[發明專利]一種自升式海工平臺樁腿液壓傳動控制單元

有效

• 申請號: 201210230651.0
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102747721A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 倪濤;顧永玉;宋杰;王勻;張朝陽;許楨英;蔣家坤;屠艷;莊建軍;張永康
• 申請（專利權）人: 南通中遠船務工程有限公司;江蘇大學;東南大學
• 主分類號: E02B17/08
• 分類號: E02B17/08
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域：

本發明涉及自升式海洋工程平臺，具體涉及自升式海洋工程平臺的樁腿傳動控制裝置。????背景技術

自升式海洋工程平臺的樁腿傳動方式包括液壓傳動和齒輪齒條傳動兩種類型。齒輪齒條傳動具有結構簡單、控制方便的優點，圓形樁腿一般采用齒輪齒條傳動，但齒條長期浸泡在海水中容易腐蝕，影響樁腿的使用壽命。液壓傳動一般使用在多邊形樁腿上，液壓傳動的傳動部件全部安裝在水面以上，不受海水浸蝕的影響，但傳動部件和傳感器的數量較多，傳動部件協調控制比較困難；常規的樁腿液壓傳動控制系統采用集成控制方式，即所有的驅動元件全部由一個控制系統完成，控制系統既要協調每一個樁腿上的各個驅動元件之間的運動關系，又要實現不同樁腿之間的運動速度、位移的協同關系，整個控制系統結構復雜，調試困難。

發明內容：????

