專利名稱：用來提供關于船只流體加載系統(tǒng)的可動聯(lián)接器的定位信息的設備的制作方法
用來提供關于船只流體加載系統(tǒng)的可動聯(lián)接器的定位信息的設備技術領域
本發(fā)明總體涉及用來對于船舶加載和/或卸載流體的系統(tǒng)，通常稱作船只加載系 統(tǒng)。這些系統(tǒng)用來在船舶與碼頭之間或在兩個船舶之間輸送流體產(chǎn)品。
流體產(chǎn)品要理解成是指液體或氣體產(chǎn)品。
更具體地說，本發(fā)明涉及一種用來提供關于聯(lián)接器的定位的信息和用于對這樣一 種加載和/或卸載系統(tǒng)的運動提供報警的設備。
背景技術：
總體而言，船只加載系統(tǒng)具有流體輸送管線端部和相對的管線端部，該流體輸送 管線端部固定到基座上并且連接到待被輸送的流體的儲箱上，該相對的管線端部是可運動 的并且設有適于連接到目標導管上的聯(lián)接器，該目標導管本身連接到一流體儲箱上。
可動聯(lián)接器的運動由致動器控制，這些致動器本身由供操作人員使用的控制裝置 控制。
當聯(lián)接器運動得離基座太遠時，存在損壞系統(tǒng)的危險，特別是通過破壞或干涉導 致的。當聯(lián)接器在延伸期間運動得離基座太遠時，存在系統(tǒng)破壞的危險。當聯(lián)接器相對于 基座轉動時，特別是當幾個加載系統(tǒng)平行地布置在碼頭上時，存在與鄰近的加載系統(tǒng)碰撞 的危險使用了通過干涉而損壞的術語。此外，也有在轉動時破壞的危險。
為了避免船只加載系統(tǒng)的損壞或破壞，報警裝置已經(jīng)提供在一定類型的加載裝置 上。
總體而言，本發(fā)明旨在改進這些用于船舶的流體加載裝置的報警裝置。
用于船舶的兩類流體加載系統(tǒng)是已知的，這兩類流體加載系統(tǒng)通過它們的結構而 區(qū)分通過剛性管來進行輸送的系統(tǒng)和通過柔性管來進行輸送的系統(tǒng)。
在通過剛性管來進行輸送的系統(tǒng)的種類中，可區(qū)分加載臂系統(tǒng)和弓架系統(tǒng)。
加載臂是鉸接的管道裝置，該鉸接的管道裝置具有連接到流體儲箱上的基座，在 該鉸接的管道裝置上安裝有指定為內(nèi)管的第一管，經(jīng)具有90°彎頭的管子的一部分能夠實 現(xiàn)其端部繞豎直軸線以及另一端部繞水平軸線的轉動。在內(nèi)管的相對的端部處，指定為外 管的第二管可轉動地繞水平軸線安裝。聯(lián)接器安裝在外管的端部處。這三種轉動的每一種 均由傳動裝置(jack)或液壓馬達控制。
在加載臂的情況下，用來觸發(fā)警報的接近探測器的使用是已知的。這些接近探測 器放置在基座處，用于涉及內(nèi)管相對于基座的轉動的警報，以及布置在內(nèi)和外管上以在加 載臂的延伸期間觸發(fā)警報。在實際中，這樣的接近探測器的操作是簡單的在加載臂的部件 上安裝的凸輪，在本身附接到加載臂的另一個部件上的相應的接近探測器的前面通過，這 觸發(fā)一個或多個警報。根據(jù)傳感器的定位，例如當系統(tǒng)過于延伸或具有相對于基座的太高 的角度時，觸發(fā)警報。
這種類型的探測器僅給出通-斷型的信息，就是說，當操作人員使加載臂離開預定區(qū)域時警報被觸發(fā)，該預定區(qū)域指定為工作區(qū)域。換句話說，操作人員僅當其到工作區(qū)域 之外時才由警報通知，但當其在所述工作區(qū)域內(nèi)或接近工作區(qū)域的界限時沒有通知。
對于加載臂已知的另一種系統(tǒng)包括在加載臂的不同可動部件上設置的角度傳感 器。這使得可以通過使用擺式傳感器在任何時間都知道加載臂的每個部件相對于鄰近部件 或相對于豎直線的相對角度，以便確定聯(lián)接器相對于基座的位置并由此推出是否需要觸發(fā) 警報。
這些警報裝置能夠使警報按較大或較小警報度觸發(fā)，此外，在某些情況下能夠觸 發(fā)緊急程序。另外，當加載臂按比預定速度大的速度接近工作區(qū)域的界限時，這些裝置能夠 使警報或緊急程序預先觸發(fā)。
弓架系統(tǒng)(像加載臂那樣)具有連接到儲箱上的基座。起重機可旋轉地安裝在該 基座上。起重機具有攜帶用于流體的管子的起重桿。在起重桿的端部處安裝有弓架，該弓 架包括用于流體的鉸接的管，并且能夠使聯(lián)接器運動，該聯(lián)接器安裝在弓架的自由端部處。 弓架的傾斜由在起重桿的端部處的轉動而控制。弓架的運動由液壓馬達和由用于在基座上 轉動的傳動裝置控制。
在弓架系統(tǒng)的情況下，使用由用于相對于基座的轉動的接近傳感器和由用于沿起 重桿的長度和弓架的展開長度的金屬絲或增量傳感器觸發(fā)的系統(tǒng)是已知的。
總體而言，用于具有剛性管道的加載系統(tǒng)的報警裝置具有其它缺點。
加載系統(tǒng)必須強制性地具有一種結構，該結構具有預先已知的精確的運動學特 性，以便能夠在其上適宜地定位角度和位置傳感器和/或超調(diào)傳感器。
