船艇艏门的起放感知系统技术方案

本发明专利技术涉及一种船艇艏门的起放感知系统，包括液压控制系统和数据采集与处理系统；所述液压控制系统包括油箱、吸油过滤器、油泵、单向阀、电液动换向阀、第一单向比例流量阀、第二单向比例流量阀、第一双作用单活塞杆油缸、第二双作用单活塞杆油缸、第一单向节流阀、第二单向节流阀、手动换向阀、溢流阀、回油过滤器组，所述数据采集与处理系统包括信息感知模块、数据分析处理模块、总控台、PLC控制器、人机交互模块和声光报警模块，在对液压控制系统重新设计的基础上，通过多传感器测量的数据来提高艏门起放的控制精度，实现船内物资安全、快速的装卸载。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种船艇艏门的起放感知系统，特别涉及一种船艇的艏门起放过程监测与实时控制的系统。
技术介绍
船艇在到岸顶滩起放艏门时，由于驾驶室操作人员的视线受到大舱盖的阻碍，无法准确判断艏门的起放开度，必须由一名观察人员站在船头大舱盖前端给起放艏门的操作人员指示信息，这些技术手段已经落后，并且船在气象条件恶劣的情况下顶滩起放艏门时，传统的方法会危机观察人员的生命安全，同时影响船内物资安全、快速的装卸载。船艇艏门起放控制采用的是液压控制系统，由液压泵提供液压油供给两个液压油缸，通过液压油缸带动钢丝绳来控制艏门起放。但是这套控制系统在放艏门时，靠的是艏门的自身重力，当艏门在自身重力作用下打开时，油缸内的油液很快被压回油箱，因此放艏门的速度较快。尤其在放艏门的过程中因情况需要突然停止放门时，艏门运动的惯性使钢丝绳受到很大的冲击力，甚至使钢丝绳松脱或者断裂从而造成严重的事故，安全性差。在原液压系统中是通过调整单向节流阀中的节流口开度来实现调节放艏门的速度。调整时还必须得保证两节流口开度一致，以防两起门油缸受力不均。由于是通过控制单向节流阀的流量来控制放艏门的速度，而通过节流阀的流量是由手柄调节节流口的开度实现的，其精度不高，并仍然是靠的艏门的自身重力来放艏门，在放艏门的过程中如果油缸不同步会导致艏门偏载，严重时甚至造成艏门铰链断裂，艏门掉落的重大事故。影响船内物资安全、快速的装卸载。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术缺点提供一种船艇艏门的起放感知系统，在对液压控制系统重新设计的基础上，通过多传感器测量的数据来提高艏门起放的控制精度，实现船内物资安全、快速的装卸载。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：船艇艏门的起放感知系统，包括液压控制系统和数据采集与处理系统；所述液压控制系统包括油箱、吸油过滤器、油泵、单向阀、电液动换向阀、第一单向比例流量阀、第二单向比例流量阀、第一双作用单活塞杆油缸、第二双作用单活塞杆油缸、第一单向节流阀、第二单向节流阀、手动换向阀、溢流阀、回油过滤器组，油箱通过第一管道与吸油过滤器相连接，第一管道上设有第一阀门，吸油过滤器通过第二管道与油泵相连接，第二管道上设有第二阀门，油泵与单向阀之间通过第三管道相连接，单向阀与电液动换向阀之间通过第四管道相连接，电液动换向阀通过第五管道、第六管道分别与第一单向比例流量阀、第二单向比例流量阀相连接，第一单向比例流量阀通过第七管道与第一双作用单活塞杆油缸相连接，第七管道上设有第三阀门，第二单向比例流量阀通过第八管道与第二双作用单活塞杆油缸相连接，第八管道上设有第四阀门，第一单向节流阀通过第九管道与第七管道相连接，第二单向节流阀通过第十管道与第八管道相连接，第一单向节流阀、第二单向节流阀分部通过第十一管道与第十二管道与手动换向阀相连接，手动换向阀与回油过滤器组之间通过第十三管道相连接，第三管道与第十三管道之间通过第十四管道相连通，溢流阀设置在第十四管道上，回油过滤器组由两个回油过滤器组成，每个回油过滤器一端通过第十五管道与第十三管道