[发明专利]用于铰接式流体装载臂的运动控制设备、其采集和计算方法和设备以及铰接式流体装载臂

说明书

用于控制铰接式流体装载臂的各端部中的一个端部从存储位置到目标管(35)以及从该目标管(35)到存储位置运动的设备，所述臂包括流体传送管线，该流体传送管线在该端部配备有联接系统(26)，该联接系统适于联接到目标管(35)以传送流体，该设备包括致动器(27‑29)以用于控制臂在空间中从存储位置运动，直到联接系统(26)位于目标管(35)前面从而使联接系统(26)联接到目标管(35)。该设备包括计算装置(41)，其适于：‑实时监测联接系统(26)的运动；‑基于动态加加速度受限运动定律，从联接系统(26)的最后确定的位置实时生成联接系统(26)在目标管(35)或存储位置的方向上的运动轨迹；‑计算要发给所述致动器(27‑29)中的每一个致动器的命令指令，以便基于所述运动定律控制联接系统(26)的运动。

技术领域

本发明总体上涉及用于将流体从一个地方转移到另一个地方(装载和/或卸载)的铰接式装载臂。

背景技术

流体应理解为指液态或气态产品。更具体地说，它指的是液化天然气、低压和高压天然气以及在船只和码头之间或在两艘船只之间转移的石油或化学产品。

更具体地，本发明涉及用于控制这种装载臂到目标管的运动、定位和联接(也使用术语“连接”)或从目标管断开的设备。

通常，这种臂包括铰接式管道系统，该铰接式管道系统安装在支撑件上并连接到流体供应管道系统，第一管(称为内侧管)通过90°管弯头部段安装在该铰接式管道系统上，该管弯头部段能够在它的各端部中的一个端部处在竖向轴上旋转，在另一端处在水平轴上旋转。在内侧管的相对端，称为外侧管的第二管可旋转地安装在水平轴上。联接组件安装在外侧管的端部。

因此，联接组件相对于支撑件在空间上具有至少3个自由度，并且这些自由度中的每一个的运动由液压、电动或气动致动器(例如千斤顶或马达)控制。

运动控制通过由操作员控制的命令接口实现，或者完全自动地实现。

这种臂例如从专利申请FR2813872、FR2854156、FR2931451、FR2964093和FR3003855中已知。

发明内容

本发明的目的是提出一种相同类型的传送臂，但是在连接和断开过程方面具有改进的性能，特别是在开放海域上进行流体传送的情况下，由于必须在其间进行传送的各个浮动结构的相对运动，这一直是困难的。

本发明的另一个目的是在没有例如从申请FR2813872和FR2854156中已知的物理链接和引导系统的情况下实现这一点。

本发明的另一个目的是生产一种铰接式传送臂，该传送臂具有有限的或不存在的人机界面，从而使得能够执行该臂的自动或半辅助连接或断开。

为此，本发明提出了一种用于控制铰接式流体装载臂的各端部中的一个端部从存储位置到目标管以及从该目标管到存储位置运动的设备，所述臂包括流体传送管线，该流体传送管线在该端部配备有联接系统，该联接系统适于联接到目标管以传送流体，该设备包括致动器以用于控制臂在空间中从存储位置运动直到联接系统位于目标管前方以联接到目标管，以及从目标管运动到存储位置，并且所述设备的特征在于，它包括计算装置，该计算装置适于：

-实时监测联接系统的运动；

-基于动态加加速度受限运动定律，从联接系统的最后确定的位置实时生成联接系统在目标管或存储位置的方向上的运动轨迹；

-计算要发给各致动器中的每一个致动器的命令指令，以便基于所述运动定律控制联接系统的运动。

作为这些特征的结果，可以执行连接和断开过程，该过程使得在臂沿目标管方向运动期间，可以将臂中的振动或振荡降至最低或甚至避免在臂中产生振动或振荡，并且还提供了其他优点，这将在下面更详细地看到。

根据本发明的可独立或组合实施的其它特征，特别是由于它们易于生产和使用：