(青岛北海船舶重工游艇厂)
关键词:无人艇 自动 布放 回收
摘要： 无人艇在国内兴起没有多久，应用领域比较广泛。如何实现无人艇与母船的顺利收放，这是一个比较难以解决的问题，目前在国内没有此方面的成熟技术可以借鉴，特别是在海况比较恶劣的情况下，将无人艇安全可靠的布放回收， 需要进行各个方面的综合考虑，针对此问题，文中提出了无人艇收放系统设计方案，系统带有波浪补偿功能，可以起到对无人艇收放时保护作用，系统带有自动挂/脱钩系统，可以实现无人艇与母船上起吊装置的顺利对接。实际结果表明该系统可以实现将无人艇顺利安全收放。
正文：
近几年来，随着无人艇技术的发展，国内外科研院所已经研制出若干无人艇型号，并投入实际的应用中去。很多情况下，无人艇是放置在母船上出海工作，当到达工作区域后，需要将无人艇布放到水面上，工作结束后，艇要回收到母船上。但是由于无人艇自身重量大和海上风浪涌流等环境复杂，无人艇在装备下水和出水阶段，艇上没有操作人员，挂钩脱钩非常困难，布放与回收操作很容易造成无人艇和母船的损坏，在极其恶劣的海况下，甚至会造成无人艇的毁灭性事故，目前布放及回收无人艇一般做法为母船上需专门另配置一艘有人工作艇，降放到水面，配合无人艇的脱钩挂钩，非常危险和麻烦。因此，面对复杂的海洋环境，如何将无人艇平稳、安全、准确的布放到海面上并将其安全回收是目前无人艇领域面临的亟需解决的问题。
无人艇（图1.）
青岛北海船舶重工有限责任公司自2009年开始研制无人艇，为了解决无人艇的自动布放及回收问题，联合有关高校，联合攻关，经过多种方案的设计、验证、调试，最终设计出了一套的“无人艇自动挂钩脱钩系统”，较好地解决了无人艇脱钩挂钩难的问题，并在实际海上试验中得到验证，使用效果良好。下面就该系统的结构及工作原理做一下介绍。
1.系统设计参考规范：
中华人民共和国海事局《船舶与海上设施法定检验规则（2008）》及其通报
国家海事组织国际海上人命安全公约 2004SOLAS及其修改通报
中国船级社规范 船舶与海上设施起重设备规范
GB13406-1992 吊艇架装置技术条件
GB/T11626-2009 船舶和海上技术-吊放式救生艇降放装置
GB/T19001-2000 质量管理体系
2.系统产品认证：
本收放系统申请相应CCS检验证书。
3.系统主要构造
本吊艇架主要由铰支座、液压系统、吊臂、液压绞车、滑轮装置、吊艇装置、固艇装置、缓冲装置、自动挂钩系统及电控系统等组成。（如图2所示）
无人艇收放系统工厂调试（图3.）
4.系统主要技术参数：
a．最大工作负荷：30KN。
b．最大回收负荷：30KN。
c．最大提升/降放速度：0-40m/min。
d．波浪补偿速度：≈40m/min。
e．电机功率：55KW。
f．所配艇型号：6.5米型水面无人艇（艇重2.5吨）。
5. 系统主要技术、结构、性能、特点
该系统采用“A”字型架体结构，以液压作为动力源，并且带有缓冲减震及随浪补偿功能，运行平稳、可靠。该系统主要由铰支座、液压系统（包含液压绞车）、吊臂、自动挂/脱钩系统及电控系统等组成。铰支座通过焊接与甲板连接，油缸可以控制臂杆的摆出与回收，液压绞车可以实现对无人艇的提升与降放。自动挂/脱钩系统实现了对无人艇的降放与回收，操控台安装在甲板舷边，控制绞车提升/降放的手柄则安装在该操控台上，操作人员在降放与回收无人艇的过程中可以观察整个过程，防止因不当操作造成无人艇与母船的碰撞，该操控台上还装有远程遥控按钮，可以分别控制泵站马达的启动/停止。恒张力阀也安装在该操控台上，在高海况下，当无人艇即将降放至水面后，可以将恒张力阀调到恒张紧状态，无人艇将随钢丝绳做随浪运动，可以有效的减少海浪对无人艇的撞击。艇在做随浪运动时，吊钩很难与无人艇脱开（当然也有例外的情况），所以为保证吊钩与艇的顺利脱开，需要将恒张力阀调到关闭状态，若水平面较为平静，无需将恒张力阀调到恒张紧状态，直接将无人艇放入水中即可，架上的吊钩与艇脱开，艇离开母船自行工作。液压绞车上安装了提升限位装置，此限位开关只是起到保护作用，并非每次提升都使限位开关动作。电控箱安装在电控箱支架上，电控箱支架由船厂焊接在甲板合适的位置。
