CN115075195A - 码头用电控永磁系泊系统 - Google Patents

Abstract

一种码头用电控永磁系泊系统，能利用霍尔元件+弹性导磁块式电永磁吸盘、螺旋弹簧+缓冲器+电动缸式组合悬架、支承框架+组合浮筒+滚轮轮轨+电永磁制动器式悬架基座、摄像头+超声波+支承力+位移传感器、主控+中控+掌控式多系统控制等组件，根据码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度、船舶靠/离泊请求、双目机器视觉、超声波测距、悬架座位移、舷侧板磁饱和、悬架支承力等信息，通过电动缸运动/馈能控制、基座随动/制动控制、吸盘充/退磁及舷侧板消磁控制等算法，实现海港或内河码头无缆自动系泊、船舶减摇并回馈电能。

Description

码头用电控永磁系泊系统

技术领域

本发明涉及一种利用电永磁吸盘实现码头自动系泊的方法及装置，能利用霍尔元件+弹性导磁块式电永磁吸盘、螺旋弹簧+缓冲器+电动缸式组合悬架、支承框架+组合浮筒+滚轮轮轨+制动器式悬架基座、摄像头+超声波+支承力+位移传感器、主控+中控+掌控式多系统控制等组件，根据码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度、船舶靠/离泊请求、双目机器视觉、超声波测距、悬架座位移、舷侧板磁饱和、悬架支承力等信息，通过电动缸运动/馈能控制、基座随动/制动控制、吸盘充/退磁及舷侧板消磁控制等算法，实现海港或内河码头无缆自动系泊、船舶减摇并回馈电能。

背景技术

随着全球贸易、水路运输和港口物流的不断发展，船舶系泊安全及效率、岸桥装卸作业效率、码头泊位利用率是保障港口运营安全、制约进疏港周期、提高物流服务质量、降低相关产业链成本的关键环节。然而一直以来，传统缆绳系泊方式因系/解泊安全隐患大、作业效率低、泊位占用长、且须随码头潮位和船舶装载变化及时松/紧缆等缺点，经常发生因未及时紧缆而降低装卸效率（装卸作业效率与系泊船舶六自由度运动量成负相关）、或因未及时松缆而造成断缆事故（系泊缆绳超负荷工作会增加意外或疲劳破断风险），时刻威胁着码头及船方的生命、财产和运营安全。因此，提高系泊安全、作业效率和泊位利用率，始终是港口物流和水运行业的重要任务和技术需求。

目前国内相关技术应用尚属空白，国外以瑞士Cavotec公司MoorMaster®、瑞典Trelleborg公司AutoMoor®为代表的真空系泊系统和以荷兰Mampaey公司iDL®为代表的电永磁系泊系统已得到逐步应用，但仍存在诸多不足影响这些无缆系泊系统的进一步推广和普及：

1）现有真空系泊系统采用真空吸盘吸附，真空吸盘虽具有自重相对较轻、无磁饱和漏磁影响、吸力受被吸面平整度影响小等优点，但存在吸放响应慢（吸盘吸放移位时易导致脱泊）、吸力受被吸面粗糙度影响大、橡胶密封件易老化失效、无法实现边吸附边移动，且支持系统复杂、占用空间大、安全可靠性差、维持功耗高、运维成本高等缺点。现有电永磁系泊系统采用电永磁吸盘吸附，电永磁吸盘能利用导磁体将高/低两种矫顽力的永磁体（如钕铁硼/铝镍钴）组成可变磁路结构，并利用励磁线圈产生脉冲磁场对低矫顽力永磁体进行正/反向充磁，以切换低矫顽力永磁体的磁极方向，使磁路在外/内两种回路形式间转换，吸盘工作面对应表现为充/退（有/无）磁状态；具有吸放响应快（吸/放响应时间远低于真空吸盘，充/退磁响应时间也低于电磁铁）、稳定可靠（磁吸力不随时间衰减，内部无运动部件）、节能环保（不切换充/退磁状态则无需功耗，切换充/退磁状态时仅需少量功耗）、磁吸力强（充磁后工作面单位面积吸力远高于真空吸盘）、磁吸力可调（工作面充/退磁强度可任意调节）、退磁性能好（内部分布式磁极结构，退磁后工作面无剩磁，被吸面整体无剩磁且局部剩磁小，退磁时可对被吸面进行消磁）、运维成本低（无易损易耗部件）、以及配合履带可实现边吸附边移动等优点，目前多应用于起重吊具、机床夹具等场合，是电磁铁和失电保持电磁铁的更新换代产品；但电永磁吸盘存在自重相对较重、磁吸力受被吸面平整度（工作面与被吸面气隙长度）影响大、贴近被吸薄板内侧易受磁饱和漏磁影响等缺点，故现有电永磁系泊系统在系泊舷侧板不平整且较薄的小型船舶时，为避免影响吸盘磁吸力和贴近舷侧板内侧的敏感器件，通常需在舷侧板被吸部位加装平整且较厚的低碳钢板。

