[0001] 本发明涉及一种电磁式船用靠球及其使用方法 ， 其属于船舶甲板舾装设备领域。 背景技术

[0002] 水上船船靠泊是指两条船在锚泊或者自由漂浮 状态下， 两船舷侧靠在一起并固定的 一种船舶行为。 水上船船靠泊时常规的系泊方式为通过系揽进 行固定， 这种方式受到诸多因 素限制， 在某些情况下安全性较差。 首先， 系揽连接方式要求两条船甲板距水线面的高度 相 差不能过大， 否则因导揽孔处缆绳的角度过大容易损坏缆绳 和导揽孔。 系泊点高差太大系泊 效果也不好， 系揽后船舶仍然可以有横向运动， 而且在周期性动载荷作用下两船可能不断发 生碰撞， 对船体结构和船体涂层造成损坏。 其次， 系揽设备受两船导揽孔纵向位置的限制， 如果两条船上系揽的一对导揽孔纵向位置相差 过大， 缆绳的拉力主要作用在导揽孔上， 不能 起到有效的定位作用。 此外， 系揽时两船固定点在甲板处， 从横向看两船相对于固定点是一 个铰接结构。 当横向风浪较大时， 两船的横摇运动容易导致上层建筑和桅杆等设 备相撞， 造 船危险， 所以常规的海上系泊方式在横向风浪较大时不 适用。

[0003] 水上船船靠泊是某些船舶必须考虑的一种工况 。 如 LNG 加注船与待补给船在海上加 注时， 两船横向靠泊固定是最佳的补给条件。 医疗船在水上从伤员所在船接收伤员时， 需要 两船横向安全有效系泊。 补给船给军舰补给时， 目前主要的方法是两船横向保持一定距离并 以相同速度匀速前进， 通过绳索将物资从补给船转移至被补给军舰。 如果能够使待补给舰与 补给船横向安全、 快速系泊， 则可以有效提高补给效率和补给作用的安全性 。 发明内容 针对上述问题本发明提出电磁式船用靠球装置 ， 这种装置可提供一种新的船船靠泊方式。 船 船靠泊时关键是解决两个问题， 一是防止两船分离， 二是防止两船刚性碰撞。 电磁靠球兼具 普通缆绳限制船船分离的作用和普通船用靠球 防止两船刚性碰撞的作用， 是实现水上船船安 全、 快速靠泊的有效途径。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种电磁式船用靠球， 它包括一个橡 胶靠球， 它还包括两个电磁铁组， 每个电磁铁组采用一个或多个线圈绕向相同的 电磁铁， 所 述电磁铁组设置在橡胶靠球的两侧， 采用抗拉钢丝绳把橡胶靠球左右两侧的电磁铁 组固定连 接成一体； 所述电磁铁从里向外依次采用电磁铁铁芯、 电磁铁线圈、 电磁体钢制外壳和电磁 铁外壳外侧橡胶涂层的组合结构， 在两个电磁铁组中包含的所有电磁铁的电磁铁 线圈并联连 接后， 通过电缆与防水式电源插座进行电连接。 [0005] 所述橡胶靠球设有一个靠球充气阀并采用橡胶 复合材料制作。

[0006] 所述电磁铁组通电后， 每个电磁铁的磁极方向相同， 电磁式船用靠球成为一个提供 足够的磁力吸住两船的舷侧钢板的大电磁铁， 靠球左右两侧分别为磁铁的 N、 S极。

[0007] 所述电磁式船用靠球的整体重力大于其在水中 的浮力， 工作时， 船舶通过收、 放连 接在吊环上的钢丝绳调整电磁式船用靠球在船 舶型深方向的位置， 把两船在垂直方向的适当 位置系靠在一起。

[0008] 采用上述的技术方案， 电磁铁钢制外壳不仅起到保护线圈和铁芯的作 用， 同时也是 将载荷由船体外板传递给靠球的传力构件。 电磁式船用靠球两侧的电磁铁钢制外壳上方设 置 吊环， 用于在船舶甲板上放置和收起电磁式船用靠球 。 电磁铁钢制外壳下端在橡胶靠球底部 平面以下， 甲板搁置状态下， 电磁铁钢制外壳具有兼做支座功能。 电磁铁钢制外壳外侧表面 涂有薄层橡胶， 防止其与船体表面接触过程中损坏船体涂层。 同时， 橡胶材料可以增大磁铁 和船体外板之间的摩擦系数， 防止靠球沿船体表面滑动。 电磁式船用靠球的一对电磁铁之 间， 上端和下端设置防拉钢索。 防拉钢索在靠球不受外力和受压时为松弛状态 ， 当因两船横 向远离运动引起的靠球均匀受拉， 或者因两船不一致横摇、 纵摇、 首摇引起的单向非均匀受 拉时， 受拉位置的钢索张紧成为主要受力构件， 起到防止因拉力损坏靠球的作用。

