一种采矿船波浪补偿装置、补偿系统和补偿方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种采矿船波浪补偿装置，包括：采集机构，与采集机构连接的控制机构，以及与控制机构连接的液压机构；采集包括机构：设置在采矿船上的位移传感器，与采矿船连接的波浪运动采集单元；液压机构包括：复合式液压缸，与复合式液压缸连接的主控制阀和油泵，以及与主控制阀并联的充液阀。通过位移传感器或波浪运动采集单元，实时检测采矿船位移量或预测采矿船运动轨迹，实现主被动复合型波浪补偿，减少海洋采矿船的升沉运动，从而让可以保证采矿船在海浪的无规律影响下也可以稳定运行，提高了补偿的精度。了补偿的精度。了补偿的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种采矿船波浪补偿装置、补偿系统和补偿方法


[0001]本专利技术涉及采矿船波浪补偿装置
，尤其涉及一种采矿船波浪补偿装置、补偿系统和补偿方法。

技术介绍

[0002]由于目前海洋资源的开采非常重要，因此采矿船就变得十分必要，但是为了保证采矿船在作业时候的稳定性，因此波浪补偿系统也十分必要，但是目前市面上对于采矿船波浪补偿系统的设计和改进都基于机械的角度来进行的，而且体积很大，占地面积大。此外，现有的采矿船波浪补偿系统无法实现被动型、主动型波浪补偿系统的配合使用，导致补偿精度较低。
[0003]因此，本专利技术有必要研究一种全新的主被动一体式复合型的波浪补偿系统，并通过算法的改进来进一步提高采矿船波浪补偿系统的精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种采矿船波浪补偿装置、补偿系统和补偿方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于，包括：采集机构，与所述采集机构连接的控制机构，以及与所述控制机构连接的液压机构；
[0006]所述采集包括机构：设置在所述采矿船上的位移传感器，与所述采矿船连接的波浪运动采集单元；
[0007]所述液压机构包括：复合式液压缸，与所述复合式液压缸连接的主控制阀和油泵，以及与所述主控制阀并联的充液阀；
[0008]所述复合式液压缸包括：外油缸，设置在所述外油缸内部的活塞杆，以及设置在所述活塞杆内部的内油缸；所述活塞杆的一端设置有一滑轮，所述滑轮通过绳索连接采矿船；
[0009]所述外油缸由所述活塞杆的端面分割形成第一油缸和第二油缸；所述主控制阀通过第一管路连接所述内油缸，所述主控制阀通过第二管路连接所述第二油缸；所述第一管路和所述第二管路之间通过缓冲管路连通；所述充液阀设置在第三管路中，所述第三管路的一端连接主泵，另一端连接所述第一油缸。
[0010]本专利技术一个较佳实施例中，所述控制机构为模糊PID控制器。
[0011]本专利技术一个较佳实施例中，所述第一管路与所述第三管路通过连接阀门连接。
[0012]本专利技术一个较佳实施例中，所述缓冲管路中设置有缓冲阀。
[0013]本专利技术一个较佳实施例中，所述充液阀的输入端的所述第三管路并联有一稳压蓄能器，所述所述充液阀的输出端的所述第三管路并联有一补偿蓄能器。
[0014]本专利技术一个较佳实施例中，所述主泵设置有安全阀。
[0015]本专利技术一个较佳实施例中，所述滑轮能够伸张或收缩所述绳索。
[0016]本专利技术提供了一种采矿船波浪补偿装置的补偿系统，应用于上述所述的采矿船波浪补偿装置，所述补偿系统包括模糊PID控制单元；
[0017]所述模糊PID控制单元接收所述位移传感器和所述波浪运动采集单元的检测信号；所述模糊PID控制单元向所述液压机构中所述主控制阀、所述充液阀和所述缓冲阀发送控制信号，用于控制所述主控制阀、所述充液阀和所述缓冲阀的启闭或切换。
[0018]本专利技术提供了一种采矿船波浪补偿装置的补偿方法；
[0019]当采矿船处于主动补偿模式下，包括以下步骤：A1、根据波浪运动采集单元采集波浪运动数据，利用算法对波浪运动进行分析，确定采矿船波浪补偿的方向或补偿量；
[0020]A2、通过控制第三管路和第二管路从主泵中泵入的油量，进而控制第一油缸和第二油缸中的油量，实现活塞杆的左右移动；
[0021]当采矿船处于被动补偿模式下，包括以下步骤：B1、根据位移传感器测量采矿船的实际位移量，确定确定采矿船波浪补偿的方向或补偿量；B2、通过主控制阀向内油缸中泵入油，内油缸和第二油缸之间的油量通过缓冲管路调整，补偿蓄能器向第一油缸中输入油，实现活塞杆的左右移动。
[0022]本专利技术一个较佳实施例中，在A1中，将波浪运动的轨迹按照时间进行分割，在设置好固定的步长下，通过控制机构的作用对于下一个步长下的波浪运动实际轨迹进行预测和分析，同时计算出和期望值的误差，并进行不断迭代计算和滚动优化，进而确定采矿船波浪补偿的方向或补偿量。
[0023]本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