2）现有真空（或电永磁）系泊系统的悬臂（或悬架）均采用液压缸驱动，液压缸虽具有推力体积比大、耐重载抗冲击等优点，但存在支持系统复杂、占用空间大、高压危险性大、功耗大效率低、易泄油污染、运维成本高等缺点。而电动缸能通过缸体、伺服电机、行星滚柱丝杠等一体化总成将旋转运动转为直线运动，相比液压缸具有节能环保（运行效率超过90%，无液压油污染）、安全可靠（多重故障诊断保护，易实现电机制动及抱闸自锁，内置力传感器易实现过载保护，无高压容器爆破和液压锁失灵风险）、定位精度高（内置编码器易实现高精度定位控制）、高速高负载（可选直线速度超过2m/s，可选推/拉力超过50T）、运维成本低（密封要求低，无易损易耗部件，故障隔离/排查方便）、环境适应性强（可适应高/低温、防腐/爆、砂尘、涉水等恶劣工况）、结构紧凑体积小（无需接头、管道、阀门、液压泵、过滤器、蓄能器等庞杂组件）、长寿命低噪音（平均无故障使用时间远长于液压缸）、电能回收效率高（随动运行时可通过电机回馈制动方式实现电能高效回收）等优点；目前已广泛应用于多种直线驱动场合，是液压缸的更新换代产品。

3）现有真空（或电永磁）系泊系统的悬臂梁（需承受弯矩，体重较大）或多连杆悬架（不承受弯矩，体重较小）通常适配固定式或升降式基座：①固定基座式系统适合安装于低潮差码头的泊位前沿地面，泊位地面以上须始终有足够的舷侧板高度供系泊，依靠吸盘吸放移位动作来适应有限的码头潮差和船载吃水变化；该型式虽便于安装和维保，但存在易超限脱泊、悬架易过载、适用面窄等不足。②升降基座式系统适合安装于高潮差码头的泊位岸基侧面，依靠主动或随动调节装置来适应高码头潮差和高船载吃水变化，现有主动调节装置采用岸基动力驱动升降机构，存在结构复杂、可靠性低、节能性差、投资/运维成本高等不足；现有随动调节装置采用系泊趸船/浮码头承载全系统，存在占用空间大、悬架易过载、投资成本高、适用场合有限等不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有真空和电永磁系泊系统的诸多缺陷，①解决现有电永磁吸盘磁吸力受被吸面平整度影响大、贴近被吸薄板内侧易受磁饱和漏磁影响等不足；②解决现有悬臂/悬架液压机构存在支持系统复杂、占用空间大、高压安全性低、功耗大效率低、易泄油污染、运维成本高等不足；③解决现有趸船/浮码头式随动升降基座存在占用空间大、悬架易超载、投资成本高、适用场合有限等不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1 解决方案

1）针对现有电永磁吸盘的诸多不足，采用带霍尔元件和弹性导磁块的电永磁吸盘，其内部分布式磁极通过工作面可升降的弹性导磁块阵列，能在吸合时保持贴合不平整的被吸面，使吸盘工作气隙最小、磁吸力最大。在多对导磁块间加装霍尔元件（其磁感应面垂直于吸盘工作面和漏磁通方向），通过检测吸盘充磁时霍尔电压拐点来获取被吸板磁饱和信息，从而根据磁饱和信息来限制吸盘充磁强度；另外，还可通过检测吸盘吸合时霍尔电压波动来获取吸合间隙和移位信息。