需要定位在從基座到聯(lián)接器的每個鉸接的部件之間的傳感器，以得到關于聯(lián)接器 相對于基座的定位的信息。因此，傳感器取決于加載系統(tǒng)的結構。傳感器的這種“一系列” 的積累誤差對于聯(lián)接器定位精度具有不利影響。
最后，柔性管道系統(tǒng)一般具有管線和機械系統(tǒng)，在該管線中輸送流體產(chǎn)品，該機械 系統(tǒng)能夠使管線被操縱。有幾種類型的操縱系統(tǒng)，但在所有情況下，它們都包括支撐用來連 接柔性管道的聯(lián)接器的操控起重機或結構。
至今，不存在能夠對于具有柔性管道的系統(tǒng)觸發(fā)警報的距離測量系統(tǒng)。 發(fā)明內(nèi)容
總體而言，本發(fā)明涉及提供一種對用來提供關于船只加載系統(tǒng)的聯(lián)接器(該聯(lián)接 器相對于其基座是可動的)的定位的信息的設備的改進，以改進定位信息的精度并簡化已 知裝置；并且此外涉及提供一種用來提供關于可動聯(lián)接器的定位的信息的設備，該設備能 夠適應沒有裝有該設備的任何類型的船只加載系統(tǒng)，無論其結構是具有剛性或是柔性管 道。
為此，提供一種用來提供關于船只加載系統(tǒng)的至少一個可動聯(lián)接器的定位的信息 的設備，該系統(tǒng)包括至少一條流體輸送管線，該流體輸送管線具有一固定到基座上的管線 端部以及一可動管線端部，該可動管線端部設有適于連接到目標導管上的聯(lián)接器，該聯(lián)接 器或與該聯(lián)接器緊鄰的部件包括用來提供關于聯(lián)接器的定位的信息的至少一個裝置，該裝置
適于直接地與設置在基座上或在與基座緊鄰的部件上的、用來提供關于基座的定位的信息的裝置合作，以便基于關于基座的定位的信息來提供關于聯(lián)接器直接地相對于基 座的相對定位的信息，
或者適于提供關于聯(lián)接器在空間中的絕對定位的信息，基座在空間中具有固定的 位置，該設備包括計算裝置，該計算裝置使得能夠基于關于聯(lián)接器的絕對定位的信息和關 于固定在空間中的基座的定位的數(shù)據(jù)來計算關于聯(lián)接器直接地相對于基座的相對定位的 fn息ο
有利地，本發(fā)明使用一種裝置，該裝置使得能夠提供關于聯(lián)接器直接地相對于基 座的定位的信息，或者通過捕獲關于聯(lián)接器的絕對定位的信息，然后計算聯(lián)接器直接地相 對于基座的相對距離。
在兩種情況下，有利地，測量都不再基于加載系統(tǒng)的部件的相對定位，而是基于聯(lián) 接器直接地相對于基座的定位。這使它能夠相對于可能設在基座與聯(lián)接器之間的機械結構 類型(例如，臂或弓架)是自由的，并因而使這種系統(tǒng)容易適應任何類型的船只加載系統(tǒng)， 對于通過剛性管道輸送的系統(tǒng)和對于通過柔性管道輸送的系統(tǒng)都同樣地好。借助于根據(jù)本 發(fā)明的設備，關于聯(lián)接器定位的信息的精度較高，因為沒有中間傳感器。這使得根據(jù)本發(fā)明 的設備比已知設備更簡單和更精確。
根據(jù)本發(fā)明的有利的特征，該設備包括計算裝置，該計算裝置適于
-實時地計算關于聯(lián)接器相對于基座的定位的信息，并且計算裝置具有限定用于 聯(lián)接器的至少一個規(guī)定的定位區(qū)域的數(shù)據(jù)，
-實時地檢查聯(lián)接器是否位于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，
-當聯(lián)接器離開相應的規(guī)定的區(qū)域時，發(fā)出特定警報。
因此，規(guī)定的區(qū)域或工作區(qū)域實際上由計算裝置限定。不必提供物理地設置在加 載系統(tǒng)上以限定這樣的區(qū)域的傳感器或開關。它們經(jīng)計算裝置可容易地參數(shù)化。
這使得能夠憑借更精確地觸發(fā)的警報來增加使用的安全性。此外，能夠提供多個 規(guī)定的區(qū)域，這些規(guī)定的區(qū)域例如將一個重疊在另一個內(nèi)，具有不同的工作危險度，并且根 據(jù)在涉及的區(qū)域中的工作承受較大還是較小危險而與不同的警報相對應。
緊鄰部件要理解成是指船只加載系統(tǒng)的、分別相對于聯(lián)接器或基座是固定的或是 可動的部件，但足夠地接近聯(lián)接器或基座無論加載系統(tǒng)的幾何構造如何，以給出關于聯(lián)接 器相對于基座的相對定位的精確信息，特別是當聯(lián)接器離開已經(jīng)參數(shù)化的規(guī)定區(qū)域時發(fā)出 特定警報。
