[發(fā)明專利]浮塢自適應平衡系統(tǒng)及平衡方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110206112.2
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112832323B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 朱智偉;董振鋒;趙秀鳳;黃杏成;李洋;劉曉平;紀林強;高杉;張朋;翁婉;馮涼;李颯;張懷坤;劉團結;張藝;劉蒙娜;楊金凱;朱健聰;李程純子;吳昕馨
• 申請（專利權）人: 河南省水利勘測設計研究有限公司
• 主分類號: E03B5/00
• 分類號: E03B5/00;E03B3/04
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 王金

1.浮塢自適應平衡系統(tǒng)的平衡方法，浮塢自適應平衡系統(tǒng)包括飄浮于水庫中的長方形浮塢，其特征在于：浮塢的右前角、右后角、左后角和左前角處分別設有A、B、C和D四個靶標，浮塢的左前方、右前方、左后方和右后方的固定結構上分別設有用于調節(jié)浮塢位置的左前卷揚機、右前卷揚機、左后卷揚機和右后卷揚機；

左前卷揚機通過左前鋼絲繩與浮塢的左前角相連接，右前卷揚機通過右前鋼絲繩與浮塢的右前角相連接，左后卷揚機通過左后鋼絲繩與浮塢的左后角相連接，右后卷揚機通過右后鋼絲繩與浮塢的右后角相連接；

以位于設計位置時浮塢的對角線的交點為水平XY坐標系原點O，以右向為X軸的正向方向，以前向為Y軸的正向方向；

X軸的正向方向上的固定結構上設有正向觀測樁，正向觀測樁頂端設有正向測距儀，正向測距儀與A、B、C和D四個靶標同高；

X軸的負向方向上的固定結構上設有負向觀測樁，負向觀測樁頂端設有負向測距儀，負向測距儀與正向測距儀同高；

負向測距儀和正向測距儀連接有電控裝置，電控裝置連接左前卷揚機、右前卷揚機、左后卷揚機、右后卷揚機、正向測距儀和負向測距儀；

左前卷揚機、右前卷揚機、左后卷揚機和右后卷揚機分別連接有左前無線通訊模塊、右前無線通訊模塊、左后無線通訊模塊和右后無線通訊模塊，正向測距儀和負向測距儀分別連接有正向無線通訊模塊和負向無線通訊模塊；

電控裝置設置于浮塢上或岸上，電控裝置連接有總無線通訊模塊，電控裝置通過總無線通訊模塊與左前無線通訊模塊、右前無線通訊模塊、左后無線通訊模塊、右后無線通訊模塊、正向無線通訊模塊和負向無線通訊模塊相連接；

總無線通訊模塊、左前無線通訊模塊、右前無線通訊模塊、左后無線通訊模塊、右后無線通訊模塊、正向無線通訊模塊和負向無線通訊模塊均為3G模塊或4G模塊或5G模塊；

左前鋼絲繩、右前鋼絲繩、左后鋼絲繩和右后鋼絲繩上均設有張力傳感器；

左前鋼絲繩上的張力傳感器與左前無線通訊模塊相連接；

右前鋼絲繩上的張力傳感器與右前無線通訊模塊相連接；

左后鋼絲繩上的張力傳感器與左后無線通訊模塊相連接；

右后鋼絲繩上的張力傳感器與右后無線通訊模塊相連接；

平衡方法按以下步驟進行：

一、使用前，工作人員將浮塢置于水庫中的設計位置；

工作人員測量正向測距儀與負向測距儀之間的距離，并將測得的各距離值存儲于電控裝置中；

將A、B、C和D四個靶標統(tǒng)稱為目標點，A靶標與C靶標位于同一浮塢對角線上并互為對角線目標點；B靶標與D靶標位于同一浮塢對角線上并互為對角線目標點；

將目標點的設計坐標值記為（X1，Y1），工作人員在XY坐標系下，測量設計位置處的浮塢上各目標點的設計坐標值；目標點在設計位置下與原點的距離記為S1，S1=（X1+Y1）^0.5；目標點的允許位移值為L，0.3米≤L≤1米；目標點的實際位移值為LS；

正向測距儀與目標點的虛擬連線為c邊，負向測距儀與目標點的虛擬連線為a邊，正向測距儀與負向測距儀之間的虛擬連線為b邊，b邊長度是已知的固定值，a邊、b邊和c邊圍成三角形；

二、將各目標點的當前坐標值記為（X2，Y2）；使用中，正向測距儀與負向測距儀分別持續(xù)測量與A、B、C和D四個靶標之間的距離，得到各目標點相應的c邊長度和a邊長度；

電控裝置按當前坐標算法計算各目標值的當前坐標（X2，Y2）；當前坐標算法包括Y2算法和X2算法；

Y2的算法是：p＝0.5（a+b+c）；Y2＝（2/b）×{ p ×（p-a）×（p-b）×（p-c）}^0.5；

X2算法是：X2＝（S1²－Y2²）^0.5；

三、電控裝置對于各目標點的當前坐標（X2，Y2），分別計算該目標點與其設計坐標值（X1，Y1）的距離即其實際位移值LS={（X2－X1）²+（Y2－Y1）²}^0.5；

當某一個目標點的實際位移值LS≥L時，電控裝置判斷該目標點是接近原點還是遠離原點；目標點的實際位置與原點的距離記為S2，S2＝（X2+Y2）^0.5；當S2＞S1時，電控裝置判斷該目標點遠離原點；當S2＜S1時，電控裝置判斷該目標點接近原點；

四、當一個目標點接近原點且其實際位置值LS≥L時，電控裝置接收該目標點的對角線目標點所對應的鋼絲繩上的張力傳感器的信號；

當該對角線處的鋼絲繩上的張力大于零時，電控裝置控制該對角線處的鋼絲繩所連接的卷揚機動作并釋放鋼絲繩，直到該目標點的實際位移值LS＜L或該對角線處的鋼絲繩上的張力為零時停止卷揚機動作；如果該對角線處的鋼絲繩上的張力為零時該目標點的實際位移值LS≥L，則進行牽拉動作；

當該對角線處的鋼絲繩上的張力為零時，進行牽拉動作；

牽拉動作是：電控裝置控制該目標點本身所對應的鋼絲繩所連接的卷揚機進行牽拉動作，將鋼絲繩卷繞在卷揚機上，直到該目標點的實際位移值LS＜L時，延時1秒鐘停止卷揚機動作；

持續(xù)進行第二至第四步驟，將浮塢的位置始終維持在預定的范圍之內，防止搖臂輸水管裝置損壞。