[發(fā)明專利]一種耙吸挖泥船耙管拖拽力檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310031051.6
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103115712A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 丁樹友;顧明;田俊峰;俞夢蕻;袁偉;李軍;戴群;王健;劉長云;楊立楠
• 申請（專利權(quán)）人: 中交天津航道局有限公司;中國交通建設股份有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;E02F5/28;E02F3/92
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于精確疏浚技術(shù)領域，特別是涉及一種耙吸挖泥船耙管拖拽力檢測方法。

背景技術(shù)

目前，耙吸挖泥船得到了越來越多廣泛利用，尤其在陸域形成及臨海工業(yè)園區(qū)的建設中發(fā)揮著越來越關(guān)鍵的作用。挖泥控制具備了技術(shù)含量高，機械設備繁雜，自動化要求高等特點。精確疏浚成為挖泥指標的一個重要參數(shù)。由于挖泥船耙頭在水下進行，工作人員很難判斷耙頭實際工作狀態(tài)，從而難以提高吸泥的高效率。另一方面，如果在耙吸過程中，耙頭與海床之間有過大的摩擦力，對于耙頭的使用壽命包括對船舶能源動力的節(jié)約也帶來很嚴重的影響。如今，對挖泥船耙頭問題的分析，尤其是對海床對耙頭摩擦力分析一直處于二維空間分析模型，對于準確的把握耙頭的動態(tài)過程帶來了一些不足，從而導致在這類似問題分析上理論與實際的偏差比較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種耙吸挖泥船耙管拖拽力檢測方法。

本發(fā)明的目的是分通過耙頭與海床摩擦系數(shù)和正壓力的評估，擺脫了過分依賴經(jīng)驗的弊端，通過耙吸挖泥船耙管拖拽力的補償，實現(xiàn)了精確疏浚，具有檢測方便，實用性強，應用范圍廣等特點的耙吸挖泥船耙管拖拽力檢測方法。

采用軸銷傳感器和參數(shù)估計方法，給耙頭所受到海床摩擦力問題的研究帶來了方便，從而更加有助于計算耙管拖拽力。本發(fā)明是通過對耙吸挖泥船耙頭、耙管建立三維坐標，通過建立數(shù)學模型，計算耙頭所受到摩擦力系數(shù)和正壓力函數(shù)關(guān)系。

本發(fā)明耙吸挖泥船耙管拖拽力檢測方法所采取的技術(shù)方案是：

一種耙吸挖泥船耙管拖拽力檢測方法，其特點是：耙吸挖泥船設有信息采集系統(tǒng)，獲取耙吸狀態(tài)各評估指標物理量，信息采集系統(tǒng)包括耙管連接處的軸銷傳感器、耙管接頭處的角度編碼器、纜繩接頭處的角度編碼器、纜繩對耙管耙頭的測力傳感器、波浪補償器；耙管拖拽力檢測時，通過對耙頭、耙管的受力平衡分析，以及耙頭在耙吸過程中受到海床摩擦力作用大小的評估，從而對降低耙頭受到海床的阻力進行有效的估算。

本發(fā)明耙吸挖泥船耙管拖拽力檢測方法還可以采用如下技術(shù)方案：

所述的耙吸挖泥船耙管拖拽力檢測方法，其特點是：信息采集系統(tǒng)獲取的耙吸狀態(tài)各評估指標物理量，包括耙頭質(zhì)量、耙管質(zhì)量、耙管體積、耙頭體積、重力加速度、海水密度、萬向接頭到耙頭部距離、萬向接頭到耙管頭部距離、耙頭的吸口面積。

所述的耙吸挖泥船耙管拖拽力檢測方法，其特點是耙管拖拽力檢測時，具體步驟如下：

1）在靜態(tài)狀態(tài)下，對挖泥船的耙頭以及耙管做受力分析，建立數(shù)學模型；

2）對于垂直角度傳感器檢測方向進行確定；

3）測出在挖泥過程中，相關(guān)設備的位置、壓力變化過程；

在耙管之間安裝軸銷傳感器，軸銷傳感器裝在耙管連接處,并且是一邊一個，兩個傳感器是平行地裝在一對接頭上，用于測量在挖泥過程中耙管之間的受力過程；

在纜繩末端安裝垂直角度傳感器觀測纜繩在挖泥過程中，通過波浪補償器調(diào)節(jié)過程中觀察纜繩角度變化過程；

在耙管密封的不銹鋼殼體內(nèi)，安裝垂直角度傳感器，用于觀測耙管在吸泥過程中耙管的角度變化；

海底泥水混合物的流動在耙頭入口處與海床之間產(chǎn)生了壓力差，通過在耙頭耙管之間安裝壓力傳感器測量壓力差值；

通過力學分析，推出耙頭所受的摩擦力與以下物理量相關(guān)，耙頭耙管的三維角度、耙頭的入口處與海床之間產(chǎn)生了壓力差、軸銷傳感器的拉力值變化有關(guān)系；

為讓耙頭在吸泥過程中摩擦力能最小，在挖泥過程中通過對耙管的角度變化對纜繩拉力的控制，從而使得摩擦力系數(shù)得到優(yōu)化控制。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：

耙吸挖泥船耙管拖拽力檢測方法由于采用了本發(fā)明全新的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過耙頭與海床摩擦系數(shù)和正壓力的評估，擺脫了過分依賴經(jīng)驗的弊端，通過耙吸挖泥船耙管拖拽力的補償，實現(xiàn)了精確疏浚，具有檢測方便，實用性強，應用范圍廣等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明耙臂拖拽力計算流程結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是耙管垂直角度傳感器檢測角度結(jié)構(gòu)示意圖（耙管標注1）；

圖3是纜繩垂直角度傳感器檢測角度結(jié)構(gòu)示意圖（標注2）。

圖中，1、耙管，2、纜繩。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

參閱附圖1、圖2和圖3。

實施例1