专利名称：具有船位置传感器的可编程船提升系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及可编程的船提升系统，且更特定地说，涉及指示船在提升系统中的确 切位置的船提升系统。
背景技术：
已知有可编程的船提升系统，但其在船的每一侧上需要两个缆索，两个在船的前 部且两个在后部。需要两个电动机，在船的每一侧上一个电动机，以操作所述缆索。已知使 用水平传感器来停止或发动所述电动机以根据需要使船定位，但这些传感器必须放置在船 附近且随船一起上下移动。其需要使用水银开关和浮子开关，且可在将船放置到水中时暴 露于水中。这些系统中的多个电动机、缆索及传感器产生了对持续维护及修补的需要。已 知一种使用单个电动机用于船提升的缆索系统，但其不适合用于检测船在提升系统中的位 置。需要一种船提升系统，其以单个电动机操作，具有在船的前部的单个缆索、在船的 背部的单个缆索、及测量船在船提升中的实际位置的简单传感器，以便远程可编程单元可 根据需要自动定位船。
发明内容
本发明是具有船提升结构的船提升系统，所述船提升结构具有前端、背端及垂直 与水平支撑梁。船提升吊架定位于支撑梁之间，且通过船提升结构前部处的钢索与船提升 结构背端处的钢索连接到船提升结构的上部部分。所述缆索从吊架的一侧朝向滑轮向上延 伸，水平跨越所述船提升结构朝向由电动机旋转的轴，穿过所述轴中的孔，及向下到达提升 吊架。将惰轮放置于所述缆索中的一者上跨越船提升结构水平延伸的部分上。所述轮装有 正交编码器，以在提升缆索的提升或降低期间随缆索跨越所述轮移动而产生与所述轮的旋 转次数成比例的电子信号。将来自所述编码器的信号发送到电子控制电路，所述电子控制 电路使用所述编码器信号来推断船或提升吊架在船提升结构中的垂直位置。所述电子控制 电路由具有非易失性存储器的微控制器、振荡器及用于接收与发送电子信号的相关电路组 成。所述电子控制电路还将从用户输入小键盘处接收信号，所述用户输入小键盘允许用户 调用可编程船提升系统的最终功能，且电子控制电路将基于电子控制电路中的编程向电动 机发送信号以在任一方向上接通及切断船的电动机。由于船位置传感器提供船在船提升结 构中的确切垂直位置，因此对于船提升系统的操作来说不需要限位传感器、浮子传感器、湿 度传感器及定时器。本发明的一个优势是仅需要两个缆索的可编程船提升系统。另一优势是确定船在船结构中的确切位置的单个船位置传感器。另一优势是用以升高及降低船的单个电动机。另一优势是具有正交编码器以感测船位置的简单耐用惰轮。另一优势是具有远程控制件的可编程控制单元，以自动定位船提升结构中的船。
图1显示本发明的可编程船提升系统的船提升结构。
图2显示本发明的绞车机构。
图3显示具有啮合提升缆索的IR检测器的惰轮。
图4显示沿缆索的长度所观察到的惰轮及正交编码器的视图。
图5显示可编程船提升系统的电子组件。
图6显示电子控制电路的电子组件。
图7是电子控制电路的微控制器的电示意图。
图8是船位置传感器的旋转编码器和连接器的电示意图。
图9是用户小键盘接口的电示意图。
具体实施例方式图1显示本发明的船提升系统10的船提升结构11。船提升结构11具有前端12 和背端13。船提升结构11由4个垂直梁14支撑，且具有右侧15和左侧16。缆索21从梁 14的上部端悬吊船提升吊架17。电动机18在船提升结构11的背端13及左侧16处附接 到梁14的上部端。电动机18具有从电动机18延伸到轴承20的轴19，其中轴承20附接于 船提升结构11的前端12及左侧16处的梁14的上部端处。在电动机18使轴19旋转时轴 承20支撑轴19。缆索21附接到船提升吊架17的一侧22，且自其向上延伸到滑轮50，自其跨越轴 19，且自其向下到达船提升吊架17的相对侧23。