2）针对现有悬臂/悬架液压机构的诸多不足，采用带螺旋弹簧+缓冲器套件、电动缸和虎克铰的棱锥形多连杆组合悬架，锥顶和锥底通过虎克铰分别铰接于吸盘和悬架座，多件螺旋弹簧+缓冲器套件和1件电动缸分别安装在外棱边位和内部中位，螺旋弹簧起支承吸盘重量和产生偏移回正力的作用，电动缸起驱动悬架伸缩和回馈制动电能的作用，缓冲器起防螺旋弹簧压缩失稳和减缓吸盘拉脱回位速度的作用，内置橡胶限位块和泊位护舷分别起约束悬架拉伸和压缩行程的作用。因纵/横移系泊力主要由限位块和护舷在悬架伸/缩限位行程产生，且电动缸伸缩驱动和回馈制动分别工作在吸盘释放和吸合状态，故通过电/被动并联式组合悬架可大幅提升系统耗能经济性。

3）针对现有趸船/浮码头式随动升降基座的诸多不足，采用带框架、轮轨、组合浮筒、位移传感器和制动器的悬架基座，能自适应码头潮差变化实现与潮位随动；通过比较码头潮位和悬架座位移信息，适时吸放电永磁吸盘可消除悬架座高度受船载吃水变化影响，以及适时触发制动器可在泊位空闲时使悬架座逐步上升并驻留在最高潮位；制动器还可适时控制悬架座的升降速度，以保护系泊系统免受过大的冲击和扰动。另外，因浮筒式随动升降基座能跟随大幅船摇运动，故遇极端工况时不易发生悬架过载和脱泊风险。

2 结构原理

1）该系统的结构组成主要由电永磁吸盘、组合悬架、悬架基座、电控箱等部件构成，电永磁吸盘主要包括吸盘基体、弹性导磁块、霍尔元件、摄像头、超声波传感器、吸盘铰接件等组件，组合悬架主要包括螺旋弹簧、缓冲器、电动缸、虎克铰等组件，悬架基座主要包括支承框架、组合浮筒、滚轮轮轨、位移传感器、升降制动器等组件，电控箱主要包括主控计算机、电永磁控制器、电动缸驱动器、储能单元、无线通信模块等组件。

2）该系统的主控计算机根据舷侧板磁饱和、双目机器视觉、超声波测距、悬架支承力、悬架座位移等信息、以及码头生产管理系统/设备调度与控制系统获取的码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度和船舶靠/离泊请求等信息，分别通过电永磁控制器和电动缸驱动器实现吸盘充/退磁及舷侧板消磁控制、电动缸运动/馈能控制、基座随动/制动控制，并通过储能单元实现储存馈能、电力增容和应急电源等功用；此外，主控计算机可通过无线通信模块向码头生产管理系统/设备调度与控制系统和船舶发送系/解泊状态、系泊错位调整等信息，以及与掌控计算机进行交互监控。

3 控制步骤

1）数据采集、显示和记录：采集码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度、船舶靠/离泊请求、双目机器视觉、超声波测距、悬架座位移、舷侧板磁饱和、悬架支承力、TOS/ECS/PDA通信等信息，显示并记录数据。

2）码头海况判断和异常报警保护：根据码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度等信息，判断码头海况为异常时报警，并返回步骤（1）。

3）船舶靠/离泊和泊位空闲状态判断：根据船舶靠/离泊请求信息，判断船舶为靠泊或离泊状态时，分别执行下一步骤或步骤（8）；判断泊位为空闲状态时，执行步骤（9）。

4）系泊部位分析和错位预警保护：根据双目机器视觉信息，分析船舶待系泊部位为错位时预警保护，并向TOS/ECS/PDA发送系泊错位调整信息，且返回步骤（1）。

5）靠泊距离/速度比较和电动缸运动控制：根据双目机器视觉和超声波测距信息，比较吸盘/舷侧板间距阈值和船舶靠泊速度阈值，适时控制电动缸伸长悬架直至吸盘抵近舷侧板，否则返回步骤（1）。