根據(jù)本發(fā)明的有利特征，計算裝置適于實時地計算聯(lián)接器的運動速度，并且當聯(lián) 接器按比預定速度大的速度(即，太快)接近相應的規(guī)定的區(qū)域的界限時，預先觸發(fā)警報。
有利地，這使得能夠在聯(lián)接器向規(guī)定的區(qū)域的界限運動太快時，憑借預先觸發(fā)的 警報來增加使用的安全性。
根據(jù)可以組合的有利特征
-用來提供關于聯(lián)接器定位的信息的裝置包括系統(tǒng)的用于全球定位的、特別是 GPS類型的裝置，使得能夠給出關于聯(lián)接器在空間中的絕對定位的信息；
-用來提供關于基座定位的信息的裝置包括系統(tǒng)的用于全球定位的、特別是GPS 類型的裝置，使得能夠給出關于基座的絕對定位的信息，計算裝置適于基于關于聯(lián)接器的 和基座的絕對定位的信息來計算聯(lián)接器相對于基座的相對定位；
-用于全球定位的、特別是GPS類型的裝置是設計成彼此通信的裝置，以便將關于 聯(lián)接器相對于基座的相對位置的信息直接提供給計算裝置；
-用來提供關于聯(lián)接器的或基座的定位的信息的裝置之一包括光學裝置，該光學 裝置適于通過向基座或聯(lián)接器或者通過分別相對于基座或聯(lián)接器固定的目標發(fā)射發(fā)光光 束(如激光光束)而分別與基座或聯(lián)接器或者與分別相對于基座或相對于聯(lián)接器固定的目 標合作，并且適于探測反射的光束以及測量光束的傳播時間，以便由此推出關于聯(lián)接器直 接地相對于基座的相對定位的信息；
-用來提供關于聯(lián)接器的或基座的定位的信息的裝置之一是光學照相機，該光學 照相機適于分別將基座的或聯(lián)接器的或者將分別相對于基座或聯(lián)接器固定的目標的圖像 提供給計算裝置，計算裝置適于處理由照相機提供的圖像，以計算聯(lián)接器相對于基座的相 對定位。
-用來提供關于聯(lián)接器的或基座的定位的信息的所述至少一個裝置包括在聯(lián)接器 與基座之間使用卷軸張緊的至少一根繩索和在卷軸上的至少一個角度傳感器和/或至少 一個退繞繩索長度傳感器，所述傳感器選擇成向計算裝置提供信息，使得能夠計算聯(lián)接器 相對于基座的相對定位。
當加載系統(tǒng)包括幾條管線時，它們的基座平行地設置在同一碼頭上，并且相應的 聯(lián)接器連接到在同一船舶上平行設置的目標導管上。在這種情況下，在聯(lián)接器之間的距離 不再改變，因為它們連接到目標導管上，這些目標導管附接到同一船舶上。那么有用的是， 相對于彼此檢查在聯(lián)接器之間的可能距離變化，以確認由用來提供關于聯(lián)接器定位的信息 的各種裝置提供的信息的一致性和這些裝置的適當?shù)牟僮鳌?br> 有利地，為此，本發(fā)明提供一種包括計算裝置的設備，這些計算裝置當加載系統(tǒng)包 括幾條管線時(它們的基座設置在同一碼頭上并且相應的聯(lián)接器連接到設置在同一船舶 上的目標導管上)適于
在聯(lián)接器組連接到相應的目標導管上之后，基于關于聯(lián)接器定位的信息立即計算 在聯(lián)接器之間的距離，
將所述距離存儲為基準距離，
基于關于聯(lián)接器定位的信息實時地計算在聯(lián)接器之間的距離，
實時地將計算的距離與基準距離相比較，
當計算的距離相對于基準距離變化到超越預定閾值時，發(fā)出警報。
這樣一種比較使得能夠識別用來提供關于不良的聯(lián)接器的定位信息的裝置。
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明提供一種用于以上所描述的設備的計算裝置的方法，該 方法包括如下計算步驟
-實時地計算關于聯(lián)接器相對于基座的定位的信息，并且計算裝置具有限定用于 聯(lián)接器的至少一個規(guī)定的定位區(qū)域的數(shù)據(jù)，
-實時地檢查聯(lián)接器是否位于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，
-當聯(lián)接器離開相應的規(guī)定的區(qū)域時，發(fā)出特定警報。
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明提供一種用于以上所描述的設備的計算器，該計算器適 于
-實時地計算關于聯(lián)接器相對于基座的定位的信息，并且計算裝置具有限定用于聯(lián)接器的至少一個規(guī)定的定位區(qū)域的數(shù)據(jù)，
-實時地檢查聯(lián)接器是否位于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，
-當聯(lián)接器離開相應的規(guī)定的區(qū)域時，發(fā)出特定警報。


現(xiàn)在將關于下面參照附圖作為非限制例子給出的實施例的詳細描述，繼續(xù)本發(fā)明 的解釋。在附圖中
