一種大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于船舶建造領域的一種大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，包括人機操作接口、系統(tǒng)控制單元、位置伺服控制器、編碼器和執(zhí)行機構；人機操作接口將橫向或縱向移動信號傳送到系統(tǒng)控制單元，系統(tǒng)控制單元將接收的信號傳遞給位置伺服控制器，位置伺服控制器將橫向和縱向移動信號分別執(zhí)行機構，執(zhí)行機構分別執(zhí)行橫向移動和縱向移動，且將移動距離信息依次通過編碼器、位置伺服控制器傳遞給系統(tǒng)控制單元，系統(tǒng)控制單元根據(jù)反饋的信息進行微調(diào)自動修正，本發(fā)明電控系統(tǒng)是完整的閉環(huán)結構，可以修正元件參數(shù)變化及外界擾動引起的誤差，控制精度高；組合機械組成部分更改后，不需要更改控制系統(tǒng)，可沿用上一工況的控制系統(tǒng)，控制組合機械的同步性更高。
【專利說明】
一種大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于船舶建造研究領域，具體涉及一種大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，適用于大型船用螺旋槳和舵葉的自動安裝與拆卸。
【背景技術】
[0002]艉部作業(yè)平臺是大型船船舵葉和螺旋槳搭載精確定位安裝的特殊工裝裝備，其系統(tǒng)的控制方法屬于組合式平臺電控系統(tǒng)的控制范疇，可用于大型組合機械的控制。目前，船舶企業(yè)主要是通過人工手動方式來進行螺旋槳和舵葉的安裝與拆卸，工作難度大并且耗費人力物力。本發(fā)明的一種大型艉部作業(yè)平臺系統(tǒng)及其控制方法可以有效的解決這類問題。
[0003]到目前為止，還沒有與船舶艉部作業(yè)平臺控制系統(tǒng)及其控制方法這方面相關的專利，但其他行業(yè)有類似的，公開號為CN24133222U的中國專利提出了一種咖啡機水路的開環(huán)控制系統(tǒng)，與之相比，本發(fā)明專利多了反饋調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)更精確;公開號為CN53760825A的中國專利提出了一種大型精密懸吊裝置復合隨動平臺電控系統(tǒng)的控制方法，本發(fā)明專利與其相比優(yōu)勢在于控制組合機械的同步性更高，組合機械組成部分更改后，不需要更改控制系統(tǒng)，可繼續(xù)使用上一工況所用的控制系統(tǒng)；公開號為CN1506243A的中國專利提出了一種車輛制動控制系統(tǒng)，本發(fā)明專利與其相比優(yōu)勢在于控制方法簡單，操作方便，CN1506243A控制系統(tǒng)復雜，難以完全實現(xiàn)想要達到的要求?，F(xiàn)有的組合式機構的電控系統(tǒng)大都控制精度低，控制效率低，控制方法繁瑣，并且價格昂貴，難以實現(xiàn)組合式機構的精確控制以及組合機構的同步控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種大型艉部作業(yè)平臺系統(tǒng)，實現(xiàn)組合式機構的精確控制以及組合機構的同步控制，控制方法簡單，操作方便，大大提升了系統(tǒng)的控制精度，具有更好的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:一種大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，其特征在于，包括人機操作接口、系統(tǒng)控制單元、位置伺服控制器、第一編碼器、第二編碼器、第三編碼器和執(zhí)行機構；