船位置传感器24附接到船提升结构11且 借助惰轮25啮合缆索21。船位置传感器24以电子方式通过电线28连接到电动机18且通 过电线51连接到用户小键盘接口 27。图2显示在船提升结构11的背端13、右侧16处通过托架29附接到梁14的轴19。 轴19由轴承30支撑。轴19具有其中贯穿插入有缆索21的孔31。在电动机18转动时，缆 索21的从船提升吊架17的每一侧22、23向上延伸的部分沿同一方向缠绕在轴19上。因 此，所述缆索附接到船提升吊架17的侧22、23的部分以平稳的水平位置提升或降低船提升 吊架17。尽管未显示，但在船提升结构11的前端12处具有类似的缆索及船提升吊架布置， 其中所述缆索穿过轴19中的第二孔。因此，存在两个船提升吊架，每一者具有其自身的缆 索布置，其中在电动机18使充当绞车的轴19旋转时所述缆索一致地提升或降低两个船提 升吊架。当在船的前部和所述船的后部处皆有船提升吊架时，通过电动机18对轴19的旋 转将水平地及垂直地以平稳位置升高及降低所述船。图3显示在缆索21上某处的船位置传感器24的惰轮25。轮25绕轴线51旋转。 轮25具有用于传输由IR检测器53检测的红外(IR)光的多个孔。图4显示沿缆索21以 下行线看到的船位置传感器24。图4进一步显示在惰轮25上方某处的正交编码器34及 IR发射器52。在缆索21使轮25旋转时透过轮25中的孔32对IR信号的检测允许编码器 34产生与缆索在升高或降低船提升吊架17时已行进的距离成正比的输出信号。因此，此 输出信号与船通过缆索在船提升吊架17中已升高或降低的绝对量成正比。优选地，将两对 IR发射器52及接收器53设定为相对于轮25的轴线51约分离165°。
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图5显示本发明的可编程船提升系统10的电子及功能性组件的框图。AC入口及 电力供应电路36与线电压介接，且提供所述电路的电力需求。电力供应36将12伏线电压 提供到电动机控制电路35。将5伏线电压供应到电子控制电路26。此5伏线电压可在移 除外部电力之后操作短时间周期。此将允许电子控制电路26在电力中断时将船提升吊架 17的最终绝对位置记录于非易失性存储器中，以便消除在恢复电力时重新校准船提升吊架 17的位置的需要。电动机控制电路35中的电动机控制继电器基于来自电子控制电路26的 输入而在任一方向上接通及切断船提升电动机18。船或缆索位置传感器24将输出信号提供到电子控制电路26，电子控制电路26使 用此信号来推断船提升吊架17的绝对位置。用户接口或小键盘27允许用户通过键或按钮 来调用可编程船提升系统10的功能。电子控制电路26涵盖具有缆索位置输入端及用户接 口 /小键盘输入端的电路及接口的所有逻辑操作，以控制提升电动机接通/切断及方向。图6中显示电子控制电路26的组件。其由具有非易失性存储器的微控制器38、 振荡器、及用以与电路的所有其它部件介接的相关电路组成。电子控制电路26还含有电路 中编程磁头(in-circuit programming header) 37、电动机控制电路41、限位开关电路39、 及蜂鸣器/电力损耗电路40。图7显示微控制器38的电示意图。图8显示旋转编码器34 和连接器的电示意图。图9显示用户小键盘27和连接器的电示意图。远程控制单元还可 以用于操作用户小键盘27。用户可按压向上键、向下键、或停止键以使得船提升吊架17向 上或向下或停止于任一所要位置处。可使用键入键对电子控制电路26编程以通过按压其 它键(举例而言，诸如标有“冬天”、“夜晚”、“水”等的键)而将船提升吊架升高或降低所要 量。