[發(fā)明專利]耙吸挖泥船疏浚耙管全自動(dòng)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810161329.4
• 申請(qǐng)日: 2018-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN108442444A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晴波;李寧;杜謙;馬忠賢;賀海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交疏浚技術(shù)裝備國家工程研究中心有限公司
• 主分類號(hào): E02F5/28
• 分類號(hào): E02F5/28;E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種耙吸挖泥船疏浚耙管全自動(dòng)控制方法，其特征在于，包括安全控制、耙管絞車全自動(dòng)控制和主動(dòng)耙頭全自動(dòng)控制，所述安全控制貫穿于耙管絞車全自動(dòng)控制和主動(dòng)耙頭全自動(dòng)控制始終，從而在確保疏浚耙管安全的前提下實(shí)現(xiàn)作業(yè)設(shè)備的協(xié)同控制，達(dá)到疏浚作業(yè)狀態(tài)最優(yōu)。

2.如權(quán)利要求1所述的耙吸挖泥船疏浚耙管全自動(dòng)控制方法，其特征在于，進(jìn)一步給出實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案：

首先,耙管絞車全自動(dòng)控制用于實(shí)現(xiàn)將耙頭下放到目標(biāo)深度。具體為：

耙管絞車全自動(dòng)控制包括彎管絞車控制、耙中絞車控制、耙頭絞車控制，所述彎管絞車控制用于檢測并確保彎管下放至吸口位置，為后續(xù)耙中絞車、耙頭絞車的控制提供基準(zhǔn)深度；所述耙中絞車控制用于控制耙中絞車跟隨耙頭絞車動(dòng)作，控制目標(biāo)是保持耙臂姿態(tài)始終處于一條直線；所述耙頭絞車控制用于控制耙頭下放到目標(biāo)深度，包括對(duì)波浪補(bǔ)償器控制和定深控制，使船舶在設(shè)定挖深及波浪補(bǔ)償器設(shè)定補(bǔ)償范圍內(nèi)施工。

當(dāng)上述耙管絞車全自動(dòng)控制完成耙頭放置于目標(biāo)深度時(shí)，主動(dòng)耙頭在地底作業(yè)時(shí)通過對(duì)耙唇角度的自動(dòng)控制，其功能是在保證主動(dòng)耙頭安全下使耙唇保持貼地。具體為：

在全自動(dòng)挖泥控制過程中，通過設(shè)置動(dòng)作持續(xù)時(shí)間T1、動(dòng)作間隔時(shí)間T2、自動(dòng)進(jìn)給壓力P1、蓄能器恒張力壓力P2和角度死區(qū)β的四個(gè)控制參數(shù)，控制油缸收放用于調(diào)整耙唇使其始終保持貼地。當(dāng)耙頭阻力增大，耙唇油缸壓力超過蓄能器設(shè)定值P2時(shí)，液壓系統(tǒng)將被動(dòng)收回油缸而將耙唇抬起。耙頭自動(dòng)控制不斷檢測油缸行程，當(dāng)角度變化超越了角度死區(qū)β，在設(shè)定的時(shí)間間隔T2內(nèi)，耙頭自動(dòng)控制通過控制油缸以壓力P1推出，每次油缸動(dòng)作持續(xù)時(shí)間為T1,直至耙唇角度回到初始設(shè)定值，若在T2時(shí)間間隔內(nèi)，耙唇角度無法回到初始設(shè)定值，通過液壓泵收縮耙唇處于最大角度。

3.如權(quán)利要求2所述的耙吸挖泥船疏浚耙管全自動(dòng)控制方法，其特征在于，進(jìn)一步給出耙中絞車的控制算法，在保證安全作業(yè)的前提下始終控制耙中絞車跟隨耙頭絞車動(dòng)作以保證耙臂良好姿態(tài):

