船舶压载系统及控制方法与流程

本发明涉及船舶设备，特别涉及一种船舶压载系统及控制方法。

背景技术：

1、随着水上交通的日益发展，观光船、游艇等小型船艇在日常娱乐、旅游等领域的应用越来越广泛。然而，这类船艇在航行过程中容易受到风浪、水流、船体配重不平衡等外部因素的影响，导致船体不稳定，甚至发生倾覆事故。

2、目前，现有的技术方案主要通过增加船体自重、优化船体设计等方式来提高稳定性，但这些方案往往增加了制造成本，且在应对突发外部干扰时效果有限。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种船舶压载装置，实现能够实时地对船体进行平衡调整，有效抵消外部干扰对船体平衡的影响。

2、根据本发明实施例的船舶压载系统，包括：传感器系统，用于实时监测船体的姿态变化；压载装置，用于抵消外部干扰对所述船体平衡的影响；以及控制系统，根据预设的控制算法计算出需要施加的反向作用力，然后将指令发送给所述压载装置，所述压载装置根据指令调整压载物的位置或重量。

3、根据本发明实施例的船舶压载系统，至少具有如下有益效果：该系统实时监测船体姿态，快速响应外部干扰，确保船体稳定。自动化平衡调节减轻船员负担，提高调节准确性与效率。压载装置灵活精确，可调整位置或重量，抵消干扰对船体平衡的影响。有效维持船体稳定，降低倾斜或翻覆风险，增强航行安全。该系统适应各类船舶，模块化设计易维护升级，为船舶行业带来显著效益。

4、根据本发明的一些实施例，所述压载装置根据指令调整压载物的位置，所述压载装置包括：旋转机构，设置在所述船体的重心位置；伸缩机构，水平设置在所述旋转机构上；以及压载件，设置在所述伸缩机构的输出端，所述旋转机构用于驱动所述伸缩机构沿水平方向转动，所述伸缩机构用于驱动所述压载件远离或靠近所述船体的重心。

5、根据本发明的一些实施例，所述旋转机构包括圆形导轨、电机、旋转座和传动组件，所述伸缩机构包括滑动座、伸缩气缸和伸缩杆，所述圆形导轨设置在所述船体上，所述电机水平设置在所述船体上，所述旋转座可转动地设置在所述船体上，所述电机通过所述传动组件与所述旋转座连接，所述伸缩气缸设置在所述旋转座上，所述滑动座可滑动地设置在所述圆形导轨上，所述伸缩杆一端与所述伸缩气缸的输出端连接，所述伸缩杆另一端穿过所述滑动座与所述压载物连接，所述伸缩杆与所述滑动座滑动连接。

6、根据本发明的一些实施例，所述压载装置根据指令调整压载物的重量，所述压载装置包括：四组压载机构，呈矩形分布在所述船体的四个角落上，四组所述压载机构用于调节自重，以使船舶在各种条件下均能维持稳定的平衡状态。

7、根据本发明的一些实施例，所述压载机构包括驱动件、储水腔体和管道，所述储水腔体设置在所述船体上，所述管道一端与所述储水腔体连通，所述管道另一端穿过所述船体浸入水中，所述驱动件设置在船体上，所述驱动件用于调节所述储水腔体内的储水量。

8、根据本发明的一些实施例，所述驱动件包括驱动气缸和活塞杆，所述储水腔体为圆柱状结构，所述储水腔体和所述驱动气缸水平设置在所述船体上，所述活塞杆一端与所述驱动气缸的输出端连接，所述活塞杆另一端与所述储水腔体滑动连接。

9、根据本发明的一些实施例，还包括显示系统，所述显示系统用于显示所述船体的平衡状态以及压载装置的工作状态。

10、根据本发明的一些实施例，所述传感器系统包括四个水位传感器、陀螺仪和倾角传感器，四个所述水位传感器分别设置在所述船体的四个角落，所述陀螺仪和所述倾角传感器均设置在所述船体的重心位置。

11、根据本发明第二方面实施例的船艇压载控制方法，包括：

12、利用所述传感器系统实时监测所述船体的姿态变化，并收集相关的姿态数据；

13、将收集到的姿态数据输入至所述控制系统，所述控制系统根据预设的控制算法计算出为抵消外部干扰对所述船体平衡的影响所需施加的反向作用力；

14、所述控制系统将计算出的反向作用力转化为具体的调整指令，并发送给所述压载装置；

15、所述压载装置接收到调整指令后，根据指令调整压载物的位置或重量，以产生所需的反向作用力，从而维持所述船体的平衡状态。

16、根据本发明的一些实施例，所述利用所述传感器系统实时监测所述船体的姿态变化，并收集相关的姿态数据之前还包括：在启动所述控制系统后，进行船艇压载系统的自检和初始化设置，确保所有组件正常运行，所述控制系统与所述传感器系统和所述压载装置建立稳定的通信连接，以便实时数据的传输和控制指令的发送。