本發明的目的是為了克服以上的不足，提供一種傳控制系統結構簡單，調試簡便的自升式海工平臺樁腿液壓傳動控制單元。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種自升式海工平臺樁腿液壓傳動控制單元，包括液壓傳動模塊、液壓控制模塊和電氣控制模塊；液壓傳動模塊包括底座、樁腿和四個液壓傳動組件，液壓傳動組件包括左傳動組件、后傳動組件、右傳動組件和前傳動組件；左傳動組件包括左行程傳感油缸、左油缸、左滑塊、上位銷、下位銷、左插銷裝置，左插銷裝置包括支架、左插銷油缸、插銷，左行程傳感油缸的上油腔、下油腔分別與左油缸的上油腔、下油腔通過液壓管路聯通，左行程傳感油缸和左油缸的上下油腔聯通后形成一個液壓缸組，即左液壓缸組；左行程傳感油缸的左滑塊通過上位銷連接有活塞桿，在底座上設有耳座，左行程傳感油缸的缸體經下位銷與底座上的耳座相連，左油缸的活塞桿經上位銷與左滑塊相連，左油缸的缸體經下位銷與底座上的耳座相連；左插銷裝置中的支架與左滑塊相連；左插銷油缸安裝在左滑塊中間的圓孔內，可以在圓孔內左右移動；左插銷油缸的活塞桿與支架相連，左插銷油缸的缸體與插銷相連；后傳動組件包括后行程傳感油缸、后油缸、后滑塊、上位銷、下位銷和后插銷裝置，后插銷裝置包括支架、后插銷油缸和插銷，后行程傳感油缸的上油腔、下油腔分別與后油缸的上油腔、下油腔通過液壓管路聯通，后行程傳感油缸和后油缸的上下油腔聯通后形成一個液壓缸組，即后液壓缸組；后行程傳感油缸的活塞桿經上位銷與后滑塊相連，后行程傳感油缸的缸體經下位銷與底座上的耳座相連；后油缸的活塞桿通過上位銷與后滑塊相連，后油缸的缸體經下位銷與底座上的耳座相連；后插銷裝置中的支架與后滑塊相連；后插銷油缸安裝在后滑塊中間的圓孔內，可以在圓孔內前后移動；后插銷油缸的活塞桿與支架相連，后插銷油缸的缸體與插銷相連；右傳動組件包括右行程傳感油缸、右油缸、右滑塊、上位銷、下位銷和右插銷裝置，右插銷裝置包括支架、右插銷油缸和插銷組成，右行程傳感油缸的上油腔、下油腔分別與右油缸的上油腔、下油腔通過液壓管路聯通，右行程傳感油缸和右油缸的上下油腔聯通后形成一個液壓缸組，即右液壓缸組；右行程傳感油缸的活塞桿經上位銷與右滑塊相連，右行程傳感油缸的缸體經下位銷與底座上的耳座相連；右油缸的活塞桿經上位銷與右滑塊相連，右油缸的缸體經下位銷與底座上的耳座相連；右插銷裝置中的支架與右滑塊相連；右插銷油缸安裝在右滑塊中間的圓孔內，可以在圓孔內左右移動；右插銷油缸的活塞桿與支架相連，右插銷油缸的缸體與插銷相連；前傳動組件包括前行程傳感油缸、前油缸、前滑塊、上位銷、下位銷和前插銷裝置，前插銷裝置包括支架、前插銷油缸和插銷，所述前行程傳感油缸的上油腔、下油腔分別與前油缸的上油腔、下油腔通過液壓管路聯通，前行程傳感油缸和前油缸的上下油腔聯通前形成一個液壓缸組，即前液壓缸組；前行程傳感油缸的活塞桿經上位銷與前滑塊相連，前行程傳感油缸的缸體經下位銷與底座上的耳座相連；前油缸的活塞桿經上位銷與前滑塊相連，前油缸的缸體經下位銷與底座上的耳座相連；前插銷裝置中的支架與前滑塊相連；前插銷油缸安裝在前滑塊中間的圓孔內，可以在圓孔內前后移動；前插銷油缸的活塞桿與支架相連，前插銷油缸的缸體與插銷相連；液壓控制模塊包括液壓油箱、液壓管路、空氣過濾器、電動機、液壓泵、單向閥、溢流閥、四個液壓傳動控制組件和四個液壓插銷控制組件，液壓泵與電動機連接，液壓泵的一端通過液壓管路、空氣過濾器與油箱相連，另一端通過液壓管路與液壓傳動控制組件和液壓插銷控制組件連接，液壓傳動控制組件分別包括左液壓控制組件、后液壓控制組件、右液壓控制組件和前液壓控制組件；左液壓控制組件包括左壓力傳感器、左換向閥、左調速閥、左調壓閥，左調壓閥的一端與液壓管路的進油管路連接，另一端通過左調速閥與左換向閥連接；左換向閥的一個端口與左調速閥連接，一個端口與液壓管路的回油管路連接，一個端口與左液壓缸組的上油腔相連，一個端口與左液壓缸組的下油腔相連；左壓力傳感器通過液壓管路連接在左液壓缸組的上油腔上；后液壓控制組件包括后壓力傳感器、后換向閥、后調速閥和后調壓閥，后調壓閥的一端與液壓管路的進油管路連接，一端通過后調速閥與后換向閥連接；后換