本實(shí)用新型涉及船舶領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置。

背景技術(shù)：

海洋船舶起重機(jī)是一種海洋工程建設(shè)和海上能源開(kāi)發(fā)的重要大型機(jī)械裝備。并且，隨著海洋作業(yè)的日益發(fā)達(dá)和繁榮，海上船舶起重機(jī)的使用環(huán)境也變得愈加惡劣。由于風(fēng)浪的影響，海上作業(yè)的船舶會(huì)隨著海浪進(jìn)行無(wú)規(guī)律的搖擺，嚴(yán)重影響了船舶起重機(jī)海上作業(yè)效率并存在較大的安全隱患。因此，必須對(duì)船舶起重機(jī)進(jìn)行波浪補(bǔ)償，以提高海上吊裝作業(yè)的工作效率和安全系數(shù)。

然而，目前大多數(shù)波浪補(bǔ)償裝置主要側(cè)重于垂蕩方向的主動(dòng)波浪補(bǔ)償控制，無(wú)法補(bǔ)償在精確定位需求下船舶由于橫搖、縱搖以及橫移、縱移對(duì)起吊鋼絲繩帶來(lái)的耦合影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述解決的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置，包括導(dǎo)軌、小車、鋼絲繩卡鉤、縱向補(bǔ)償液壓缸、橫向補(bǔ)償液壓缸和PLC控制器，其中小車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；縱向補(bǔ)償液壓缸固定在小車上方，縱向補(bǔ)償液壓缸設(shè)置有第一活塞桿；第一活塞桿與鋼絲繩卡鉤連接；橫向補(bǔ)償液壓缸設(shè)置有第二活塞桿；第二活塞桿與小車連接；縱向補(bǔ)償液壓缸和橫向補(bǔ)償液壓缸分別連接到PLC控制器。

進(jìn)一步地，第二活塞桿與小車采用法蘭連接。

進(jìn)一步地，當(dāng)進(jìn)行吊裝作業(yè)時(shí)，鋼絲繩卡鉤卡在起吊鋼絲繩上。

進(jìn)一步地，縱向補(bǔ)償液壓缸和橫向補(bǔ)償液壓缸各自設(shè)置有位移傳感器。

進(jìn)一步地，位移傳感器通過(guò)A/D模塊連接到PLC控制器。

進(jìn)一步地，該裝置進(jìn)一步包括電磁比例方向閥，其中縱向補(bǔ)償液壓缸和橫向補(bǔ)償液壓缸分別與各自的電磁比例方向閥連接。

進(jìn)一步地，該裝置進(jìn)一步包括變量泵，變量泵與電磁比例方向閥連接。

進(jìn)一步地，電磁比例方向閥通過(guò)功率放大器和D/A模塊連接到PLC控制器。

一種船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

1)將鋼絲繩卡鉤卡在準(zhǔn)備下放的起吊鋼絲繩上；

2)通過(guò)船舶姿態(tài)傳感器測(cè)量船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)值，將測(cè)得的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)值傳輸給PLC控制器；

3)PLC控制器根據(jù)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)值計(jì)算出吊裝鋼絲繩因船舶橫搖、縱搖以及橫移、縱移運(yùn)動(dòng)造成的橫向、縱向位移值l₁和l₂，則l₁和l₂的相反值即為補(bǔ)償值；

4)PLC控制器控制電磁比例方向閥，并分別以補(bǔ)償值l₁和l₂的模擬電信號(hào)輸出相應(yīng)的流量，分別控制橫向補(bǔ)償液壓缸和縱向補(bǔ)償液壓缸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而補(bǔ)償船舶由橫搖、縱搖以及橫移、縱移運(yùn)動(dòng)對(duì)吊裝鋼絲繩帶來(lái)的橫向和縱向的耦合影響。

進(jìn)一步地，該方法進(jìn)一步包括步驟5)橫向補(bǔ)償液壓缸和縱向補(bǔ)償液壓缸各自自身設(shè)置的位移傳感器實(shí)時(shí)將兩個(gè)液壓缸的位移值a₁和a₂反饋給PLC控制器，PLC控制器計(jì)算出位移偏差error₁和error₂，根據(jù)位移偏差分別對(duì)兩個(gè)液壓缸進(jìn)行閉環(huán)控制。

由于采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型提供的船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠補(bǔ)償船舶由于橫搖、縱搖以及橫移、縱移對(duì)起吊重物帶來(lái)的耦合影響。

本實(shí)用新型提供的船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置應(yīng)用在帶有垂蕩方向主動(dòng)波浪補(bǔ)償功能的船舶起重機(jī)上時(shí)，由于控制精度的需要，起重負(fù)載不會(huì)過(guò)大，并且波浪補(bǔ)償輔助裝置的最大工作半徑以及最大補(bǔ)償位移可以根據(jù)液壓缸的額定伸長(zhǎng)量進(jìn)行確定。

本實(shí)用新型在船舶起重機(jī)吊裝貨物時(shí)，通過(guò)船舶姿態(tài)傳感器測(cè)量船舶的橫搖、縱搖以及橫移、縱移的運(yùn)動(dòng)參數(shù)并實(shí)時(shí)傳輸給PLC控制器，PLC控制器計(jì)算出船舶橫搖、縱搖以及橫移、縱移運(yùn)動(dòng)對(duì)起吊鋼絲繩所造成的橫向、縱向偏移值，即為橫向、縱向補(bǔ)償值，并將算出的補(bǔ)償值由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，模擬信號(hào)經(jīng)放大器放大后傳輸給電磁比例換向閥，電磁比例換向閥根據(jù)處理后的模擬控制信號(hào)控制兩個(gè)液壓缸的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)時(shí)補(bǔ)償船舶橫搖、縱搖以及橫移、縱移對(duì)起吊鋼絲繩所帶來(lái)的耦合影響。

