絞吸船波浪補(bǔ)償器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種安裝在絞吸式挖泥船上的波浪補(bǔ)償器，包括固定設(shè)在絞吸船的甲板中部位置的加速度傳感器和控制器，控制器包括CPU處理單元、調(diào)理電路，控制面板電路和狀態(tài)顯示電路，CPU處理單元通過不同的端口分別連接調(diào)理電路、控制面板電路、狀態(tài)顯示電路、通信接口電路和電機(jī)驅(qū)動器；電機(jī)驅(qū)動器經(jīng)電機(jī)連接設(shè)在絞吸船甲板前部的絞車，CPU處理單元通過通信接口電路與計算機(jī)相連；加速度傳感器經(jīng)調(diào)理電路連接CPU處理單元，調(diào)理電路還分別連接深度測量儀和位移傳感器；CPU處理單元通過加速度傳感器獲得絞吸船當(dāng)前運(yùn)動狀態(tài)，對運(yùn)動狀態(tài)分析后輸出補(bǔ)償速度控制指令到電機(jī)驅(qū)動器，驅(qū)動電機(jī)以調(diào)節(jié)絞車的升降和速度實現(xiàn)波浪補(bǔ)償。
【專利說明】絞吸船波浪補(bǔ)償器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及用于疏浚施工的絞吸式挖泥船，具體是安裝在絞吸式挖泥船上的波浪補(bǔ)償器，以監(jiān)控和控制疏浚施工，保證挖泥船施工不受波浪起伏的影響。

【背景技術(shù)】
[0002]絞吸式挖泥船在施工過程中，由于海浪起伏會使船舶呈現(xiàn)復(fù)雜的波動狀態(tài)，如橫搖、縱搖以及升降運(yùn)動，從而造成船舶復(fù)雜的相對運(yùn)動，導(dǎo)致挖泥深度難以精確控制。為保證挖泥船不受波浪起伏的影響，一般對挖泥船采用波浪補(bǔ)償進(jìn)行控制，目前，常用的波浪補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)是:在原有的挖泥船橋架升降控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一些機(jī)械部件來補(bǔ)償波浪造成的影響。如由油缸、蓄能器、滑輪組和滑輪架組成的氣液混合型補(bǔ)償裝置，這種氣液混合型補(bǔ)償裝置與橋架升降鋼索進(jìn)行連接，工作時，將補(bǔ)償裝置的油缸活塞桿的伸縮轉(zhuǎn)換為橋架升降鋼索的收放，即當(dāng)補(bǔ)償裝置的油缸活塞桿伸長時，迫使主升鋼索收縮，油缸活塞桿收縮時，迫使主升鋼索放松，從而實現(xiàn)補(bǔ)償?shù)哪康?，其補(bǔ)償負(fù)載與蓄能器的壓力有關(guān)，補(bǔ)償幅度與活塞桿行程有關(guān)，補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)速度與油液流動快慢有關(guān)，這三項指標(biāo)可以根據(jù)不同要求設(shè)定。這種補(bǔ)償裝置在工作時起到兩種功效:一是大大降低了橋架初始起升和下降著落的運(yùn)行速度；第二是有重力吸收功效，在橋架前端與施工面接觸瞬間，高壓蓄能器得到感應(yīng)，同步向補(bǔ)償裝置油缸釋放高壓油，使橋架立刻向上進(jìn)行有限提升，就類似于彈簧或氣囊的減震一樣。但是，這種補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償精度不高，附屬設(shè)備眾多，對提升設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等要求很高，而且還增加了橋架控制成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有絞吸船波浪補(bǔ)償裝置所存在的補(bǔ)償精度不高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，提供一種主動式絞吸船波浪補(bǔ)償器，該波浪補(bǔ)償器的自身重量輕，對絞吸船和橋架升降設(shè)備沒有特殊要求，補(bǔ)償精度高。