一种起重机上的细长杆件减摇抓夹装置控制系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种细长杆件减摇抓夹装置控制系统及控制方法。涉及起重机控制技术领域，控制系统包括：主起吊装置，用以完成对细长杆件的起吊动作；多柔索减摇装置，用以完成对减摇吊盘的摆动抑制，进而实现对细长杆件的减摇控制；中央控制单元，所述中央控制单元接收减摇抓夹装置的模拟信号并通过主控芯片计算生成相应的抓夹动作开合控制信号控制减摇抓夹装置的若干个抓夹完成实时开合动作。通过多柔索减摇装置抑制减摇抓夹所在的减摇吊盘在空间中的摇晃，减摇抓夹控制细长杆件在扭转和二级摆动，实现细长杆件在空间中防摆以及姿态控制。本控制系统控制简单，可以大幅度提高细长杆件类结构物的吊放转运效率，适用于多种细长杆件类结构物的吊放场景。杆件类结构物的吊放场景。杆件类结构物的吊放场景。

【技术实现步骤摘要】
一种起重机上的细长杆件减摇抓夹装置控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及起重机控制
，具体而言，尤其涉及一种细长杆件减摇抓夹装置控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]船用起重机是海洋工程领域的核心装备之一，由于船舶的非线性动基座激励以及受风浪流等多种环境因素影响，船用起重机作业时吊重会出现摆动，增加了吊装作业的风险和时间成本。细长杆件作为一种特殊吊重，细长杆件的一端逐渐起吊并离开地面的过程中，细长杆件受到地面的支持力以及摩擦力逐渐减小，可能会发生滑动甚至以与地面接触的一点为圆心做回转运动，严重危及工作人员的人身安全。
[0003]在陆地电线杆以及海上风电安装等作业作业场景中，通常需要对细长杆件完成精准吊放，而在传统的海上细长杆件吊装作业中，通常依靠操作员的经验及人工拖拽的方式实现细长杆件的摆动抑制，但人工拖拽的方式减摇效果十分有限、作业效率低、人工作业的强度大，同时，因为细长杆件易收到外接因素影响而摆动，造成了一定的安全风险。综上所述，有待专利技术一种可以对细长杆件进行减摇的控制系统。