圖1是加載臂的立體簡略圖，該加載臂裝有根據(jù)本發(fā)明的裝置，
圖2根據(jù)圖1的臂的操作的示意圖，
圖3是代表根據(jù)圖1和2的控制裝置的操作的一般原理的功能圖，
圖4是加載臂的另一個實施例的立體簡略圖，該加載臂裝有根據(jù)本發(fā)明的裝置。
具體實施方式
圖1是加載臂2的非常簡略的表示，該加載臂2裝有根據(jù)本發(fā)明的控制設備1。加 載臂的表示在這里是非常簡化的，并且在這方面應該記得，根據(jù)本發(fā)明的用來提供關于定 位的信息的設備可適于任何類型的船只加載系統(tǒng)，特別是適于以上描述的加載系統(tǒng)。
圖1的加載臂具有連接到流體儲箱上的基座21，該流體儲箱位于表面22下面，基 座固定在該表面22上，并且該表面22可以例如是碼頭或船舶的甲板。在基座的頂點處可 轉動地鉸接有彎管23，在該彎管23上又鉸接有稱作內(nèi)管M的第一管，該內(nèi)管M在其相對 端部處與稱作外管25的第二管相鉸接。外管的端部攜帶適于連接到目標導管(未示出) 上的聯(lián)接器26。
在表示的實施例中，按本身已知的方式，聯(lián)接器相對于外管的端部具有三個轉動 自由度。在本實施例中，這三種轉動是自由的，從而操作人員可以在為了聯(lián)接器到目標管的 連接的接近的最后階段期間自由地調(diào)節(jié)聯(lián)接器的角度。
在未示出的可選擇實施例中，這些轉動的一種或多種由致動器控制，并且連接到 命令接口上，以使操作人員在聯(lián)接器的最后接近時能夠直接控制轉動。
按本身已知的方式，在本實施例中的聯(lián)接器包括鎖定爪31，這些鎖定爪31—旦它 們連接，就由非常簡略表示的致動器30關閉，以繞目標導管保持聯(lián)接器26。
總體而言，這種類型的加載臂本身是已知的，這里將不再更詳細地描述。況且將記 得，根據(jù)本發(fā)明的設備適于所有船只加載系統(tǒng)，并且根據(jù)本發(fā)明的控制設備對于任何其它 類型的加載系統(tǒng)(特別是以上描述的系統(tǒng)之一)的適用在本領域的技術人員的能力內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明的、如圖1簡略表示的設備中，致動器27、28、四提供在加載臂的三 個鉸接部的每一個處(由雙箭頭A、B、C表示)。更明確地說，第一致動器27提供在基座21 的頂點與彎管23之間，以使后者相對于基座水平地樞轉，第二致動器觀提供在彎管23的 端部與內(nèi)管M之間，以便使內(nèi)管豎直地樞轉，以及第三致動器四提供在內(nèi)管M與外管25 之間，以使后者豎直地樞轉。
三個致動器27、28、四是這里在圖1中非常簡略表示的液壓傳動裝置。在未示出 的變型中，液壓傳動裝置的一個或多個由液壓馬達代替。根據(jù)未示出的另一種變型，致動器 是電動機或氣動馬達。
基座21設有盒34，該盒34容納有用來提供關于基座定位的信息的裝置，該裝置在 本實施例中是系統(tǒng)的用于GPS型全球定位的裝置，該裝置能夠給出絕對位置，并且更具體 地說給出基座的空間坐標。
這同樣適用于聯(lián)接器沈，該聯(lián)接器26包括盒33，該盒33容納有系統(tǒng)的用于GPS 型全球定位的裝置，該裝置能夠給出絕對位置，并且更具體地說給出聯(lián)接器連接端部的空 間坐標。可選擇地，盒33設置在與聯(lián)接器緊鄰的部件上，如在鉸接到臂端部上的管子之一 上。在實際中，計算裝置適于基于用來提供關于設置在緊鄰部件上的定位的信息的裝置來 推斷關于聯(lián)接器本身定位的信息。
控制設備的計算裝置與在電氣控制柜40中設置的計算器41相聯(lián)接。
提供液壓動力單元42，以向這些致動器供給它們的操作所必需的液壓能。它由計 算器41控制。
此外，盒33和34分別設有激光光束32的反射目標和發(fā)射器/接收器，該反射目 標和發(fā)射器/接收器適于提供關于分隔基座和聯(lián)接器的距離的信息。在實際中，測量激光 束的傳播時間，以推出該距離。
另外，盒33和34每個均分別設有無線電發(fā)射裝置33A和34A，以發(fā)射包括定位信 息的信號。計算器連接到適于接收來自發(fā)射器33A和34A的所述信號的接收裝置40A上。 該控制設備還包括用于操作人員的命令接口 60，以根據(jù)在圖1中可看到的x、y、z軸線來控 制聯(lián)接器的運動。
如可在圖2中更具體地看到的那樣，在根據(jù)圖1的設備的操作的示意框圖中，計算 器41連接到接收裝置40A上，該接收裝置40A是無線電接收器，適于與分別連接到聯(lián)接器 的和基座的盒33和34上的無線電發(fā)射裝置33A和34A相通信。因此，盒使用系統(tǒng)的用于 GPS型全球定位的裝置以及使用激光束32和相應的發(fā)射器與接收器來向計算器提供關于 聯(lián)接器的和基座的定位的信息。