本實(shí)用新型能夠在惡劣的海況下安全高效地執(zhí)行吊裝作業(yè)，具有精度高、成本低，功能多等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型提供的船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A部分的放大圖；

圖3是本實(shí)用新型的船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置中液壓系統(tǒng)的示意圖；

圖4是本實(shí)用新型提供的船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置的控制框圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明

1縱向補(bǔ)償液壓缸、2小車、3導(dǎo)軌、4鋼絲繩卡鉤、5橫向補(bǔ)償液壓缸、6起吊鋼絲繩、7第一電磁比例方向閥、8第二電磁比例方向閥、9溢流閥、10變量泵、11電機(jī)、12油箱、13第一活塞桿、14第二活塞桿、15法蘭。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1-4所示，本實(shí)用新型提供的一種船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置，包括導(dǎo)軌3、小車2、鋼絲繩卡鉤4、縱向補(bǔ)償液壓缸1、橫向補(bǔ)償液壓缸5和PLC控制器(圖中未示出)，其中小車2沿導(dǎo)軌3運(yùn)動(dòng)；縱向補(bǔ)償液壓缸1固定在小車2上方，縱向補(bǔ)償液壓缸1設(shè)置有第一活塞桿13；第一活塞桿13與鋼絲繩卡鉤4連接；橫向補(bǔ)償液壓缸5設(shè)置有第二活塞桿14；第二活塞桿14與小車2連接；縱向補(bǔ)償液壓缸1和橫向補(bǔ)償液壓缸5分別連接到PLC控制器。

在上述技術(shù)方案中，第二活塞桿14的前端設(shè)置有法蘭15，第二活塞桿14與小車2通過(guò)該法蘭15連接。

在上述技術(shù)方案中，當(dāng)?shù)跹b作業(yè)時(shí)，鋼絲繩卡鉤4卡在起吊鋼絲繩6上(如圖2所示)。

再次參照?qǐng)D3-4，在上述技術(shù)方案中，縱向補(bǔ)償液壓缸1和橫向補(bǔ)償液壓缸5可以分別與對(duì)應(yīng)的第二電磁比例方向閥8和第一電磁比例方向閥7連接，裝置進(jìn)一步包括變量泵10，該變量泵10與第二電磁比例方向閥8和第一電磁比例方向閥7連接。第一和第二電磁比例方向閥7、8分別通過(guò)各自的功率放大器以及D/A模塊連接到PLC控制器。

在上述技術(shù)方案中，如圖3所示，變量泵10通過(guò)電機(jī)11供電，通過(guò)油箱12提供流體，同時(shí)通過(guò)溢流閥9控制泵的壓力和流體。

另外，本實(shí)用新型裝置中縱向補(bǔ)償液壓缸1和橫向補(bǔ)償液壓缸5自身分別設(shè)置有位移傳感器，如圖4所示，兩個(gè)液壓缸各自的位移傳感器通過(guò)A/D模塊連接到PLC控制器。

本實(shí)用新型提供的船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置進(jìn)行波浪補(bǔ)償時(shí)，首先將鋼絲繩卡鉤4卡在準(zhǔn)備下放的起吊鋼絲繩6上，通過(guò)船舶姿態(tài)傳感器測(cè)量船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)值，將測(cè)得的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)值傳輸給PLC控制器；然后PLC控制器根據(jù)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)值計(jì)算出吊裝鋼絲繩因船舶橫搖、縱搖以及橫移、縱移運(yùn)動(dòng)造成的橫向、縱向位移值l₁和l₂，則l₁和l₂的相反值即為補(bǔ)償值；最后PLC控制器控制第一和第二電磁比例方向閥7、8分別以補(bǔ)償值l₁和l₂的模擬電信號(hào)輸出相應(yīng)的流量，分別控制橫向補(bǔ)償液壓缸5和縱向補(bǔ)償液壓缸1進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而補(bǔ)償船舶由橫搖、縱搖以及橫移、縱移運(yùn)動(dòng)對(duì)吊裝鋼絲繩帶來(lái)的橫向和縱向的耦合影響。

此外，在進(jìn)行波浪補(bǔ)償時(shí)，橫向補(bǔ)償液壓缸5和縱向補(bǔ)償液壓缸1各自自身設(shè)置的位移傳感器實(shí)時(shí)將兩個(gè)液壓缸5、1的位移值a₁和a₂反饋給PLC控制器，PLC控制器計(jì)算出位移偏差error₁和error₂，根據(jù)位移偏差分別對(duì)兩個(gè)液壓缸5、1進(jìn)行閉環(huán)控制，從而進(jìn)一步實(shí)時(shí)補(bǔ)償船舶橫搖、縱搖以及橫移、縱移對(duì)起吊鋼絲繩所帶來(lái)的耦合影響，提高主動(dòng)波浪補(bǔ)償?shù)膶?shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，確保吊機(jī)在進(jìn)行吊裝任務(wù)時(shí)能夠精確定位，平穩(wěn)有效。

本實(shí)用新型提供的船舶起重機(jī)波浪補(bǔ)償輔助裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，通過(guò)本實(shí)用新型提供的補(bǔ)償輔助裝置和補(bǔ)償方法，能夠?qū)崟r(shí)補(bǔ)償船舶橫搖、縱搖以及橫移、縱移對(duì)起吊鋼絲繩所帶來(lái)的耦合影響。

本實(shí)用新型能夠在惡劣的海況下安全高效地執(zhí)行吊裝作業(yè)，具有精度高、成本低，功能多等優(yōu)點(diǎn)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；如果不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。