[發明專利]耙吸挖泥船疏浚耙管全自動控制方法

在審

• 申請號: 201810161329.4
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108442444A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 張晴波;李寧;杜謙;馬忠賢;賀海濤
• 申請（專利權）人: 中交疏浚技術裝備國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: E02F5/28
• 分類號: E02F5/28;E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種耙吸挖泥船疏浚耙管全自動控制方法，其特征在于，包括安全控制、耙管絞車全自動控制和主動耙頭全自動控制，所述安全控制貫穿于耙管絞車全自動控制和主動耙頭全自動控制始終，從而在確保疏浚耙管安全的前提下實現作業設備的協同控制，達到疏浚作業狀態最優。

技術領域

本發明屬于海洋疏浚工程技術領域，具體為耙吸挖泥船疏浚耙管全自動控制技術。

背景技術

耙吸挖泥船系一種特別工程船，裝有耙頭(及絞車)、耙管(及絞車)、泥泵和泥艙等特種裝置，在航行中自水底耙頭吸泥沙，通過耙管和管道裝艙，裝滿后快速航行至拋泥區卸泥或吹岸。耙吸船是挖泥船家族中的一種，適應能力強、技術含量高、單船造價高。國內的大型耙吸挖泥船均裝備了復雜的疏浚耙管控制系統，但大多僅將系統的控制功能集成在SCADA操作平臺上，所有與疏浚有關的信息和控制仍需要人工判斷并操作，尚未實現疏浚耙管全自動控制功能。

在傳統的手工操作施工過程中尤其是河床不平整或邊坡施工區域，操作人員既要操作耙管絞車保證耙管安全，又要操作波浪補償器使其的合適的高度，同時又要操作耙頭使其保持合適的姿態，往往疲于應付，造成施工效率低下。耙吸挖泥船單船挖泥時間在2-3個小時，高度緊張的操作也使操耙人員極度疲勞，操作頻次和精準度下降，既不利于耙管安全也嚴重影響疏浚效率。

發明內容

本發明首次提出疏浚耙管全自動控制技術，可以解決傳統施工手動操作中的上述問題。本發明可以實現耙吸挖泥船疏浚耙管的全自動控制，實現船舶施工自動化，可以減少人力成本，保障施工安全，提升施工效率。

本發明需要保護的技術方案：

概括為：

一種耙吸挖泥船疏浚耙管全自動控制方法，其特征在于，包括安全控制、耙管絞車全自動控制和主動耙頭全自動控制，所述安全控制貫穿于耙管絞車全自動控制和主動耙頭全自動控制始終，從而在確保疏浚耙管安全的前提下實現作業設備的協同控制，達到疏浚作業狀態最優。

進一步給出實現的技術方案：

首先,耙管絞車全自動控制用于實現將耙頭下放到目標深度。具體為：

耙管絞車全自動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，為后續耙中絞車、耙頭絞車的控制提供基準深度；所述耙中絞車控制用于控制耙中絞車跟隨耙頭絞車動作，控制目標是保持耙臂姿態始終處于一條直線；所述耙頭絞車控制用于控制耙頭下放到目標深度，包括對波浪補償器控制和定深控制，使船舶在設定挖深及波浪補償器設定補償范圍內施工。

當上述耙管絞車全自動控制完成耙頭放置于目標深度時，主動耙頭在地底作業時通過對耙唇角度的自動控制，其功能是在保證主動耙頭安全下使耙唇保持貼地。具體為：

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

本發明實現了耙吸挖泥船疏浚耙管全自動控制，提高疏浚效率和安全性，減少施工成本。

附圖說明

圖1為耙頭橫向移動區間俯視圖

圖2為本發明耙管全自動控制技術邏輯關系圖。

圖3為圖2中耙中絞車控制流程圖(實施例方案)