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:本實用新型包括固定設(shè)在絞吸船的甲板中部位置的加速度傳感器和控制器，控制器包括CPU處理單元、調(diào)理電路，控制面板電路和狀態(tài)顯示電路，CPU處理單元通過不同的端口分別連接調(diào)理電路、控制面板電路、狀態(tài)顯示電路、通信接口電路和電機(jī)驅(qū)動器；電機(jī)驅(qū)動器經(jīng)電機(jī)連接設(shè)在絞吸船甲板前部的絞車，CPU處理單元通過通信接口電路與計算機(jī)相連；加速度傳感器經(jīng)調(diào)理電路連接CPU處理單元，調(diào)理電路還分別連接深度測量儀和位移傳感器；所述CPU處理單元通過加速度傳感器獲得絞吸船當(dāng)前的運(yùn)動狀態(tài)，對運(yùn)動狀態(tài)分析后輸出補(bǔ)償速度控制指令到電機(jī)驅(qū)動器，電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動電機(jī)以調(diào)節(jié)絞車的升降和速度實現(xiàn)波浪補(bǔ)償。
[0005]本實用新型采用上述技術(shù)方案后具有的有益效果是:
[0006]1、本實用新型僅需在絞吸船上安裝加速度傳感器、控制器和相應(yīng)電纜，采用電子信號控制，自身重量輕，對接收船和橋架升降設(shè)備沒有特殊要求。由加速度傳感器信號獲得絞吸船在波浪作用下的上下運(yùn)動信息，由控制器根據(jù)運(yùn)動信號分析絞吸船受波浪作用所產(chǎn)生的運(yùn)動，輸出補(bǔ)償速度到絞車控制系統(tǒng)，從而調(diào)節(jié)橋架上下動作，補(bǔ)償波浪對船舶的影響，使得絞刀相對水平面的深度值保持穩(wěn)定；能自動檢測絞吸船在波浪作用下產(chǎn)生的上下運(yùn)動，包括上下運(yùn)動時的速度以及加速度的數(shù)據(jù)，在絞吸船施工過程中自動補(bǔ)償波浪運(yùn)動造成的挖泥深度變化，提高了補(bǔ)償精度。
[0007]2、本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單，方便維護(hù)保養(yǎng)，在相同的設(shè)備材質(zhì)下便于對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行升級改造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0009]圖1是本實用新型的工作狀態(tài)圖；
[0010]圖2是圖1中控制器的組成結(jié)構(gòu)及其外接圖。
[0011]圖中:1.絞刀；2.橋架；3.絞吸船；4.控制器；5.加速度傳感器；6.絞車；7.調(diào)理電路；8.CPU處理單元；9.電機(jī)驅(qū)動器；10.電機(jī)；11.通信接口電路；12.狀態(tài)顯示電路；13.控制面板電路；14.位移傳感器；15.深度測量儀。

【具體實施方式】
[0012]如圖1，絞吸船3的甲板前部安裝橋架2和絞車6，橋架2向下延伸，橋架2的下端連接絞刀1，橋架2的下段通過鋼索連接絞車6。在絞吸船3的甲板中部位置還安裝加速度傳感器5和控制器4。
[0013]如圖2，控制器4包括CPU處理單元8、調(diào)理電路7，控制面板電路13、狀態(tài)顯示電路12等。CPU處理單元8通過不同的端口分別連接調(diào)理電路7，控制面板電路13、狀態(tài)顯示電路12、通信接口電路11和電機(jī)驅(qū)動器9。電機(jī)驅(qū)動器9經(jīng)電機(jī)10連接絞車6，控制絞車6的工作。CPU處理單元8通過通信接口電路11與計算機(jī)相連，安裝在計算機(jī)上的上位機(jī)軟件對CPU處理單元8輸入的數(shù)據(jù)監(jiān)測與分析，并可以修改參數(shù)，通過修正參數(shù)不斷提高補(bǔ)償效果。CPU處理單元8還經(jīng)狀態(tài)顯示電路12連接顯示裝置，由控制面板電路13輸入控制參數(shù)。加速度傳感器5經(jīng)調(diào)理電路7連接CPU處理單元8，調(diào)理電路7還分別連接深度測量儀15和位移傳感器14。
[0014]加速度傳感器5檢測絞吸船3的運(yùn)動干擾信號，通過加速度傳感器5測量檢測絞吸船3自身的升降、橫搖和縱搖運(yùn)動狀態(tài)，也就是絞吸船3在波浪作用下的上下運(yùn)動信息。調(diào)理電路7對加速度傳感器5輸出的電壓電流信號進(jìn)行放大、濾波和運(yùn)算得到CPU處理單元8需要的實際數(shù)據(jù)。加速度傳感器5的檢測信號是補(bǔ)償信號的來源，因此提高加速度傳感器5的檢測精度和檢測的實時性是波浪補(bǔ)償控制的關(guān)鍵。