相连通，另一端通过第十六管道与油箱相连接，第十五管道上设有第五阀门，第十六管道上设有第六阀门，所述第一双作用单活塞杆油缸、第二双作用单活塞杆油缸通过第十七管道与电液动换向阀、手动换向阀相连接，第十七管道包括主管道、第一分管道、第二分管道、第三分管道和第四分管道，第一分管道、第二分管道与主管道的一端相连通，第三分管道和第四分管道与主管道的另一端相连通；第一分管道与第一双作用单活塞杆油缸相连接，第二分管道与第二双作用单活塞杆油缸相连接，第三分管道与电液动换向阀相连接，第四分管道与手动换向阀相连接，所述电液动换向阀与手动换向阀之间通过第十八管道相连接；所述数据采集与处理系统包括信息感知模块、数据分析处理模块、总控台、PLC控制器、人机交互模块和声光报警模块；所述信息感知模块包括激光测距传感器、超声波测深传感器、液压油缸位移传感器、油路油压传感器、视频监控探头、船艇航姿航态测量传感器，激光测距传感器用来测量船艇靠岸顶滩前的实时离岸距离，超声波测深传感器用来测量船艇靠岸顶滩前的实时水深，液压油缸位移传感器用来测量起门油缸的柱塞的移动距离，油路油压传感器用来监测油泵出油管油路中的油压以及双作用单活塞杆油缸进出油管的油路中的油压，视频监控探头用来将艏门起放时的影像实时传输到驾驶台控制面板上，船艇航姿航态测量传感器用来测量船艇的实时航速和船艇的航行姿态；所述数据分析处理模块包括PC计算机，用于分析激光测距传感器、超声波测深传感器、液压油缸位移传感器、视频监控探头、船艇航姿航态测量传感器传来的各种参数信息，根据这些信息感知船艇和艏门的实时状态以及离岸距离等信息，计算艏门起放时间，调用艏门起放程序输出到可编程控制器；所述人机交互模块包括LCD显示屏、故障指示灯和键盘鼠标，人机交互模块主要用于启动/关闭系统、手动/自动控制转换、故障信息展示以及历史记录查询,键盘鼠标用于输入相关操作信息以及参数设置，LCD显示屏用于显示当前船艇和艏门的状态参数、艏门的历史操作信息以及电液控制系统工作状况，故障指示灯用于显示系统自检故障信息和电液控制系统故障信息，LCD显示屏与键盘集成在总控台上便于操作人员操作；所述声光报警模块包括语音报警装置与LED报警装置，语音报警装置由语音驱动电路与扬声器构成，用于发出声音报警信号，LED报警装置由红色LED灯构成,当控制系统自检发现故障时或者船艇艏门电液控制系统出现故障时,LED红灯闪烁同时发出语音报警信号；所述信息感知模块中的激光测距传感器、超声波测深传感器、液压油缸位移传感器、油路油压传感器、视频监控探头、船艇航姿航态测量传感器与数据分析模块相连，数据分析模块分别与总控台、声光报警模块相连，总控台与PLC控制器、人机交互模块相连，PLC控制器与液压控制系统中的第一单向比例流量阀、第二单向比例流量阀相连。上述船艇艏门的起放感知系统，其中，所述第一双作用单活塞杆油缸、第二双作用单活塞杆油缸均包括缸体、柱塞、压紧端盖、第一滑轮架、第二滑轮架、第一滑轮、第二滑轮和第三滑轮，所述缸体上设有第一进回油口和第二进回油口，缸体内设有一端开口的活动腔，所述压紧端盖固定在缸体的开口端，所述柱塞分为活动端和固定端，柱塞穿过压紧端盖，使活动端位于活动腔内，活动端上设有密封塞，所述第一滑轮架包括第一支撑架和第一转轴，第一支撑架固定在缸体的未开口端，第一滑轮通过第一转轴可转动的固定在第一支撑架内，所述第二滑轮架包括第二支撑架和第二转轴，第二滑轮架固定在压紧端盖上，所述第二滑轮、第三滑轮通过第二转轴可转动的固定在第二支撑架内。上述船艇艏门的起放感知系统，其中，所述电液动换向阀为三位四通M型电液动换向阀。本专利技术的控制方法如下：1．起艏门起艏门时，首先启动油泵，此时，油泵排出的油经第一阀门、第二阀门流回油箱，此时油泵压力较低；(1)驾驶室操纵起艏门按下起艏门按钮，电液动换向阀左端电磁铁通电，主阀滑阀右移，油泵排出的压力油经电液动换向阀、两个单向比例流量阀中的单本文档来自技高网...