[0006]執(zhí)行機構分別與第一編碼器、第二編碼器和第三編碼器的輸入端電連接，第一編碼器、第二編碼器和第三編碼器的輸出端分別與位置伺服控制器連接;所述執(zhí)行機構包括第一橫向移動驅動電機、第二橫向移動驅動電機、垂直升降機構；
[0007]所述人機操作接口與系統(tǒng)控制單元電連接，用于將橫向或縱向移動信號傳送到系統(tǒng)控制單元，所述系統(tǒng)控制單元與位置伺服控制器電連接，系統(tǒng)控制單元將接收的信號傳遞給位置伺服控制器，位置伺服控制器與執(zhí)行機構電連接，位置伺服控制器將橫向移動信號分別傳遞給第一橫向移動驅動電機和第二橫向移動驅動電機、將縱向移動信號傳遞給垂直升降機構；
[0008]第一橫向移動驅動電機驅動大型艉部作業(yè)平臺橫向移動、且將橫向移動距離信息依次通過第一編碼器、位置伺服控制器傳遞給系統(tǒng)控制單元，系統(tǒng)控制單元根據(jù)反饋的信息再通過位置伺服控制器對第一橫向移動驅動電機進行微調(diào)自動修正；
[0009]第二橫向移動驅動電機驅動工作臺在大型艉部作業(yè)平臺上橫向移動、且將橫向移動距離信息依次通過第二編碼器、位置伺服控制器傳遞給系統(tǒng)控制單元，系統(tǒng)控制單元根據(jù)反饋的信息再通過位置伺服控制器對第二橫向移動驅動電機進行微調(diào)自動修正；
[0010]垂直升降機構根據(jù)縱向移動信號控制大型艉部作業(yè)平臺上工作臺的升降、且將工作臺升降的距離信息依次通過第三編碼器、位置伺服控制器傳遞給系統(tǒng)控制單元，系統(tǒng)控制單元根據(jù)反饋的信息再通過位置伺服控制器對垂直升降機構進行微調(diào)自動修正。
[0011]上述方案中，所述垂直升降機構包括第一油缸、第二油缸、第一油栗、電磁閥、第二油栗、油箱和縱向移動驅動電機；
[0012]所述第一油缸和第二油缸的缸體分別與大型艉部作業(yè)平臺的底座連接，缸桿分別與工作臺鉸接，第一油栗和第二油栗的輸入端分別通過管道與油箱連接，輸出端分別通過管道與第一油缸和第二油缸連接，第一油缸和第二油缸分別連接縱向移動驅動電機，所述縱向移動驅動電機分別與位置伺服控制器的輸出端和第三編碼器的輸入端電連接。
[0013]上述方案中，還包括擴展單元，所述擴展單元與系統(tǒng)控制單元電連接，用于增加系統(tǒng)的輸入點數(shù)。
[0014]上述方案中，所述大型艉部作業(yè)平臺的底座設有底座滑輪;所述第一橫向移動驅動電機通過齒輪箱與底座滑輪連接;第一橫向移動驅動電機控制底座滑輪在導軌上橫向移動。
[0015]上述方案中，其特征在于，所述工作臺與大型艉部作業(yè)平臺滑動副連接。
[0016]進一步的，所述工作臺與大型艉部作業(yè)平臺通過滑動板連接；
[0017]所述大型艉部作業(yè)平臺上面固定設有U形槽，所述滑動板的上面與工作臺通過螺栓連接，滑動板的下面設有滑動板滑輪，滑動板滑輪安裝在U形槽內(nèi)；
[0018]第二橫向移動驅動電機通過齒輪箱與滑動板滑輪連接;第二橫向移動驅動電機控制滑動板滑輪在U形槽上橫向移動。
[0019]上述方案中，所述工作臺為舵葉工作臺。
[0020]上述方案中，所述工作臺為螺旋槳工作臺。
[0021 ]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明是閉環(huán)控制系統(tǒng)，有自動修正被控制量出現(xiàn)偏移的能力，可以修正元件參數(shù)變化及外界擾動引起的誤差，控制精度高;本發(fā)明專利提高了組合式機械的同步控制性能，從而提高了組合式機械整體協(xié)調(diào)性，同時，在轉換舵葉工作臺和螺旋槳工作臺時，可沿用上一工況的控制系統(tǒng)，不需要花費大量人力物力去更換控制系統(tǒng)，大大提高了工作效率、降低了工作成本;本發(fā)明的控制方法簡便、操作方便，實用性強。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明一實施方式大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明一實施方式大型艉部作業(yè)平臺和工作臺示意圖。
