一种抛石船自动移位控制系统和控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种抛石船自动移位控制系统，包括：若干台绞车，均匀对称固定于抛石船上；所述绞车的缆绳连接于岸上的地面锚点；每台绞车都对应安装有张力传感器，用于实时检测相应缆绳的张力；每台绞车还对应安装有编码器，用于实时检测相应缆绳的绳长；GPS定位单元，安装在抛石船上，用于采集抛石船的实时位置信息；控制器，根据每根缆绳的目标绳长控制绞车收放缆绳直至目标绳长，从而带动抛石船移动，直至到达目标位置。本发明专利技术实现了绞车的无极变速，而且保证液压绞车在负载过大时不至于损坏；而且还降低了抛石船移位控制的复杂程度，在保证控制精度的同时实现了自动化的移位控制。

A Control System and Method for Automatic Shift of Rubble Ship

【技术实现步骤摘要】
一种抛石船自动移位控制系统和控制方法
本专利技术涉及抛石船移动控制领域。更具体地说，本专利技术涉及一种抛石船自动移位控制系统和控制方法。
技术介绍
近年来，世界各国把开发海洋、发展海洋经济和海洋产业作为国家发展的战略目标，各类航道建设也得到了国家的重视和发展，抛石施工作为航道整治工程中的重要施工工艺，广泛应用于沉管隧道、护岸及筑坝等施工领域。抛石船在进行抛石施工时需要对船舶缓慢移动进行定位，目前抛石船的移动方法一般是由四个人分别控制安装在抛石船四个角上的电动绞车转动来收放揽绳，船移动的位置由四个人通过对讲机进行人工协调，从而实现抛抛石船的定位。这种方法不仅使抛石船施工劳动量大、移位控制复杂，而且难以保证抛石船移动的精度。
技术实现思路
为了实现以上目的，本专利技术提供一种抛石船自动移位控制系统，包括：若干台绞车，均匀对称固定于抛石船上；所述绞车的缆绳连接于岸上的地面锚点；每台绞车都对应安装有张力传感器，用于实时检测相应缆绳的张力；每台绞车还对应安装有编码器，用于实时检测相应缆绳的绳长；GPS定位单元，安装在抛石船上，用于采集抛石船的实时位置信息；控制器，获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算出抛石船移动到目标位置时每根缆绳的目标绳长；然后根据每根缆绳的目标绳长控制绞车收放缆绳直至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，直至抛石船到达目标位置。优选的是，所述的抛石船自动移位控制系统，所述GPS定位单元有2个：GPS1和GPS2，分别安装在抛石船的船头和船尾。优选的是，所述的抛石船自动移位控制系统，控制器将两个GPS定位单元检测的抛石船实时位置信息对比之后，得到抛石船的实时倾斜角度。优选的是，所述的抛石船自动移位控制系统，控制器，获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算出抛石船移动到目标位置时每根缆绳的目标绳长；然后根据每根缆绳的目标绳长控制绞车收放缆绳直至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，直至抛石船到达目标位置，具体为：控制器，获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算出抛石船移动到目标位置时每根缆绳的目标绳长；然后根据每根缆绳的目标绳长控制绞车收放缆绳直至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，到达既定目标位置，实现初步定位；待抛石船到达既定目标位置，控制器再次获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置信息进行对比，若二者一致，则控制器根据抛石船的实时倾斜角度，控制绞车收放缆绳，从而使抛石船角度进行调整，直至抛石船水平；若不一致，则继续控制绞车收放缆绳至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，直至抛石船的实时位置与目标位置一致，然后控制器根据抛石船的实时倾斜角度，控制绞车收放缆绳，从而使抛石船角度进行调整，直至抛石船水平；最后，控制器控制绞车收放缆绳，控制其收缩，直至所有缆绳的拉力值达到规定值，此时，抛石船移动完成。优选的是，所述的抛石船自动移位控制系统，所述绞车为4个，分别固定放置于抛石船的4个角。优选的是，所述的抛石船自动移位控制系统，控制器，获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算出抛石船移动到目标位置时每根缆绳的目标绳长，计算过程如下：假设四个地面锚点的坐标分别为(AX,AY)、(BX,BY)、(CX,CY)和(DX,DY)，移动前四台绞车的位置分别为(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)和(X4,Y4)，移动后四台绞车的位置分别为(X11,Y11)、(X21,Y21)、(X31,Y31)和(X41,Y41)；那么需要移动的绳缆伸长和缩短的长度分别为：优选的是，所述的抛石船自动移位控制系统，抛石船水平，具体为以下两种标准之一：①假设以GPS1的检测数据为标准，GPS1在船舶移动时实时检测的坐标为(Xg1,Yg1)，其目标位置坐标为(Xg2,Yg2)，σ为允许误差，则抛石船水平为：②假设GPS1在船舶移动时实时检测的坐标为(Xg1,Yg1)，其目标位置坐标为(Xg2,Yg2)，则抛石船水平为Xg1＝Xg2。优选的是，所述的抛石船自动移位控制系统，所述绞车为液压绞车，其运转由电液比例阀控制。一种抛石船自动移位控制方法，包括以下步骤：步骤1、两个GPS定位单元分别采集抛石船的实时位置信息，并对比计算得到抛石船的倾斜角度；步骤2、控制器获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算出抛石船移动到目标位置时每根缆绳的目标绳长；然后根据每根缆绳的目标绳长控制绞车收放缆绳直至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，直至抛石船到达目标位置。优选的是，所述的抛石船自动移位控制方法，所述步骤2，具体为：步骤2a、控制器获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算出抛石船移动到目标位置时每根缆绳的目标绳长；然后根据每根缆绳的目标绳长控制绞车收放缆绳直至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，到达既定目标位置，实现初步定位；步骤2b、待抛石船到达既定目标位置，控制器再次将获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置信息进行对比；步骤2c、若二者一致，则控制器根据抛石船的实时倾斜角度，控制绞车收放缆绳，从而使抛石船角度进行调整，直至抛石船水平；若不一致，则继续控制绞车收放缆绳至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，直至抛石船的实时位置与目标位置一致，然后控制器根据抛石船的实时倾斜角度，控制绞车收放缆绳，从而使抛石船角度进行调整，直至抛石船水平；最后，控制器控制绞车收放缆绳，控制其收缩，直至所有缆绳的拉力值达到规定值，此时，抛石船移动完成。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术采用电液比例阀控制液压绞车的运转，不仅实现了绞车的无极变速，而且可以保证液压绞车在负载过大时不至于损坏；利用GPS定位单元和张力传感器检测抛石船的位置以及缆索的张力，实现了抛石船位置信息的实时采集以及缆绳的安全控制；采用显示屏实时显示数据以及输入控制参数，实现了人机的友好交流；利用可编程控制器实现对四台液压绞车的集中控制，降低了抛石船移位控制的复杂程度，在保证控制精度的同时实现了自动化的移位控制。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术中抛石船自动移位控制系统的结构示意图；图2为本专利技术中抛石船自动移位示意图；图3为本专利技术中抛石船角度倾斜调整示意图；附图标记示意：1-抛石船，2-绞车，3-控制器，4-GPS定位单元。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抛石船自动移位控制系统，其特征在于，包括：若干台绞车，均匀对称固定于抛石船上；所述绞车的缆绳连接于岸上的地面锚点；每台绞车都对应安装有张力传感器，用于实时检测相应缆绳的张力；每台绞车还对应安装有编码器，用于实时检测相应缆绳的绳长；GPS定位单元，安装在抛石船上，用于采集抛石船的实时位置信息；控制器，获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算出抛石船移动到目标位置时每根缆绳的目标绳长；然后根据每根缆绳的目标绳长控制绞车收放缆绳直至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，直至抛石船到达目标位置。

