[發明專利]一種具有波浪補償功能的海洋絞車及補償方法

在審

• 申請號: 202110200960.2
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112723211A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 顧陽;劉碩;覃方陽;李照雄;徐可欣;王健;梁承豪;朱鵬程;趙忠
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B66D1/74
• 分類號: B66D1/74;B66D1/12;B66D1/38;B66D1/52;B66D1/54;B66D1/58;B63B21/16
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

1.一種具有波浪補償功能的海洋絞車，其特征在于，第一減速電機連接左絞盤，第二減速電機連接右絞盤，第三減速電機連接儲纜卷筒，第四減速電機連接排纜器；負載端纜繩收縮時通過導纜器進入導向輪，水平通過右絞盤下部第一個繩槽，半圈纏繞在左絞盤第一個繩槽，再從左絞盤第一個繩槽上部回到右絞盤第二個繩槽上部，以此類推，每個繩槽均纏繞纜繩，最后從左絞盤最后一個繩槽下部出纜，經排纜器垂直進入儲纜卷筒并固定；左、右絞盤采用水平臥式安裝；纜繩在左、右絞盤上進出時采用下進下出的方式。

2.根據權利要求1所述的一種具有波浪補償功能的海洋絞車，其特征在于，所述導纜器包括排纜絲桿和排纜導輪，第四減速電機帶動排纜絲桿旋轉，排纜絲桿上固定有滑塊，滑塊上可轉動的安裝有排纜導輪。

3.根據權利要求2所述的一種具有波浪補償功能的海洋絞車，其特征在于，還包括操作單元、銷軸力傳感器、位移傳感器、MRU傳感器、控制單元、交換機、變頻器、編碼器和制動電阻，所述操作單元、銷軸力傳感器和位移傳感器的輸出端分別與控制單元連接；所述控制單元與交換機連接；所述交換機分別與第一至第四變頻器、MRU傳感器連接；所述第一至第四變頻器分別對應連接第一至第四編碼器；所述第一至第三變頻器還分別對應連接第一至第三制動電阻；MRU傳感器安裝于導向輪處船舶甲板上，位移傳感器與導向輪同軸安裝，銷軸力傳感器安裝于導向輪軸。

4.根據權利要求3所述的一種具有波浪補償功能的海洋絞車，其特征在于，所述控制單元具有直流24V開關量輸入模塊、0~20mA電流量輸入模塊以及通訊模塊；所述操作單元以直流24V開關量信號輸出；所述銷軸力傳感器和位移傳感器均以0~20mA電流量信號輸出；所述第一至第四變頻器均內置網關卡和編碼器卡。

5.根據權利要求4所述的一種具有波浪補償功能的海洋絞車，其特征在于，所述MRU傳感器以通訊信號輸出船舶橫搖、縱搖、速度和加速度信息。

6.根據權利要求5所述的一種具有波浪補償功能的海洋絞車，其特征在于，第一減速電機對應的第一變頻器設置成速度伺服模式，第二減速電機對應的第二變頻器設置成力矩伺服模式，使得右絞盤在纜繩的作用下始終跟隨左絞盤旋轉，保持二者的線速度同步；第三減速電機對應的第三變頻器設置成力矩伺服模式，并且力矩始終設置成收纜的運動方向，且力矩大小遠遠小于第一減速電機和第二減速電機的綜合力矩；第四減速電機對應的第四變頻器設置成速度伺服模式，確保在儲纜卷筒轉動一圈時排纜絲桿帶動的排纜導輪移動一個纜繩直徑的距離，同時控制單元通過與第四變頻器的通訊獲取第四編碼器的信號，實時計算排纜導輪移動的位移，并在排纜絲桿端部進行自動換向。

7.根據權利要求1至6任一項所述的一種具有波浪補償功能的海洋絞車的補償方法，其特征在于，

當絞車帶載懸停時：控制單元通過MRU傳感器連續多次采集船舶搖擺周期數據，經過平均后解算成船舶橫搖、縱搖幅度、速度、加速度等信息，并根據當前船舶姿態數據折算成絞車系統需要的補償位移量以及補償加速度，當船舶姿態總體處于上升期時，絞車系統以預測的補償加速度釋放纜繩，補償位移量為前次周期解算的補償量，位移反饋值由位移傳感器檢測；當船舶姿態總體處于下降期時，絞車系統以預測的補償加速度收取纜繩，補償位移量為前次周期解算的補償量，位移反饋值由位移傳感器檢測；

當絞車收纜時：當纜繩實際線速度小于設定速度但實際張力大于最大設定張力時，則控制纜繩減速；若線速度減小到某非0值時實際張力等于最大設定張力，則保持該線速度運行；若線速度減小到0實際張力仍然大于最大設定張力，則報警，由人工操作；當線速度小于設定速度且實際張力小于最小設定張力，則加速；若線速度增大到某值但未超過設定速度，實際張力大于最小設定張力但小于最大設定張力時，線速度繼續增大；若線速度增大到某值但小于等于設定速度，實際張力等于最大設定張力時，保持該線速度運行；若線速度增大到大于設定速度，則報警，由人工操作；

當絞車放纜時：當纜繩實際線速度小于設定速度但實際張力大于最大設定張力，則加速；若線速度增大到某值但未超過設定速度，實際張力等于最大設定張力，則保持該線速度運行；若線速度增大到設定速度時，實際張力仍然大于最大設定張力，則報警，由人工操作；當線速度小于設定速度且實際張力小于最小設定張力，則減速；若線速度減小到某非0值時實際張力等于最小設定張力時，保持該線速度運行；若線速度減小到0時實際張力小于最小設定張力，則報警，由人工操作。