[0009] 本发明的有益效果是： 这种电磁式船用靠球在橡胶靠球的两侧设有电 磁铁组， 每个 电磁铁组采用一个或多个线圈绕向相同的电磁 铁， 电磁铁从里向外依次采用电磁铁铁芯、 电 磁铁线圈、 电磁体钢制外壳和电磁铁外壳外侧橡胶涂层的 组合结构， 所有电磁铁的电磁铁线 圈并联连接后， 通过电缆与防水式电源插座进行电连接。 电磁式船用靠球是针对传统的船船 水上系泊方法中对船型、 海况要求较高， 安全性差且操作复杂等问题提出的一种船舶水 上靠 泊装置。 这种装置兼具系揽装置和普通靠球的功能， 即可以将两船固定在一起， 又能防止两 船直接相碰损坏船体结构。 该装置可以单独使用， 也可以多个联合使用。 理想的使用方式 为， 在舷侧放置两排、 两列四个电磁靠球， 且行、 列间距尽量大， 此时联合装置能够有效抵 御两船之间的横向、 纵向和垂向相对运动， 以及横摇、 纵摇和首摇相对转动。 该装置能够降 低船船海上靠泊对船型和环境的限制条件， 有效提高靠泊作业中船舶的安全性。

附图说明

[0010] 下面结合附图和实施方法对本发明作进一步说 明。

[0011] 图 1是一种电磁式船用靠球总体结构图。

[0012] 图 2是一种电磁式船用靠球正视图。

[0013] 图 3是一种电磁式船用靠球俯视图。 [0014] 图 4是一种电磁式船用靠球侧视图。

[0015] 图 5是图 2中的 A放大图。

[0016] 图 6是图 3中的 B放大图。

[0017] 图 7是图 4中的 C放大图。

[0018] 图 8是电磁式船用靠球工作时磁场分布图。

[0019] 图中： 1、 橡胶靠球， la、 橡胶复合材料， lb、 靠球充气阀， 2、 电磁铁， 2a、 电磁铁 线圈， 2b、 电磁铁铁芯， 2e、 电磁体钢制外壳， 2d、 电磁铁外壳外侧橡胶涂层， 3、 抗拉钢 索， 4、 吊环， 5、 电缆， 6、 防水式电源插座。

具体实施方式

[0020] 图 1-7示出了一种电磁式船用靠球总体结构图。 图中， 电磁式船用靠球包括一个橡胶 靠球 1和两个电磁铁组， 每个电磁铁组采用 4个线圈绕向相同的电磁铁 2， 电磁铁组设置在 橡胶靠球 1的两侧， 采用抗拉钢丝绳 3把橡胶靠球 1左右两侧的电磁铁组固定连接成一体。 电磁铁 2从里向外依次采用电磁铁铁芯 2b、 电磁铁线圈 2a、 电磁体钢制外壳 2c和电磁铁外 壳外侧橡胶涂层 2d的组合结构， 在两个电磁铁组中包含的所有电磁铁 2的电磁铁线圈 2a并 联连接后， 通过电缆 5 与防水式电源插座 6进行电连接。 橡胶靠球设有一个靠球充气阀 lb 并采用橡胶复合材料 la制作。 电磁铁组通电后， 每个电磁铁 2 的磁极方向相同， 电磁式船 用靠球成为一个提供足够的磁力吸住两船的舷 侧钢板的大电磁铁， 靠球左右两侧分别为磁铁 的 N、 S极。 电磁式船用靠球的整体重力大于其在水中的浮 力， 工作时， 船舶通过收、 放连 接在吊环 4上的钢丝绳调整电磁式船用靠球在船舶型深� �向的位置， 把两船在垂直方向的适 当位置系靠在一起。

[0021] 如图 1、 2、 3、 4所示， 电磁式船用靠球的橡胶球体 1 两侧为平面， 两侧设置两组电 磁铁 2。 电磁铁 2与靠球接触面为粗糙面， 通过热熔方式或者粘合剂将橡胶靠球 1与电磁铁 2 固定在一起， 电磁铁 2受到的船体外板的压力直接由其内表面传递� �橡胶靠球 1。 电磁铁 2外壳上端和下端， 左右两边电磁铁 2内侧通过钢丝绳 3连接。 电磁铁 2受到船体外板的拉 力由钢丝绳 3从一侧电磁铁 2直接传递至另一侧， 即橡胶靠球 1不承受拉力作用。 如图 3所 示， 所有电磁铁 2的电磁铁线圈 2a采用并联电连接， 电缆 5布置在橡胶靠球 1上表面， 正 负极总线汇总后连接到防水式电源插座 6。

[0022] 如图 5、 6、 7所示， 电磁铁 2由方形的电磁铁铁芯 2b、 电磁铁线圈 2a、 电磁体钢制 外壳 2c和电磁铁外壳外侧橡胶涂层 2d构成。 电磁铁线圈 2a的轴线平行于水平面并垂直于 橡胶靠球 1轴线， 所有电磁铁 2充电后磁极方向相同。 [0023] 上述的电磁式船用靠球在使用时， 将直流电插头插入防水式电源插座 6， 通过吊架将 电磁船用靠球吊起， 移至舷外， 向下放入水中， 放至预定位置时， 打开电磁体电源开关， 磁 场叠加后电磁靠球形成一块大的电磁铁， 磁场分布如图 8所示。 电磁体产生吸力使靠球吸在 其所在船的船体舷侧。 通过两船的推进器、 侧推系统或者带揽等方式使两船逐渐靠近， 在位 置足够近时增大电磁铁 2电流， 通过吸力将两船拉近， 最终电磁铁另一面吸附在被靠船的舷 侧， 完成船船靠泊。 靠泊作业完成时， 断开电磁铁 2 电源， 电磁铁 2 失去磁力脱离船体外 板， 收起电磁靠球解除系泊。