【技术特征摘要】
1.一种抛石船自动移位控制系统，其特征在于，包括：若干台绞车，均匀对称固定于抛石船上；所述绞车的缆绳连接于岸上的地面锚点；每台绞车都对应安装有张力传感器，用于实时检测相应缆绳的张力；每台绞车还对应安装有编码器，用于实时检测相应缆绳的绳长；GPS定位单元，安装在抛石船上，用于采集抛石船的实时位置信息；控制器，获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算出抛石船移动到目标位置时每根缆绳的目标绳长；然后根据每根缆绳的目标绳长控制绞车收放缆绳直至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，直至抛石船到达目标位置。2.如权利要求1所述的抛石船自动移位控制系统，其特征在于，所述GPS定位单元有2个：GPS1和GPS2，分别安装在抛石船的船头和船尾。3.如权利要求2所述的抛石船自动移位控制系统，其特征在于，控制器将两个GPS定位单元检测的抛石船实时位置信息对比之后，得到抛石船的实时倾斜角度。4.如权利要求3所述的抛石船自动移位控制系统，其特征在于，控制器，获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算出抛石船移动到目标位置时每根缆绳的目标绳长；然后根据每根缆绳的目标绳长控制绞车收放缆绳直至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，直至抛石船到达目标位置，具体为：控制器，获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算出抛石船移动到目标位置时每根缆绳的目标绳长；然后根据每根缆绳的目标绳长控制绞车收放缆绳直至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，到达既定目标位置，实现初步定位；待抛石船到达既定目标位置，控制器再次获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置信息进行对比，若二者一致，则控制器根据抛石船的实时倾斜角度，控制绞车收放缆绳，从而使抛石船角度进行调整，直至抛石船水平；若不一致，则继续控制绞车收放缆绳至目标绳长；此过程中，缆绳移动将带动抛石船移动，直至抛石船的实时位置与目标位置一致，然后控制器根据抛石船的实时倾斜角度，控制绞车收放缆绳，从而使抛石船角度进行调整，直至抛石船水平；最后，控制器控制绞车收放缆绳，控制其收缩，直至所有缆绳的拉力值达到规定值，此时，抛石船移动完成。5.如权利要求1所述的抛石船自动移位控制系统，其特征在于，所述绞车为4个，分别固定放置于抛石船的4个角。6.如权利要求5所述的抛石船自动移位控制系统，其特征在于，控制器，获取输入的抛石船的目标位置信息，并将其与抛石船的实时位置进行对比，从而计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀礼，华晓涛，冯先导，孙晓伟，刘修成，李涛，徐杰，程茂林，王聪，夏昊，孟奎，吴中正，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42