一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统技术方案

本发明专利技术所提出的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统包括船体和设置在船体前端的抓斗台和设置在船体后端的驾驶台，在抓斗台的操作室内设置有实时定位监测系统，在抓斗台的机舱内还设置有与传动机构相连接的绞盘，所述绞盘设置为两个，分别通过升降钢丝和开闭钢丝与抓斗吊接，在连接升降钢丝的绞盘外侧面设置有接近开关传感器探头。该抓斗船及其监测系统可对抓斗船施工需求设计达到简化、降低成本的目的，可修复性强，使用简便，维护成本低，并可结合潮位信息自动计算和显示抓斗深度，提高了抓斗深度定位精度并达到相关设计验收标准，填补了传统抓斗船无法在施工过程中实时掌握水下施工情况的缺陷，能用于提高抓斗深度定位精度和施工作业自动化水平，具有非常理想的实际操作和使用价值。

A grab ship and monitoring system for real-time monitoring grab depth

【技术实现步骤摘要】
一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统
本专利技术涉及疏浚
，具体涉及一种实时监测抓斗深度的船抓斗船及其监测系统。
技术介绍
现有的疏浚技术通常使用耙吸船、绞吸船等疏浚作业特种设备进行水下疏浚作业，由于疏浚对象具有特殊性，此类疏浚设备在施工作业时具有作业范围有限、施工成本较高、扫浅难度大等缺点。采用抓斗船的疏浚工艺可以有针对性地对上述问题进行处理。然而目前市场上已有的抓斗船船机普遍存在无法在操作过程中对抓斗实时定位的问题，个别抓斗显示装置只能监测到抓斗的相对高度而无法确定抓斗在施工坐标系下的高程坐标。还有的一些抓斗船施工工艺，无法结合潮汐涨落数据实时获取抓斗在控制坐标系内的深度坐标。为此，中国专利号CN104975627公开了一种抓斗船的挖泥工艺，包括船舶定位工艺及施工工艺，在船舶定位工艺中，将电罗经信号通过罗经显示器导入HYPACK软件来修正船位，该工艺要求在施工期间严格掌握水深，通过调整压载、调整钢桩埋入深度的方式控制吃水差，该方法中只对开挖标高作出技术指标要求，未对开挖台阶标高的控制与测量作详细说明，施工精确度不高。此外，中国专利号CN106149778公开了一种抓斗船施工方法，该方法涉及浚前测量和工后声纳监测，通过水下测量技术对水下疏浚地形进行量测，并于设计资料进行比对，从而确定超欠挖情况，并作为工程验收评价依据。该方法只能在工后对开挖台阶高程进行测量校对，从而确定施工质量和超欠挖范围，施工作业人员不能在施工过程中实时获取反馈，不利于施工质量和施工进度的控制，增加人工成本，其技术效果还有待于进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用高程坐标和跨检测点分布测量的方式以解决不能自动实时监测、精确性不高、操作不灵活效率低、成本高等问题的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统。本专利技术所提出的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统包括船体和设置在船体前端的抓斗台和设置在船体后端的驾驶台，在抓斗台的操作室内设置有实时定位监测系统，在抓斗台的机舱内还设置有与传动机构相连接的绞盘，所述绞盘设置为两个，分别通过升降钢丝和开闭钢丝与抓斗吊接，在连接升降钢丝的绞盘外侧面设置有接近开关传感器探头。所述监测系统包括数据监测模块、数据处理模块、人机交互模块和数据显示模块，所述数据监测模块用于监测抓斗升降距离和潮位数据，所述数据处理模块用于根据高速正交脉冲信号和潮位数据计算抓斗在施工坐标系下的高程坐标。所述数据监测模块包括接近开关传感器、潮位遥报接收仪，所述数据处理模块包括PLC主机和PLCI/O发信器，所述人机交互模块包括零位标定按键、潮位补偿按键和潮位选择开关，所述数据显示模块包括深度数显表、潮位数显表和自动指示灯。所述人机交互模块用于手动实现零位标定、潮位补偿功能和自动/手动模式的切换，所述数据显示模块用于实时显示抓斗深度、潮位数据和自动/手动模式当前状态。所述的接近开关传感器探头为跨检测点分布测量，利用精度补偿机制并采用复数对接近开关传感器实时采样。所述潮位遥报接收仪与潮位监测站建立数据无线通讯。所述数据处理模块由PLC主机使用串行通信接口接入自动潮位数据，对ASCII码报文移位处理并转换为16进制，自动检测分类接近开关传感器的正交脉冲信号状态，并对监测数据进行精度补偿，与其它模块间采取无线通信连接。所述人机交互模块使用开关输入替代模块配置菜单的标定，使用加减按键替代码盘式手动潮位补偿器，并设计标零按键双击生效，提供潮位选择开关用以切换潮位自动/潮位手动，在潮位手动状态下，可以不给定补偿值直接获取抓斗水下深度。所述接近开关传感器可采用电感式或者光电式。本专利技术所提出的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统通过设置在绞盘钢架和开孔上的接近传感器探头和设置在抓斗台上的实时定位监测系统，可结合潮位信息自动计算和显示抓斗深度，提高了抓斗深度定位精度并达到相关设计验收标准，从而提高了施工作业过程的自动化水平，极大的减少了操作员的工作量，从而整体提高了现场施工效率，减少了人工误差带来的超挖、欠挖，降低了二次进场对工期的影响，科学合理地加快了项目的施工组织进度，建立的数据监测模块可以实时、高精度地监测抓斗的相对位置和潮汐涨落情况，便于现场施工人员实时控制疏浚施工质量；所述的数据处理模块对抓斗收、放两种情形内置了多个状态补偿模型以校正监测数据，可以将数据监测模块数据精度由10cm提高到5cm，所使用的PLC主机和PLCI/O发信器之间采取无线通信连接，适用于复杂空间结构内的硬件部署；所述人机交互模块简洁易用，利于工程技术人员学习和使用，并可达到对抓斗船施工需求设计简化、降低成本的目的，具有非常理想的实际操作和使用价值。附图说明图1为本专利技术所提出的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统实施例的外观整体结构示意图；图2为图1中控制升降钢丝绞盘局部结构放大示意图；图3为抓斗台内绞盘结构的俯视图。图4为本专利技术实施例的监测系统结构示意图；图5a，5b和5c为本专利技术所出的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统实施例的状态补偿模型示意图；图6为本专利技术实施例的PLC主机程序流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统，其特征在于：包括船体和设置在船体前端的抓斗台和设置在船体后端的驾驶台，在抓斗台的操作室内设置有实时定位监测系统，在抓斗台的机舱内还设置有与传动机构相连接的绞盘，所述绞盘设置为两个，分别通过升降钢丝和开闭钢丝与抓斗吊接，在连接升降钢丝的绞盘外侧面设置有接近开关传感器探头。/n