[0024]圖中:1、人機操作接口；2、擴展單元;3、系統(tǒng)控制;4、位置伺服控制器;5第一橫向移動驅動電機;6、第二橫向移動驅動電機;7、縱向移動驅動電機;8、第一編碼器;9、導軌；10、第一油栗；11、垂直升降機構；12、工作臺；13、第二編碼器;14、艉部作業(yè)平臺；15、第二油栗；16、油箱；17、底座滑輪;18、第三編碼器。
【具體實施方式】
[0025]為了對發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表示相同或相似的部分。附圖僅用于說明本發(fā)明，不代表本發(fā)明的實際結構和真實比例。
[0026]本發(fā)明的電控系統(tǒng)通過位置伺服控制器對艉部作業(yè)平臺及舵葉工作平臺或螺旋槳工作臺驅動電機的控制，將位移量傳遞給編碼器，編碼器再將信息傳遞給位置伺服控制器，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，大大提升了單個控制精度以及組合式機械的同步控制精度。
[0027]圖1所示為本發(fā)明所述大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)的一種實施方式，所述大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，包括人機操作接口 1、所述擴展單元2、系統(tǒng)控制單元3、位置伺服控制器4、第一編碼器8、第二編碼器13、第三編碼器18和執(zhí)行機構；
[0028]所述執(zhí)行機構包括第一橫向移動驅動電機5、第二橫向移動驅動電機6、垂直升降機構11;第一橫向移動驅動電機5與第一編碼器8的輸入端電連接;第二橫向移動驅動電機6與第二編碼器13的輸入端電連接;垂直升降機構11與第三編碼器18的輸入端電連接，第一編碼器8、第二編碼器13和第三編碼器18的輸出端分別與位置伺服控制器4連接。
[0029]所述人機操作接口I與系統(tǒng)控制單元3電連接，用于將橫向或縱向移動信號傳送到系統(tǒng)控制單元3，所述擴展單元2與系統(tǒng)控制單元3電連接，用于增加系統(tǒng)的輸入點數(shù)，所述系統(tǒng)控制單元3與位置伺服控制器4電連接，系統(tǒng)控制單元3將接收的信號傳遞給位置伺服控制器4，位置伺服控制器4與執(zhí)行機構電連接，位置伺服控制器4將橫向移動信號分別傳遞給第一橫向移動驅動電機5和第二橫向移動驅動電機6、將縱向移動信號傳遞給垂直升降機構11;
[0030]第一橫向移動驅動電機5驅動大型艉部作業(yè)平臺14橫向移動、且將橫向移動距離信息依次通過第一編碼器8、位置伺服控制器4傳遞給系統(tǒng)控制單元3，系統(tǒng)控制單元3根據(jù)反饋的信息再通過位置伺服控制器4對第一橫向移動驅動電機5進行微調(diào)自動修正；
[0031]第二橫向移動驅動電機6驅動工作臺12在大型艉部作業(yè)平臺14上橫向移動、且將橫向移動距離信息依次通過第二編碼器13、位置伺服控制器4傳遞給系統(tǒng)控制單元3，系統(tǒng)控制單元3根據(jù)反饋的信息再通過位置伺服控制器4對第二橫向移動驅動電機6進行微調(diào)自動修正。
[0032]垂直升降機構11根據(jù)縱向移動信號控制大型艉部作業(yè)平臺14上工作臺12的升降、且將工作臺升降的距離信息依次通過第三編碼器18、位置伺服控制器4傳遞給系統(tǒng)控制單元3，系統(tǒng)控制單元3根據(jù)反饋的信息再通過位置伺服控制器4對垂直升降機構11進行微調(diào)自動修正。
[0033]如圖2所示，大型艉部作業(yè)平臺14的底座設有底座滑輪17;第一橫向移動驅動電機5通過齒輪箱與大型艉部作業(yè)平臺14的底座滑輪17連接，由第一橫向移動驅動電機5控制底座滑輪17的轉速，有快速和慢速兩種工況。