该产品具有自动挂脱钩系统，由投放系统和回收系统两部分组成，具备遥控挂钩、脱钩功能。
6.自动挂/脱钩功能：
无人艇的自动挂/脱钩装置安装于无人艇体上，如下图所示：
6. 甲板遥控器 7.脱挂钩控制模块
自动挂/脱钩装置（图5.）
无人艇的自动挂/脱钩装置由多个模块组成，分别是：自动撇缆模块、高压气动模块、自动挂钩模块、无人艇甲板接口模块、母船吊艇架吊钩收放模块、轮系模块和通讯模块等。其中通讯模块为自动撇缆模块提供遥控控制信号，操控人员只需手持甲板遥控器，即可操控无人艇自动撇缆的时间及位置。在无人艇的左右舷均设有一套抛射机，可以在无人艇左右双向抛缆。当向无人艇发出撇缆指令后，电磁阀打开，高压气动模块开始供气，将携带高强度线绳的飞镖球抛射向母船。如果一次撇缆失败，无需任何的挽回操作，放弃即可，只有当撇缆成功时，高强度线绳尾部才会自动挂上导引带，自动弹匣的使用，保证了控制线绳与导引带的自动连接，确保只有当撇缆成功时，才会自动连接。在整个抛缆过程中，以高压气源作为动力，内部设有高压气腔，以增加飞行距离。当抛缆成功后，飞镖球将高强度线绳带到母船，被人工捕获，人工收线后，将无人艇上的导引带拉出，通过继续收紧导引带，拖拉无人艇靠近船边，至艇收放系统正下方，将导引带穿过锥形吊钩的导孔，该吊钩在导引带的引导下，进入到无人艇的吊钩区域，在重力作用，锥形吊钩一旦下落至艇上锥形漏斗中，底部挂钩装支架的两个推板自动锁紧，传感器确认锁紧之后，遥控器上的关门指示灯持续闪烁，此时可以开始起吊无人艇；
自动挂钩装置工作过程----布放：
（图6.）
（1）布放前检查：检查主炮和备炮的气压，气压保持在10MPa即可；确认夹板遥控器电量均处于满电状态；
（2）穿导绳：将导绳穿过底部挂钩装支架底部筒的中心位置，由漏斗侧方（船左舷方向引出）盘至绳桶内，导绳的另一端连接机械或门；
（3）按下遥控器上的自检按键，炮的锁紧装置和炮绳桶的锁紧装置打开；
（4）安装炮牵引绳和炮弹；
（5）放置锥形吊钩：一旦锥形吊钩下落至漏斗中，底部挂钩装支架的两个推板自动锁紧，传感器确认锁紧之后，遥控器上的关门指示灯持续闪烁，此时可以开始起吊无人艇；
（6）起吊：一切准备就绪后，关门灯持续闪烁，此时可起吊无人艇；
（7）脱钩：将无人艇起吊至水中合适的位置之后，按下遥控器上开门按键，开门灯持续闪烁，表明推板已经打开，此时可以执行回收吊锤工作；
（8）吊锤回收后，按遥控器上的开关按键，无人艇上的遥控器进入待机省电模式。
自动挂钩装置工作过程---回收：
（图7.）
（1）撇缆机构工作，炮弹带动牵引绳发送至船上；
（2）船上人员收到牵引绳，获取导绳，将导绳穿过锥形吊锤并将导绳连接到导绳手轮上；
（3）摇动导绳手轮将无人艇拉至母船绞车下方；
（4）控制液压绞车释放锥形吊钩；
（5）锥形吊锤进入挂钩支架中自动锁紧；
（6）遥控器确认吊锤锁紧后起吊无人艇。
（图8.）
经过工厂内及海上多次实际测试，该无人艇收放系统使用情况良好，可以安全可靠的将无人艇从母船布放到海面，也可以顺利将艇从海面回收到母船上，彻底解决了无人艇的收放问题，填补了国内该领域的空白。目前该系统已经申请了国家专利，经过调研，该系统也具有较好的市场应用前景。
第一作者简介：
盖加旭，1973年10月30日生，男，籍贯：山东省莱阳市，职称：高级工程师，学位：学士学位，主要研究方向：海洋救生装备.
论文作者:盖加旭,赵建国,韩守军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
标签：系统论文; 吊钩论文; 装置论文; 绞车论文; 锥形论文; 模块论文; 收放论文; 《电力设备》2017年第29期论文;