6）悬架座/潮位高差比较和吸盘充磁/电动缸馈能控制：根据潮位、悬架座位移和舷侧板磁饱和信息，比较悬架座/潮位高差阈值，适时控制吸盘充磁直至舷侧板磁饱和、控制电动缸电机处于回馈制动状态、并向TOS/ECS/PDA发送系泊状态信息，否则执行步骤（8）。

7）悬架受力比较和过载报警保护：根据悬架支承力信息，判断悬架受力为过载时报警，否则返回步骤（1）。

8）吸盘退磁、舷侧板消磁和解除电动缸控制：控制吸盘退磁、舷侧板消磁，解除电动缸电机控制状态，向TOS/ECS/PDA发送解泊状态信息，并返回步骤（1）。

9）悬架座/潮位高度比较和制动器控制：根据潮位和悬架座位移信息，比较悬架座与潮位高度，适时控制制动器制动，并返回步骤（1）。

本发明的有益效果是：克服现有真空和电永磁系泊系统的诸多不足，采用工作面可变形/被吸板防漏磁式电永磁吸盘、电/被动并联式组合悬架、浮筒式随动升降基座及其控制技术，全面提升码头用电控永磁系泊系统的综合性能，有效提高码头系泊和装卸作业的安全及效率，可广泛应用于各类人工或自动化码头。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明中码头泊位的总布局图。

图2是本发明中系泊系统的前视轴测图（不含电控箱）。

图3是本发明中系泊系统的后视轴测图（不含电控箱）。

图4是本发明中系统架构的结构框图。

图5是本发明中控制软件的算法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步描述。

在图1～3所示实施例中，本发明中码头泊位的总布局图主要包括电控永磁系泊系统1、系缆桩2、护舷3、泊位4、水体5、船舶6等部分，其中：电控永磁系泊系统1主要包括电永磁吸盘11、组合悬架12、悬架基座13、电控箱14等部件，电永磁吸盘11主要包括吸盘基体111、弹性导磁块112、霍尔元件113、摄像头114、超声波传感器115、吸盘铰接件116等组件，组合悬架12主要包括螺旋弹簧+缓冲器套件121、电动缸122、虎克铰123等组件，悬架基座13主要包括支承框架131、组合浮筒132、滚轮133、制动器134、轮轨135、拉线编码器136等组件，电控箱15主要包括主控计算机FHC、电永磁控制器EPMC、电动缸驱动器ECD、储能单元ESU、无线通信模块WCM等组件。①码头泊位的布局用途是：电控永磁系泊系统按一定间距安装在泊位岸侧，以保证小型船舶艏/艉至少各有一台系泊系统；大型船舶泊位可在同一点位布置一座岸基和两台组对系泊系统，以共享软硬件、节约空间和降低成本；护舷靠近系泊系统（或组对）两侧安装在泊位岸侧，其作用是保护系泊系统免受侧碰和约束悬架压缩行程，护舷工作面最小离岸距应大于吸盘工作面最小离岸距；系缆桩按一定间距安装在泊位岸边地面，船舶艏/艉各通过一根松弛的缆绳系泊于系缆桩，其作用是为异常工况（诸如极端海况、系统故障等）提供辅助系泊。②电永磁吸盘的结构用途是：吸盘工作面涂装有防滑且耐磨涂层，起增加吸盘与舷侧板附着力、产生纵移系泊力的作用；在相邻弹性导磁块间隙中位加装霍尔元件，霍尔元件的磁感应面垂直于吸盘工作面和漏磁通方向；两个摄像头分别安装在吸盘左右两侧，形成双目机器视觉功能，起安防监视、入侵探测和长程测距/测速等作用；两个超声波传感器分别安装在吸盘左右两侧，起短程测距/测速作用；两槽形吸盘铰接件平行且分开安装在吸盘背侧中位，槽内和槽间分别与四件螺旋弹簧+缓冲器套件端部和电动缸端部的虎克铰十字轴铰接。③组合悬架的结构用途是：由4件螺旋弹簧+缓冲器套件、1件电动缸和10件虎克铰组成棱锥形五连杆组合悬架，锥顶和锥底通过虎克铰分别铰接于吸盘和悬架座，螺旋弹簧+缓冲器套件和电动缸分别安装在四棱边位和内部中位，螺旋弹簧通过可调预紧力的连接件套装在缓冲器外侧，螺旋弹簧起支承吸盘重量和产生偏移回正力的作用，电动缸起驱动悬架伸缩和回馈制动电能的作用，缓冲器起防螺旋弹簧压缩失稳和减缓吸盘拉脱回位速度的作用，内置橡胶限位块和泊位护舷分别起约束悬架拉伸和压缩行程的作用。④悬架基座的结构用途是：支承框架由多根纵/横向槽钢焊接而成；组合浮筒安装在支承框架的下部可选位置，起自适应码头潮差变化实现与潮位随动作用；多个滚轮分别安装在支承框架的两侧和背侧中线位置；制动器安装在支承框架上，通过胀紧或放松轮轨对悬架座进行制动控制；三根轮轨通过钢结构垂直安装于泊位岸侧，与悬架座的滚轮配合起导向和承载作用，左/右两根和中间一根轮轨分别起约束悬架座横移和纵移作用；拉线编码器及其线端分别通过连接件固定在轮轨和支承框架顶端，起测量悬架座相对潮位位移作用。⑤电控箱的结构用途是：安装在悬架基座上侧的泊位岸边地面，分别与电永磁吸盘、电动缸、制动器、摄像头/超声波/支承力/位移传感器等电路连接，泊位同一点位的两台组对系泊系统可共用一台电控箱。

