一种海上作业用布放回收系统技术方案

本发明专利技术提供一种海上作业用布放回收系统，包括牵引组件和波浪补偿装置，所述牵引组件包括绞盘、设于绞盘内的绞盘转轴，以及与绞盘转轴驱动连接的绞盘驱动件，所述绞盘转轴可转动的安装于所述绞盘上，所述波浪补偿装置包括控制器、用于检测绞盘与绞盘转轴相对转动角度的检测组件、用于将绞盘转轴的驱动力矩传递至绞盘的传动齿轮，以及用于调整绞盘与绞盘转轴相对转动角度的补偿齿轮，所述控制器根据检测组件的检测信号发生控制指令给补偿齿轮，以调节补偿齿轮的输出力矩；所述传动齿轮及补偿齿轮设于所述绞盘内，并与所述绞盘啮合传动。本发明专利技术具有操作方便、波浪补偿效果好，且占用空间小、系统安全可靠性高等优点。

A Distribution and Recovery System for Offshore Operations

The invention provides a lay-out recovery system for offshore operation, including a traction component and a wave compensation device. The traction component includes a winch, a winch rotating shaft arranged in the winch, and a winch driving component connected with the winch rotating shaft drive. The winch rotating shaft is mounted on the winch, and the wave compensation device includes a controller for detecting winch and winch rotation. The detection component of the relative rotation angle of the shaft, the transmission gear used to transfer the driving moment of the winch shaft to the winch, and the compensation gear used to adjust the relative rotation angle between the winch and the winch shaft. The controller generates control instructions to the compensation gear according to the detection signal of the detection component to adjust the output torque of the compensation gear. The winch is meshed and driven with the winch. The invention has the advantages of convenient operation, good wave compensation effect, small occupancy space and high system safety and reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种海上作业用布放回收系统
本专利技术涉及海上作业领域，尤其涉及一种海上作业布放回收系统。
技术介绍
海洋面积占据地球总面积的70％，其蕴含有丰富的渔业、油气及矿藏资源。为了有效开发海底资源，人类的作业范围逐渐向不同海域延伸，各种作业功能、性能的水下机器人、水下平台相继开发。而海上作业用布放回收系统可实现水下作业设备的布放和回收，其在海上作业领域应用广泛。布放回收系统安装在工作母船上，通常情况下，绞车驱动件直接驱动绞盘和轴共同旋转或是直接驱动绞盘旋转，并通过改变绞盘旋转的方向实现水下作业设备的布放和回收，绞车驱动件和绞盘之间采用刚性连接结构。然而由于海洋作业环境的特殊性，海上作业平台受风浪和洋流影响会产生不规则的摇荡、升沉运动，如果海浪过于强烈，会带动水下设备上下运动，此时与水下设备连接的拉索会产生大的动载荷，容易导致作业失败，造成昂贵的水下作业设备的损毁或丢失。