在可選擇實施例中，系統(tǒng)的用于GPS型全球定位的裝置是設計成彼此相通信的裝 置，以便然后計算關于聯(lián)接器相對于基座的相對位置的信息，然后將該信息直接提供給計ο
在可選擇實施例中，當基座固定到碼頭上時，只有系統(tǒng)的用于GPS型全球定位的 單個裝置。它定位在聯(lián)接器處以給出其絕對定位坐標，并且提供計算裝置，以由固定在空間 中的基座的定位坐標和由聯(lián)接器的絕對定位坐標來計算聯(lián)接器直接地相對于基座的相對 定位坐標。的確，因為基座固定在空間中，所以其坐標是已知的，并因而不必在基座處提供 GPS裝置。
液壓動力單元42向致動器供給對于它們的操作所需的液壓能。該液壓動力單元 42由計算器經(jīng)電力繼電器控制，以控制液壓動力單元的啟動和停止。液壓單元包括適于泵 送液壓流體的泵(未示出)，以供給到致動器。
如可在圖2中更具體地看到的那樣，命令接口 60連接到計算器41上，以使操作人 員能夠經(jīng)由桿63根據(jù)χ和y軸線和經(jīng)由桿64根據(jù)ζ軸線來控制聯(lián)接器的運動，這些軸線 簡略地表示在圖1中。計算器將相應的指令發(fā)送到致動器27、28、四，這些致動器27、28、四 控制加載臂2的運動。在表示的實施例中，致動器是比例致動器，并且桿63和64是比例控 制桿。計算器適于計算用于每一個致動器的指令，從而經(jīng)由上述桿之一根據(jù)上述軸線之一的比例命令導致聯(lián)接器沿相應的軸線的比例運動。
命令接口還包括可見的報警指示器61和報警喇叭62。當聯(lián)接器離開在計算器41 中參數(shù)化的規(guī)定區(qū)域時，觸發(fā)可見的指示器61和喇叭62。
如可在圖3中更具體地看到的那樣，對于聯(lián)接器規(guī)定的區(qū)域的坐標在計算器41中 被參數(shù)化。根據(jù)由盒33和34提供的坐標，計算器計算聯(lián)接器相對于基座的相對空間坐標， 然后將這些坐標與對于聯(lián)接器規(guī)定的區(qū)域的坐標相比較。當聯(lián)接器位于規(guī)定的區(qū)域中時， 計算器循環(huán)，以根據(jù)由盒33和34提供給它的坐標實時地計算聯(lián)接器相對于基座的相對空 間坐標，這些盒33和34能夠同時確定聯(lián)接器的運動。
當計算器確定聯(lián)接器不在規(guī)定的區(qū)域中時，它觸發(fā)可見的報警指示器和報警喇 叭。
換句話說，計算器根據(jù)聯(lián)接器的運動和由用來提供關于聯(lián)接器定位的信息的裝置 提供的信息來實時地計算關于聯(lián)接器相對于基座的定位的信息，并且計算器用限定對于聯(lián) 接器規(guī)定的至少一個定位區(qū)域的數(shù)據(jù)進行參數(shù)化，并且適于實時地確認聯(lián)接器是否位于規(guī) 定的區(qū)域中，并且在適當?shù)牡胤接|發(fā)警報。有利地，提供這樣的規(guī)定區(qū)域或工作區(qū)域的事 實，使得能夠當聯(lián)接器在延伸或轉動期間運動得離基座太遠時避免對于系統(tǒng)損壞的危險 (特別是通過破壞或干涉造成的)。
激光束32的使用使得能夠得到關于在基座與聯(lián)接器之間的距離的非常精確信 息。這種信息由計算器與聯(lián)接器的GPS坐標相關地考慮，以便按較高精度計算聯(lián)接器相對 于基座的相對坐標。
在這方面要記得，根據(jù)本發(fā)明的借助設備于用來提供關于定位的信息的單一類型 的裝置操作，例如借助于GPS。在這里呈現(xiàn)的變型中，用來提供關于定位的信息的兩種類型 的裝置的使用(通過組合GPS和激光)能夠使兩種不同技術的特性被利用，以便得到更精 確和更可靠的定位信息。
當通過激光束的使用提供的距離信息相對于基于GPS坐標計算的距離信息偏離 到超越在計算器中預定的和參數(shù)化的一定閾值時，計算器通過發(fā)出相應的警報，例如發(fā)光 的或聲音警報，將其通知操作人員。這種設置改進了設備的可靠性。
優(yōu)選地，激光是跟隨器類型的，就是說，它能夠跟隨其目標，例如跟隨聯(lián)接器，并且 根據(jù)三個軸線X、y及Z將在其本身與其目標之間的距離直接提供給計算器。
以上描述的激光束和相應的操作為了清楚起見已經(jīng)在圖3中省去。
根據(jù)未示出的實施例，彼此重疊的兩個規(guī)定的區(qū)域在計算器中被參數(shù)化。第一區(qū) 域對于聯(lián)接器沒有呈現(xiàn)任何具體危險，而第二規(guī)定區(qū)域呈現(xiàn)比較低危險度。一旦已經(jīng)離開 這個第二區(qū)域，危險度就變得較高。當聯(lián)接器進入第二區(qū)域時，間斷地觸發(fā)指示器和喇叭， 以警告用戶他正在離開無危險區(qū)域到中等危險區(qū)域。當聯(lián)接器離開這個第二區(qū)域時，連續(xù) 地觸發(fā)指示器和喇叭，以向操作人員指示危險度很高。