技术实现思路

[0004]根据上述提出细长杆件易摇晃的技术问题，而提供一种细长杆件减摇抓夹装置控制系统及控制方法。本专利技术主要利用中央控制单元、多柔索减摇装置、减摇抓夹装置的多级控制系统，从而起到船用起重机对细长杆件时，对细长杆件减摇的效果。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种细长杆件减摇抓夹装置控制系统，设置于船用起重机上，包括：
[0007]主起吊装置，用以完成对细长杆件的起吊动作，所述主起吊装置中的主吊索球摆测量装置测量主吊索竖直偏移角度并以模拟信号形式发送至中央控制单元；
[0008]多柔索减摇装置，用以完成对减摇吊盘的摆动抑制，所述多柔索减摇装置采集每根减摇柔索张力值和柔索收放速度数据并转换成柔索张力信号发送至中央控制单元；
[0009]减摇抓夹装置，用以控制细长杆件扭转及二级摆动，所述减摇抓夹装置采集减摇抓夹张力值并以模拟信号形式发送至中央控制单元；
[0010]中央控制单元，用以控制主起吊装置、多柔索减摇装置以及减摇抓夹控制装置，所述中央控制单元控制主起吊装置的起升绞车完成对细长杆件的起吊动作，所述中央控制单元接收主吊索球摆测量装置的模拟信号和多柔索减摇装置的模拟信号之后，主控芯片计算生成相应的控制信号控制多柔索减摇装置中的若干台减摇绞车实现对减摇吊盘的减摇控制，所述中央控制单元接收减摇抓夹装置的模拟信号并通过主控芯片计算生成相应的抓夹动作开合控制信号控制减摇抓夹装置的若干个抓夹完成实时开合动作。
[0011]进一步地，所述中央控制单元包括供电单元、集成于主控芯片上的无线遥控单元和元件控制单元，所述供电单元用以为主控芯片、无线遥控单元和元件控制单元提供电能，
所述主起吊装置以及多柔索减摇装置的模拟信号通过内部线路发送给主控芯片，所述减摇抓夹装置中的无线控制传输模块与中央控制单元的无线遥控单元相连接，所述中央控制单元通过无线遥控单元来控制减摇抓夹装置实现抓夹的开合动作，所述无线遥控单元接收所述减摇抓夹的模拟信号并发送至主控芯片，所述主控芯片测算所述主起吊装置以及多柔索减摇装置的模拟信号和减摇抓夹装置无线传输的模拟信号并生成减摇控制信号，所述主控芯片测算所述减摇抓夹装置无线传输的模拟信号并生成相应的开合控制信号，所述元件控制单元发送减摇控制信号至多柔索减摇装置中的若干台减摇绞车，所述元件控制单元发送抓夹张力信号至减摇抓夹装置的若干个驱动抓夹的电机。
[0012]进一步地，所述主起吊装置包括主起降回路、变幅回路、回转回路和主吊索球摆测量装置，所述主起降回路用以完成起升绞车对主吊索的收放动作，所述变幅回路用以完成起重机大臂的起落动作，所述回转回路用以完成起重机回转节的回转动作，所述主吊索球摆测量装置测量主吊索竖直偏移角度并以模拟信号形式发送至中央控制单元。
[0013]进一步地，所述多柔索减摇装置包括若干根减摇柔索、减摇吊盘、柔索张力传感器、编码器和若干台减摇绞车，所述柔索张力传感器采集柔索张力值数据并发送至中央控制单元，所述编码器采集柔索收放速度数据并发送至中央控制单元，所述减摇绞车接收所述减摇控制信号并完成对减摇吊盘的减摇控制。
[0014]进一步地，所述减摇抓夹装置包括相连的若干个减摇抓夹、无线控制传输模块、抓夹张力传感器、驱动减摇抓夹的电机和电池组，所述抓夹张力传感器采集减摇抓夹张力数据并转换成抓夹张力信号发送至中央控制单元，所述无线控制传输模块接收所述开合控制信号并通过电机控制减摇抓夹完成实时开合动作。
[0015]本专利技术还提供了一种细长杆件减摇抓夹装置控制方法，基于上述控制系统实现，包括如下步骤：
[0016]变幅回路控制起重机变幅动作；
[0017]主起降回路控制主起升绞车收放缆绳，完成细长杆件的吊放；
[0018]当细长杆件由于船舶的非线性激励发生摆动时，主吊索球摆测量装置测量主吊索竖直偏移角度并以模拟信号形式通过内部线路传输给中央控制单元，柔索张力传感器采集柔索张力值信号，编码器采集柔索收放速度信号，柔索张力值信号以及编码器采集柔索收放速度信号通过内部线路传输给中央控制单元，抓夹张力传感器采集减摇抓夹张力信号通过无线遥控单元传输给中央控制单元；
[0019]无线遥控单元接收所述中央控制单元的主控芯片传输的柔抓夹张力信号；
[0020]所述主控芯片计算所述柔索张力模拟信号和主吊索竖直偏移角度的模拟信号形式并生成相应的减摇控制信号，所述主控芯片计算所述抓夹张力信号并生成相应的抓夹开合控制信号；
[0021]所述元件控制单元发送减摇控制信号至多柔索减摇装置中的若干台减摇绞车完成对减摇吊盘的摆动抑制，所述元件控制单元发送抓夹张力控制信号至减摇抓夹装置的若干个抓夹通过减摇吊盘用以控制细长杆件扭转及二级摆动。
[0022]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0023]本专利技术通过设置多级控制系统，采用多柔索减摇装置作为一级控制，减摇抓夹作为二级控制。多柔索减摇装置采用空气阻尼原理，多跟减摇索的运动始终阻碍减摇吊盘的
运动。减摇抓夹装置采用张力反馈控制原理，多个抓夹在保证对细长杆件夹紧的同时又不至于使抓夹受力过大而折断。
[0024]采用了采用多柔索减摇装置控制多根柔索的收放动作，减摇抓夹装置采用控制抓夹的开合动作，首先通过多柔索减摇装置抑制减摇抓夹所在的减摇吊盘在空间中的摇晃，进一步地，减摇抓夹控制细长杆件在扭转和二级摆动，实现细长杆件在空间中防摆以及姿态控制。可以大幅度提高细长杆件类结构物的吊放转运效率，适用于海上风电安装、舰艇雷弹转运等多种细长杆件类结构物的吊放场景。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细长杆件减摇抓夹装置控制系统，设置于船用起重机上，其特征在于，包括：主起吊装置，用以完成对细长杆件的起吊动作，所述主起吊装置中的主吊索球摆测量装置测量主吊索竖直偏移角度并以模拟信号形式发送至中央控制单元；多柔索减摇装置，用以完成对减摇吊盘的摆动抑制，所述多柔索减摇装置采集多根减摇柔索张力值和柔索收放速度数据并转换成柔索张力信号发送至中央控制单元；减摇抓夹装置，用以控制细长杆件扭转及二级摆动，所述减摇抓夹装置采集减摇抓夹张力值并以模拟信号形式发送至中央控制单元；中央控制单元，用以控制主起吊装置、多柔索减摇装置以及减摇抓夹控制装置，所述中央控制单元控制主起吊装置的起升绞车完成对细长杆件的起吊动作，所述中央控制单元接收主吊索球摆测量装置的模拟信号和多柔索减摇装置的模拟信号并通过主控芯片计算生成相应的减摇控制信号控制多柔索减摇装置中的若干台减摇绞车完成对减摇吊盘的减摇控制，所述中央控制单元接收减摇抓夹装置的模拟信号并通过主控芯片计算生成相应的抓夹动作开合控制信号控制减摇抓夹装置的若干个抓夹完成实时开合动作。2.根据权利要求1所述的细长杆件减摇抓夹装置控制系统，其特征在于，所述中央控制单元包括供电单元、集成于主控芯片上的无线遥控单元和元件控制单元，所述供电单元用以为主控芯片、无线遥控单元和元件控制单元提供电能，所述主起吊装置以及多柔索减摇装置的模拟信号通过内部线路发送给主控芯片，所述减摇抓夹装置中的无线控制传输模块与中央控制单元的无线遥控单元相连接，中央控制单元通过无线遥控单元来控制减摇抓夹装置实现抓夹的开合动作，所述无线遥控单元接收所述减摇抓夹的信号并发送至主控芯片，所述主控芯片测算所述主起吊装置以及多柔索减摇装置的模拟信号和减摇抓夹装置无线传输的信号并生成减摇控制信号，所述主控芯片计算所述减摇抓夹装置无线传输的模拟信号并生成相应的开合控制信号，所述元件控制单元发送减摇控制信号至多柔索减摇装置中的若干台减摇绞车，所述元件控制单元发送抓夹张力信号至减摇抓夹装置的若干个抓夹。3.根据权利要求1所述的细长杆件减摇抓夹装置控制系统，其特征在于，所述主起吊装置包括主起降回路、变幅回路、回转回路和主吊索球摆测量装置，所述主起降回路用以完成起...

【专利技术属性】
技术研发人员：王生海，孙茂凱，韩广冬，安淋，陈海泉，孙泽文，刘东，孙玉清，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：