[實用新型]一種氣動絞車主動升沉補償裝置

有效

• 申請號: 201521006974.7
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN205187725U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 周根榮;徐星;姜平;賀晶晶;薛衛衛
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B66D1/46
• 分類號: B66D1/46;B66D1/42
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本實用新型涉及一種氣動絞車主動升沉補償裝置，屬于機電一體化、傳感與測控技術領域，可適用于港口碼頭、海洋工程等行業。

背景技術

與傳統的電動絞車、液壓絞車相比，氣動絞車功率范圍及轉速范圍均較寬，具有較高的起動轉矩，能帶載啟動。而且更重要的是由于其工作介質是壓縮空氣，不會引起火災，具有防爆性能；無漏油隱患，不會對工作環境造成污染，具有綠色環保等特點。

不同于陸地作業，海洋平臺由于受風、浪、涌、流的影響，會產生較大幅度的升沉運動，因此絞車等相關作業設備必須要適合海上作業的特點，才能達到安全生產目的。由于國內對氣動流體力學研究較少，目前國內的氣動絞車還處在開環控制階段，與電動絞車、液壓絞車相比，對其升沉補償控制的研究開展很少，因而國產氣動絞車只能在一些作業要求不高的場合使用，對于深海采油采礦、海洋能源勘探、水下機器人操作與保障等作業要求高的場合，氣動絞車無法發揮其固有的優點。

針對國內氣動絞車現狀，本實用新型設計了一種氣動絞車主動升沉補償裝置，使氣動絞車能適用于海洋平臺、港口碼頭的作業，拓寬了氣動絞車工作領域。

實用新型內容

實用新型目的：本實用新型的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種結構設計合理，可以通過控制器對氣動使氣動絞車進行放纜、收纜以及升沉補償進行控制，能適用于海洋平臺、港口碼頭的作業，拓寬了氣動絞車工作領域的氣動絞車主動升沉補償裝置。

技術方案：本實用新型所述的一種氣動絞車主動升沉補償裝置，包括絞車狀態檢測器、流量及方向調節器以及升沉補償控制器；

所述絞車狀態檢測器包括加速度傳感器、傾角傳感器、纜長傳感器、張力傳感器，以上各傳感器將檢測到的數據送給升沉補償控制器，由升沉補償控制器分析決策，實現氣動絞車的升沉補償；

所述升沉補償控制器是整個裝置的核心部分，由CPU模塊、通信模塊、A/D采集模塊以及D/A輸出模塊組成；

所述通信模塊實現對絞車狀態檢測器中的加速度傳感器、傾角傳感器送出的加速度、傾斜角測量信號進行接收，并送給CPU模塊進行分析決策；

所述A/D采集模塊實現對絞車狀態檢測器中的纜長傳感器、張力傳感器送出的纜長、張力測量信號、以及流量及方向調節器中的流量傳感器送出的流量信號進行A/D轉換，將這些模擬信號轉換為數字信號，并送給CPU模塊分析決策；

所述D/A輸出模塊對流量及方向調節器中的流量比例調節閥提供模擬量控制信號，實現進氣流量的調節，最終實現對氣動馬達的轉速控制；

所述CPU模塊是整個裝置的核心單元，CPU模塊接收通信模塊以及A/D采集模塊采集到的各參數，然后進行分析決策，控制流量及方向調節器對氣動馬達的調節；

所述流量及方向調節器安裝在氣動絞車上的氣動馬達的進氣口前端，由進氣開關閥、流量比例調節閥、流量傳感器、收纜開關閥和放纜開關閥組成，所述進氣開關閥依次與所述流量比例調節閥、收纜開關閥和放纜開關閥連接，所述流量比例調節閥與所述收纜開關閥和放纜開關閥之間還設有流量傳感器，該流量及方向調節器受升沉補償控制器控制，實現氣動絞車氣源的開通、關斷，進氣流量的調節和檢測。

進一步的，所述加速度傳感器、傾角傳感器安裝在氣動絞車基座底部，實現氣動絞車升沉運動的加速度、傾斜角等參數的采集。

進一步的，所述纜長傳感器、張力傳感器安裝在氣動絞車排纜機構的檢測總成上，以檢測纜繩收放時的纜長、張力等參數。

進一步的，所述進氣開關閥、收纜開關閥、放纜開關閥、流量比例調節閥均采用電動閥。

進一步的，所述進氣開關閥的進氣端連接有壓縮空氣氣源。

進一步的，所述CPU模塊采用單片機或PLC控制模塊。

進一步的，所述CPU模塊接收通信模塊送出的加速度、傾斜角信號，再經計算，得到氣動絞車升沉運動的位移、速度、加速度、傾斜角等4個參數；并接收A/D采集模塊送出的纜長、張力、流量等3個參數，并由纜長參數計算出收放纜速度參數；上述8個參數作為升沉補償智能控制算法的輸入參數，由CPU模塊進行分析決策，最終獲得運轉方向、進氣流量等2個輸出參數，然后通過進氣開關閥、收纜開關閥、放纜開關閥控制氣動馬達的運轉方向，實現氣動絞車的收纜或放纜；同時通過D/A輸出模塊控制流量比例調節閥的輸出流量，以調整氣動馬達的進氣流量，達到氣動絞車收放纜的速度調節目的，最終實現氣動絞車的升沉補償。