一种船舶气囊隔振装置高度调节控制系统及其方法与流程

本发明涉及船舶气囊隔振装置调节技术领域，具体涉及一种船舶气囊隔振装置高度调节控制系统及其方法。

背景技术：

气囊隔振装置能有效衰减船舶推进系统振动向船舶主体的传递，具有很好的应用前景。由于船舶推进系统质量庞大且可提供的隔振器安装空间有限，船舶用气囊隔振器具有结构尺寸小、囊体强度大且工作压力高等特点。因此，船舶气囊隔振装置在高度调节等姿态位置控制过程中，所需空气压缩机功率也非常大，从而容易对船舶气囊隔振装置的紧凑化设计和成本控制造成影响。

现有的《一种电控空气悬架车高调节控制方法》（专利号：201410214365.4）、《电控空气悬架高度可调控制装置》（专利号：201420582675.7）、《一种空气悬架复合型高度控制系统》（专利号：201110130312.0）等，主要针对车辆系统的高度调节，而车辆系统与船舶系统相比，质量较小且所使用气囊隔振器工作压力低，对空气压缩机的瞬态功率要求不高。《智能气囊隔振装置》（专利号：200910063656.7）针对船舶系统，设计了一种可自动充放气、载荷分配、高精度姿态控制以及故障诊断等功能的气囊隔振装置，该装置结合船舶系统的特点，对气囊隔振器的尺寸、工作压力以及空间布置进行了设计，但对气囊隔振装置高度调节过程中空气压缩机的功率特性计优化没有予以考虑。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种船舶气囊隔振装置高度调节控制系统及其方法，以降低大型船舶推进系统对气囊隔振装置空气压缩机的功率需求，并通过渐进式高度调节方式，提高气囊隔振装置在高度调节方面的稳定性。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种船舶气囊隔振装置高度调节控制系统，其特征是，包含：

压缩机；

一对气囊隔振器组，分别位于船舶推进系统下方两侧；

一对充放气机构，其输入端分别连接所述压缩机的输出端，其输出端对应连接所述的一对气囊隔振器组的输入端；

一对位移传感器，与所述的一对气囊隔振器组对应设置；

控制器，分别电路连接所述的位移传感器以及充放气机构，其根据位移传感器的检测数据来监控一对气囊隔振器组的位置状态，并通过控制一对充放气机构对一对气囊隔振器组进行充放气以实现气囊隔振装置质心的高度调节。

上述的船舶气囊隔振装置高度调节控制系统，其中，所述的充放气机构包含：

充气电磁阀，其输入端连接压缩机的输出端，其输出端与对应的气囊隔振器组连接；

放气电磁阀，其输入端连接所述充气电磁阀的输出端。

上述的船舶气囊隔振装置高度调节控制系统，其中：

所述一对气囊隔振器组斜置并对称位于所述船舶推进系统下方两侧。

上述的船舶气囊隔振装置高度调节控制系统，其中：

所述压缩机输出端依次通过空气干燥器、单向阀以及三通阀与所述一对充放气机构的输入端连接。

上述的船舶气囊隔振装置高度调节控制系统，其中，还包含：

一对压力传感器，对应连接所述的一对气囊隔振器组，用于一对检测气囊隔振器组的气压状态，且控制器电路连接该一对压力传感器。

一种船舶气囊隔振装置高度调节控制系统的高度调节方法，其特征是，包含以下步骤：

S1、位移传感器获取当前气囊隔振器组的位置信息；

S2、控制器比较当前气囊隔振装置的质心的高度值与期望值的差；

S3、需要提升气囊隔振装置的质心高度，执行步骤S4；需要降低气囊隔振装置的质心高度，执行步骤S5；

S4、轮流对两侧气囊隔振器组进行充气；

S5、同时对两侧气囊隔振器组进行放气。

上述的船舶气囊隔振装置高度调节控制系统的高度调节方法，其中，所述的步骤S2具体包含：

控制器对当前气囊隔振装置的质心的高度值与期望值的高度差等比例划分，确定气囊隔振装置质心高度调节的步长h。

上述的船舶气囊隔振装置高度调节控制系统的高度调节方法，其中，所述的步骤S4具体包含：

S41、打开一侧充气电磁阀并对该侧的气囊隔振器组进行充气，使气囊隔振装置质心在垂直方向上升高一个步长h，并在水平方向上产生-b偏移；

S42、关闭一侧充气电磁阀同时打开另一侧充气电磁阀并对该另一侧的气囊隔振器组进行充气，使气囊隔振装置质心在垂直方向上升高两倍步长2h，并在水平方向上产生+2b偏移；

S43、关闭另一侧充气电磁阀同时再次打开一侧充气电磁阀并对该侧的气囊隔振器组进行充气，使气囊隔振装置质心在垂直方向再上升一个步长h，并在水平方向上产生-b偏移；

S44、循环执行步骤S41~S43直至位移传感器检测到气囊隔振装置质心的高度达到期望值，高度提升过程结束。

本发明与现有技术相比具有以下优点：可以降低大型船舶推进系统对气囊隔振装置空气压缩机的功率需求，并通过渐进式高度调节方式，提高气囊隔振装置在高度调节方面的稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体结构布置图；