【技术特征摘要】
1.一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统，其特征在于：包括船体和设置在船体前端的抓斗台和设置在船体后端的驾驶台，在抓斗台的操作室内设置有实时定位监测系统，在抓斗台的机舱内还设置有与传动机构相连接的绞盘，所述绞盘设置为两个，分别通过升降钢丝和开闭钢丝与抓斗吊接，在连接升降钢丝的绞盘外侧面设置有接近开关传感器探头。


2.根据权利要求1所述的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统，其特征在于：所述监测系统包括数据监测模块、数据处理模块、人机交互模块和数据显示模块，所述数据监测模块用于监测抓斗升降距离和潮位数据，所述数据处理模块用于根据高速正交脉冲信号和潮位数据计算抓斗在施工坐标系下的高程坐标。


3.根据权利要求2所述的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统，其特征在于：所述数据监测模块包括接近开关传感器、潮位遥报接收仪，所述数据处理模块包括PLC主机和PLCI/O发信器，所述人机交互模块包括零位标定按键、潮位补偿按键和潮位选择开关，所述数据显示模块包括深度数显表、潮位数显表和自动指示灯。


4.根据权利要求3所述的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统，其特征在于：所述人机交互模块用于手动实现零位标定、潮位补偿功能和自动/手动模式的切换，所述数据显示模块用于实时显示抓斗深...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷达，杨振华，李里，董恒瑞，张鹏，喻明杰，廖曾平，
申请(专利权)人：中交广州航道局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44