[發明專利]深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統

有效

• 申請號: 201610123695.1
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105731284B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 樊成
• 申請（專利權）人: 上海阜有海洋科技有限公司
• 主分類號: B66D1/48
• 分類號: B66D1/48;B66D1/28
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 包姝晴,尹兵

1.一種深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統，其特征在于，

從排繩器設置的多個導輪之間穿過的臍帶纜繞到絞車的卷筒上；

變頻驅動系統設置的變頻器驅動與之連接的卷筒電機轉動，進而驅動卷筒對臍帶纜進行收放；

伺服驅動系統設置的伺服電機驅動與之連接的排繩器的絲桿，使絲桿追隨著卷筒的轉動在單層匝數的范圍內來回擺動，卷筒主軸每轉動一匝時排繩器移動一個排線間距，并且在排繩器從單層匝數的一側移動到另一側進行臍帶纜排線，以及再從另一側反向移動回到前一側而使臍帶纜換層排線的過程中，使臍帶纜與卷筒的面保持一定的角度；

其中，所述卷筒的主軸上連接有卷筒編碼器，將其對卷筒的位置進行檢測的結果，輸出給與該卷筒編碼器信號連接的CPU/運動控制器；

所述排繩器的導輪上連接有排繩器編碼器，將其對臍帶纜的長度、速度進行檢測的結果，輸出給與該排繩器編碼器信號連接的所述CPU/運動控制器，使所述CPU/運動控制器對各編碼器檢測的結果進行處理，向變頻驅動系統及伺服驅動系統輸出用來對卷筒及排繩器進行主從雙閉環運動控制的指令；

在排繩器的導輪軸上連接有張力傳感器，將其對臍帶纜張力值進行檢測的結果，輸出至與該張力傳感器信號連接的所述CPU/運動控制器，從而在所述卷筒與排繩器通過電子凸輪進行同步聯動時，由所述CPU/運動控制器根據張力傳感器檢測的結果進行判斷，相應地向卷筒及排繩器輸出如下的指令：

在根據張力傳感器的檢測結果判斷臍帶纜張力值沒有超出設定范圍時，輸出驅使卷筒與排繩器保持凸輪同步狀態的指令；在根據張力傳感器的檢測結果判斷臍帶纜張力值超出設定范圍時，輸出驅動絞車進行收纜或放纜，來調整臍帶纜張力值至設定范圍內的指令。

2.如權利要求1所述的深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統，其特征在于，

所述卷筒和排繩器各自設置用來進行單獨操作的手柄。

3.如權利要求1所述的深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統，其特征在于，

在所述卷筒與排繩器通過電子凸輪進行同步聯動時，所述CPU/運動控制器根據各編碼器檢測的結果進行判斷，相應地向卷筒及排繩器輸出如下的指令：

在根據各編碼器檢測的結果判斷排繩器沒有到達換向位置時，輸出驅使排繩器在原方向上與卷筒保持同步狀態的指令；

在根據各編碼器檢測的結果判斷排繩器到達換向位置時，輸出驅使排繩器更換方向并與卷筒反方向保持同步狀態的指令。

4.如權利要求1所述的深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統，其特征在于，

在絞車的帶式制動器上連接有接近開關，其對帶式制動器的剎車帶處在打開或關閉的狀態進行檢測，并向與該接近開關信號連接的CPU/運動控制器輸出檢測的結果；

所述帶式制動器的液壓缸控制剎車帶打開或關閉；所述CPU/運動控制器向與之信號連接的液壓缸，輸出驅使剎車帶在絞車收纜或放纜時處在打開狀態的指令。

5.如權利要求1所述的深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統，其特征在于，

所述CPU/運動控制器與電機繞組溫度的電機溫度傳感器信號連接；

所述CPU/運動控制器與驅使所述深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統執行所有設定操作的本地操作臺信號連接；

所述CPU/運動控制器通過以太網，分別對系統參數進行顯示及設置的人機接口，以及驅使所述深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統執行收放纜操作的遠程操作臺信號連接；

所述系統參數包含逃逸角、換向角、兩側的換向位置、臍帶纜直徑、張力極限值、排繩器與卷筒的電子齒輪比。

6.如權利要求1所述的深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統，其特征在于，

所述卷筒電機包含六臺變頻電機，其各自通過相應的減速機來驅動卷筒；各變頻電機所對應的變頻器之間采用光纖連接并通訊；這些變頻器與CPU/運動控制器之間通過Profibus總線連接并通訊，接收CPU/運動控制器輸出的使能信號，對其驅使六臺變頻電機同時運轉時的速度進行控制。

7.如權利要求1或6所述的深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統，其特征在于，

所述變頻驅動系統還設置有制動單元和制動電阻；

所述制動單元并聯在直流母線上，將直流母線的電壓限制在設定的水平，還將制動能量輸出至所述制動電阻上并轉換成熱能。

8.如權利要求1所述的深海臍帶纜絞車伺服排纜恒張力自適應控制系統，其特征在于，

所述伺服驅動系統的伺服電機是永磁同步伺服電機，其通過伺服減速機連接并驅動排繩器的絲杠進行往復運動；

所述伺服驅動系統設置有伺服驅動器來連接并驅動所述伺服電機，所述伺服驅動器是數字信號處理器。