【技术保护点】
船艇艏门的起放感知系统，其特征为，包括液压控制系统和数据采集与处理系统；所述液压控制系统包括油箱、吸油过滤器、油泵、单向阀、电液动换向阀、第一单向比例流量阀、第二单向比例流量阀、第一双作用单活塞杆油缸、第二双作用单活塞杆油缸、第一单向节流阀、第二单向节流阀、手动换向阀、溢流阀、回油过滤器组，油箱通过第一管道与吸油过滤器相连接，第一管道上设有第一阀门，吸油过滤器通过第二管道与油泵相连接，第二管道上设有第二阀门，油泵与单向阀之间通过第三管道相连接，单向阀与电液动换向阀之间通过第四管道相连接，电液动换向阀通过第五管道、第六管道分别与第一单向比例流量阀、第二单向比例流量阀相连接，第一单向比例流量阀通过第七管道与第一双作用单活塞杆油缸相连接，第七管道上设有第三阀门，第二单向比例流量阀通过第八管道与第二双作用单活塞杆油缸相连接，第八管道上设有第四阀门，第一单向节流阀通过第九管道与第七管道相连接，第二单向节流阀通过第十管道与第八管道相连接，第一单向节流阀、第二单向节流阀分部通过第十一管道与第十二管道与手动换向阀相连接，手动换向阀与回油过滤器组之间通过第十三管道相连接，第三管道与第十三管道之间通过第十四管道相连通，溢流阀设置在第十四管道上，回油过滤器组由两个回油过滤器组成，每个回油过滤器一端通过第十五管道与第十三管道相连通，另一端通过第十六管道与油箱相连接，第十五管道上设有第五阀门，第十六管道上设有第六阀门，所述第一双作用单活塞杆油缸、第二双作用单活塞杆油缸通过第十七管道与电液动换向阀、手动换向阀相连接，第十七管道包括主管道、第一分管道、第二分管道、第三分管道和第四分管道，第一分管道、第二分管道与主管道的一端相连通，第三分管道和第四分管道与主管道的另一端相连通；第一分管道与第一双作用单活塞杆油缸相连接，第二分管道与第二双作用单活塞杆油缸相连接，第三分管道与电液动换向阀相连接，第四分管道与手动换向阀相连接，所述电液动换向阀与手动换向阀之间通过第十八管道相连接；所述数据采集与处理系统包括信息感知模块、数据分析处理模块、总控台、PLC控制器、人机交互模块和声光报警模块；所述信息感知模块包括激光测距传感器、超声波测深传感器、液压油缸位移传感器、油路油压传感器、视频监控探头、船艇航姿航态测量传感器，激光测距传感器用来测量船艇靠岸顶滩前的实时离岸距离，超声波测深传感器用来测量船艇靠岸顶滩前的实时水深，液压油缸位移传感器用来测量起门油缸的柱塞的移动距离，油路油压传感器用来监测油泵出油管油路中的油压以及双作用单活塞杆油缸进出油管的油路中的油压，视频监控探头用来将艏门起放时的影像实时传输到驾驶台控制面板上，船艇航姿航态测量传感器用来测量船艇的实时航速和船艇的航行姿态；所述数据分析处理模块包括PC计算机，用于分析激光测距传感器、超声波测深传感器、液压油缸位移传感器、视频监控探头、船艇航姿航态测量传感器传来的各种参数信息，根据信息感知船艇和艏门的实时状态以及离岸距离等信息，计算艏门起放时间，调用艏门起放程序输出到可编程控制器；所述人机交互模块包括LCD显示屏、故障指示灯和键盘鼠标，人机交互模块主要用于启动/关闭系统、手动/自动控制转换、故障信息展示以及历史记录查询,键盘鼠标用于输入相关操作信息以及参数设置，LCD显示屏用于显示当前船艇和艏门的状态参数、艏门的历史操作信息以及电液控制系统工作状况，故障指示灯用于显示系统自检故障信息和电液控制系统故障信息，LCD显示屏与键盘集成在总控台上便于操作人员操作；所述声光报警模块包括语音报警装置与LED报警装置，语音报警装置由语音驱动电路与扬声器构成，用于发出声音报警信号，LED报警装置由红色LED灯构成,当控制系统自检发现故障时或者船艇艏门电液控制系统出现故障时,LED红灯闪烁同时发出语音报警信号；所述信息感知模块中的激光测距传感器、超声波测深传感器、液压油缸位移传感器、油路油压传感器、视频监控探头、船艇航姿航态测量传感器与数据分析模块相连，数据分析模块分别与总控台、声光报警模块相连，总控台与PLC控制器、人机交互模块相连，PLC控制器与液压控制系统中的第一单向比例流量阀、第二单向比例流量阀相连；起放感知系统的控制方法如下：（1）起艏门起艏门时，首先启动油泵，此时，油泵排出的油经第一阀门、第二阀门流回油箱，此时油泵压力较低；①驾驶室操纵起艏门按下起艏门按钮，电液动换向阀左端电磁铁通电，主阀滑阀右移，油泵排出的压力油经电液动换向阀、两个单向比例流量阀中的单向阀进入第一双作用单活塞杆油缸、第二双作用单活塞杆油缸，使柱塞顶出，盘绕在第一双作用单活塞杆油缸、第二双作用单活塞杆油缸上的钢索拉紧，将艏门收起，钢索一端固定在艏门上，钢索依次绕过第三滑轮、第一滑轮、第二滑轮，最后固定在位于第一滑轮一侧的船体上，用于控制艏门的开启与闭合，由于...