[0034]大型艉部作業(yè)平臺14上面安裝有工作臺12，工作臺12為舵葉工作臺或螺旋槳工作臺。大型艉部作業(yè)平臺14與工作臺12通過滑動板連接;所述大型艉部作業(yè)平臺14上面固定設有U形槽，所述滑動板的上面與工作臺12通過螺栓連接，滑動板的下面設有滑動板滑輪，滑動板滑輪安裝在U形槽內(nèi)。第二橫向移動驅動電機6通過齒輪箱與大型艉部作業(yè)平臺14上的滑動板滑輪連接，第二橫向移動驅動電機6驅動滑動板滑輪在U形槽內(nèi)移動，使工作臺12在大型艉部作業(yè)平臺14上面橫向移動，擁有快速移動、慢速移動以及快速微調(diào)、慢速微調(diào)四種工況。
[0035]所述垂直升降機構11用來控制工作臺升降的裝置，包括第一油缸、第二油缸、第一油栗10、電磁閥、第二油栗15、油箱16和縱向移動驅動電機7;第一油栗10和第二油栗15通過螺栓與油箱16連接，第一油栗10和第二油栗15和油箱16都通過螺栓固定于艉部作業(yè)平臺14上。所述第一油缸和第二油缸的缸體分別與大型艉部作業(yè)平臺14的底座連接，缸桿分別與工作臺12鉸接，第一油栗10和第二油栗15的輸入端分別通過管道與油箱16連接，輸出端分別通過管道與第一油缸和第二油缸連接，第一油缸和第二油缸分別連接縱向移動驅動電機
7。所述縱向移動驅動電機7分別與位置伺服控制器4的輸出端和第三編碼器18的輸入端電連接。
[0036]人機操作接口I將橫向或縱向移動信號傳送到系統(tǒng)控制單元3，系統(tǒng)控制單元3將接收的信號傳遞給位置伺服控制器4，位置伺服控制器4將橫向和縱向移動信號分別執(zhí)行機構，執(zhí)行機構分別執(zhí)行橫向移動和縱向移動，且將移動距離信息依次通過編碼器、位置伺服控制器4傳遞給系統(tǒng)控制單元3，系統(tǒng)控制單元3根據(jù)反饋的信息進行微調(diào)自動修正，電控系統(tǒng)是完整的閉環(huán)結構，系統(tǒng)穩(wěn)定，操作簡單，可以修正元件參數(shù)變化及外界擾動引起的誤差，控制精度高;所述滑動板的上面與工作臺12通過螺栓連接更換工作臺12時，只需擰開螺母，即可進行工作臺12的更換，組合機械組成部分更改后，不需要更改控制系統(tǒng)，可沿用上一工況的控制系統(tǒng)，控制組合機械的同步性更高。
[0037]應當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
[0038]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施例或變更均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，其特征在于，包括人機操作接口(I)、系統(tǒng)控制單元(3)、位置伺服控制器(4)、第一編碼器(8)、第二編碼器(13)、第三編碼器(18)和執(zhí)行機構； 執(zhí)行機構分別與第一編碼器(8)、第二編碼器(13)和第三編碼器(18)的輸入端電連接，第一編碼器(8)、第二編碼器(13)和第三編碼器(18)的輸出端分別與位置伺服控制器(4)連接;所述執(zhí)行機構包括第一橫向移動驅動電機(5)、第二橫向移動驅動電機(6)、垂直升降機構(11); 所述人機操作接口(I)與系統(tǒng)控制單元(3)電連接，用于將橫向或縱向移動信號傳送到系統(tǒng)控制單元(3)，所述系統(tǒng)控制單元(3)與位置伺服控制器(4)電連接，系統(tǒng)控制單元(3)將接收的信號傳遞給位置伺服控制器(4)，位置伺服控制器(4)與執(zhí)行機構電連接，位置伺服控制器(4)將橫向移動信號分別傳遞給第一橫向移動驅動電機(5)和第二橫向移動驅動電機(6)、將縱向移動信號傳遞給垂直升降機構(11)； 第一橫向移動驅動電機(5)驅動大型艉部作業(yè)平臺(14)橫向移動、且將橫向移動距離信息依次通過第一編碼器(8)、位置伺服控制器(4)傳遞給系統(tǒng)控制單元(3)，系統(tǒng)控制單元(3)根據(jù)反饋的信息再通過位置伺服控制器(4)對第一橫向移動驅動電機(5)進行微調(diào)自動修正； 