图2为实施例中本发明的使用方法示意图；

图3为图2中气囊隔振装置的质心变化放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种船舶气囊隔振装置高度调节控制系统，其包含：压缩机1；一对气囊隔振器组8，分别位于船舶推进系统13下方两侧；一对充放气机构，其输入端分别通过气体管路4连接所述压缩机1的输出端，其输出端对应通过气体管路4连接所述的一对气囊隔振器组8的输入端；一对位移传感器9，与所述的一对气囊隔振器组8对应设置，每个位移传感器9分别包含垂直方向位移传感器以及水平方向位移传感器；控制器11，分别电缆10连接所述的位移传感器9以及充放气机构，其根据位移传感器9的检测数据来监控一对气囊隔振器组8的位置状态，并通过控制一对充放气机构对一对气囊隔振器组8进行充放气以实现气囊隔振装置质心的高度调节，本实施例中，控制器11采用ECU控制器；一对压力传感器7，对应连接所述的一对气囊隔振器组8，且控制器11电缆10连接该一对压力传感器7，用于测量气囊隔振器组8的工作气压。气囊隔振器组8的数量根据需要设置，本实施例中，在船舶推进系统13下方两侧并排设置两对气囊隔振器组8，以提升整体稳定性和安全性。

所述的充放气机构包含：充气电磁阀5，其输入端连接压缩机1的输出端，其输出端与对应的气囊隔振器组8连接；放气电磁阀6，其输入端连接所述充气电磁阀5的输出端，每对气囊隔振器组8共用同一个充气电磁阀5以及放气电磁阀6。

所述一对气囊隔振器组8斜置并对称位于所述船舶推进系统13下方两侧，底部分别固定在基座12上。

所述压缩机1输出端依次通过空气干燥器、单向阀2以及三通阀3与所述一对充放气机构的输入端连接。

本发明还提供一种船舶气囊隔振装置高度调节控制系统的高度调节方法，其包含以下步骤：

S1、位移传感器9获取当前气囊隔振器组8的位置信息；

S2、控制器11比较当前气囊隔振装置的质心的高度值与期望值的差；

S3、需要提升气囊隔振装置的质心高度，执行步骤S4；需要降低气囊隔振装置的质心高度，执行步骤S5；

S4、轮流对两侧气囊隔振器组8进行充气；

S5、同时对两侧气囊隔振器组8进行放气；

进一步的，在执行步骤S4或S5前，控制器11可以先通过压力传感器7检测气囊隔振器组8的工作压力，判断是否可以执行放气或充气操作。

所述的步骤S2具体包含：控制器11根据多个垂直方向位移传感器的均值得到当前气囊隔振装置的质心的高度值，根据该高度值与期望值的高度差等比例划分，确定气囊隔振装置质心高度调节的步长h。

所述的步骤S4具体包含：

S41、打开一侧充气电磁阀5并对该侧的气囊隔振器组8进行充气，使气囊隔振装置质心在垂直方向上升高一个步长h，并在水平方向上产生-b偏移；

S42、关闭一侧充气电磁阀5同时打开另一侧充气电磁阀5并对该另一侧的气囊隔振器组8进行充气，使气囊隔振装置质心在垂直方向上升高两倍步长2h，并在水平方向上产生+2b偏移；

S43、关闭另一侧充气电磁阀5同时再次打开一侧充气电磁阀5并对该侧的气囊隔振器组8进行充气，使气囊隔振装置质心在垂直方向再上升一个步长h，并在水平方向上产生-b偏移；

S44、循环执行步骤S41~S43直至位移传感器9检测到气囊隔振装置质心的高度达到期望值，高度提升过程结束。

所述的步骤S5具体包含：控制器11根据多个垂直方向位移传感器的均值得到当前气囊隔振装置质心的高度，根据当前质心高度与目标高度的差值，确定气囊隔振装置高度调整步长值h，控制器11同时对左右两侧的气囊隔振器组8进行放气操作，以步进的方式降低气囊隔振装置的质心高度，当垂直方向位移传感器检测到高度值达到预定目标时，控制器11控制放气电磁阀6关闭，高度降低过程结束。

如图2、3所示，以本实施例中气囊隔振装置质心要提升6h步长的高度为例，全程通过4步完成，具体的，第一步，通过一侧气囊隔振器组8提升h个步长，水平位移-b到达状态1，第二步，通过另一侧气囊隔振器组8提升2h个步长，水平位移+2b到达状态2，第三步，通过一侧气囊隔振器组8提升2h个步长，水平位移-2b到达状态3，第四步，通过另一侧气囊隔振器组8提升h个步长，水平位移+b到达状态4，高度提升过程结束。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。