在图4所示实施例中，本发明中系统架构的结构框图主要包括码头风速/流速信息WCVI、码头波高/潮位信息WTHI、码头大气能见度信息AVI、船舶靠/离泊请求信息BURI、船舶系/解泊状态信息MUSI、船舶系泊错位调整信息MDAI、码头生产管理系统TOS/设备调度与控制系统ECS、主控计算机FHC、电永磁控制器EPMC、电动缸驱动器ECD、储能单元ESU、无线通信模块WCM、舷侧板磁饱和信息SMSI、双目机器视觉信息BMVI、超声波测距信息UDDI、悬架支承力信息SSFI、悬架座位移信息SSDI、吸盘充/退磁及舷侧板消磁控制SMDDC、电动缸运动/馈能控制ECMEC、基座随动/制动控制BFBC、掌控计算机监控PDAC等部分，其结构原理是：电控永磁系泊系统的主控计算机（诸如工控机IPC、可编程自动化控制器PAC等）根据舷侧板磁饱和、双目机器视觉、超声波测距、悬架支承力、悬架座位移等信息，以及码头生产管理系统/设备调度与控制系统获取的码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度和船舶靠/离泊请求等信息，分别通过电永磁控制器和电动缸驱动器实现吸盘充/退磁及舷侧板消磁控制、电动缸运动/馈能控制、基座随动/制动控制，并通过储能单元（诸如蓄电池、超级电容等）实现储存馈能、电力增容和应急电源等功用；此外，主控计算机可通过无线通信模块向码头生产管理系统/设备调度与控制系统和船舶发送系/解泊状态、系泊错位调整等信息，以及与掌控计算机进行交互监控。

在图5所示实施例中，本发明中控制软件的算法流程主要包括启动系统、参数设置、数据采集/显示/记录、码头海况判断和异常报警保护、船舶靠/离泊和泊位空闲状态判断、系泊部位分析和错位预警保护、靠泊距离/速度比较和电动缸运动控制、悬架座/潮位高差比较和吸盘充磁/电动缸馈能控制、悬架受力比较和过载报警保护、吸盘退磁/舷侧板消磁和解除电动缸控制、悬架座/潮位高度比较和制动器控制、解除启动等部分。

