[發明專利]一種面向變徑纜的絞車控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202010048575.6
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111186783B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 孫功武;毛英;顧軼超;羅升;吳海波;李新光
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: B66D1/48
• 分類號: B66D1/48;B66D1/74
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明涉及一種面向變徑纜的絞車控制系統，包括配合完成纜繩放纜和收纜運動的絲杠機構和卷筒機構，還包括用于控制纜繩收放過程的控制機構，所述控制機構收集來自絲杠機構和卷筒機構的旋轉角度信息及纜徑信息，通過計算得到并存儲纜繩的各項參數，同時向絲杠機構和卷筒機構反饋轉速調節指令，同時本發明提供了一套利用本控制系統的控制方法，能實現絲杠機構和卷筒機構的同步控制，完成變徑纜收放。本發明通過排纜絲杠和儲纜卷筒實現變徑纜的收纜和放纜操作，配套編碼器和控制系統，自動測量、計算和控制，操作方便，控制精確，能廣泛應用于各類需要收放變徑纜的絞車設備上，同時不會產生排纜混亂的問題，能根據纜徑變化合理排纜，工作穩定高效。

技術領域

本發明涉及絞車控制技術領域，尤其是一種面向變徑纜的絞車控制系統及其控制方法。

背景技術

絞車廣泛應用于工業起吊、船舶拖帶、深海打撈、深海探測等場合，其主要功能是實現放纜和收纜，特別在收纜過程中需要通過絲杠使纜繩在儲纜卷筒上整齊排列，這就要求排纜絲杠連同滾輪與儲纜卷筒保持一定的同步關系。對于應用于海洋領域主動排纜的絞車，其排纜絲杠與儲纜卷筒一般分別由獨立的馬達驅動，因此絞車收纜過程中絲杠馬達與卷筒馬達之間的同步控制非常關鍵。目前常見的絞車，都只能對固定直徑的纜繩進行同步排纜控制，這種絞車存在兩點關鍵缺陷：其一，當絞車更換纜繩時，需要操作人員人工將待更換纜繩的直徑參數配置進絞車控制系統中，對于某些沒有標記的纜繩還需操作人員現場精確測量直徑，導致更換纜繩的過程繁瑣、智能化程度低；其二，在海洋工程領域常應用由多段直徑不同的纜連接構成的特殊纜(即變徑纜)，此時應用傳統絞車排布此類纜繩時，會出現排纜混亂的問題。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種面向變徑纜的絞車控制系統及其控制方法，從而可以實時監測纜徑數據，快速計算和存儲纜的各項參數，自動控制纜繩收放過程，智能化程度高。

本發明所采用的技術方案如下：

一種面向變徑纜的絞車控制系統，包括用于控制纜繩橫向進給的絲杠機構和用于控制纜繩旋轉纏繞的卷筒機構，絲杠機構和卷筒機構配合完成纜繩的放纜和收纜運動，還包括控制機構，控制機構收集來自絲杠機構和卷筒機構的旋轉角度信息及纜徑信息，通過計算得到并存儲纜繩的各項參數，同時向絲杠機構和卷筒機構反饋轉速調節指令。

其進一步技術方案在于：

絲杠機構包括排纜絲杠，排纜絲杠上安裝沿其直線運動的滑輪，排纜絲杠的一端安裝用于調節排纜絲杠轉速的絲杠馬達，另一端安裝用于傳遞排纜絲杠旋轉角度信息的絲杠編碼器，絲杠馬達上還連接絲杠雙向比例閥；

卷筒機構包括儲纜卷筒，儲纜卷筒與排纜絲杠平行設置，沿儲纜卷筒的中心穿設轉軸，轉軸的一端安裝用于驅動儲纜卷筒旋轉的卷筒馬達，另一端安裝用于傳遞卷筒馬達旋轉角度信息的卷筒編碼器，卷筒馬達上還連接卷筒雙向比例閥；

控制機構包括與纜繩接觸安裝的纜徑檢測模塊，控制機構還包括控制器和監控主機，控制器分別連接絲杠編碼器、卷筒編碼器和纜徑檢測模塊；

纜徑檢測模塊包括上下相對設置的上滾輪和下滾輪，還包括用于固定上滾輪的上支架和用于固定下滾輪的下支架，上滾輪的中部穿設上連接軸，上滾輪通過上連接軸與上支架配合，下滾輪的中部穿設下連接軸，下滾輪通過下連接軸與下支架配合，上連接軸的軸心通過位移傳感器與下連接軸的軸心固接，上連接軸的頂部安裝彈簧，上連接軸通過彈簧與上支架抵接，上支架上開設用于容納彈簧的空腔；

一種利用面向變徑纜的絞車控制系統的控制方法，還包括以下步驟：

第一步：參數初始化；

令k＝1，LD(1)＝d，layers＝1，turns(1)＝0，p_d＝0，Δp_d＝0，p_s＝0，Δp_s＝0，L(1)＝0，L_all＝0；