由于绞车驱动件和绞盘之间采用刚性连接结构，现有的方式是在绞盘驱动件上设计相应的波浪补偿控制算法实现布放回收系统波浪补偿。但由于绞盘转动惯量大，使得绞盘驱动件所需容量大，因此，对应的补偿控制系统的延时大，造成控制系统复杂(需增加大量传感器、船体姿态解算，预测等)，波浪补偿效果差；同时，若波浪补偿控制算法设计不合理，不但无法起到波浪补偿效果，甚至会加剧波浪对布放回收系统的破坏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作方便、波浪补偿效果好，且占用空间小、系统安全可靠性高的海上作业布放回收系统。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种海上作业用布放回收系统，包括牵引组件和波浪补偿装置，所述牵引组件包括绞盘、设于绞盘内的绞盘转轴，以及与绞盘转轴驱动连接的绞盘驱动件，所述绞盘转轴可转动的安装于所述绞盘上，所述波浪补偿装置包括控制器、用于检测绞盘与绞盘转轴相对转动角度的检测组件、用于将绞盘转轴的驱动力矩传递至绞盘的传动齿轮，以及用于调整绞盘与绞盘转轴相对转动角度的补偿齿轮，所述控制器根据检测组件的检测信号发生控制指令给补偿齿轮，以调节补偿齿轮的输出力矩；所述传动齿轮及补偿齿轮设于所述绞盘内，并与所述绞盘啮合传动。作为上述技术方案的进一步改进：所述波浪补偿装置还包括液压马达和限位组件，所述液压马达的转轴与传动齿轮连接，所述限位组件包括保证绞盘转轴的输出力矩与绞盘的转动力矩相等的第一限位件、以及用于在系统稳定状态时与第一限位件限位配合的移动配合块，所述移动配合块螺接于所述液压马达转轴上，所述液压马达及第一限位件与绞盘转轴固定连接。所述限位组件还包括用于限制绞盘与绞盘转轴最大角度差的第二限位件，所述第二限位件在绞盘到达预设最大转动行程时与移动配合块限位配合，所述第二限位件与绞盘转轴固定连接。所述液压马达连接有用于控制马达输出力矩的可控压力源、以及用于保证液压马达两端压力恒定的保压阀组，所述保压阀组设于所述液压马达的两端，所述可控压力源通过保压阀组连接于液压马达的一端。所述保压阀组包括两个液压换向阀，两所述液压换向阀为三位四通换向阀。所述检测组件包括位置传感器，所述位置传感器设于所述液压马达转轴外侧，并与移动配合块感应配合；所述补偿齿轮连接有控制电机，所述控制器根据位置传感器的检测信号发生控制指令给控制电机，以调节补偿齿轮的输出力矩。所述液压马达及控制电机均通过安装组件安装于所述绞盘转轴上，所述安装组件包括安装支架及支架轴承，所述液压马达及控制电机的两端通过支架轴承安装于安装支架上，所述安装支架套设于所述绞盘转轴上。一种海上作业用布放回收系统还包括工作船体、吊臂及拉索，所述吊臂的一端铰接于工作船体上，另一端设有牵引定滑轮，所述拉索的一端绕设于绞盘上，所述拉索的另一端绕过牵引定滑轮与水下作业设备连接。一种海上作业用布放回收系统还包括拉动吊臂沿铰接点转动变幅的驱动杆，所述驱动杆的两端分别与工作船体及吊臂铰接。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的绞盘转轴可转动的安装于绞盘上，绞盘和中心轴之间通过传动齿轮将绞盘转轴的驱动力矩传递至绞盘，且控制器根据绞盘与绞盘转轴相对转动角度的检测信号发出控制指令给补偿齿轮，以调节补偿齿轮的输出力矩，进而调整绞盘与绞盘转轴之间的相对角速度和角速度位移起到柔性传动的作用，从而实现波浪补偿功能，其操作方便，且避免了绞车驱动件与绞盘刚性连接时采用波浪补偿控制算法波浪补偿效果差的问题，其补偿控制系统效率高，波浪补偿效果好。同时，传动齿轮及补偿齿轮设置于绞盘内，使得增加的传动结构无需占用额外的安装空间，其占用空间小、结构简单紧凑，且传动结构无需和外部工作环境接触，系统安全可靠性高。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术绞盘的内部结构示意图。图3是本专利技术液压马达的安装示意图。图4是本专利技术液压传动机构的结构示意图。图5是本专利技术液压传动机构的受力情况示意图图6是本专利技术液压系统的工作原理图。图7是本专利技术液压马达在无外力矩作用时的工作原理图。图8是本专利技术液压马达在有外力矩作用时的工作原理图。图9是本专利技术移动配合块的位置与控制电机的关系示意图。