[0024](1)本专利技术提供了一种采矿船波浪补偿装置，通过位移传感器或波浪运动采集单元，实时检测采矿船位移量或预测采矿船运动轨迹，实现主被动复合型波浪补偿，减少海洋采矿船的升沉运动，从而让可以保证采矿船在海浪的无规律影响下也可以稳定运行，提高了补偿的精度。
[0025](2)本专利技术中的算法基于时间序列的波浪运动短时间预报算法，将波浪运动的轨迹按照时间进行分割，在设置好固定的步长下，通过控制机构的作用对于下一个步长下的波浪运动实际轨迹进行预测和分析，同时计算出和期望值的误差，并进行不断迭代计算和滚动优化，进而确定采矿船波浪补偿的方向或补偿量，进而得到活塞杆的位移量，便于控制第一油缸和第二油缸中的油量。
[0026](3)本专利技术在主动补偿模式下，此时状态下采矿船的运动幅度较小，即补偿量较小，第一油缸和第二油缸中的油量经过控制机构的提前测算，即只需向第一油缸和第二油缸中输送指定油量即可；在被动补偿模式下，通过位移传感器实时测定采矿船的实际位移量，此时状态下采矿船的运动幅度较大，即补偿较为频繁，导致第一油缸和第二油缸中的油量的变化量较大，通过提前向内油缸和补偿蓄能器中储存油，便于快速调整第一油缸或第二油缸中的油量，进而实现快速补偿。
附图说明
[0027]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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，
还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0028]图1是本专利技术的优选实施例的液压机构的结构示意图；
[0029]图2是本专利技术的优选实施例的主动补偿模式下的补偿方法的流程图；
[0030]图3是本专利技术的优选实施例的被动补偿模式下的补偿方法的流程图；
[0031]图中：1、复合式液压缸；2、第一油缸；3、第二油缸；4、活塞杆；5、内油缸；6、滑轮；7、第一管路；8、第二管路；9、第三管路；10、缓冲管；11、主控制阀；12、油泵；13、充液阀；14、连接阀门；15、缓冲阀；16、安全阀；17、稳压蓄能器；18、补偿蓄能器。
具体实施方式
[0032]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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0033]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0034本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于，包括：采集机构，与所述采集机构连接的控制机构，以及与所述控制机构连接的液压机构；所述采集包括机构：设置在所述采矿船上的位移传感器，与所述采矿船连接的波浪运动采集单元；所述液压机构包括：复合式液压缸，与所述复合式液压缸连接的主控制阀和油泵，以及与所述主控制阀并联的充液阀；所述复合式液压缸包括：外油缸，设置在所述外油缸内部的活塞杆，以及设置在所述活塞杆内部的内油缸；所述活塞杆的一端设置有一滑轮，所述滑轮通过绳索连接采矿船；所述外油缸由所述活塞杆的端面分割形成第一油缸和第二油缸；所述主控制阀通过第一管路连接所述内油缸，所述主控制阀通过第二管路连接所述第二油缸；所述第一管路和所述第二管路之间通过缓冲管路连通；所述充液阀设置在第三管路中，所述第三管路的一端连接主泵，另一端连接所述第一油缸。2.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述控制机构为模糊PID控制器。3.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述第一管路与所述第三管路通过连接阀门连接。4.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述缓冲管路中设置有缓冲阀。5.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述充液阀的输入端的所述第三管路并联有一稳压蓄能器，所述所述充液阀的输出端的所述第三管路并联有一补偿蓄能器。6.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述主泵设置有安全阀。7.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述滑轮能够伸张或收缩所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙友刚，
申请(专利权)人：苏州海希夫智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：