电子控制电路26可编程以在惰轮25沿一个方向的固定旋转次数之后、及在沿相反方 向的相同固定旋转次数之后、以及在两者之间的任一旋转量处自动地切断电动机18。先前描述已限定于本发明的特定实施例。然而，显而易见，在不背离本发明的精神 及范围的情况下，所属领域的技术人员可做出变化形式及修改，以实现其部分或全部优势。 举例而言，可在电子控制电路中使用各种类型的已知微处理、存储器及编程装置。可在惰轮 处使用所属领域中已知的各种类型的旋转编码器。可在编码器中使用除红外以外的其它发 射器及检测器。所述电子控制电路可出于安全目的而经编程以在某一时间量之后锁定，且 可将通行码键入用户小键盘中以将所述电子控制电路解锁。所述电子控制电路可经编程以 在接通电动机之前产生警报。可使用无线远程装置存取电子控制电路及/或用户小键盘。 可出于安全目的使用一个或一个以上限位开关以在所述系统中出现故障时切断电动机。应了解，在不背离以上权利要求书中所表述的本发明的原理及范围的情况下，所 属领域的技术人员可对为解释本发明的性质而在上文描述及图解说明的部件的细节、材料 及布置做出各种改变。
权利要求
一种船提升系统，其包括a)缆索，其从船提升吊架的一端向上延伸、跨越附接到电动机的轴、并向下到达所述船提升吊架的相对端，所述缆索附接到所述轴；b)位置传感器，其具有放置于所述缆索上的惰轮，所述电动机将所述缆索缠绕在所述轴上或将其从所述轴展开以致使所述缆索跨越所述惰轮移动，从而使所述惰轮旋转并升高或降低所述船提升吊架；c)所述位置传感器产生与在所述缆索致使所述惰轮旋转时所述缆索行进的距离成比例的输出信号；及d)电子控制电路，其使用所述输出信号来推断所述船提升吊架的垂直位置并根据需要垂直地定位所述船提升吊架。
2.如权利要求1所述的船提升系统，其中所述位置传感器具有检测由所述缆索跨越所 述惰轮的所述移动所致的所述惰轮的所述旋转的编码器，所述编码器产生与所述旋转的量 成比例的所述输出信号。
3.如权利要求1所述的船提升系统，其中所述电子控制电路可编程以根据需要在所述 惰轮沿一个方向的固定旋转次数之后、及在沿相反方向的所述固定旋转次数之后、以及在 其间的任一旋转量之后自动地切断所述电动机。
4.如权利要求1所述的船提升系统，其中所述缆索通过穿过所述轴中的孔而附接到所 述轴。
5.如权利要求1所述的船提升系统，其进一步包括第二船提升吊架及第二缆索，其中 所述第二缆索从所述第二船提升吊架的一端向上延伸、跨越所述轴、并向下到达所述船提 升吊架的相对端，所述第二缆索附接到所述轴。
6.一种船提升系统，其包括a)缆索，其从船提升吊架的一端向上延伸、跨越附接到电动机的轴、并向下到达所述船 提升吊架的相对端，所述缆索附接到所述轴；b)位置传感器，其具有放置于所述缆索上的惰轮，所述电动机将所述缆索缠绕在所述 轴上或将其从所述轴展开以致使所述缆索跨越所述惰轮移动，从而使所述惰轮旋转并升高 或降低所述船提升吊架；c)所述位置传感器产生与在所述缆索致使所述惰轮旋转时所述缆索行进的距离成比 例的输出信号；及d)电子控制电路，其使用所述输出信号来推断所述船提升吊架的垂直位置并根据需要 垂直地定位所述船提升吊架，其中所述电子控制电路可编程以根据需要在所述惰轮沿一个 方向的固定旋转次数之后、及在沿相反方向的所述固定旋转次数之后、以及在其间的任一 旋转量之后自动地切断所述电动机。
7.如权利要求6所述的船提升系统，其中所述位置传感器具有检测由所述缆索跨越所 述惰轮的所述移动所致的所述惰轮的所述旋转的编码器，所述编码器产生与所述旋转的量 成比例的所述输出信号。
8.如权利要求6所述的船提升系统，其中所述缆索通过穿过所述轴中的孔而附接到所 述轴。
9.如权利要求6所述的船提升系统，其进一步包括第二船提升吊架及第二缆索，其中所述第二缆索从所述第二船提升吊架的一端向上延伸、跨越所述轴、并向下到达所述船提 升吊架的相对端，所述第二缆索附接到所述轴。
