缆绳收放系统技术方案

本发明专利技术提供了一种缆绳收放系统，储缆角度传感器跟踪到储缆筒的转动量的变化，并将其发送到主控制器；主控制器根据储缆筒的转动量的变化，向排缆电机驱动器发送相应的控制指令；排缆电机驱动器接收到主控制器发送的控制指令，控制排缆电机向排缆电机减速器提供的排缆动力的变化；排缆动力的变化使得排缆电机减速器提供给丝杆的动力也因此改变；丝杆带动排缆架左右移动的距离也因此发生变化。本发明专利技术在直流电机的驱动下，使排缆架的移动距离和储缆筒的转动量的变化满足预定的对应关系，即在工作状态时，储缆筒旋转一圈，排缆架沿螺旋副往复机构行走一个节距，达到对排缆节距的精密控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及缆绳收放的
，尤其涉及一种缆绳收放系统。
技术介绍
缆绳收放系统用来控制缆绳的释放、回收和制动。现有技术所采用牵引电机为交流电机，利用变频器对交流电机进行调速控制；储缆过程采用交流电机驱动储缆筒，利用比例-积分-微分控制算法控制变频器的输出从而调节缆绳的张力；排缆过程由步进电机驱动，通过步进电机的开环控制实现排缆系统与储缆筒的同步。排缆过程需要排缆架准确地进行排缆节距的控制，现有技术的节距控制精度不能完全满足系统的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种缆绳收放系统，解决现有技术的缆绳收放系统无法准确进行排缆节距控制的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种缆绳收放系统，包括固定在底座上的牵引装置、储缆装置、排缆装置和控制装置，其中：所述牵引装置包括位于底座上的牵引电机、联轴器、牵引电机减速器、牵引轮、牵引电机制动器；所述牵引电机通过联轴器与牵引电机减速器相连接，向牵引电机减速器提供牵引动力，并在减速后将牵引动力分配到牵引轮；所述牵引轮用于完成对缆绳的收放；所述牵引轮还与牵引电机制动器相连接，所述牵引电机制动器对牵引电机进行制动；所述储缆装置包括位于底座上的储缆电机、储缆筒、储缆电机减速器、储缆电机制动器；所述储缆电机与储缆电机减速器相连接，向储缆电机减速器提供储缆动力，所述储缆电机减速器的输出轴带动储缆筒旋转实现收卷和储线；所述储缆电机还与储缆电机制动器相连接，所述储缆电机制动器对储缆电机进行制动；所述排缆装置包括位于底座上的排缆电机、排缆电机减速器、螺旋副往复机构、排缆架、
支杆、行程开关；所述排缆架安装在两个光杆上，且与丝杆可拆卸的连接，光杆的两端设置于支杆上，丝杆设置于排缆电机减速器的输出轴上；所述排缆电机与排缆电机减速器相连接，向排缆电机减速器提供排缆动力，排缆电机减速器的输出轴通过丝杆带动排缆架左右移动；所述排缆电机减速器位于底座的一端；所述行程开关设置于所述底座的两端，用于控制排缆电机的正反转；所述排缆电机通过排缆电机减速器向丝杆提供动力，带动排缆架；在工作状态时，储缆筒旋转一圈，排缆架沿螺旋副往复机构行走一个节距，排缆到达两端后自动换向，开始另一层的排布；所述排缆电机为直流电机；所述控制装置包括主控制器和与主控制器电连接的电机驱动器、继电器、接触器、传感器，以及通过串口与主控制器相连的工控机；工控机接收用户的控制指令，并将控制指令发送到主控制器；传感器检测系统参数的变化，并将系统参数发送到主控制器，其中，所述储缆角度传感器位于储缆电机减速器的输出轴的一端，用于对储缆筒的转动量进行测量，所述排缆角度传感器位于排缆电机减速器的输出轴的一端，用于对排缆电机减速器的输出轴的转动量进行测量；主控制器接收工控机发送的控制指令和传感器发送的系统参数，并向电机驱动器、继电器、接触器发送控制指令；电机驱动器、继电器、接触器接收主控制器发送的控制指令，控制缆绳的收缆、放缆、停止、急停、排缆过程。在此基础上，进一步地，所述主控制器采用STM32系列单片机。在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述排缆电机为直流伺服电机。在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述牵引电机为直流电机。在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述储缆电机为直流电机。