有利地，根據(jù)未示出的實施例，計算器構造成禁止用于致動器的運動的、其后果是 使聯(lián)接器離開規(guī)定的區(qū)域的控制指令。因而，即使操作人員給出這樣一種控制指令，聯(lián)接器 也不會離開規(guī)定的區(qū)域。
有利地，根據(jù)未示出的實施例，計算器是可編程的，從而限定根據(jù)流體產(chǎn)品的每次 加載或卸載操作可以由操作人員進行參數(shù)化的工作區(qū)域和/或禁止區(qū)域。這使得例如能夠使自動連接過程適應可能具有不同可能的碰撞區(qū)域的不同船舶。
根據(jù)未示出的實施例，計算器適于實時地計算聯(lián)接器的運動速度，并且適于當聯(lián) 接器接近相應的規(guī)定區(qū)域太快時預先觸發(fā)警報。與相應的規(guī)定的區(qū)域的界限相關的速度和 距離在計算器中被參數(shù)化。
在未示出的實施例中，幾個船只加載系統(tǒng)連接到同一計算器40上，并且選擇器提 供在命令接口處，以便選擇性地控制連接到計算器上的加載系統(tǒng)的一個或另一個的連接。 與鄰近加載系統(tǒng)對應的工作區(qū)域被編程，從而避免在不同加載系統(tǒng)之間的碰撞。
圖4是加載臂的另一個實施例的簡略立體圖，該加載臂裝有根據(jù)本發(fā)明的、用來 提供關于聯(lián)接器定位的信息的設備，在該設備中，用來提供關于聯(lián)接器定位的信息的裝置 是在基座與聯(lián)接器之間的張緊繩索。
在其端部之一處，繩索75包括用來緊固到聯(lián)接器上的裝置。繩索的另一個端部附 接到卷軸72的鼓上，該卷軸72本身安裝到基座上。卷軸包括增量傳感器73，使得能夠確定 退繞的繩索的長度，這種信息發(fā)送到計算器，該計算器由這種信息推出在聯(lián)接器與基座之 間的距離。
此外，為繩索75設置繩索的角度傳感器74，以便確定繩索相對于至少兩個基準角 度的傾斜角。角度傳感器設有發(fā)射裝置74A，以與連接到計算器41上的接收裝置40A通信。 增量傳感器73由導線連接連到計算器41上。
按這種方式，能夠基于兩個基準角度和退繞的繩索的距離來確定聯(lián)接器相對于目 標導管的相對定位。角度傳感器例如是使用傾斜儀或激光來確定繩索相對于所述至少兩個 基準角度的傾斜角的傳感器。
可選擇地，角度傳感器設置在卷軸72的出口處。
作為變型，該設備設有多個卷軸，這些卷軸的繩索附接在分離的位置處，從而單獨 基于關于由卷軸傳感器提供的退繞距離的信息，計算器計算用于聯(lián)接器相對于目標導管的 相對定位的角度和距離。
根據(jù)未示出的變型，卷軸設有繩索折斷探測器。然后相應的警告經(jīng)命令接口發(fā)送 給操作人員，例如通過指示繩索折斷的指示燈。
除以上描述的差別之外，這個實施例在結構和功能上與圖1至3的實施例相同，并 因此這里不再更詳細地描述它。
總體而言，在未示出的、適用于以上描述的全部實施例的變型中，幾個臂由同一計 算器控制。在命令接口上提供的選擇器使連接到同一計算器上的多個加載臂通過使用相同 原理和用同一命令接口被控制。在計算器中用于各臂的每一個的規(guī)定的區(qū)域與鄰近臂的運 動相對應，并且實時地依據(jù)鄰近臂的運動或者被參數(shù)化或者重新限定。
在未示出的另一種一般變型中，命令接口是遠程控制單元，該遠程控制單元設有 與連接到在電氣控制柜中的計算器上的接收器無線通信的發(fā)射器。發(fā)射器和接收器通過無 線電波通信。作為變型，發(fā)射器和接收器通過光波通信，例如通過紅外波。
根據(jù)未示出的本發(fā)明的另一個實施例，加載臂裝有根據(jù)本發(fā)明的、用來提供關于 聯(lián)接器定位的信息的設備，在該設備中，用來提供關于聯(lián)接器定位的信息的裝置是安裝在 基座上的照相機。
目標設置在聯(lián)接器上。照相機設計成聚焦在目標上，并且向計算器提供目標的圖11像?；谠搱D像，計算器適于計算聯(lián)接器相對于基座的相對定位。
為此，計算器設有用來處理圖像和用于形狀識別的算法，以便確定距離和角度，從 而由此推出聯(lián)接器相對于基座的相對定位。為了計算距離，算法使用在聯(lián)接器與基座之間 的距離越大、目標圖像越小的原理，并且為了計算角度，算法使用如下原理對于圓形目標， 當聯(lián)接器沿目標導管的軸線時，目標的圖像是圓形的，而當聯(lián)接器相對于目標導管軸向偏 離時，目標的圖像是橢圓形。
在另一種變型中，幾個照相機設置成聚焦在同一目標上，并且將幾個圖像提供給 計算器，后者適于處理全部這些圖像，以計算聯(lián)接器相對于基座的相對定位。
