本發(fā)明屬于工程船舶自動(dòng)化控制，尤其是涉及一種雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法。

背景技術(shù)：

1、江河湖庫(kù)疏浚與海上航道疏浚略有不同，江河湖庫(kù)疏浚通常目標(biāo)泥質(zhì)均勻，原狀土密度低，容易挖掘。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,挖泥船“全船集成監(jiān)控系統(tǒng)”逐步得到應(yīng)用,使挖泥船施工設(shè)備的操控更加自動(dòng)化集成化，施工人員可通過(guò)遠(yuǎn)程工作站控制疏浚設(shè)備、監(jiān)視疏浚過(guò)程,顯著提高了挖泥船的施工效率。

2、但是傳統(tǒng)單臺(tái)車(chē)挖泥船在橋架到達(dá)邊線時(shí)，需先控制臺(tái)車(chē)按設(shè)定距離步進(jìn)，再下放鋼樁，臺(tái)車(chē)在前進(jìn)與復(fù)位、鋼樁在插入與拔出時(shí)施工船舶均不能挖泥，且現(xiàn)有挖泥船換樁均為手動(dòng)控制，疏浚作業(yè)人員的操作水平和熟練程度也會(huì)較大程度地會(huì)影響挖泥船施工產(chǎn)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提出一種雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，該自動(dòng)換樁控制方法解決了人工手動(dòng)換樁效率較低的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)換樁自動(dòng)控制，提高疏浚效率。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，包括：

4、s1、設(shè)定控制目標(biāo)參數(shù)，包括鋼樁起升高度、鋼樁下放高度、左右臺(tái)車(chē)步進(jìn)距離、左右臺(tái)車(chē)步進(jìn)順序、橋架起升高度、橋架下放深度及邊線距離；

5、s2、初始狀態(tài)下，左右兩個(gè)臺(tái)車(chē)位于同一水平線上，啟動(dòng)自動(dòng)換樁控制模式，鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器按設(shè)定鋼樁下放高度下放右鋼樁，完成后發(fā)送下放完成指令至橋架自動(dòng)控制器；

6、s3、橋架自動(dòng)控制器接收下放完成指令后，按設(shè)定橋架下放深度下放橋架，橋架絞刀開(kāi)始挖掘工作，同時(shí)發(fā)送橋架下放完成指令至鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器，鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器按臺(tái)車(chē)步進(jìn)距離控制左臺(tái)車(chē)步進(jìn)；

7、s4、在挖掘過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)橋架絞刀是否到達(dá)左邊線，若否，則橋架絞刀繼續(xù)保持挖掘深度挖掘；若是，則橋架自動(dòng)控制器按設(shè)定橋架起升高度抬起橋架，完成后發(fā)送橋架抬起完成指令至鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器；

8、s5、鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器接收橋架抬起完成指令后，按設(shè)定鋼樁下放高度下放左鋼樁，再按設(shè)定鋼樁起升高度抬起右鋼樁，發(fā)送換樁完成指令至橋架自動(dòng)控制器；

9、s6、橋架自動(dòng)控制器接收到換樁完成指令后，按設(shè)定橋架下放深度下放橋架，橋架絞刀開(kāi)始挖掘工作，同時(shí)發(fā)送橋架下放完成指令至鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器，鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器按兩倍的臺(tái)車(chē)步進(jìn)距離控制右臺(tái)車(chē)步進(jìn)；

10、s7、當(dāng)檢測(cè)橋架絞刀到達(dá)右邊線位置時(shí)，同理按照步驟s4-s6，下放右鋼樁，抬左鋼樁，按兩倍的臺(tái)車(chē)步進(jìn)距離步進(jìn)左臺(tái)車(chē)。

11、進(jìn)一步的，步驟s4中，根據(jù)北斗衛(wèi)星定位實(shí)時(shí)檢索橋架絞刀是否到達(dá)設(shè)定邊線距離。

12、進(jìn)一步的，步驟s5中，鋼樁起升高度通過(guò)液壓油缸行程傳感器和激光雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；當(dāng)鋼樁起升液壓缸行程達(dá)到設(shè)定行程值，并且激光雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼樁帽的起升高度到達(dá)設(shè)定鋼樁起升高度時(shí)，該次換樁結(jié)束。

13、進(jìn)一步的，所述激光雷達(dá)安裝在臺(tái)車(chē)和鋼樁相接觸的地方，垂直向上發(fā)射到鋼樁帽上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼樁帽的起升高度。

14、進(jìn)一步的，控制過(guò)程中需要的主要信號(hào)有：橋架深度、臺(tái)車(chē)行程、鋼樁高度、水深和橋架距邊線的距離，各個(gè)信號(hào)通過(guò)對(duì)應(yīng)安裝位置的傳感器采集。

15、進(jìn)一步的，橋架自動(dòng)控制器和鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器不是相互獨(dú)立的，通過(guò)共同涉及的控制參數(shù)相互影響。

16、進(jìn)一步的，步驟s5中，所述橋架下放深度根據(jù)絞刀深度偏差自動(dòng)控制模型計(jì)算，絞刀深度偏差自動(dòng)控制模型為根據(jù)橋架角度傳感器和船體參數(shù)、絞刀參數(shù)計(jì)算橋架絞刀下放深度，并根據(jù)自動(dòng)潮位遙報(bào)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)修正偏差。

