一种波浪补偿系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种波浪补偿系统及其控制方法，属于船用机械技术领域。包括高架索绞车、张力作动筒、滑轮组、吊车、蓄能器、驱动装置、以及控制装置；高架索绞车的钢丝绳依次穿过张力作动筒、滑轮组、吊车，张力作动筒包括定滑轮、动滑轮、以及设置在定滑轮和动滑轮之间的液压油缸，液压油缸的缸体与定滑轮固定连接，液压油缸的活塞杆与动滑轮固定连接，蓄能器与液压油缸连通，驱动装置与高架索绞车传动连接，控制装置包括用于检测活塞杆的位移的位移传感器、根据活塞杆的位移控制高架索绞车转动的控制器，控制器分别与位移传感器和驱动装置电连接。本发明专利技术通过高架索绞车协同张力作动筒共同进行波浪补偿，保障补给物资能够平稳运输到补给船舶上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船用机械
，特别涉及一种波浪补偿系统及其控制方法。
技术介绍
船舶在海上航行、以及海洋平台在远海作业时，都会不断消耗储备的食品、燃油、淡水等物资。为了保证船舶和平台的正常运营，在不能靠近港岸的情况下，通常采用海上补给的方式使消耗的物资得到补给。海上补给是通过悬空设置在补给船舶和接收船舶之间的钢丝绳，将补给物资从补给船舶传输到接收船舶。在海况比较恶劣的情况下，由于补给船舶和接收船舶在波浪上的相对位置不同，补给船舶和接收船舶会受到波浪作用而产生相对运动，使得吊装在钢丝绳上的补给物资随之产生晃动，有可能导致出现补给物资坠海、撞击船舶等情况。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种波浪补偿系统及其控制方法。所述技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种波浪补偿系统，所述波浪补偿系统包括高架索绞车、张力作动筒、滑轮组、吊车、蓄能器、驱动装置；所述高架索绞车的钢丝绳依次穿过所述张力作动筒、所述滑轮组、所述吊车，所述张力作动筒包括定滑轮、动滑轮、以及设置在所述定滑轮和所述动滑轮之间的液压油缸，所述液压油缸的缸体与所述定滑轮固定连接，所述液压油缸的活塞杆与所述动滑轮固定连接，所述蓄能器与所述液压油缸连通，所述驱动装置与所述高架索绞车传动连接；所述波浪补偿系统还包括控制装置，所述控制装置包括：位移传感器，用于检测所述活塞杆的位移；控制器，分别与所述位移传感器和所述驱动装置电连接，用于根据所述活塞杆的位移，控制所述高架索绞车转动。可选地，所述控制器用于，当所述活塞杆的位移的绝对值不大于第一设定值时，控制所述高架索绞车处于刹车状态；当所述活塞杆的位移大于第一设定值时，控制所述高架索绞车沿收缆方向转动；当所述活塞杆的位移小于第一设定值的相反数时，控制所述高架索绞车沿放缆方向转动；其中，所述第一设定值大于0，所述活塞杆的位移为所述活塞杆从所述张力作动筒的半程位置向所述活塞杆的伸出方向的位移。优选地，所述控制器用于按照以下公式控制所述高架索绞车转动：当L1＜L≤L2时，V＝X1*(L-L1)*Vn/(L2-L1)；当L2＜L≤L3时，V＝X2*(L-L3)*Vn/(L3-L2)+Vn；当L＞L3时，V＝Vn；其中，L1为所述第一设定值，L2为第二设定值，L3为第三设定值，L1＜L2＜L3，V为所述高架索绞车的实时转动速度，L为所述活塞杆从所述张力作动筒的半程位置向所述活塞杆的伸出方向的位移，X1为设定的第一比例值，X2为设定的第二比例值，X1≤X2，Vn为所述高架索绞车的最大转动速度。优选地，所述控制器用于按照以下公式控制所述高架索绞车转动：当-L2＜L≤-L1时，V＝X1*(L+L1)*Vn/(L2-L1)；当-L3＜L≤-L2时，V＝X2*(L+L3)*Vn/(L3-L2)-Vn；当L＜-L3时，V＝Vn；其中，L1为所述第一设定值，L2为第二设定值，L3为第三设定值，L1＜L2＜L3，V为所述高架索绞车的实时转动速度，L为所述活塞杆从所述张力作动筒的半程位置向所述活塞杆的伸出方向的位移，X1为设定的第一比例值，X2为设定的第二比例值，X1≤X2，Vn为所述高架索绞车的最大转动速度。