步驟一：滿足啟用耙頭絞車啟用條件，啟用耙管絞車自動(dòng)控制模塊。

步驟二：檢測上下耙管垂直夾角1s內(nèi)是否小于設(shè)定角度最大值，如果是，重新檢測，否則，進(jìn)入步驟三。

步驟三：檢測上下耙管垂直角度之差1s內(nèi)是否為負(fù)值，如果是，進(jìn)入步驟六，否則，進(jìn)入步驟四。

步驟四：檢測上下耙管垂直角度1s內(nèi)是否為正，如果為正，進(jìn)入步驟五，否則進(jìn)入步驟二。

步驟五：耙中絞車上升。

步驟六：耙中絞車下降。

4.如權(quán)利要求2所述的耙吸挖泥船疏浚耙管全自動(dòng)控制方法，其特征在于，進(jìn)一步給出耙頭絞車控制算法，在確保安全作業(yè)為前提下控制耙頭下放至目標(biāo)深度:

步驟一：滿足啟用耙頭絞車啟用條件，啟用耙管絞車自動(dòng)控制模塊。

步驟二：檢查耙頭橫向偏移距離是否大于舷內(nèi)外極限位置，如果大于，進(jìn)入步驟三，否則進(jìn)入步驟五。

步驟三：耙頭絞車上升。

步驟四：檢測耙頭絞車橫向偏移距離是否在安全區(qū)域內(nèi)，如果在安全區(qū)域，進(jìn)入步驟五，否則，進(jìn)入步驟三。

步驟五：檢測波浪補(bǔ)償器在2s內(nèi)是否高于設(shè)定值0.5m，如果維持在0.5m以上，進(jìn)入步驟六，否則進(jìn)入步驟十一。

步驟六：檢測挖深設(shè)定值與實(shí)際挖深之差是否大于0.5m,如果大于，進(jìn)入步驟七，否則，進(jìn)入步驟九。

步驟七：耙頭絞車上升。

步驟八：檢測波浪補(bǔ)償器是否回到設(shè)定值+0.3m位置，如果回到設(shè)定值位置，則進(jìn)入步驟二，否則，進(jìn)入步驟七。

步驟九：耙頭絞車上升。

步驟十：檢測波浪補(bǔ)償器是否回到設(shè)定值位置，如果回到設(shè)定值，則進(jìn)入步驟二，否則，進(jìn)入步驟九。

步驟十一：檢測實(shí)際挖深在2s內(nèi)是否小于設(shè)定挖深，如果小于設(shè)定挖深，進(jìn)入步驟十二，否則，進(jìn)入步驟二。

步驟十二：耙頭絞車下降。

5.如權(quán)利要求2所述的耙吸挖泥船疏浚耙管全自動(dòng)控制方法，其特征在于，進(jìn)一步的給出主動(dòng)耙頭全自動(dòng)控制算法，在保證安全作業(yè)的前提下始終控制耙頭對(duì)地角度以適應(yīng)地下地形狀態(tài)，從而保持高效作業(yè)：

步驟一：滿足啟用耙頭自動(dòng)控制啟用條件，啟用耙頭自動(dòng)控制模塊。

步驟二：根據(jù)下耙管垂直角度，通過收放液壓油缸，調(diào)整耙唇對(duì)地角度運(yùn)動(dòng)至設(shè)定角度。

步驟三：檢測耙唇壓力是否超過蓄能器設(shè)定值P2，如果是，進(jìn)入步驟四，否則繼續(xù)檢測。

步驟四：檢測耙唇對(duì)地角度變化是否超過設(shè)定角度死區(qū)β，如果是，進(jìn)入步驟五，如果不是，返回步驟三。

步驟五：在設(shè)定的時(shí)間間隔T2內(nèi)，控制油缸以壓力P1推出，每次油缸動(dòng)作持續(xù)時(shí)間為T1。

步驟六：檢測耙唇角度在回到初始設(shè)定值的過程中是否超過時(shí)間間隔T2，如果沒有，返回步驟三，如果是，進(jìn)入步驟七。

步驟七：收縮耙唇處于最大角度，系統(tǒng)報(bào)警并退出。