沉补偿装置3，包括伺服电机驱动器4、伺服电机16、双向液压栗17、蓄能器13、快插接头14、两个溢流阀15、单出杆液压缸11、动滑轮9、静滑轮10、三个压力传感器6、转速传感器5和内置式位移传感器7。伺服电机驱动器4驱动伺服电机16带动双向液压栗17转动，双向液压栗17的两输出端分别经液压管踏12与单出杆液压缸11的有杆腔和无杆腔连接，在双向液压栗17的两输出端间并联两个反向安装的溢流阀15 ;蓄能器13分三路，第一路与单出杆液压缸11有杆腔侧连接，第二路与快插接头14连接，第三路与第一压力传感器6连接，双向液压栗17的两输出端分别接有第二压力传感器6和第三压力传感器6，伺服电机3与转速传感器12连接，三个压力传感器
6、转速传感器5、内置式位移传感器7和伺服电机驱动器4分别通过电气接线8与控制计算机1连接；动滑轮9连接在单出杆液压缸8的活塞杆上，静滑轮10连接在单出杆液压缸8的底部，内置式位移传感器7安装在单出杆液压缸8内。动滑轮9连接于单出杆液压缸8的活塞杆上，静滑轮10连接于单出杆液压缸8的底部，并与动滑轮9在同一条轴线上，动滑轮9和静滑轮10与起重机提升钢丝绳连接。
[0022]所述伺服电机16、双向液压栗17、单出杆液压缸11、蓄能器13、两个溢流阀15、快插接头14、三个压力传感器6、转速传感器5和内置式位移传感器7均集成构成自治装置。
[0023]本发明的工作原理:
采用控制计算机1作为控制器，通过工业摄像机2采用视频测距方法检测船体的三维位置信息，直接栗控式电液升沉补偿装置3由伺服电机驱动器4驱动，作为系统的执行机构，采用转速传感器5、三个压力传感器6和内置式位移传感器7采集直接栗控式电液升沉补偿装置3的运行参数，并反馈至控制计算机1，用于直接栗控式电液升沉补偿装置3的闭环控制，实现海洋平台起重机的提升和下放。
[0024]所述海洋平台起重机的提升过程中，由工业摄像机2采用视频测距方法检测船体升沉运动的位置，通过控制计算机1的运算，得到速度和加速度信息，由伺服电机驱动器4驱动的直接栗控式电液升沉补偿装置3进行主动的升沉运动补偿、智能的选择提升时刻，避免提升过程产生起重机钢丝绳冲击载荷，实现平稳的提升。
[0025]所述海洋平台起重机的下放过程中，在控制计算机1的控制下，通过直接栗控式电液升沉补偿装置3在负载下降过程中叠加船体升沉运动同幅值、反方向的运动，保证负载以设定的相对速度下放至船体甲板，且能够判别船只姿态信息，选择负载下放时机，实现负载平稳的下放。
【主权项】
1.一种利用视频测距的海洋平台起重机升沉补偿控制系统，其特征在于: 包括控制计算机(1)，工业摄像机(2)和直接栗控式电液升沉补偿装置(3);工业摄像机(2)和直接栗控式电液升沉补偿装置(3)中的伺服电机驱动器(4)、转速传感器(5)、三个压力传感器(6)和内置式位移传感器(7)分别通过电气接线(8)与控制计算机(1)相连接，进行信息与能量的交换；工业摄像机(2)和直接栗控式电液升沉补偿装置(3)分别安装于海洋平台起重机基座上。2.根据权利要求1所述的一种利用视频测距的海洋平台起重机升沉补偿控制系统，其特征在于:所述直接栗控式电液升沉补偿装置(3)，包括伺服电机驱动器(4)、伺服电机(16)、双向液压栗(17)、蓄能器(13)、快插接头(14)、两个溢流阀、单出杆液压缸(11)、动滑轮(9)、静滑轮(10)、三个压力传感器、转速传感器(5)和内置式位移传感器(7);伺服电机驱动器(4)驱动伺服电机(16)带动双向液压栗(17)转动，双向液压栗(17)的两输出端分别与单出杆液压缸(11)的有杆腔和