1)启动系统：控件初始化/使能/禁用，配置通信接口，配置测量文件，故障诊断/提示/处理，读取参数退出设置（包括阈值L ₁、L ₂、V、H和F）等。

2)参数设置：打开参数设置时，可选恢复用户/出厂设置、修改/保存用户设置，完成后应用并退出参数设置。

3)数据采集、显示和记录：采集码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度、船舶靠/离泊请求、双目机器视觉、超声波测距、悬架座位移、舷侧板磁饱和、悬架支承力、TOS/ECS/PDA通信等信息，显示并记录数据。

4)码头海况判断和异常报警保护：根据码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度等信息，判断码头海况为异常时报警，并返回步骤（3）。

5)船舶靠/离泊和泊位空闲状态判断：根据船舶靠/离泊请求信息，判断船舶为靠泊或离泊状态时，分别执行下一步骤或步骤（10）；判断泊位为空闲状态时，执行步骤（11）。

6)系泊部位分析和错位预警保护：根据双目机器视觉信息，分析船舶待系泊部位为错位时预警，并向TOS/ECS/PDA发送系泊错位调整信息，且返回步骤（3）。

7)靠泊距离/速度比较和电动缸运动控制：根据双目机器视觉和超声波测距信息，L ₂<吸盘距舷侧板时，L ₁<吸盘距舷侧板<L ₂且V<船舶靠泊速度时，返回步骤（3）；L ₁<吸盘距舷侧板<L ₂且船舶靠泊速度<V时，控制电动缸伸长悬架直至吸盘距舷侧板<L ₁；吸盘距舷侧板<L ₂时，执行下一步骤。

8)悬架座/潮位高差比较和吸盘充磁/电动缸馈能控制：根据潮位、悬架座位移和舷侧板磁饱和信息，|悬架座高-潮位高|＜H时，控制吸盘充磁直至舷侧板磁饱和，控制电动缸电机处于回馈制动状态，并向TOS/ECS/PDA发送系泊状态信息；否则执行步骤（10）。

9)悬架受力比较和过载报警保护：根据悬架支承力信息，判断悬架受力为过载时报警，否则执行步骤（12）。

10) 吸盘退磁/舷侧板消磁和解除电动缸控制：控制吸盘退磁、舷侧板消磁，解除电动缸电机控制状态，向TOS/ECS/PDA发送解泊状态信息，并执行步骤（12）。

11) 悬架座/潮位高度比较和制动器控制：根据潮位和悬架座位移信息，悬架座高≥潮位高时，控制制动器制动。

12) 解除启动：解除启动时退出系统，否则返回步骤（3）。

Claims (7)

1.一种码头用电控永磁系泊系统，能利用霍尔元件+弹性导磁块式电永磁吸盘、螺旋弹簧+缓冲器+电动缸式组合悬架、支承框架+组合浮筒+滚轮轮轨+制动器式悬架基座、摄像头+超声波+支承力+位移传感器、主控+中控+掌控式多系统控制组件，根据码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度、船舶靠/离泊请求、双目机器视觉、超声波测距、悬架座位移、舷侧板磁饱和、悬架支承力信息，通过电动缸运动/馈能控制、基座随动/制动控制、吸盘充/退磁及舷侧板消磁控制算法，实现海港或内河码头无缆自动系泊、船舶减摇并回馈电能。

2.根据权利要求1所述的码头用电控永磁系泊系统，采用带霍尔元件和弹性导磁块的电永磁吸盘，其内部分布式磁极通过工作面可升降的弹性导磁块阵列，能在吸合时保持贴合不平整的被吸面，使吸盘工作气隙最小、磁吸力最大；在多对导磁块间加装霍尔元件，通过检测吸盘充磁时霍尔电压拐点来获取被吸板磁饱和信息，从而根据磁饱和信息来限制吸盘充磁强度；另外，还可通过检测吸盘吸合时霍尔电压波动来获取吸合间隙和移位信息。