17、根据本发明的一些实施例，还包括反馈与调整步骤：在控制指令执行后，所述控制系统持续监测所述船体的平衡状态，并根据实时反馈对控制指令进行微调，以确保所述船体在各种环境条件下都能保持稳定；同时，在任一阶段检测到异常时，所述控制系统触发相应的安全机制，以保障船舶和人员的安全。

18、根据本发明的一些实施例，所述检测到异常包括：所述控制系统能够检测所述传感器系统数据的异常，包括超出正常范围和长时间无变化的情况，并在检测到异常时触发相应的安全机制。

19、根据本发明的一些实施例，所述安全机制包括：所述控制系统在检测到异常情况时，所述控制系统能够立即触发紧急停止机制，通过切断电源或发送急停指令，使压载装置停止当前动作，以防止对所述船体造成损害。

20、根据本发明的一些实施例，还包括异常处理步骤：在检测到所述传感器系统的数据异常、所述控制系统故障或所述压载装置响应超时的异常情况时，触发警报、停止所述压载装置的运行。

21、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种船舶压载系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的船舶压载系统，其特征在于，所述压载机构（20）包括驱动件（21）、储水腔体（22）和管道（23），所述储水腔体（22）设置在所述船体（10）上，所述管道（23）一端与所述储水腔体（22）连通，所述管道（23）另一端穿过所述船体（10）浸入水中，所述驱动件（21）设置在船体（10）上，所述驱动件（21）用于调节所述储水腔体（22）内的储水量。

3.根据权利要求2所述的船舶压载系统，其特征在于，所述驱动件（21）包括驱动气缸（211）和活塞杆（212），所述储水腔体（22）为圆柱状结构，所述储水腔体（22）和所述驱动气缸（211）水平设置在所述船体（10）上，所述活塞杆（212）一端与所述驱动气缸（211）的输出端连接，所述活塞杆（212）另一端与所述储水腔体（22）滑动连接。

4.根据权利要求1所述的船舶压载系统，其特征在于，还包括显示系统（5），所述显示系统（5）用于显示所述船体（10）的平衡状态以及压载装置（3）的工作状态。

5.根据权利要求1所述的船舶压载系统，其特征在于，所述传感器系统（2）包括四个水位传感器、陀螺仪和倾角传感器，四个所述水位传感器分别设置在所述船体（10）的四个角落，所述陀螺仪和所述倾角传感器均设置在所述船体（10）的重心位置。

6.一种船艇压载控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的船舶压载系统，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的船艇压载控制方法，其特征在于，所述利用所述传感器系统（2）实时监测所述船体（10）的姿态变化，并收集相关的姿态数据之前还包括：在启动所述控制系统（4）后，进行船艇压载系统的自检和初始化设置，确保所有组件正常运行，所述控制系统（4）与所述传感器系统（2）和所述压载装置（3）建立稳定的通信连接，以便实时数据的传输和控制指令的发送。

8.根据权利要求7所述的船艇压载控制方法，其特征在于，还包括反馈与调整步骤：在控制指令执行后，所述控制系统（4）持续监测所述船体（10）的平衡状态，并根据实时反馈对控制指令进行微调，以确保所述船体（10）在各种环境条件下都能保持稳定；同时，在任一阶段检测到异常时，所述控制系统（4）触发相应的安全机制，以保障船舶和人员的安全。

9.根据权利要求8所述的船艇压载控制方法，其特征在于，所述检测到异常包括：所述控制系统（4）能够检测所述传感器系统（2）数据的异常，包括超出正常范围和长时间无变化的情况，并在检测到异常时触发相应的安全机制。

10.根据权利要求9所述的船艇压载控制方法，其特征在于，所述安全机制包括：所述控制系统（4）在检测到异常情况时，所述控制系统（4）能够立即触发紧急停止机制，通过切断电源或发送急停指令，使压载装置（3）停止当前动作，以防止对所述船体（10）造成损害。

11.根据权利要求6所述的船艇压载控制方法，其特征在于，还包括异常处理步骤：在检测到所述传感器系统（2）的数据异常、所述控制系统（4）故障或所述压载装置（3）响应超时的异常情况时，触发警报、停止所述压载装置（3）的运行。

技术总结本发明公开了一种船舶压载系统及控制方法，船舶压载系统包括传感器系统，用于实时监测船体的姿态变化；压载装置，用于抵消外部干扰对所述船体平衡的影响；以及控制系统，根据预设的控制算法计算出需要施加的反向作用力，然后将指令发送给所述压载装置，所述压载装置根据指令调整压载物的位置或重量；船艇压载控制方法，通过实时监测船体姿态变化并收集数据，控制系统计算所需反向作用力并转化为调整指令发送给压载装置，压载装置根据指令调整压载物位置或重量以维持船体平衡，实现能够实时地对船体进行平衡调整，有效抵消外部干扰对船体平衡的影响。技术研发人员：张友谊,郭升,梁振受保护的技术使用者：珠海俊捷船艇科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17