【技术特征摘要】
1.船艇艏门的起放感知系统，其特征为，包括液压控制系统和数据采集与处理系统；
所述液压控制系统包括油箱、吸油过滤器、油泵、单向阀、电液动换向阀、第一单向比例流量阀、第二单向比例流量阀、第一双作用单活塞杆油缸、第二双作用单活塞杆油缸、第一单向节流阀、第二单向节流阀、手动换向阀、溢流阀、回油过滤器组，油箱通过第一管道与吸油过滤器相连接，第一管道上设有第一阀门，吸油过滤器通过第二管道与油泵相连接，第二管道上设有第二阀门，油泵与单向阀之间通过第三管道相连接，单向阀与电液动换向阀之间通过第四管道相连接，电液动换向阀通过第五管道、第六管道分别与第一单向比例流量阀、第二单向比例流量阀相连接，第一单向比例流量阀通过第七管道与第一双作用单活塞杆油缸相连接，第七管道上设有第三阀门，第二单向比例流量阀通过第八管道与第二双作用单活塞杆油缸相连接，第八管道上设有第四阀门，第一单向节流阀通过第九管道与第七管道相连接，第二单向节流阀通过第十管道与第八管道相连接，第一单向节流阀、第二单向节流阀分部通过第十一管道与第十二管道与手动换向阀相连接，手动换向阀与回油过滤器组之间通过第十三管道相连接，第三管道与第十三管道之间通过第十四管道相连通，溢流阀设置在第十四管道上，回油过滤器组由两个回油过滤器组成，每个回油过滤器一端通过第十五管道与第十三管道相连通，另一端通过第十六管道与油箱相连接，第十五管道上设有第五阀门，第十六管道上设有第六阀门，所述第一双作用单活塞杆油缸、第二双作用单活塞杆油缸通过第十七管道与电液动换向阀、手动换向阀相连接，第十七管道包括主管道、第一分管道、第二分管道、第三分管道和第四分管道，第一分管道、第二分管道与主管道的一端相连通，第三分管道和第四分管道与主管道的另一端相连通；第一分管道与第一双作用单活塞杆油缸相连接，第二分管道与第二双作用单活塞杆油缸相连接，第三分管道与电液动换向阀相连接，第四分管道与手动换向阀相连接，所述电液动换向阀与手动换向阀之间通过第十八管道相连接；
所述数据采集与处理系统包括信息感知模块、数据分析处理模块、总控台、PLC控制器、人机交互模块和声光报警模块；
所述信息感知模块包括激光测距传感器、超声波测深传感器、液压油缸位移传感器、油路油压传感器、视频监控探头、船艇航姿航态测量传感器，激光测距传感器用来测量船艇靠岸顶滩前的实时离岸距离，超声波测深传感器用来测量船艇靠岸顶滩前的实时水深，液压油缸位移传感器用来测量起门油缸的柱塞的移动距离，油路油压传感器用来监测油泵出油管油路中的油压以及双作用单活塞杆油缸进出油管的油路中的油压，视频监控探头用来将艏门起放时的影像实时传输到驾驶台控制面板上，船艇航姿航态测量传感器用来测量船艇的实时航速和船艇的航行姿态；
所述数据分析处理模块包括PC计算机，用于分析激光测距传感器、超声波测深传感器、液压油缸位移传感器、视频监控探头、船艇航姿航态测量传感器传来的各种参数信息，根据信息感知船艇和艏门的实时状态以及离岸距离等信息，计算艏门起放时间，调用艏门起放程序输出到可编程控制器；
所述人机交互模块包括LCD显示屏、故障指示灯和键盘鼠标，人机交互模块主要用于启动/关闭系统、手动/自动控制转换、故障信息展示以及历史记录查询,键盘鼠标用于输入相关操作信息以及参数设置，LCD显示屏用于显示当前船艇和艏门的状态参数、艏门的历史操作信息以及电液控制系统工作状况，故障指示灯用于显示系统自检故障信息和电液控制系统故障信息，LCD显示屏与键盘集成在总控台上便于操作人员操作；
所述声光报警模块包括语音报警装置与LED报警装置，语音报警装置由语音驱动电路与扬声器构成，用于发出声音报警信号，LED报警装置由红色LED灯构成,当控制系统自检发现故障时或者船艇艏门电液控制系统出现故障时,LED红灯闪烁同时发出...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，余世林，王威，吴颖，黄学卫，李芳，杨辉，
申请(专利权)人：王静，
类型：发明
国别省市：江苏;32