无杆腔连接，在双向液压栗(17)的两输出端间并联两个反向安装的溢流阀；蓄能器(13)分三路，第一路与单出杆液压缸(11)有杆腔侧连接，第二路与快插接头(14)连接，第三路与第一压力传感器连接，双向液压栗(17)的两输出端分别接有第二压力传感器和第三压力传感器，伺服电机(3)与转速传感器(12)连接，三个压力传感器、转速传感器(5)、内置式位移传感器(7)和伺服电机驱动器(4)分别与控制计算机⑴连接；动滑轮(9)连接在单出杆液压缸⑶的活塞杆上，静滑轮(10)连接在单出杆液压缸(8)的底部，内置式位移传感器(7)安装在单出杆液压缸(8)内。3.根据权利要求2所述的一种利用视频测距的海洋平台起重机升沉补偿控制系统，其特征在于:所述伺服电机(16)、双向液压栗(17)、单出杆液压缸(11)、蓄能器(13)、两个溢流阀、快插接头(14)、三个压力传感器、转速传感器(5)和内置式位移传感器(7)均集成构成自治装置。4.用于权利要求1所述的一种利用视频测距的海洋平台起重机升沉补偿控制方法，其特征在于:采用控制计算机(1)作为控制器，通过工业摄像机(2)采用视频测距方法检测船体的三维位置信息，直接栗控式电液升沉补偿装置(3)由伺服电机驱动器(4)驱动，作为系统的执行机构，采用转速传感器(5)、三个压力传感器(6)和内置式位移传感器(7)采集直接栗控式电液升沉补偿装置(3)的运行参数，并反馈至控制计算机(1)，用于直接栗控式电液升沉补偿装置(3)的闭环控制，实现海洋平台起重机的提升和下放。5.根据权利要求4所述的一种利用视频测距的海洋平台起重机升沉补偿控制方法，其特征在于:所述海洋平台起重机的提升过程中，由工业摄像机(2)采用视频测距方法检测船体升沉运动的位置，通过控制计算机(1)的运算，得到速度和加速度信息，由伺服电机驱动器(4)驱动的直接栗控式电液升沉补偿装置(3)进行主动的升沉运动补偿、智能的选择提升时刻，避免提升过程产生起重机钢丝绳冲击载荷，实现平稳的提升。6.根据权利要求4所述的一种利用视频测距的海洋平台起重机升沉补偿控制方法，其特征在于:所述海洋平台起重机的下放过程中，在控制计算机(1)的控制下，通过直接栗控式电液升沉补偿装置(3)在负载下降过程中叠加船体升沉运动同幅值、反方向的运动，保证负载以设定的相对速度下放至船体甲板，且能够判别船只姿态信息，选择负载下放时机，实现负载平稳的下放。
【专利摘要】本发明公开一种利用视频测距的海洋平台起重机升沉补偿控制系统及方法。包括控制计算机，工业摄像机和直接泵控式电液升沉补偿装置；工业摄像机和直接泵控式电液升沉补偿装置中的伺服电机驱动器、转速传感器、三个压力传感器和内置式位移传感器分别通过电气接线与控制计算机相连接，进行信息与能量的交换；工业摄像机和直接泵控式电液升沉补偿装置分别安装于海洋平台起重机基座上。通过视频测距方法检测船只三维位置信息传送至控制计算机，控制直接泵控式电液升沉补偿装置，进行海洋平台起重机智能化的升沉运动补偿，起重机不受船体升沉运动的影响，将负载提升离开且平稳下放至补给船甲板，进行起重机提升与下放的智能升沉运动补偿。
【IPC分类】B66C13/16, B66C23/52, F15B11/08, F15B21/02, F15B13/04, F15B1/02, B66C13/48
【公开号】CN105398965
【申请号】CN201510969833
【发明人】龚国芳, 张亚坤, 吴伟强, 廖湘平, 杨华勇
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月22日