一种抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统。本发明专利技术属于工程船舶自动化控制技术领域。一种抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统，GPS、罗经、船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗机旋转角度传感器、抓斗下放深度传感器和抓斗开口度传感器通过数据接口连接计算机，GPS、罗经和抓斗机旋转角度传感器用于测量抓斗平面定位，船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗下放深度传感器、抓斗开口度传感器用于测量抓斗深度、抓斗开口度。本发明专利技术具有监测抓斗姿态准确，姿态信息实时显示，监测结果直观化等优点，还可以通过对抓斗姿态数据的处理、计算，实现不同抓斗工作模式下的自动控制，从而实现精准疏浚和高效疏浚。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工程船舶自动化控制
，特别是涉及一种抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统。
技术介绍
目前，抓斗式挖泥船作为疏浚船舶的一种，其具有高效灵活的独特优势。而抓斗机及抓斗作为该类型挖泥船的直接挖泥设备，在需要精确控制挖泥深度和位置的作业中，其姿态的监测精准度直接影响挖泥船的挖泥精度和效率。现有技术是通过在与抓斗相连的钢索上涂刷表示长度的玛格和在吊臂上安装带有刻度的角度指示盘，通过人的肉眼观察玛格和指示盘来确定抓斗的姿态，不能使操作者准确的掌握抓斗的工作状态，给挖泥工作带来不便，也存在不利于提高挖泥船的自动化程度等一系列问题。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统。本专利技术的目的是提供一种具有监测抓斗姿态准确，姿态信息实时显示，监测结果直观化，可实现不同抓斗工作模式下的自动控制，从而实现精准疏浚和高效疏浚等特点的抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统。本系统利用计算机、网络、传感器等技术，对挖泥船作业过程中的抓斗姿态进行监测。抓斗姿态监测系统用于抓斗的平面定位和挖深测量，所需要的底层硬件设备包括：GPS、罗经、船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗机旋转角度传感器、抓斗下放深度传感器、抓斗开口度传感器、计算机等。平面定位主要是根据船舶在施工区域的位置信息、抓斗机的旋转角度信息以及船体尺寸参数，计算得到抓斗在施工区域的位置信息。所述船舶在施工区域的位置信息由GPS和罗经提供，抓斗机旋转角度信息由抓斗机旋转角度传感器提供。抓斗的挖深测量主要是根据船舶的吃水信息、潮位信息、吊臂倾斜角度信息、抓斗的下放深度信息以及抓斗开口度信息计算得到。所述船舶的吃水信息、潮位信息、吊臂倾斜角度、抓斗的下放深度信息、抓斗开口度信息分别由吃水传感器、潮位遥报仪、吊臂倾角传感器、抓斗下放深度传感器、抓斗开口度传感器提供。抓斗下放深度传感器和抓斗开口度传感器的测量原理是通过绞车上安装的编码器测量抓斗下放钢丝绳长度和抓斗开合钢丝绳长度。抓斗姿态测量系统包括一套挖泥船挖深指示系统，挖深指示系统实现对抓斗机旋转角度、吊臂倾斜角度、潮位、抓斗下放深度、开口度等信息的采集、处理、计算。通过设置的仪表将挖深数据进行显示，同时实现人机交互，对抓斗深度和抓斗机姿态进行校正。本监测系统采用C/S(客户端/服务器)的形式实现，即通过服务器上的采集程序将所述的挖深指示系统采集处理后的数据、GPS数据以及罗经数据存储在数据库中。网络中的客户端计算机通过访问服务器上的数据库，实时的将抓斗的姿态信息显示出来，使监测结果更加直观化。本专利技术抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统所采取的技术方案是：一种抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统，其特点是：抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统包括GPS、罗经、抓斗机旋转角度传感器、船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗下放深度传感器、抓斗开口度传感器和计算机，GPS、罗经、船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗机旋转角度传感器、抓斗下放深度传感器和抓斗开口度传感器通过数据接口连接计算机，GPS、罗经和抓斗机旋转角度传感器用于测量抓斗平面定位，船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗下放深度传感器、抓斗开口度传感器用于测量抓斗深度、抓斗开口度。抓斗船的抓斗姿态信息主要包括平面位置坐标、抓斗下放深度、抓斗开口度。根据船舶在施工区域的位置信息、抓斗机的旋转角度信息以及船体尺寸参数，计算得到抓斗在施工区域的位置信息。根据船舶的吃水信息、潮位信息、吊臂倾斜角度信息、抓斗的下放深度信息以及抓斗开口度信息计算得到。本专利技术抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统还可以采用如下技术方案：所述的抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统，其特点是：抓斗机旋转角度传感器传输吊臂相对于船体的旋转角度数据信息，吊臂俯仰角度传感器传输吊臂相对于船体的俯仰角度数据信息。所述的抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统，其特点是：抓斗下放深度传感器为安装在绞车上的长量测量编码器，测量抓斗下放钢丝绳长度获得数据信息。所述的抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统，其特点是：抓斗开口度传感器为安装在绞车上长量测量编码器，测量抓斗开合钢丝绳长度获得数据信息。