车轮、举升装置、超声波传感器、机械臂、摄像头、重物和吊环，基于智能车辆和机器视觉定位技术，具有自动定位、寻迹和完成挂钩操作的功能，可以实现风浪摆动环境下甲板上货物的精确快速可靠的挂装作业，提升摇摆环境下特种车辆保障作业能力。

技术领域

本发明涉及在大型海洋平台上使用的可自动定位、寻迹和完成挂钩操作的机器人系统，尤其涉及一种大型舰船上起重车辆用自动挂钩系统，属于特种车辆保障作业技术领域。

背景技术

二十一世纪是海洋的世纪，我国“十三五”发展规划明确提出积极拓展蓝色经济空间，重点发展深水、绿色、安全的海洋高技术，维护海洋权益，建设海洋强国。其中，大型舰船是海上运输和作业的重要平台，舰船上的货物或设备的移动和起吊是必不可少的工作内容之一。需要各种功能的辅助设备，其中特种车辆就是一类重要的辅助设备，如：起重车、甲板牵引车、救援车等，快速移动和吊装货物或设备是这些特种车辆的主要作业内容之一。由于受到海洋风、洋流、海浪作用以及自身运动的影响，舰船经常会产生横摇、纵摇、横荡、纵荡等运动，使得在甲板上的货物、设备和特种车辆随着平台一起运动，而且起吊装置中的吊钩一般都是用钢索与吊臂相连，容易发生摆动。因此，快速而可靠地完成动平台甲板上货物的挂钩作业是一个难题。图像识别技术和人工智能控制理论的发展，为这一难题的解决提供了新的途径。设计和研发具有自动定位、寻迹和完成挂钩操作的智能系统，具有的工程实用价值。

发明内容

1、发明目的：

本发明的目的在于提供一种大型舰船上起重车辆用自动挂钩系统，快速精确地完成风浪晃动环境下甲板货物的定位和挂钩作业。

2、技术方案：

基于智能车辆和机器视觉定位技术，发明了一种大型舰船上起重车辆用自动挂钩系统，见附图，该系统包括舰船、甲板、起重车辆、钢索、吊钩、载运平台、电控系统、车轮、举升装置、超声波传感器、机械臂、摄像头、重物和吊环。它们之间的关系是：起重车辆、钢索、吊钩、载运平台、电控系统、车轮、举升装置、超声波传感器、机械臂、摄像头、重物和吊环均位于舰船的甲板上；吊钩通过钢索与起重车辆相连；车轮安装于载运平台的底部，电控系统和举升装置安装于载运平台的上部；超声波传感器位于载运平台的前部；机械臂安装于举升装置上；摄像头位于举升装置的顶部；载运平台、电控系统、车轮、举升装置、超声波传感器、机械臂和摄像头共同组成了一个智能挂钩机器人系统；吊钩夹持于机械臂的中部；吊环位于重物的上部。

所述起重车辆，为舰船甲板上工作的特种车辆，负责起吊和牵拉重物的作业，钢索和吊钩是起重车辆中起重装置的一部分；

所述载运平台为自制件，动力为电动，包含锂电池模块、车架承载装置和摆动缓冲补偿装置，驱动方式为四轮轮毂电机驱动，为了减重，车架材料为T300级碳纤维增强环氧基复合材料，成型工艺为热压罐，摆动缓冲补偿装置采用磁流变弹性体材料；

所述电控系统为自制件，其功能为处理摄像头传感器和超声波传感器的信号，并控制整个挂钩机器人系统的运动和动作，包含图像识别定位模块、导航模块、电机驱动模块、控制模块和人机交互模块，处理器采用TI公司的TMS320系列芯片；

所述车轮为自制件，使用橡胶外胎，碳纤维增强环氧基复合材料轮毂，车轮内安装有轮毂电机，将动力、传动和制动装置都整合在轮毂内，轮毂电机选用英国ProteanElectric外转子轮毂电机，尺寸根据车轮的尺寸而定；

所述举升装置为自制件，为电控液压举升系统，其功能是调整挂钩和机械臂的高度；