向閥的一個端口與后調速閥連接，一個端口與液壓管路的回油管路連接，一個端口與后液壓缸組的上油腔相連，一個端口與后液壓缸組的下油腔相連；后壓力傳感器通過液壓管路連接在后液壓缸組的上油腔上；右液壓控制組件包括右壓力傳感器、右換向閥、右調速閥和右調壓閥，右調壓閥的一端與液壓管路的進油管路連接，一端通過右調速閥與右換向閥連接；右換向閥的一個端口與右調速閥連接，一個端口與液壓管路的回油管路連接，一個端口與右液壓缸組的上油腔相連，一個端口與右液壓缸組的下油腔相連；右壓力傳感器通過液壓管路連接在右液壓缸組的上油腔上；前液壓控制組件包括前壓力傳感器、前換向閥、前調速閥、前調壓閥，前調壓閥的一端與液壓管路的進油管路連接，一端通過前調速閥與前換向閥連接；前換向閥的一個端口與前調速閥連接，一個端口與液壓管路的回油管路連接，一個端口與前液壓缸組的上油腔相連，一個端口與前液壓缸組的下油腔相連；前壓力傳感器通過液壓管路連接在前液壓缸組的上油腔上；四個液壓插銷控制組件分別為左液壓插銷控制組件、后液壓插銷控制組件、右液壓插銷控制組件、前液壓插銷控制組件，左液壓插銷控制組件包括左插銷油缸換向閥和左插銷油缸調壓閥，左插銷油缸調壓閥的一端與液壓管路的進油管路連接，一端與左插銷油缸換向閥相連；左插銷油缸換向閥的一端與在插銷油缸調壓閥相連，一端與液壓管路的回油管路連接，一端與左插銷油缸的前油腔相連，一端與左插銷油缸的后油腔相連；后液壓插銷控制組件包括后插銷油缸換向閥和后插銷油缸調壓閥，后插銷油缸調壓閥的一端與液壓管路的進油管路連接，一端與后插銷油缸換向閥相連；后插銷油缸換向閥的一端與在插銷油缸調壓閥相連，一端與液壓管路的回油管路連接，一端與后插銷油缸的前油腔相連，一端與后插銷油缸的后油腔相連；右液壓插銷控制組件包括右插銷油缸換向閥和右插銷油缸調壓閥，右插銷油缸調壓閥的一端與液壓管路的進油管路連接，一端與右插銷油缸換向閥相連；右插銷油缸換向閥的一端與在插銷油缸調壓閥相連，一端與液壓管路的回油管路連接，一端與右插銷油缸的前油腔相連，一端與右插銷油缸的右油腔相連；前液壓插銷控制組件包括前插銷油缸換向閥和前插銷油缸調壓閥；前插銷油缸調壓閥的一端與液壓管路的進油管路連接，一端與前插銷油缸換向閥相連；前插銷油缸換向閥的一端與在插銷油缸調壓閥相連，一端與液壓管路的回油管路連接，一端與前插銷油缸的前油腔相連，一端與前插銷油缸的前油腔相連；電氣控制模塊包括開關量信號轉換電路、輸入接口電路、換向單元、A/D轉換單元、數據線、調壓單元、調速單元、工業計算機、電機控制裝置和上位機，開關量信號轉換電路的輸入端口與四個插銷油缸的前、后油腔行程開關相連，輸出端與輸入接口電路相連，A/D轉換單元的輸入端口與四個壓力傳感器、四個內置式超聲行程傳感液壓油缸的超聲行程檢測裝置相連，輸出端口與輸入接口電路相連；輸入接口電路的輸入端分別與A/D轉換單元、開關量信號轉換電路的輸出端相連，輸入接口電路的輸出端與工業計算機相連；工業計算機的輸入端口與輸入接口電路相連，輸出端口分別與調壓單元、調速單元、換向單元的輸入端口相連，工業計算機的通信接口與上位機相連；換向單元的輸入端與工業計算機的輸出端口相連，換向單元的輸出端口分別與四個液壓缸組的三位四通電磁換向閥的線圈、四個插銷油缸的三位四通電磁換向閥的線圈相連；調速單元的輸入端與工業計算機的輸出端口相連，調速單元的輸出端口與四個液壓缸組的電磁調速閥線圈相連；調壓單元的輸入端口與工業計算機的輸出端口相連，調壓單元的輸出端口與四個液壓缸組的電磁調壓閥、四個插銷油缸的電磁調壓閥的線圈相連；電機控制裝置輸入端與工業計算機連接，輸出端與電動機連接，左行程傳感油缸、后行程傳感油缸、右行程傳感油缸、前行程傳感油缸為內置超聲式行程傳感油缸，通過檢測油缸上油腔的壓力突變來判斷樁腿是否接觸海床，插樁或拔樁過程中，待插銷或待拔銷的滑塊與與帶動樁腿運動的滑塊同步運動，實現運動中完成插銷或拔銷工作，通過調速閥調節樁腿運動速度，超過規定時間樁腿運動速度達不到指令值時通過調壓閥調節液壓缸組的工作壓力來克服海床阻力，從而提高樁腿運動速度，超過規定時間未完成插銷或拔銷動作，通過調壓閥調節液壓缸組的工作壓力來克服插銷或拔銷阻力，從而提高插銷或拔銷速度。