在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述牵引轮为双主动摩擦轮。在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述排缆架包括可绕轴旋转的摆线架。在上述任意实施例的基础上，进一步地，还包括固定在底座上的换向装置，所述换向装置与排缆架和储缆筒相连接，用于实现缆绳的换向。在上述任意实施例的基础上，进一步地，还包括设置于缆绳的运行路径上的导轮，用于使缆绳不与地面刮擦。在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述控制装置还包括与工控机电连接的显示屏。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种缆绳收放系统，储缆角度传感器跟踪到储缆筒的转动量的变化，并将其发送到主控制器；主控制器根据储缆筒的转动量的变化，向排缆电机驱动器发送相应的控制指令；排缆电机驱动器接收到主控制器发送的控制指令，控制排缆电机向排缆电机减速器提供的排缆动力的变化；排缆动力的变化使得排缆电机减速器提供给丝杆的动力也因此改变；丝杆带动排缆架左右移动的距离也因此发生变化。本专利技术中排缆电机采用直流电机，直流电机调速性能好，可以在重载的情况下实现均匀、平滑的无极调速，且调速范围宽，起动力矩大，起动冲击小，可以实现平稳起动；在直流电机的驱动下，使排缆架的移动距离和储缆筒的转动量的变化满足预定的对应关系，即在工作状态时，储缆筒旋转一圈，排缆架沿螺旋副往复机构行走一个节距，并在行程开关的控制下，排缆到达两端后自动换向开始另一层的排布，就能达到对排缆节距的精密控制。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1示出了本专利技术实施例提供的一种缆绳收放系统的结构示意图；图2示出了本专利技术实施例提供的一种缆绳收放系统的原理框图；图3示出了本专利技术实施例提供的一种牵引装置的结构示意图；图4示出了本专利技术实施例提供的一种储缆装置的结构示意图；图5示出了本专利技术实施例提供的一种排缆装置的结构示意图；图6示出了本专利技术实施例提供的一种控制装置的原理框图；图7示出了本专利技术实施例提供的一种排缆控制原理示意图；图8示出了本专利技术实施例提供的一种STM32F105RC核心电路图；图9示出了本专利技术实施例提供的一种三路PWM捕获电路图；图10示出了本专利技术实施例提供的一种DI/DO电路图；图11示出了本专利技术实施例提供的一种三路串口通道电路图；图12示出了本专利技术实施例提供的一种隔离AD输入通道电路图。图中，1.牵引装置，2.储缆装置，3.排缆装置，4.控制装置，5.换向装置，6.导轮，7.缆绳，9.底座，101.牵引轮，102.牵引电机减速器，103.牵引电机制动器，104.牵引电机，201.储缆电机，202.储缆电机制动器，203.储缆电机减速器，204.储缆筒，301.排缆电机，302.
排缆架，303.光杆，304.丝杆，305.行程开关，306.支杆，401.储缆角度传感器，402.排缆角度传感器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。具体实施例一如图1所示，本专利技术提供了一种缆绳收放系统，包括固定在底座9上的牵引装置1、储缆装置2、排缆装置3和控制装置4，其中：如图3所示，所述牵引装置1包括位于底座9上的牵引电机104、联轴器、牵引电机减速器102、牵引轮101、牵引电机制动器103；所述牵引电机通过联轴器与牵引电机减速器102相连接，向牵引电机减速器102提供牵引动力，并在减速后将牵引动力分配到牵引轮101；所述牵引轮101用于完成对缆绳7的收放；所述牵引轮101还与牵引电机制动器103相连接，所述牵引电机制动器103对牵引电机进行制动；如图4所示，所述储缆装置2包括位于底座9上的储缆电机201、储缆筒204、储缆电机减速器203、储缆电机制动器202；所述储缆电机201与储缆电机减速器203相连接，向储缆电机减速器203提供储缆动力，所述储缆电机减速器203的输出轴带动储