制流量比例调节阀6的输出流量，以调整气动马达的进气流量，达到气动绞车收放缆的速度调节目的，最终实现气动绞车的升沉补偿。
[0020]本发明的目的在还在于提供一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其具体的控制方法包括如下:
1、绞车姿态、缆长、张力等参数的获取
加速度传感器1、倾角传感器2实现气动绞车升沉运动的加速度、倾斜角等姿态参数的采集，并由通信模块11接收这些测量信号参数，送给CPU模块10 ;缆长传感器3、张力传感器4检测缆绳收放时的缆长、张力等信号、流量传感器7检测流量比例调节阀6输出的流量信号，缆长、张力、流量等信号由A/D采集模块12进行A/D转换，转换为数字信号后送给CPU模块10。CPU模块10获取了加速度、倾斜角、缆长、张力、流量等参数后，再经进一步分析计算，最终获取了气动绞车升沉运动的位移、速度、加速度、倾斜角，以及缆长、收放缆速度、张力、出气流量，共8个输入参数，供升沉补偿智能控制算法分析决策。
[0021]2.气动绞车放缆控制
升沉补偿控制器控制进气开关阀、放缆开关阀开通，控制流量比例调节阀为最大开度，打开气源，气动绞车按最大速度放缆；
3、气动绞车收缆控制
升沉补偿控制器控制进气开关阀、收缆开关阀开通，控制流量比例调节阀为最大开度，打开气源，气动绞车按最大速度收缆；
4、气动绞车收、放缆速度调节
升沉补偿控制器控制进气开关阀开通，根据当前是收缆还是放缆状态，控制对应的收缆开关阀或放缆开关阀开通，打开气源；升沉补偿控制器再根据控制所需的转速等参数，实时计算所需的进气流量，控制流量比例调节阀输出对应的气体流量，实现对气动马达的调速，从而达到气动绞车收、放缆的速度调节；
5、气动绞车的升沉补偿控制
CPU模块首先接收通信模块送出的加速度、倾斜角信号，再经计算，得到气动绞车升沉运动的位移、速度、加速度、倾斜角等4个参数；接收A/D采集模块送出的缆长、张力、流量等3个参数，并由缆长参数计算出收放缆速度参数；这8个参数作为升沉补偿智能控制算法的输入参数，由升沉补偿智能控制算法进行分析决策，最终获得运转方向、进气流量等2个输出参数，然后通过进气开关阀、收缆开关阀、放缆开关阀控制气动马达的运转方向，实现气动绞车的收缆或放缆；通过D/A输出模块控制流量比例调节阀的输出流量，以调整气动马达的进气流量，达到气动绞车收放缆的速度调节目的，最终实现气动绞车的升沉补偿。
[0022]作为上述技术方案的进一步优化:所述进气开关阀5、收缆开关阀8、放缆开关阀9、流量比例调节阀6均采用电动阀，所述进气开关阀的进气端连接有压缩空气气源，所述CPU模块采用单片机或PLC控制模块。
[0023]本发明所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置，其结构设计合理，可以通过控制器对气动绞车进行放缆、收缆以及升沉补偿进行控制，能适用于海洋平台、港口码头的作业，拓宽了气动绞车工作领域。
[0024]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于:包括如下: (1)气动绞车放缆控制:升沉补偿控制器控制进气开关阀、放缆开关阀开通，控制流量比例调节阀为最大开度，打开气源，气动绞车按最大速度放缆； (2)气动绞车收缆控制:升沉补偿控制器控制进气开关阀、收缆开关阀开通，控制流量比例调节阀为最大开度，打开气源，气动绞车按最大速度收缆； (3)气动绞车收、放缆速度调节:升沉补偿控制器控制进气开关阀开通，根据当前是收缆还是放缆状态，控制对应的收缆开关阀或放缆开关阀开通，打开气源；升沉补偿控制器再根据控制所需的转速等参数，实时计算所需的进气流量，控制流量比例调节阀输出对应的气体流量，实现对气动马达的调速，从而达到气动绞车收、放缆的速度调节； (4)气动绞车的升沉补偿控制:CPU模块首先接收通信模块送出的加速度、倾斜角信号，再经计算，得到气动绞车升沉运动的位移、速度、加速度、倾斜角等4个参数；接收A/D采集模块送出的缆长、张力、流量等3个参数，并由缆长参数计算出收放缆速度参数；这8个参数作为升沉补偿智能控制算法的输入参数，由升沉补偿智能控制算法进行分析决策，最终获得运转方向、进气流量等2个输出参数，然后通过进气开关阀、收缆开关阀、放缆开关阀控制气动马达的运转方向，实现气动绞车的收缆或放缆；通过D/A输出模块控制流量比例调节阀的输出流量，以调整气动马达的进气流量，达到气动绞车收放缆的速度调节目的，最终实现气动绞车的升沉补偿。2.