在另一個實施例中，照相機安裝在機動支撐件上，該機動支撐件本身由計算裝置 控制成樞轉，以便連續(xù)地朝目標定向，并且使照相機相對于基座的角度方位在任何時間都 是已知的，計算裝置適于處理這種角度方位信息和由照相機發(fā)送的圖像，以確定聯(lián)接器相 對于基座的相對定位。
優(yōu)選地，為了性能的原因，目標是反射性的觀察裝置。
當加載系統(tǒng)包括幾條管線時，它們的基座平行地布置在同一碼頭上，并且相應的 聯(lián)接器連接到在同一船舶上平行設置的目標導管上。在這種情況下，在聯(lián)接器之間的距離 不再改變，因為它們連接到目標導管上，這些目標導管附接到同一船舶上。然后有用的是， 相對于彼此檢查在聯(lián)接器之間的距離的可能變化，以便確認由各種裝置提供的信息的一致 性和這些裝置的適當?shù)牟僮?，這些裝置用來提供關于聯(lián)接器定位的信息。為此，本發(fā)明提供 一種稱為相關設備的設備
當加載系統(tǒng)包括幾條管線時，它們的基座平行地設置在同一碼頭上，并且相應的 聯(lián)接器連接到設置在同一船舶上的目標導管上，在連接之后計算器立即計算這些聯(lián)接器之 間的距離，并且保存結果。接下來，計算器繼續(xù)實時地計算這些聯(lián)接器之間的距離，并且實 時地將它們與保存的值相比較。
當計算的值相對于保存的值變化大于在計算器中被參數(shù)化的預定閾值時，計算器 向操作人員發(fā)出警報，以便指示用來提供關于聯(lián)接器的定位的信息的裝置有毛病。它可以 例如是指示燈。
當加載系統(tǒng)包括三條或更多條管線時，計算器發(fā)出指示哪個聯(lián)接器看起來可能在 用來提供關于聯(lián)接器定位的信息的裝置中具有毛病的警報。它可以例如是指示燈，該指示 燈具有用來表示相應的臂的標記。
這樣一種相關設備使得能夠迅速辨別用來提供關于不良的聯(lián)接器定位的信息的直ο
多種其它變型根據(jù)環(huán)境是可能的，并且在這方面要注意，本發(fā)明不限于表示和描 述的例子。
權利要求
1.一種用來提供關于船只加載系統(tǒng)O)的至少一個可動聯(lián)接器06)的定位的信息 的設備(1)，該系統(tǒng)包括至少一條流體輸送管線，該流體輸送管線具有一固定到基座 上的管線端部和一可動管線端部，該可動管線端部設有用于連接到目標導管上的聯(lián)接器 (26)，該聯(lián)接器或與該聯(lián)接器緊鄰的部件包括至少一個用來提供關于聯(lián)接器的定位的信息 的裝置(33)，該裝置(33)用于直接地與設置在基座上或在與基座緊鄰的部件上的、用來提供關于基座的定位的 信息的裝置(34)合作，以便基于關于基座的定位的信息來提供關于聯(lián)接器直接地相對于 基座的相對定位的信息，或者用于提供關于聯(lián)接器06)在空間中的絕對定位的信息，基座在空間中具有固定 的位置，該設備包括計算裝置，該計算裝置使得能夠基于關于聯(lián)接器的絕對定位的信息和 關于固定在空間中的基座的定位的數(shù)據(jù)，來計算關于聯(lián)接器直接地相對于基座的相對定位 的信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，它包括計算裝置(41)，該計算裝置 用于-實時地計算關于聯(lián)接器相對于基座的定位的信息，并且計算裝置具有限定用于聯(lián)接 器的至少一個規(guī)定的定位區(qū)域的數(shù)據(jù)，-實時地檢查聯(lián)接器是否位于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，-當聯(lián)接器離開相應的規(guī)定的區(qū)域時，發(fā)出特定警報。
3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于，計算裝置用于實時地計算聯(lián)接器的 運動速度，并且當聯(lián)接器06)按比預定速度大的速度接近相應的規(guī)定的區(qū)域的界限時，預 先觸發(fā)警報。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的設備，其特征在于，用來提供關于聯(lián)接器定位的信息的裝 置(3 包括系統(tǒng)的用于全球定位的、特別是GPS類型全球定位的裝置，使得能夠給出關于 聯(lián)接器在空間中的絕對定位的信息。
5.根據(jù)前述權利要求所述的設備，其特征在于，用來提供關于基座定位的信息的裝置 (34)包括系統(tǒng)的用于全球定位的、特別是GPS類型全球定位的裝置，使得能夠給出關于基 座的絕對定位的信息，計算裝置用于根據(jù)關于聯(lián)接器的和基座的絕對定位的信息來計算聯(lián) 接器相對于基座的相對定位。