第二橫向移動驅動電機(6)驅動工作臺(12)在大型艉部作業(yè)平臺(14)上橫向移動、且將橫向移動距離信息依次通過第二編碼器(13)、位置伺服控制器(4)傳遞給系統(tǒng)控制單元(3)，系統(tǒng)控制單元(3)根據(jù)反饋的信息再通過位置伺服控制器(4)對第二橫向移動驅動電機(6)進行微調(diào)自動修正； 垂直升降機構(11)根據(jù)縱向移動信號控制大型艉部作業(yè)平臺(14)上工作臺(12)的升降、且將工作臺升降的距離信息依次通過第三編碼器(18)、位置伺服控制器(4)傳遞給系統(tǒng)控制單元(3)，系統(tǒng)控制單元(3)根據(jù)反饋的信息再通過位置伺服控制器(4)對垂直升降機構(I I)進行微調(diào)自動修正。2.根據(jù)權利要求1所述的大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，其特征在于，所述垂直升降機構(11)包括第一油缸、第二油缸、第一油栗(10)、電磁閥、第二油栗(15)、油箱(16)和縱向移動驅動電機(7); 所述第一油缸和第二油缸的缸體分別與大型艉部作業(yè)平臺(14)的底座連接，缸桿分別與工作臺(12)鉸接，第一油栗(10)和第二油栗(15)的輸入端分別通過管道與油箱(16)連接，輸出端分別通過管道與第一油缸和第二油缸連接，第一油缸和第二油缸分別連接縱向移動驅動電機(7)，所述縱向移動驅動電機(7)分別與位置伺服控制器(4)的輸出端和第三編碼器(18)的輸入端電連接。3.根據(jù)權利要求1所述的大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，其特征在于，還包括擴展單元(2)，所述擴展單元(2)與系統(tǒng)控制單元(3)電連接，用于增加系統(tǒng)的輸入點數(shù)。4.根據(jù)權利要求1所述的大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，其特征在于，所述大型艉部作業(yè)平臺(14)的底座設有底座滑輪(17);所述第一橫向移動驅動電機(5)通過齒輪箱與底座滑輪(17)連接;第一橫向移動驅動電機(5)控制底座滑輪(17)在導軌上橫向移動。5.根據(jù)權利要求1所述的大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，其特征在于，所述工作臺(12)與大型艉部作業(yè)平臺(14)滑動副連接。6.根據(jù)權利要求5所述的大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，其特征在于，所述工作臺(12)與大型艉部作業(yè)平臺(14)通過滑動板連接； 所述大型艉部作業(yè)平臺(14)上面固定設有U形槽，所述滑動板的上面與工作臺(12)通過螺栓連接，滑動板的下面設有滑動板滑輪，滑動板滑輪安裝在U形槽內(nèi)； 第二橫向移動驅動電機(6)通過齒輪箱與滑動板滑輪連接;第二橫向移動驅動電機(6)控制滑動板滑輪在U形槽上橫向移動。7.根據(jù)權利要求1所述的大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，其特征在于，所述工作臺(12)為舵葉工作臺。8.根據(jù)權利要求1所述的大型艉部作業(yè)平臺電控系統(tǒng)，其特征在于，所述工作臺(12)為螺旋槳工作臺。
【文檔編號】G05B19/04GK106094579SQ201610392558
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610392558.8, CN 106094579 A, CN 106094579A, CN 201610392558, CN-A-106094579, CN106094579 A, CN106094579A, CN201610392558, CN201610392558.8
【發(fā)明人】謝方偉, 祝杰, 戴開宇, 張波, 吳殿成
【申請人】江蘇大學