[實用新型]一種利用視頻測距的海洋平臺起重機升沉補償控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521076273.0
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN205241076U
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔國芳;張亞坤;吳偉強;廖湘平;楊華勇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: B66C13/48
• 分類號: B66C13/48;B66C13/16;B66C23/52;F15B1/02;F15B11/08;F15B13/04;F15B21/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及起重機升沉補償控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種利用視頻測距的海洋平臺起重機升沉補償控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

2l世紀以來，全世界對能源的需求日益增加，海洋成為各國新世紀能源戰(zhàn)略的重點，世界各國紛紛加大了對海洋開發(fā)的力度。隨著海洋石油的大量開發(fā)，大型海上工程也蓬勃發(fā)展，在這些工程中海上起重機則是關(guān)鍵設(shè)備之一。

由于海浪運動造成的船體升沉運動與擺動，極大的限制了海上起重機的作業(yè)能力，不僅會降低吊裝的就位精度，增加作業(yè)的危險性，還會在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生附加動載荷，嚴重時會導致設(shè)備的損壞和人員的傷亡。消除海浪運動對起重機作業(yè)的影響成為海上起重機與地面起重機最大的技術(shù)區(qū)別。

現(xiàn)有用于消除海浪運動影響的發(fā)展較成熟的單元技術(shù)，如恒張力技術(shù)及升沉補償技術(shù)，主要是針對船載設(shè)備進行研發(fā)的，且其控制目標是通過連續(xù)的補償保持負載在水中位置恒定，而海洋平臺起重機的控制目標應是在海浪運動的條件下，不受船體升沉運動的影響，平穩(wěn)的將負載提升離開且能夠平穩(wěn)下放至補給船甲板，一旦貨物提升離開甲板或放置在甲板上后，就無需再進行補償。

主動式升沉補償技術(shù)是基于安裝于船體的傳感器對船體運動的檢測實現(xiàn)的，而對于海洋平臺起重機而言，起重機作業(yè)船只不可能是同一條船，且起重機距離船只垂直距離近百米，對于船體位置信息的檢測通過在補給船上安裝傳感器實現(xiàn)是不現(xiàn)實的，應采用非接觸式測量裝置。

目前國際及國內(nèi)制造商的海洋平臺起重機，解決海浪運動的措施仍是配置恒張力功能，升沉補償技術(shù)由于在海洋平臺起重機條件下船體運動檢測不便，沒有大規(guī)模使用，但事實上對于海洋平臺起重機而言，無論是恒張力技術(shù)還是現(xiàn)有的升沉補償技術(shù)，只能使海洋平臺起重機的起吊過程不受船體升沉影響，而下落過程依然受到船體運動的影響，起重機的完整操作包含提升與下放兩個過程，因此現(xiàn)有技術(shù)只能解決問題的一半。

綜上所述，因此現(xiàn)有單元技術(shù)直接移用到海洋平臺起重機上是不合適的。針對海洋平臺起重機特殊的操作要求與控制要求，研發(fā)適合于海洋平臺起重機的運動控制系統(tǒng)，保證在海浪運動的條件下，不受船體升沉運動的影響，平穩(wěn)的將負載提升離開且能夠平穩(wěn)下放至補給船甲板，能夠大幅提升我國海洋平臺起重機在關(guān)鍵技術(shù)上的不足，提升國際市場競爭力。

實用新型內(nèi)容

綜合現(xiàn)有各類型的升沉補償技術(shù)的優(yōu)點，克服其缺點，本實用新型的目的在于提供一種利用視頻測距的海洋平臺起重機升沉補償控制系統(tǒng)及方法，保證在海浪運動的條件下，起重機不受船體升沉運動的影響，平穩(wěn)的將負載提升離開且能夠平穩(wěn)下放至補給船甲板，進行起重機提升與下放全過程的智能升沉運動補償。

為了達到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

本實用新型包括控制計算機，工業(yè)攝像機和直接泵控式電液升沉補償裝置；工業(yè)攝像機和直接泵控式電液升沉補償裝置中的伺服電機驅(qū)動器、轉(zhuǎn)速傳感器、三個壓力傳感器和內(nèi)置式位移傳感器分別通過電氣接線與控制計算機相連接，進行信息與能量的交換；工業(yè)攝像機和直接泵控式電液升沉補償裝置分別安裝于海洋平臺起重機基座上。

所述直接泵控式電液升沉補償裝置，包括伺服電機驅(qū)動器、伺服電機、雙向液壓泵、蓄能器、快插接頭、兩個溢流閥、單出桿液壓缸、動滑輪、靜滑輪/、三個壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和內(nèi)置式位移傳感器；

伺服電機驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機帶動雙向液壓泵轉(zhuǎn)動，雙向液壓泵的兩輸出端分別與單出桿液壓缸的有桿腔和無桿腔連接，在雙向液壓泵的兩輸出端間并聯(lián)兩個反向安裝的溢流閥；蓄能器分三路，第一路與單出桿液壓缸有桿腔側(cè)連接，第二路與快插接頭連接，第三路與第一壓力傳感器連接，雙向液壓泵的兩輸出端分別接有第二壓力傳感器和第三壓力傳感器，伺服電機與轉(zhuǎn)速傳感器連接，三個壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、內(nèi)置式位移傳感器和伺服電機驅(qū)動器分別與控制計算機連接；動滑輪連接在單出桿液壓缸的活塞桿上，靜滑輪連接在單出桿液壓缸的底部，內(nèi)置式位移傳感器安裝在單出桿液壓缸內(nèi)。

所述伺服電機、雙向液壓泵、單出桿液壓缸、蓄能器、兩個溢流閥、快插接頭、三個壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和內(nèi)置式位移傳感器均集成構(gòu)成自治裝置。