10.一种船提升系统，其包括a)缆索，其从船提升吊架的一端向上延伸、跨越附接到电动机的轴、并向下到达所述船 提升吊架的相对端，所述缆索附接到所述轴；b)位置传感器，其具有放置于所述缆索上的惰轮，所述电动机将所述缆索缠绕在所述 轴上或将其从所述轴展开以致使所述缆索跨越所述惰轮移动，从而使所述惰轮旋转并升高 或降低所述船提升吊架；c)所述位置传感器产生与在所述缆索致使所述惰轮旋转时所述缆索行进的距离成比 例的输出信号，其中所述位置传感器具有检测由所述缆索跨越所述惰轮的所述移动所致的 所述惰轮的所述旋转的编码器，所述编码器产生与所述旋转的量成比例的所述输出信号； 及d)电子控制电路，其使用所述输出信号来推断所述船提升吊架的垂直位置并根据需要 垂直地定位所述船提升吊架，其中所述电子控制电路可编程以根据需要在所述惰轮沿一个 方向的固定旋转次数之后、及在沿相反方向的所述固定旋转次数之后、以及在其间的任一 旋转量之后自动地切断所述电动机。
11.如权利要求10所述的船提升系统，其中所述缆索通过穿过所述轴中的孔而附接到 所述轴。
12.如权利要求10所述的船提升系统，其进一步包括第二船提升吊架及第二缆索，其 中所述第二缆索从所述第二船提升吊架的一端向上延伸、跨越所述轴、并向下到达所述船 提升吊架的相对端，所述第二缆索附接到所述轴。
13.一种船提升系统，其包括a)缆索，其从船提升吊架的一端向上延伸、跨越附接到电动机的轴、并向下到达所述船 提升吊架的相对端，所述缆索穿过所述轴中的孔；b)位置传感器，其具有放置于所述缆索上的惰轮，所述电动机将所述缆索缠绕在所述 轴上或将其从所述轴展开以致使所述缆索跨越所述惰轮移动，从而使所述惰轮旋转并升高 或降低所述船提升吊架；c)所述位置传感器产生与在所述缆索致使所述惰轮旋转时所述缆索行进的距离成比 例的输出信号，其中所述位置传感器具有检测由所述缆索跨越所述惰轮的所述移动所致的 所述惰轮的所述旋转的编码器，所述编码器产生与所述旋转的量成比例的所述输出信号； 及d)电子控制电路，其使用所述输出信号来推断所述船提升吊架的垂直位置并根据需要 垂直地定位所述船提升吊架，其中所述电子控制电路可编程以根据需要在所述惰轮沿一个 方向的固定旋转次数之后、及在沿相反方向的所述固定旋转次数之后、以及在其间的任一 旋转量之后自动地切断所述电动机。
14.如权利要求13所述的船提升系统，其进一步包括第二船提升吊架及第二缆索，其 中所述第二缆索从所述第二船提升吊架的一端向上延伸、跨越所述轴、并向下到达所述船 提升吊架的相对端，所述第二缆索附接到所述轴。
全文摘要
本发明揭示一种可编程的船提升系统，其具有从船提升吊架(17)的一端向上延伸、跨越附接到电动机(18)的轴(19)、并向下到达所述船提升吊架(17)的相对端的缆索(21)。所述缆索(21)穿过所述轴(19)中的孔(31)。将具有惰轮(25)的位置传感器(24)放置于所述缆索(21)上。所述电动机(18)将所述缆索(21)缠绕在所述轴(19)上或将其从所述轴(19)展开，以致使所述缆索(21)跨越滚轮(25)移动以升高或降低所述船提升吊架(17)。所述位置传感器(24)产生与在所述缆索(21)致使所述惰轮(25)旋转时所述缆索(21)在所述惰轮(25)上方行进的距离成比例的输出信号。电子控制电路(26)使用所述输出信号来推断所述船提升吊架(17)的垂直位置并根据需要定位所述船提升吊架(17)。
文档编号B63C3/06GK101903237SQ200880115479
公开日2010年12月1日 申请日期2008年11月6日 优先权日2007年11月9日
发明者詹姆斯·C·斯坦利 申请人:卡莱尔定制服务开发有限公司