3.根据权利要求1所述的码头用电控永磁系泊系统，采用带螺旋弹簧+缓冲器套件、电动缸和虎克铰的棱锥形多连杆组合悬架，锥顶和锥底通过虎克铰分别铰接于吸盘和悬架座，多件螺旋弹簧+缓冲器套件和1件电动缸分别安装在外棱边位和内部中位，螺旋弹簧起支承吸盘重量和产生偏移回正力的作用，电动缸起驱动悬架伸缩和回馈制动电能的作用，缓冲器起防螺旋弹簧压缩失稳和减缓吸盘拉脱回位速度的作用，内置橡胶限位块和泊位护舷分别起约束悬架拉伸和压缩行程的作用；纵/横移系泊力主要由限位块和护舷在悬架伸/缩限位行程产生，电动缸伸缩驱动和回馈制动分别工作在吸盘释放和吸合状态。

4.根据权利要求1所述的码头用电控永磁系泊系统，采用带框架、轮轨、组合浮筒、位移传感器和制动器的悬架基座，能自适应码头潮差变化实现与潮位随动；通过比较码头潮位和悬架座位移信息，适时吸放电永磁吸盘可消除悬架座高度受船载吃水变化影响，以及适时触发制动器可在泊位空闲时使悬架座逐步上升并驻留在最高潮位；制动器还可适时控制悬架座的升降速度，以保护系泊系统免受过大的冲击和扰动。

5.根据权利要求1所述的码头用电控永磁系泊系统，其结构组成主要由电永磁吸盘、组合悬架、悬架基座、电控箱部件构成，电永磁吸盘主要包括吸盘基体、弹性导磁块、霍尔元件、摄像头、超声波传感器、吸盘铰接件组件，组合悬架主要包括螺旋弹簧、缓冲器、电动缸、虎克铰组件，悬架基座主要包括支承框架、组合浮筒、滚轮轮轨、位移传感器、制动器组件，电控箱主要包括主控计算机、电永磁控制器、电动缸驱动器、储能单元、无线通信模块组件。

6.根据权利要求1所述的码头用电控永磁系泊系统，其工作原理主要包括：主控计算机根据舷侧板磁饱和、双目机器视觉、超声波测距、悬架支承力、悬架座位移信息、以及码头生产管理系统/设备调度与控制系统获取的码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度和船舶靠/离泊请求信息，分别通过电永磁控制器和电动缸驱动器实现吸盘充/退磁及舷侧板消磁控制、电动缸运动/馈能控制、基座随动/制动控制，并通过储能单元实现储存馈能、电力增容和应急电源功用；此外，主控计算机可通过无线通信模块向码头生产管理系统/设备调度与控制系统和船舶发送系/解泊状态、系泊错位调整信息，以及与掌控计算机进行交互监控。

7.根据权利要求1所述的码头用电控永磁系泊系统，其控制步骤主要包括：①采集码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度、船舶靠/离泊请求、双目机器视觉、超声波测距、悬架座位移、舷侧板磁饱和、悬架支承力、TOS/ECS/PDA通信信息，显示并记录数据；②根据码头风速/流速/波高/潮位/大气能见度信息，判断码头海况为异常时报警，并返回步骤①；③根据船舶靠/离泊请求信息，判断船舶为靠泊或离泊状态时，分别执行下一步骤或步骤⑧；判断泊位为空闲状态时，执行步骤⑨；④根据双目机器视觉信息，分析船舶待系泊部位为错位时预警保护，并向TOS/ECS/PDA发送系泊错位调整信息，且返回步骤①；⑤根据双目机器视觉和超声波测距信息，比较吸盘/舷侧板间距阈值和船舶靠泊速度阈值，适时控制电动缸伸长悬架直至吸盘抵近舷侧板，否则返回步骤①；⑥根据潮位、悬架座位移和舷侧板磁饱和信息，比较悬架座/潮位高差阈值，适时控制吸盘充磁直至舷侧板磁饱和、控制电动缸电机处于回馈制动状态、并向TOS/ECS/PDA发送系泊状态信息，否则执行步骤⑧；⑦根据悬架支承力信息，判断悬架受力为过载时报警，否则返回步骤①；⑧控制吸盘退磁、舷侧板消磁，解除电动缸电机控制状态，向TOS/ECS/PDA发送解泊状态信息，并返回步骤①；⑨根据潮位和悬架座位移信息，比较悬架座与潮位高度，适时控制制动器制动，并返回步骤①。

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