所述的抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统，其特点是：计算机包括服务器和操作者终端，服务器装有监测系统，接收、处理抓斗姿态测量信息，通过操作者终端进行抓斗挖泥船抓斗姿态操作和显示，实现满斗粗挖、定深挖掘或水平挖掘工作模式下抓斗的自动控制。本专利技术具有的优点和积极效果是：抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统由于采用了本专利技术全新的技术方案，与现有技术相比，本专利技术抓斗姿态监测系统综合利用了计算机、网络、传感器等技术，使抓斗的姿态更加准确。通过上位机和仪表将抓斗的姿态信息进行显示，使监测结果直观化。本系统还可以通过对抓斗姿态数据的处理、计算，实现不同抓斗工作模式(满斗粗挖、定深挖掘、水平挖掘)下的自动控制，大大提高了疏浚效率。附图说明图1是本专利技术挖深指示系统原理框图；图2是抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统原理框图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：参阅附图1和图2。实施例1一种抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统，其GPS、罗经、船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗机旋转角度传感器、抓斗下放深度传感器和抓斗开口度传感器通过数据接口连接计算机，GPS、罗经和抓斗机旋转角度传感器用于测量抓斗平面定位，船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗下放深度传感器、抓斗开口度传感器用于测量抓斗深度、抓斗开口度。抓斗机旋转角度传感器传输吊臂相对于船体的旋转角度数据信息，吊臂俯仰角度传感器传输吊臂相对于船体的俯仰角度数据信息。抓斗下放深度传感器为安装在绞车上的长量测量编码器，测量抓斗下放钢丝绳长度获得数据信息。抓斗开口度传感器为安装在绞车上长量测量编码器，测量抓斗开合钢丝绳长度获得数据信息。计算机包括服务器和操作者终端，服务器装有监测系统，接收、处理抓斗姿态测量信息，通过操作者终端进行抓斗挖泥船抓斗姿态操作和显示，实现满斗粗挖、定深挖掘或水平挖掘工作模式下抓斗的自动控制。本实施例具体实施过程：参阅图1，通过该挖泥船挖深指示系统将采集到抓斗下放传感器、抓斗开口传感器、抓斗机角度传感器、复位信号传感器的信号传输至中央处理器进行计算处理，从而得到计入潮位的抓斗深度、抓斗至摆轴的X距离以及抓斗至摆轴的Y距离，所述坐标轴的坐标原点在摆轴中心的水面处，X轴垂直指向右舷，Y轴平行于船体中线指向船艉，Z轴指向地心。复位信号传感器主要提供抓斗机旋转角度的复位信号，用于抓斗机旋转角度的零位校正，提高测量精度。本系统还具有人机对话功能，可输入、修正船体参数，也可以通过输出接口将处理后的数据传输至网络，实现数据共享。参阅图2，本监控系统采用C/S(客户端/服务器)的形式实现。系统首先通过在服务器上的数据采集程序采集整个系统所需数据信息，然后，数据采集程序将采集上来的数据存储到SQL2000数据库中，分布在驾驶台两侧及海图桌上的计算机作为客户端访问服务器上的数据库，并实时的显示新采集上来的数据，以此实现抓斗姿态数据的实时显示上位机软件将抓斗姿态的数据进行直观的显示，使操作者更好的掌握抓斗的工作状态，使抓斗能更加准确的下放到指定位置和深度。本实施例具有所述的监测抓斗姿态准确，姿态信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统，其特征是：抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统包括GPS、罗经、抓斗机旋转角度传感器、船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗下放深度传感器、抓斗开口度传感器和计算机，GPS、罗经、船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗机旋转角度传感器、抓斗下放深度传感器和抓斗开口度传感器通过数据接口连接计算机，GPS、罗经和抓斗机旋转角度传感器用于测量抓斗平面定位，船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗下放深度传感器、抓斗开口度传感器用于测量抓斗深度、抓斗开口度。

【技术特征摘要】
1.一种抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统，其特征是：抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统包括GPS、罗经、抓斗机旋转角度传感器、船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗下放深度传感器、抓斗开口度传感器和计算机，GPS、罗经、船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗机旋转角度传感器、抓斗下放深度传感器和抓斗开口度传感器通过数据接口连接计算机，GPS、罗经和抓斗机旋转角度传感器用于测量抓斗平面定位，船舶吃水传感器、吊臂倾角传感器、抓斗下放深度传感器、抓斗开口度传感器用于测量抓斗深度、抓斗开口度。2.根据权利要求1所述的抓斗挖泥船抓斗姿态测量系统，其特征是：抓斗机旋转角度传感器传输吊臂相对于船体的旋转角度数据信息，吊臂俯...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗刚，冯志勇，李智，赵春峰，于涛，赵辉，魏晓楠，宋冬鹏，高峰，张江超，沈阳，王野，李鹏超，陈定，方磊，
申请(专利权)人：中交天津港航勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12