一种隔水管吊自动定位控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种隔水管吊自动定位控制系统，它包括隔水管、控制器、图像传感装置、位置检测装置和吊机。位置检测装置、图像传感装置分别安装在吊机上，图像传感装置连接控制器，位置检测装置连接控制器，控制器分别接收图像传感装置输出的图像信号、位置检测装置输出的位移信号，且控制器同时处理接收的图像信号和位移信号，输出隔水管位置综合判断结果，并向吊机发出目标位置的控制指令，吊机接收控制器发出的控制指令，通过吊机的吊钩准确提起、放置所述隔水管。本实用新型专利技术提高了吊机提取隔水管的对准精度，缩短工作时间，提高了隔水管处理工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种隔水管吊自动定位控制系统
本技术涉及深水海洋石油钻井领域，具体是一种隔水管吊自动定位控制系统。
技术介绍
钻井隔水管是整个深水海洋钻井装备中的重要环节之一，其吊装搬运吊机一直是被欧美等发达国家所垄断。目前我国在海洋钻井隔水管吊机的设计、制造技术方面还一直处于空白状态，目前用在海洋平台、钻井船上用的吊装设备都是欧美国家生产。隔水管水平或竖直摆放在海洋钻井平台、钻井船的主甲板上，隔水管吊机将隔水管从主甲板存储区提起放到隔水管猫道机和将隔水管从猫道机提放回主甲板的隔水管存储区。隔水管长度一般分为60’、75’、90’、100’，重量可达40多吨，在动态钻井平台或钻井船上吊装搬运时，要保证隔水管不晃动、准确定位比较困难，特别是水平放置的隔水管吊装搬运。目前在用吊机对水平放置隔水管的吊机都是用钢丝绳提升隔水管，存在晃动、下放时定位不精确等问题，需要工人在旁边辅助工作。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种隔水管吊自动定位控制系统，用在隔水管吊领域，以至少达到替代人工辅助对准，降低吊机操作者的工作难度，缩短工作时间，提高工作效率的效果。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种隔水管吊自动定位控制系统，它包括隔水管、控制器、图像传感装置、位置检测装置和吊机，所述的位置检测装置、图像传感装置分别安装在吊机上，所述图像传感装置的信号输出端连接控制器的图像检测信号输入端，所述位置检测装置的位移检测信号输出端与控制器的位移信号输入端连接，所述的控制器分别接收所述图像传感装置输出的图像信号、所述位置检测装置输出的位移信号，且能够同时处理所述的图像信号和位移信号，用以输出隔水管位置综合判断结果，并向吊机发出目标位置的控制指令，所述的吊机能够接收所述控制器发出的控制指令，通过吊机的吊钩准确提起、放置所述隔水管。所述的位置检测装置为编码器，所述的编码器用于测试水平位移、升降位移和回转方位角。所述的编码器为光电式编码器或磁式编码器。所述的图像传感装置在工作时能够根据不同的情况安装在所述吊机的不同位置，满足图像传感装置的光学信号采集范围覆盖所述隔水管的位置。所述的图像传感器装置为工业摄像机。本技术的有益效果是：本技术融合编码器的精确定位，同时采用机器视觉技术实现对隔水管的精确定位吊取和放置，根据图像分析出的吊机吊钩与隔水管堆藏区隔水管的相对位置结果和编码器采集的位置数据综合处理后输出的控制指令，驱动吊机精确吊取或存放隔水管，具有定位精度高，定位时间短，操作效率高的特点。本技术使用计算机对准代替人工对准，可以降低吊机操作者的工作难度，提高对准精度，减少对准时间，提高隔水管处理工作效率，并且在不大幅增加设备成本的情况下，能满足高效的隔水管处理需求。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的应用系统执行流程图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本技术的技术方案，但本技术的保护范围不局限于以下所述。