6.根據(jù)前述權利要求所述的設備，其特征在于，用于全球定位的、特別是GPS類型全球 定位的裝置(33、34)是設計成彼此通信的裝置，以便將關于聯(lián)接器相對于基座的相對位置 的信息直接提供給計算裝置。
7.根據(jù)權利要求2至6任一項所述的設備，其特征在于，用來提供關于聯(lián)接器的或基 座的定位的信息的裝置之一包括光學裝置，該光學裝置用于通過向基座或聯(lián)接器或者向分 別相對于基座或聯(lián)接器固定的目標發(fā)射光束(32)，如激光束，來分別與基座或聯(lián)接器或者 與分別相對于基座或相對于聯(lián)接器固定的目標合作，并且該光學裝置用于探測反射光束以 及用來測量光束的傳播時間，以便由此推出關于聯(lián)接器直接地相對于基座的相對定位的信 肩、ο
8.根據(jù)權利要求2至7任一項所述的設備，其特征在于，用來提供關于聯(lián)接器的或基座 的定位的信息的裝置之一是光學照相機，該光學照相機用于分別將基座的或聯(lián)接器的或者將分別相對于基座或聯(lián)接器固定的目標的圖像提供給計算裝置，計算裝置用于處理由照相 機提供的圖像，以便計算聯(lián)接器相對于基座的相對定位。
9.根據(jù)權利要求2至8任一項所述的設備，其特征在于，用來提供關于聯(lián)接器的或基座 的定位的信息的所述至少一個裝置包括在聯(lián)接器與基座之間使用卷軸m張緊的至少一 根繩索(7 和在卷軸上的至少一個角度傳感器(74)和/或至少一個退繞的繩索長度的傳 感器(73)，所述傳感器選擇成向計算裝置提供信息，使得能夠計算聯(lián)接器相對于基座的相 對定位。
10.根據(jù)權利要求2至9任一項所述的設備，其特征在于，它包括計算裝置(41)，該計 算裝置Gl)用于當加載系統(tǒng)包括幾條管線時，它們的基座設置在同一碼頭上，并且相應的聯(lián)接器連接 到在設在同一船舶上的目標導管上，在聯(lián)接器組連接到相應的目標導管上之后，基于關于聯(lián)接器定位的信息立即計算各聯(lián) 接器之間的距離，將所述距離存儲為基準距離，基于關于聯(lián)接器定位的信息，實時地計算各聯(lián)接器之間的距離， 實時地將計算距離與基準距離相比較，當計算的距離相對于基準距離變化到超越預定閾值時，發(fā)出警報。
11.一種用于根據(jù)權利要求2至10任一項所述的設備的計算裝置的方法，包括如 下計算步驟-實時地計算關于聯(lián)接器相對于基座的定位的信息，并且計算裝置具有限定用于聯(lián)接 器的至少一個規(guī)定的定位區(qū)域的數(shù)據(jù)，-實時地檢查聯(lián)接器是否位于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)， -當聯(lián)接器離開相應的規(guī)定的區(qū)域時，發(fā)出特定警報。
12.一種用于根據(jù)權利要求2至10任一項所述的設備的計算器(41)，其用于-實時地計算關于聯(lián)接器相對于基座的定位的信息，并且計算裝置具有限定用于聯(lián)接 器的至少一個規(guī)定的定位區(qū)域的數(shù)據(jù)，-實時地檢查聯(lián)接器是否位于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)， -當聯(lián)接器離開相應的規(guī)定的區(qū)域時，發(fā)出特定警報。
全文摘要
一種用來提供關于船只加載系統(tǒng)(2)的至少一個可動聯(lián)接器(26)的定位的信息的設備(1)，該系統(tǒng)包括至少一條流體輸送管線，該流體輸送管線具有一固定到基座(21)上的管線端部和一可動管線端部，該可動管線端部設有用于連接到目標導管上的聯(lián)接器(26)，該聯(lián)接器或與該聯(lián)接器緊鄰的部件包括用來提供關于聯(lián)接器的定位的信息的至少一個裝置(33)，該裝置(33)用于直接地與設置在基座上或在與基座緊鄰的部件上的、用來提供關于基座的定位的信息的裝置(34)合作，以便基于關于基座的定位的信息來提供關于聯(lián)接器直接地相對于基座的相對定位的信息；或者用于提供關于聯(lián)接器(26)在空間中的絕對定位的信息，基座在空間中具有固定的位置，該設備包括計算裝置，該計算裝置使得能夠基于關于聯(lián)接器的絕對定位的信息和關于固定在空間中的基座的定位的數(shù)據(jù)，來計算關于聯(lián)接器直接地相對于基座的相對定位的信息。
文檔編號B67D9/02GK102036906SQ200880129336
公開日2011年4月27日 申請日期2008年6月23日 優(yōu)先權日2008年5月22日
發(fā)明者N·西拉爾德, R·勒德維哈 申請人:Fmc技術股份有限公司