17、進(jìn)一步的，橋架自動(dòng)控制器和鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器采用應(yīng)急控制優(yōu)先級(jí)最高，手動(dòng)控制次之，自動(dòng)控制優(yōu)先級(jí)最低，即任何時(shí)候系統(tǒng)只要收到應(yīng)急控制指令或手動(dòng)控制指令，則自動(dòng)退出自動(dòng)控制模式。

18、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法具有以下優(yōu)勢(shì)：

19、本發(fā)明所述的自動(dòng)換樁控制方法是應(yīng)用于雙鋼樁雙臺(tái)車(chē)的環(huán)保絞吸船上，實(shí)現(xiàn)雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船按照設(shè)定施工工藝進(jìn)行自動(dòng)換樁功能，雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船相較于傳統(tǒng)單臺(tái)車(chē)挖泥船大大節(jié)省了挖泥船在到達(dá)邊線后換樁步進(jìn)的時(shí)間，在橋架擺動(dòng)過(guò)程中預(yù)先步進(jìn)另一個(gè)臺(tái)車(chē)至指定位置，到達(dá)邊線后可以直接進(jìn)行換樁操作，不需要在換樁過(guò)程中進(jìn)行臺(tái)車(chē)控制，節(jié)省了大量時(shí)間，解決了因操作人員水平不同而導(dǎo)致的效率降低和精準(zhǔn)度問(wèn)題，大大提高了疏浚效率，相較于傳統(tǒng)換樁模式效率提升50％，實(shí)現(xiàn)了換樁自動(dòng)化、精細(xì)化作業(yè)，同時(shí)能夠有效保證設(shè)備的安全，提高經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，其特征在于：步驟s4中，根據(jù)北斗衛(wèi)星定位實(shí)時(shí)檢索橋架絞刀是否到達(dá)設(shè)定邊線距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，其特征在于：步驟s5中，鋼樁起升高度通過(guò)液壓油缸行程傳感器和激光雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；當(dāng)鋼樁起升液壓缸行程達(dá)到設(shè)定行程值，并且激光雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼樁帽的起升高度到達(dá)設(shè)定鋼樁起升高度時(shí)，該次換樁結(jié)束。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，其特征在于：所述激光雷達(dá)安裝在臺(tái)車(chē)和鋼樁相接觸的地方，垂直向上發(fā)射到鋼樁帽上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼樁帽的起升高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，其特征在于：控制過(guò)程中需要的主要信號(hào)有：橋架深度、臺(tái)車(chē)行程、鋼樁高度、水深和橋架距邊線的距離，各個(gè)信號(hào)通過(guò)對(duì)應(yīng)安裝位置的傳感器采集。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，其特征在于：橋架自動(dòng)控制器和鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器不是相互獨(dú)立的，通過(guò)共同涉及的控制參數(shù)相互影響。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，其特征在于：步驟s3中，所述橋架下放深度根據(jù)絞刀深度偏差自動(dòng)控制模型計(jì)算，絞刀深度偏差自動(dòng)控制模型為根據(jù)橋架角度傳感器和船體參數(shù)、絞刀參數(shù)計(jì)算橋架絞刀下放深度，并根據(jù)自動(dòng)潮位遙報(bào)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)修正偏差。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，其特征在于：橋架自動(dòng)控制器和鋼樁臺(tái)車(chē)自動(dòng)控制器采用應(yīng)急控制優(yōu)先級(jí)最高，手動(dòng)控制次之，自動(dòng)控制優(yōu)先級(jí)最低，即任何時(shí)候系統(tǒng)只要收到應(yīng)急控制指令或手動(dòng)控制指令，則自動(dòng)退出自動(dòng)控制模式。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種雙臺(tái)車(chē)環(huán)保挖泥船自動(dòng)換樁控制方法，當(dāng)橋架到達(dá)左邊線時(shí)，按照設(shè)定橋架起升高度抬起橋架絞刀，然后下左鋼樁，抬起右鋼樁，下放橋架絞刀至設(shè)定深度，然后按照設(shè)定距離進(jìn)右臺(tái)車(chē)；當(dāng)橋架到達(dá)右邊線時(shí)，按照設(shè)定橋架下放深度抬起橋架絞刀，下右鋼樁，抬起左鋼樁，橋架絞刀下放至設(shè)定深度，然后按照設(shè)定距離進(jìn)左臺(tái)車(chē)。本發(fā)明有益效果：應(yīng)用于雙鋼樁雙臺(tái)車(chē)的環(huán)保絞吸船上，實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)挖泥疏浚，能夠極大程度地減少疏浚作業(yè)人員的勞動(dòng)量，減小不同操作人員間操作的差異，提高了疏浚效率及施工質(zhì)量，保障設(shè)備安全，降低油耗。

技術(shù)研發(fā)人員：王野,高峰,李雁龍,于濤,羅剛,魏曉楠,劉東波,方磊,趙羽翀,趙春峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交天津航道局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10