本发明专利技术提出了一种变缆径的缆绳自适应排缆的装置及实现方法，为针对粗细缓变的缆径不均匀的缆绳排列到储缆机构的一种自适应方法。在原有二个编码器的基础上，增加了一个绝对型编码器，采用液压比例阀驱动排缆机构进行自适应排缆，有效地克服了基于接近开关的排缆问题，解决了由于排缆机构的运动不均匀或振荡产生的排缆间隙不一致问题以及容易叠缆的问题,同时可以满足不同缆径的缆绳的排缆,也可以满足缓变缆径缆绳的排缆，得到很好的效果。得到很好的效果。得到很好的效果。
【技术实现步骤摘要】
一种变缆径的缆绳自适应排缆的装置及实现方法
[0001]本专利技术涉及绞车排缆领域，主要是一种变缆径的缆绳自适应排缆的装置及实现方法。
技术介绍
[0002]对于一根有缆径变化的缆绳而言，经典的绞车排缆方法是使用基于接近开关的采用液压 开关阀驱动排缆机构来进行自适应排缆。在这种基于接近开关的自适应排缆中，当排缆机构 超前或滞后时，由于缆的张力会带动排缆机构的附属机构出现左/右偏角，从而使固定在左侧 或右侧的接近开关触发，由被触发的接近开关信号来激励排缆机构以固定速度向前(或向后) 的方式运行，从而使排缆机构跟踪上缆在储缆卷筒中的入缆位置，从而使缆可以排列在储缆 卷筒上。该排缆方式存在的问题是1)排缆机构运动不均匀,容易产生振荡，缆的排列间隙不 一；2)下一层缆的排列稍有问题，会导致缆还没有到达储缆卷筒的边沿就返回，从而容易引 起叠缆现象，甚至需要操控人员随时干预。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种变缆径的缆绳自适应排缆的装 置及实现方法。
[0004]本专利技术的目的是通过如下技术方案来完成的。一种变缆径的缆绳自适应排缆的装置，主 要包括储缆卷筒、排缆机构和丝杆，排缆机构安装在丝杆，通过丝杠的旋转驱动排缆机构在 丝杠上进行左右移动引导缆绳均匀排列在储缆卷筒上；储缆卷筒上设有卷筒旋转编码器，丝 杆上设有丝杠旋转编码器，丝杠两端的各有一个接近开关传感器A和接近开关传感器B，用 于防止排缆机构超出允许的排缆区域；排缆机构上设置有绝对型编码器，储缆卷筒与排缆机 构间的缆绳穿过绝对型编码器安装处的机械结构，在缆绳力的作用下，将储缆卷筒的入缆位 置与排缆机构间的缆绳偏角通过该机械结构传递给绝对型编码器，通过绝对型编码器的计数 计算出缆绳排入储缆卷筒的入射角度β。
[0005]本专利技术同时提出了一种变缆径缆绳排缆的自适应实现方法，该方法包括如下步骤：
[0006](1)、由卷筒旋转编码器实时测量储缆卷筒的当前编码数BN2
RUN
，
[0007](2)、安装在排缆机构上的绝对型的编码器实时测量卷筒缆绳的入射角度β来完成储缆 卷筒当前入缆位置与排缆机构当前位置差值的计算；
[0008](3)、对于储缆卷筒每层到排缆机构的距离D
SC
是固定的，即储缆卷筒当前入缆位置与排 缆机构当前位置差值ΔL
P
，通过期望ΔL
P
＝0，进行跟踪排缆，然后通过PID算法来调整丝杠 的运行速度完成跟踪。
[0009]本专利技术的有益效果为：在原有二个编码器的基础上，本专利技术增加了一个绝对型编码器， 采用液压比例阀驱动排缆机构进行自适应排缆，有效地克服了基于接近开关的排缆问题，解 决了由于排缆机构的运动不均匀或振荡产生的排缆间隙不一致问题以及容易叠
缆的问题,同 时可以满足不同缆径的缆绳的排缆,也可以满足缓变缆径缆绳的排缆，得到很好的效果。
附图说明
[0010]图1为本专利技术的结构示意图。
[0011]附图标记说明：储缆卷筒1、排缆机构2、卷筒旋转编码器11、丝杆21、丝杠旋转编码器22、 接近开关传感器A23、接近开关传感器B24、绝对型编码器25。
具体实施方式
[0012]下面将结合附图对本专利技术做详细的介绍：
[0013]如图1所示，一种变缆径的缆绳自适应排缆的装置，主要包括储缆卷筒1、排缆机构2 和丝杆21，排缆机构2安装在丝杆21，通过丝杠21的旋转驱动排缆机构22在丝杠21上进 行左右移动引导缆绳均匀排列在储缆卷筒1上；丝杠21运动驱动是液压比例阀或变频电机， 使丝杠速度进行无极调速。储缆卷筒1上设有卷筒旋转编码器11，丝杆21上设有丝杠旋转 编码器22，丝杠21两端的各有一个接近开关传感器A23和接近开关传感器B24，用于防止排 缆机构2超出允许的排缆区域；排缆机构2上设置有绝对型编码器25，储缆卷筒1与排缆机 构2间的缆绳穿过绝对型编码器25安装处的机械结构(采用普通的滚轮穿孔结构)，在缆绳 力的作用下，将储缆卷筒1的入缆位置与排缆机构2间的缆绳偏角通过该机械结构传递给绝 对型编码器25，通过绝对型编码器25的计数计算出缆绳排入储缆卷筒的入射角度β。