图中各标号表示：1、牵引组件；11、绞盘；12、绞盘转轴；13、绞盘驱动件；14、吊臂；15、拉索；16、牵引定滑轮；17、驱动杆；2、波浪补偿装置；21、传动齿轮；22、补偿齿轮；23、液压马达；24、限位组件；241、第一限位件；242、移动配合块；243、第二限位件；244、配合螺纹；25、可控压力源；26、液压换向阀；3、位置传感器；4、安装组件；41、安装支架；42、支架轴承；5、工作船体；6、水下作业设备。具体实施方式下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。如图1和图2所示，本实施例的海上作业用布放回收系统，包括牵引组件1和波浪补偿装置2。其中，牵引组件1用于带动水下作业设备6升降以进行布放回收作业；波浪补偿装置2安装在工作船体5的甲板上，用于进行水下作业设备6的波浪补偿，以削弱波浪对水下设备破坏；水下作业设备6包括水下有缆机器人、水下无缆机器人等水下作业机器人。本实施例中，牵引组件1包括绞盘11、绞盘转轴12及绞盘驱动件13，其中，绞盘驱动件13与绞盘转轴12驱动连接，绞盘转轴12通过轴承可转动的安装于绞盘11上。波浪补偿装置2包括控制器、检测组件、传动齿轮21及补偿齿轮22。其中，检测组件设于绞盘11内检测绞盘11与绞盘转轴12之间的相对转动角度；传动齿轮21及补偿齿轮22设于绞盘内，且传动齿轮21及补偿齿轮22与绞盘11啮合传动，传动齿轮21用于将绞盘转轴12的驱动力矩传递至绞盘11，以提供绞盘11正常工作所需力矩，补偿齿轮22用于调整绞盘11与绞盘转轴12的相对转动角度，进行绞盘11动态力矩补偿；控制器根据检测组件的检测信号发生控制指令给补偿齿轮22，以调节补偿齿轮22的输出力矩。本专利技术的绞盘转轴12可转动的安装于绞盘11上，绞盘11和绞盘转轴12之间通过传动齿轮21将绞盘转轴12的驱动力矩传递至绞盘11，且控制器根据绞盘11与绞盘转轴12相对转动角度的检测信号发出控制指令给补偿齿轮22，以调节补偿齿轮22的输出力矩，进而调整绞盘1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上作业用布放回收系统，包括牵引组件和波浪补偿装置，所述牵引组件包括绞盘、设于绞盘内的绞盘转轴，以及与绞盘转轴驱动连接的绞盘驱动件，其特征在于，所述绞盘转轴可转动的安装于所述绞盘上，所述波浪补偿装置包括控制器、用于检测绞盘与绞盘转轴相对转动角度的检测组件、用于将绞盘转轴的驱动力矩传递至绞盘的传动齿轮，以及用于调整绞盘与绞盘转轴相对转动角度的补偿齿轮，所述控制器根据检测组件的检测信号发生控制指令给补偿齿轮，以调节补偿齿轮的输出力矩；所述传动齿轮及补偿齿轮设于所述绞盘内，并与所述绞盘啮合传动。

【技术特征摘要】
1.一种海上作业用布放回收系统，包括牵引组件和波浪补偿装置，所述牵引组件包括绞盘、设于绞盘内的绞盘转轴，以及与绞盘转轴驱动连接的绞盘驱动件，其特征在于，所述绞盘转轴可转动的安装于所述绞盘上，所述波浪补偿装置包括控制器、用于检测绞盘与绞盘转轴相对转动角度的检测组件、用于将绞盘转轴的驱动力矩传递至绞盘的传动齿轮，以及用于调整绞盘与绞盘转轴相对转动角度的补偿齿轮，所述控制器根据检测组件的检测信号发生控制指令给补偿齿轮，以调节补偿齿轮的输出力矩；所述传动齿轮及补偿齿轮设于所述绞盘内，并与所述绞盘啮合传动。2.根据权利要求1所述的海上作业用布放回收系统，其特征在于，所述波浪补偿装置还包括液压马达和限位组件，所述液压马达的转轴与传动齿轮连接，所述限位组件包括保证绞盘转轴的输出力矩与绞盘的转动力矩相等的第一限位件、以及用于在系统稳定状态时与第一限位件限位配合的移动配合块，所述移动配合块螺接于所述液压马达转轴上，所述液压马达及第一限位件与绞盘转轴固定连接。3.根据权利要求2所述的海上作业用布放回收系统，其特征在于，所述限位组件还包括用于限制绞盘与绞盘转轴最大角度差的第二限位件，所述第二限位件在绞盘到达预设最大转动行程时与移动配合块限位配合，所述第二限位件与绞盘转轴固定连接。4.根据权利要求2所述的海上作业用布放回收系统，其特征在于，所述液压马达连接有用于控制马达输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚敬，胡家喜，罗凌波，朱迎谷，晏红文，胡斌炜，朱建波，宋俊辉，涂绍平，罗前星，李俊，马亦鸣，胥孜，
申请(专利权)人：上海中车艾森迪海洋装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31