根据权利要求1所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于:该气动绞车主动升沉补偿装置包括绞车状态检测器、流量及方向调节器以及升沉补偿控制器; 所述绞车状态检测器包括加速度传感器(1)、倾角传感器(2)、缆长传感器(3)、张力传感器(4)，以上各传感器将检测到的数据送给升沉补偿控制器，由升沉补偿控制器分析决策，实现气动绞车的升沉补偿； 所述升沉补偿控制器是整个装置的核心部分，由CPU模块(10)、通信模块(11)、A/D采集模块(12)以及D/A输出模块(13)组成； 所述通信模块(11)实现对绞车状态检测器中的加速度传感器(1 )、倾角传感器(2)送出的加速度、倾斜角测量信号进行接收，并送给CPU模块(10)进行分析决策； 所述A/D采集模块(12 )实现对绞车状态检测器中的缆长传感器(3 )、张力传感器(4 )送出的缆长、张力测量信号、以及流量及方向调节器中的流量传感器(7)送出的流量信号进行A/D转换，将这些模拟信号转换为数字信号，并送给CPU模块(10)分析决策； 所述D/A输出模块(13 )对流量及方向调节器中的流量比例调节阀(6 )提供模拟量控制信号，实现进气流量的调节，最终实现对气动马达的转速控制； 所述CPU模块(10)是整个装置的核心单元，CPU模块(10)接收通信模块(11)以及A/D采集模块(12)采集到的各参数，然后进行分析决策，控制流量及方向调节器对气动马达的调节； 所述流量及方向调节器安装在气动绞车上的气动马达的进气口前端，由进气开关阀(5 )、流量比例调节阀(6 )、流量传感器(7 )、收缆开关阀(8 )和放缆开关阀(9 )组成，所述进气开关阀(5 )依次与所述流量比例调节阀(6 )、收缆开关阀(8 )和放缆开关阀(9 )连接，所述流量比例调节阀(6)与所述收缆开关阀(8)和放缆开关阀(9)之间还设有流量传感器(7)，该流量及方向调节器受升沉补偿控制器控制，实现气动绞车气源的开通、关断，进气流量的调节和检测。3.根据权利要求2所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于:所述加速度传感器(I )、倾角传感器(2)安装在气动绞车基座底部，实现气动绞车升沉运动的加速度、倾斜角等参数的采集。4.根据权利要求2所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于:所述缆长传感器(3)、张力传感器(4)安装在气动绞车排缆机构的检测总成上，以检测缆绳收放时的缆长、张力等参数。5.根据权利要求2所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于:所述进气开关阀(5 )、收缆开关阀(8 )、放缆开关阀(9 )、流量比例调节阀(6 )均采用电动阀。6.根据权利要求2或5所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于:所述进气开关阀(5)的进气端连接有压缩空气气源。7.根据权利要求2所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于:所述CPU模块(10)采用单片机或PLC控制模块。8.根据权利要求2所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于:所述CPU模块(10)接收通信模块(11)送出的加速度、倾斜角信号，再经计算，得到气动绞车升沉运动的位移、速度、加速度、倾斜角等4个参数；并接收A/D采集模块(12)送出的缆长、张力、流量等3个参数，并由缆长参数计算出收放缆速度参数；上述8个参数作为升沉补偿智能控制算法的输入参数，由CPU模块(10)进行分析决策，最终获得运转方向、进气流量等2个输出参数，然后通过进气开关阀(5)、收缆开关阀(8)、放缆开关阀(9)控制气动马达的运转方向，实现气动绞车的收缆或放缆；同时通过D/A输出模块(13)控制流量比例调节阀(6)的输出流量，以调整气动马达的进气流量，达到气动绞车收放缆的速度调节目的，最终实现气动绞车的升沉补偿。
【专利摘要】本发明公开了一种气动绞车主动升沉补偿装置及控制方法，该升沉补偿装置包括绞车状态检测器、流量及方向调节器以及升沉补偿控制器，所述绞车状态检测器包括加速度传感器、倾角传感器、缆长传感器和张力传感器等；所述升沉补偿控制器是整个装置的核心部分，由CPU模块、通信模块、A/D采集模块以及D/A输出模块组成；所述流量及方向调节器安装在气动绞车上的气动马达的进气口前端，由进气开关阀、流量比例调节阀、流量传感器、收缆开关阀和放缆开关阀组成。本发明所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置，其结构设计合理，可以通过控制器对气动绞车进行放缆、收缆以及升沉补偿进行控制，能适用于海洋平台、港口码头的作业，拓宽了气动绞车工作领域。
【IPC分类】B66D1/42, B66D1/46
【公开号】CN105329796
【申请号】CN201510893192
【发明人】周根荣, 姜平, 缪锐, 顾思嘉, 吉铁山, 张小宏, 蔡守军
【申请人】南通大学, 如东宏信机械制造有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年12月8日