[0014]机构工作原理：
[0015]上述的绞车装置中，收放缆的动力机构驱动储缆卷筒，随着储缆卷筒的正转/反转使缆绳 可以储入卷筒中或从储缆卷筒中释放出来，随着丝杠的转动,安装在丝杠上的排缆机构随丝杠 的转动左右移动引导缆绳均匀排列在储缆卷筒上。储缆卷筒与排缆机构间的缆绳穿过图1绝 对型编码器25安装处的机械结构，在缆绳力的作用下，将储缆卷筒的入缆位置与排缆机构间 的缆绳偏角通过该机械结构传递给绝对型编码器，通过绝对型编码器的计数计算出缆绳排入 储缆卷筒的入射角度β。丝杠两端的各有一个接近开关传感器(23，24)用于安全保护，防 止排缆机构过于靠左或靠右。
[0016]控制原理：
[0017]固定参数说明：
[0018]储缆卷筒的容缆宽度为W(mm)，丝杆上排缆机构的可运动长度大于W。丝杆旋转一圈的编 码数BN1,螺距长度为LS(mm),缆绳的基础缆直径DL
±
г，储缆卷筒的旋转一圈的编码数 BN2。储缆卷筒的总储缆层数L。
[0019]在缆绳的缆径一致的情况下：
[0020]排缆机构的运行编码值最小为0，最大为BNS
MAX
＝W/LS*BN1,排缆机构当前位置编码值：
[0021]储缆卷筒编码器的编码值最小为0，单层最大为：
[0022]BNJ
SMAX
＝W/DL*BN2............
①
[0023]运动参数说明：
[0024]排缆机构当前位置编码值(由排缆丝杆一端的编码器读出)：BN1
RUN
[0025]储缆卷筒的当前编码数(由安装于储缆卷筒的编码器读出)：BN2
RUN
[0026]因此，
[0027]储缆卷筒当前入缆位置(离0点距离)：
[0028]DS2
RUN
＝BN2
RUN
/BNJ
SMAX
*W即：公式
①
代入得
[0029]DS2
RUN
＝BN2
RUN
*DL/BN2.............
②
[0030]排缆机构当前位置(离0点距离)：
[0031]DS1
RUN
＝BN1
RUN
/BNS
MAX
*W..............
③
[0032]ΔL
P
＝DS2
RUN
‑
DS1
RUN
..............
④
[0033]对于同根缆绳其缆径固定或缆径的变化可以忽略的缆绳排缆中，可以通过调整本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变缆径的缆绳自适应排缆的装置，其特征在于：主要包括储缆卷筒(1)、排缆机构(2)和丝杆(21)，排缆机构(2)安装在丝杆(21)，通过丝杠(21)的旋转驱动排缆机构(22)在丝杠(21)上进行左右移动引导缆绳均匀排列在储缆卷筒(1)上；储缆卷筒(1)上设有卷筒旋转编码器(11)，丝杆(21)上设有丝杠旋转编码器(22)，丝杠(21)两端的各有一个接近开关传感器A(23)和接近开关传感器B(24)，用于防止排缆机构(2)超出允许的排缆区域；排缆机构(2)上设置有绝对型编码器(25)，储缆卷筒(1)与排缆机构(2)间的缆绳穿过绝对型编码器(25)安装处的机械结构，在缆绳力的作用下，将储缆卷筒(1)的入缆位置与排缆机构(2)间的缆绳偏角通过该机械结构传递给绝对型编码器(25)，通过绝对型编码器(25)的计数计算出缆绳排入储缆卷筒的入射角度β。2.根据权利要求1所述的变缆径的缆绳自适应排缆的装置，其特征在于：所述丝杠(21)运动驱动是液压比例阀或变频电机，使丝杠速度进行无极调速。3.一种变缆径缆绳排缆的自适应实现方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)、由卷筒旋转编码器实时测量储缆卷筒的当前编码数BN2
RUN
，(2)、安装在排缆机构上的绝对型的编码器实时测量卷筒缆绳的入射角度β来完成储缆卷筒当前入缆位置与排缆机构当前位置差值的计算；(3)、对于储缆卷筒每层到排缆机构的距离D
SC
是固定的，即储缆卷筒当前入缆位置与排缆机构当前位置差值ΔL
P
，通过期望ΔL
【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪兴，章远香，徐泳，王颖，裘洪儿，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。