缆筒204旋转实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缆绳收放系统，其特征在于，包括固定在底座上的牵引装置、储缆装置、排缆装置和控制装置，其中：所述牵引装置包括位于底座上的牵引电机、联轴器、牵引电机减速器、牵引轮、牵引电机制动器；所述牵引电机通过联轴器与牵引电机减速器相连接，向牵引电机减速器提供牵引动力，并在减速后将牵引动力分配到牵引轮；所述牵引轮用于完成对缆绳的收放；所述牵引轮还与牵引电机制动器相连接，所述牵引电机制动器对牵引电机进行制动；所述储缆装置包括位于底座上的储缆电机、储缆筒、储缆电机减速器、储缆电机制动器；所述储缆电机与储缆电机减速器相连接，向储缆电机减速器提供储缆动力，所述储缆电机减速器的输出轴带动储缆筒旋转实现收卷和储线；所述储缆电机还与储缆电机制动器相连接，所述储缆电机制动器对储缆电机进行制动；所述排缆装置包括位于底座上的排缆电机、排缆电机减速器、螺旋副往复机构、排缆架、支杆、行程开关；所述排缆架安装在两个光杆上，且与丝杆可拆卸的连接，光杆的两端设置于支杆上，丝杆设置于排缆电机减速器的输出轴上；所述排缆电机与排缆电机减速器相连接，向排缆电机减速器提供排缆动力，排缆电机减速器的输出轴通过丝杆带动排缆架左右移动；所述排缆电机减速器位于底座的一端；所述行程开关设置于所述底座的两端，用于控制排缆电机的正反转；所述排缆电机通过排缆电机减速器向丝杆提供动力，带动排缆架；在工作状态时，储缆筒旋转一圈，排缆架沿螺旋副往复机构行走一个节距，排缆到达两端后自动换向，开始另一层的排布；所述排缆电机为直流电机；所述控制装置包括主控制器和与主控制器电连接的电机驱动器、继电器、接触器、传感器，以及通过串口与主控制器相连的工控机；工控机接收用户的控制指令，并将控制指令发送到主控制器；传感器检测系统参数的变化，并将系统参数发送到主控制器，其中，所述储缆角度传感器位于储缆电机减速器的输出轴的一端，用于对储缆筒的转动量进行测量，所述排缆角度传感器位于排缆电机减速器的输出轴的一端，用于对排缆电机减速器的输出轴的转动量进行测量；主控制器接收工控机发送的控制指令和传感器发送的系统参数，并向电机驱动器、继电器、接触器发送控制指令；电机驱动器、继电器、接触器接收主控制器发送的控制指令，控制缆绳的收缆、放缆、停止、急停、排缆过程。...

【技术特征摘要】
1.一种缆绳收放系统，其特征在于，包括固定在底座上的牵引装置、储缆装置、排缆装置和控制装置，其中：所述牵引装置包括位于底座上的牵引电机、联轴器、牵引电机减速器、牵引轮、牵引电机制动器；所述牵引电机通过联轴器与牵引电机减速器相连接，向牵引电机减速器提供牵引动力，并在减速后将牵引动力分配到牵引轮；所述牵引轮用于完成对缆绳的收放；所述牵引轮还与牵引电机制动器相连接，所述牵引电机制动器对牵引电机进行制动；所述储缆装置包括位于底座上的储缆电机、储缆筒、储缆电机减速器、储缆电机制动器；所述储缆电机与储缆电机减速器相连接，向储缆电机减速器提供储缆动力，所述储缆电机减速器的输出轴带动储缆筒旋转实现收卷和储线；所述储缆电机还与储缆电机制动器相连接，所述储缆电机制动器对储缆电机进行制动；所述排缆装置包括位于底座上的排缆电机、排缆电机减速器、螺旋副往复机构、排缆架、支杆、行程开关；所述排缆架安装在两个光杆上，且与丝杆可拆卸的连接，光杆的两端设置于支杆上，丝杆设置于排缆电机减速器的输出轴上；所述排缆电机与排缆电机减速器相连接，向排缆电机减速器提供排缆动力，排缆电机减速器的输出轴通过丝杆带动排缆架左右移动；所述排缆电机减速器位于底座的一端；所述行程开关设置于所述底座的两端，用于控制排缆电机的正反转；所述排缆电机通过排缆电机减速器向丝杆提供动力，带动排缆架；在工作状态时，储缆筒旋转一圈，排缆架沿螺旋副往复机构行走一个节距，排缆到达两端后自动换向，开始另一层的排布；所述排缆电机为直流电机；所述控制装置包括主控制器和与主控制器电连接的电机驱动器、继电器、接触器、传感器，以及通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰勇，刘泽威，刘胜，李冰，刘洪丹，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23