优选地，所述控制装置还包括：编码器，与所述控制器电连接，用于检测所述高架索绞车的转动速度。优选地，所述驱动装置包括液压马达、用于控制所述液压马达的转动方向和转动速度的阀组，所述阀组的工作油口与液压马达的控制油口连通，所述电液比例控制阀的控制端与所述控制器连接，所述液压马达的输出轴与所述高架索绞车传动连接。可选地，所述滑轮组包括导向滑轮组件和升降滑轮组件，所述导向滑轮组件包括第一滑轮和第二滑轮，所述第二滑轮设置在所述第一滑轮的上方，所述第一滑轮与所述定滑轮设置在同一水平面上，所述升降滑轮组件包括三个滑轮，所述三个滑轮的中心连成一个三角形。第二方面，本专利技术实施例提供了一种如第一方面提供波浪补偿系统的控制方法，所述控制方法包括：获取活塞杆的位移；当所述活塞杆的位移的绝对值不大于第一设定值时，控制高架索绞车处于刹车状态；当所述活塞杆的位移大于第一设定值时，控制所述高架索绞车沿收缆方向转动；当所述活塞杆的位移小于第一设定值的相反数时，控制所述高架索绞车沿放缆方向转动；其中，所述第一设定值大于0，所述活塞杆的位移为所述活塞杆从所述张力作动筒的半程位置向所述活塞杆的伸出方向的位移。可选地，所述当所述活塞杆的位移大于第一设定值时，控制所述高架索绞车沿收缆方向转动，包括：当L1＜L≤L2时，V＝X1*(L-L1)*Vn/(L2-L1)；当L2＜L≤L3时，V＝X2*(L-L3)*Vn/(L3-L2)+Vn；当L＞L3时，V＝Vn；其中，L1为所述第一设定值，L2为第二设定值，L3为第三设定值，L1＜L2＜L3，V为所述高架索绞车的实时转动速度，L为所述活塞杆从所述张力作动筒的半程位置向所述活塞杆的伸出方向的位移，X1为设定的第一比例值，X2为设定的第二比例值，X1≤X2，Vn为所述高架索绞车的最大转动速度。可选地，所述当所述活塞杆的位移小于第一设定值的相反数时，控制所述高架索绞车沿放缆方向转动，包括：当-L2＜L≤-L1时，V＝X1*(L+L1)*Vn/(L2-L1)；当-L3＜L≤-L2时，V＝X2*(L+L3)*Vn/(L3-L2)-Vn；当L＜-L3时，V＝Vn；其中，L1为所述第一设定值，L2为第二设定值，L3为第三设定值，L1＜L2＜L3，V为所述高架索绞车的实时转动速度，L为所述活塞杆从所述张力作动筒的半程位置向所述活塞杆的伸出方向的位移，X1为设定的第一比例值，X2为设定的第二比例值，X1≤X2，Vn为所述高架索绞车的最大转动速度。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在接收船舶远离补给船舶时，钢丝绳变大的压力促使张力作动筒的活塞杆缩回液压油缸，蓄能器存储能量，在接收船舶靠近补给船舶时，储能器释放能量，驱使张力作动筒的活塞杆伸出液压油缸，通过活塞杆的位移量补偿接收船舶相对补给船舶的位移量，张力作动筒实现波浪补偿。同时控制装置控制高架索绞车根据张力作动筒的补偿情况主动参与波浪补偿，高架索绞车可以在海况比较恶劣的情况下协同张力作动筒共同进行波浪补偿，保障补给物资能够平稳地运输到补给船舶上，避免补给物资由于海浪的不规则运动而发生不受控运动，进而发生坠海或者撞击船舶的危险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种波浪补偿系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的张力作动筒和蓄能器的结构示意图；图3是本专利技术实施例一提供的驱动装置和控制装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例一提供的活塞杆的位移与高架索绞车的速度的关系示意图；图5a是本专利技术实施例一提供的接收船舶