如图1所示，一种隔水管吊自动定位控制系统，它包括隔水管、控制器、图像传感装置、位置检测装置和吊机，所述的位置检测装置、图像传感装置分别安装在吊机上，所述图像传感装置的信号输出端连接控制器的图像检测信号输入端，所述位置检测装置的位移检测信号输出端与控制器的位移信号输入端连接，所述的控制器分别接收所述图像传感装置输出的图像信号、所述位置检测装置输出的位移信号，且能够同时处理所述的图像信号和位移信号，用以输出隔水管位置综合判断结果，并向吊机发出目标位置的控制指令，所述的吊机能够接收所述控制器发出的控制指令，通过吊机的吊钩准确提起、放置所述隔水管。所述的位置检测装置为编码器，所述的编码器用于测试水平位移、升降位移和回转方位角，在X、Y、Z三个方向进行定位，在X方向，用于标定确定隔水管和猫道位置，在Y方向，用于标定确定隔水管最外侧位置，在Z方向，用于确定吊钩每次到达位置和标定确定隔水管位置。所述的编码器包括光电式编码器或磁式编码器。所述的图像传感装置在工作时能够根据不同的情况安装在所述吊机的不同位置，满足图像传感装置的光学信号采集范围覆盖所述隔水管的位置。所述的图像传感器装置为工业摄像机。如图2所示，本技术融合了编码器的精确定位同时采用机器视觉技术，实质是一种能满足深水浮式钻井平台、钻井船用海洋钻井隔水管的吊装搬运装置的自动定位控制系统。通过图像分析出吊机吊钩与隔水管堆藏区隔水管的相对位置，根据处理的结果，控制器计算出吊机的目标位置，并对吊机发出控制命令。利用安装在隔水管吊机本体上的工业摄像机获取当前隔水管堆藏区的实时图像，通过高性能计算机进行图像处理，分析出当前隔水管吊机吊钩与堆藏区隔水管的相对位置，提前预估当前姿态下是否能够成功吊取到隔水管，确定可以吊取到隔水管后，吊机动作机构自动停止，直接吊取目标隔水管，取代操作者对准和吊取隔水管。采用编码器，接近开关，限位开关，在X、Y、Z三个方向定位：X：编码器标定确定隔水管和猫道位置；Y：编码器标定确认最外侧位置，吊钩接近开关确定吊取位置；Z：编码器确定最高位置（吊钩每次到达位置），编码器标定确定隔水管位置。本技术实现对隔水管存储区隔水管的精确定位吊取，具有定位精度高，定位时间短，对吊机操作者能力要求低，操作效率高的特点，尤其是在海上钻井平台，能够替代人工辅助对准，减少人力成本的同时还能提高对准精度。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔水管吊自动定位控制系统，其特征在于：它包括隔水管、控制器、图像传感装置、位置检测装置和吊机，所述的位置检测装置、图像传感装置分别安装在吊机上，所述图像传感装置的信号输出端连接控制器的图像检测信号输入端，所述位置检测装置的位移检测信号输出端与控制器的位移信号输入端连接，所述的控制器分别接收所述图像传感装置输出的图像信号、所述位置检测装置输出的位移信号，且能够同时处理所述的图像信号和位移信号，用以输出隔水管位置综合判断结果，并向吊机发出目标位置的控制指令，所述的吊机能够接收所述控制器发出的控制指令，通过吊机的吊钩准确提起、放置所述隔水管。

【技术特征摘要】
1.一种隔水管吊自动定位控制系统，其特征在于：它包括隔水管、控制器、图像传感装置、位置检测装置和吊机，所述的位置检测装置、图像传感装置分别安装在吊机上，所述图像传感装置的信号输出端连接控制器的图像检测信号输入端，所述位置检测装置的位移检测信号输出端与控制器的位移信号输入端连接，所述的控制器分别接收所述图像传感装置输出的图像信号、所述位置检测装置输出的位移信号，且能够同时处理所述的图像信号和位移信号，用以输出隔水管位置综合判断结果，并向吊机发出目标位置的控制指令，所述的吊机能够接收所述控制器发出的控制指令，通过吊机的吊钩准确提起、放置所述隔水...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜鹃，
申请(专利权)人：四川宏华电气有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51