[0015]深度測量儀15是用來檢測橋架2相對于施工地的距離信號，位移傳感器14是用來檢測橋架2相對于施工地的位移信號，通過位移傳感器14還可以獲得絞吸船3的運(yùn)動狀態(tài)。
[0016]CPU處理單元8通過加速度傳感器5獲得絞吸船3當(dāng)前的運(yùn)動狀態(tài)，根據(jù)對絞吸船3運(yùn)動狀態(tài)的分析計算輸出補(bǔ)償速度控制指令到絞車的電機(jī)驅(qū)動器9，電機(jī)驅(qū)動器9驅(qū)動絞車的電機(jī)10，調(diào)節(jié)絞車6的升降和速度，從而實現(xiàn)波浪補(bǔ)償。同時，CPU處理單元8將所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)。由于電機(jī)10和絞車6等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作存在時間延時，因此，CPU處理單元8必須對絞吸船3運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，CPU處理單元8完成船舶運(yùn)動數(shù)據(jù)的存儲、處理、分析后通過對歷史數(shù)據(jù)分析來預(yù)測船舶未來一段時間的運(yùn)動狀態(tài)，同時，根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。
[0017]當(dāng)絞吸船3在波浪作用下向上以速度Vl上升時，在控制器4的控制下，絞車6以速度V2的速度進(jìn)行下放動作。當(dāng)V1=V2時，即完全補(bǔ)償了波浪對船舶造成的影響，此時，絞刀I的深度值保持恒定，從而保證了疏浚施工的挖掘精度。
【權(quán)利要求】
1.一種絞吸船波浪補(bǔ)償器，其特征是:包括固定設(shè)在絞吸船甲板中部位置的加速度傳感器(5 )和控制器(4 )，控制器(4 )包括0^處理單元(8 )、調(diào)理電路(7 )，控制面板電路(13 )和狀態(tài)顯示電路(12), 0？^處理單元(8)通過不同的端口分別連接調(diào)理電路(了)、控制面板電路(13 )、狀態(tài)顯示電路(12 )、通信接口電路(11)和電機(jī)驅(qū)動器(9):電機(jī)驅(qū)動器(9 )經(jīng)電機(jī)(10)連接設(shè)在絞吸船甲板前部的絞車(6)，0^處理單元(8)通過通信接口電路(11)與計算機(jī)相連；加速度傳感器(5)經(jīng)調(diào)理電路(7)連接0^處理單元(8),調(diào)理電路(7)還分別連接深度測量儀(15)和位移傳感器(14)；所述0^處理單元(8)通過加速度傳感器(5)獲得絞吸船當(dāng)前的運(yùn)動狀態(tài)，對運(yùn)動狀態(tài)分析后輸出補(bǔ)償速度控制指令到電機(jī)驅(qū)動器(9),電機(jī)驅(qū)動器(9)驅(qū)動電機(jī)(10)以調(diào)節(jié)絞車(6)的升降和速度實現(xiàn)波浪補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述絞吸船波浪補(bǔ)償器，其特征是:所述調(diào)理電路(7)對加速度傳感器(5)輸出的電壓電流信號進(jìn)行放大、濾波和運(yùn)算得到0^處理單元(8)需要的實際數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述絞吸船波浪補(bǔ)償器，其特征是:所述深度測量儀(15)和位移傳感器(14)分別檢測橋架(2)相對于施工地的深度和位移信號，橋架(2)設(shè)在絞吸船甲板前部，橋架(2 )下端連接絞刀(1),^^(2)下段通過鋼索連接絞車(6 )。
【文檔編號】E02F3/90GK204125991SQ201420517408
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】薛榮喜, 朱小明 申請人:鎮(zhèn)江明潤信息科技有限公司