远离补给船舶时波浪补偿系统的动作示意图；图5b是本专利技术实施例一提供的接收船舶靠近补给船舶时波浪补偿系统的动作示意图；图6是本专利技术实施例二提供的一种波浪补偿系统的控制方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波浪补偿系统，其特征在于，所述波浪补偿系统包括高架索绞车、张力作动筒、滑轮组、吊车、蓄能器、驱动装置；所述高架索绞车的钢丝绳依次穿过所述张力作动筒、所述滑轮组、所述吊车，所述张力作动筒包括定滑轮、动滑轮、以及设置在所述定滑轮和所述动滑轮之间的液压油缸，所述液压油缸的缸体与所述定滑轮固定连接，所述液压油缸的活塞杆与所述动滑轮固定连接，所述蓄能器与所述液压油缸连通，所述驱动装置与所述高架索绞车传动连接；所述波浪补偿系统还包括控制装置，所述控制装置包括：位移传感器，用于检测所述活塞杆的位移；控制器，分别与所述位移传感器和所述驱动装置电连接，用于根据所述活塞杆的位移，控制所述高架索绞车转动。

【技术特征摘要】
1.一种波浪补偿系统，其特征在于，所述波浪补偿系统包括高架索绞车、张力作动筒、滑轮组、吊车、蓄能器、驱动装置；所述高架索绞车的钢丝绳依次穿过所述张力作动筒、所述滑轮组、所述吊车，所述张力作动筒包括定滑轮、动滑轮、以及设置在所述定滑轮和所述动滑轮之间的液压油缸，所述液压油缸的缸体与所述定滑轮固定连接，所述液压油缸的活塞杆与所述动滑轮固定连接，所述蓄能器与所述液压油缸连通，所述驱动装置与所述高架索绞车传动连接；所述波浪补偿系统还包括控制装置，所述控制装置包括：位移传感器，用于检测所述活塞杆的位移；控制器，分别与所述位移传感器和所述驱动装置电连接，用于根据所述活塞杆的位移，控制所述高架索绞车转动。2.根据权利要求1所述的波浪补偿系统，其特征在于，所述控制器用于，当所述活塞杆的位移的绝对值不大于第一设定值时，控制所述高架索绞车处于刹车状态；当所述活塞杆的位移大于第一设定值时，控制所述高架索绞车沿收缆方向转动；当所述活塞杆的位移小于第一设定值的相反数时，控制所述高架索绞车沿放缆方向转动；其中，所述第一设定值大于0，所述活塞杆的位移为所述活塞杆从所述张力作动筒的半程位置向所述活塞杆的伸出方向的位移。3.根据权利要求2所述的波浪补偿系统，其特征在于，所述控制器用于按照以下公式控制所述高架索绞车转动：当L1＜L≤L2时，V＝X1*(L-L1)*Vn/(L2-L1)；当L2＜L≤L3时，V＝X2*(L-L3)*Vn/(L3-L2)+Vn；当L＞L3时，V＝Vn；其中，L1为所述第一设定值，L2为第二设定值，L3为第三设定值，L1＜L2＜L3，V为所述高架索绞车的实时转动速度，L为所述活塞杆从所述张力作动筒的半程位置向所述活塞杆的伸出方向的位移，X1为设定的第一比例值，X2为设定的第二比例值，X1≤X2，Vn为所述高架索绞车的最大转动速度。4.根据权利要求2所述的波浪补偿系统，其特征在于，所述控制器用于按照以下公式控制所述高架索绞车转动：当-L2＜L≤-L1时，V＝X1*(L+L1)*Vn/(L2-L1)；当-L3＜L≤-L2时，V＝X2*(L+L3)*Vn/(L3-L2)-Vn；当L＜-L3时，V＝Vn；其中，L1为所述第一设定值，L2为第二设定值，L3为第三设定值，L1＜L2＜L3，V为所述高架索绞车的实时转动速度，L为所述活塞杆从所述张力作动筒的半程位置向所述活塞杆的伸出方向的位移，X1为设定的第一比例值，X2为设定的第二比例值，X1≤X2，Vn为所述高架索绞车的最大转动速度。5.根据权利要求2～4任一项所述的波浪补偿系统，其特征在于，所述控制装置还包括：编码器，与所述控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪康平，覃刚，张胜高，刘赞赞，刘俊，
申请(专利权)人：武汉船用机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42