电缆卷动平台及方法与流程

本发明涉及水上移动设备电缆供电
技术领域：
，具体地涉及电缆卷动平台及方法。
背景技术：
：浮式卸船机是一种常用的水陆货物运转设备，多用于船舶和陆地之间的货物装卸，应用十分广泛。浮式卸船机的运转需要用电，而此处的电来自于陆地所提供的电源，一般采用电缆将浮式卸船机与陆地上的电源连接起来。由于浮式卸船机属于大型机械，所用到的电多为高压电，少数工况也有部分弱电供应需求。电缆在通电的情况下，如果随意摆放，会具有相当大的安全隐患。因此对于连接浮式卸船机与陆地电源的电缆，需要采用卷缆设备将电缆收纳。而浮式卸船机由于潮汐原因，其与陆地电源的相对距离会不断发生变化，因此需要卷缆设备能随浮式卸船机的运动收放电缆。而现有技术对于卷缆设备的操作主要分为无动力和人工操作两种：无动力卷缆设备的缺陷在于：1.当浮式卸船机与陆地电源的相对距离增大时，会由浮式卸船机拉扯电缆放出，这样电缆会受到一个很大的拉力，往往超出其自身的承受范围，不用很长时间电缆就会损坏，乃至被拉断，造成停工甚至伤人事故；2.当浮式卸船机与陆地电源的相对距离减小时，电缆的长度冗余会不断增加，乃至拖到地上，容易绊倒人员，也容易让人或工具与电缆直接接触造成触电事故。人工操作卷缆设备的缺陷在于：需要耗费人工时刻盯住水位，及时进行调整，劳动强度非常高，且效率很低。技术实现要素：本发明针对上述问题，提供电缆卷动平台及方法，其目的在于实现自动释放或收入电缆的功能，无需人工操作，减轻人工劳动强度；使电缆始终处于收紧但不过于拉紧的状态；避免绊倒人员或使人员、工具与电缆接触发生触电事故，也避免了停电事故，提高船舶的工作效率，节省电缆的损坏成本和电缆的维修成本。为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种电缆卷动平台，包含堤坡引导架、堤面引导架和钢引桥；其中：所述堤坡引导架自堤面向水面方向延伸且设置在堤坡上，上端设有堤坡涉水架；所述堤坡涉水架的上端设有第一滑动轨道；所述堤面引导架设置在堤面上，上端设有堤面涉水架；所述堤面涉水架的上端设有第二滑动轨道；所述第二滑动轨道与所述第一滑动轨道的横截面尺寸参数完全相同；所述堤坡涉水架与所述堤面涉水架固定连接；所述第一滑动轨道与所述第二滑动轨道连通；所述钢引桥包含底座、导向轮、卷缆电机、减速机和控制驱动单元箱；所述底座靠近所述堤坡涉水架的一端与所述第一滑动轨道滑动连接；所述底座靠近浮式卸船机的一端与所述浮式卸船机可拆卸连接；所述导向轮转动安装在所述底座上；所述卷缆电机用于为所述导向轮提供转动的扭矩，通过所述减速机与所述导向轮机械连接；所述控制驱动单元箱用于为所述卷缆电机提供控制信号，与所述卷缆电机电信号连接。优选地，所述堤坡引导架，通过支架基础和堤坡涉水支架，自堤面向水面方向延伸且设置在堤坡上；其中：所述支架基础固定安装在堤面上；所述堤坡涉水支架的上端与所述堤坡引导架的下端固定连接，下端与所述支架基础固定连接。优选地，所述堤面引导架，通过支架基础和堤面涉水支架，设置在堤面上；其中：所述支架基础固定安装在堤面上；所述堤面涉水支架的上端与所述堤面引导架的下端固定连接，下端与所述支架基础固定连接。优选地，所述导向轮包含上导向轮和下导向轮。优选地，所述钢引桥还包含电缆进线滑环；所述电缆进线滑环与所述底座固定连接。一种电缆卷动方法，包含以下步骤：s100.将所述钢引桥的底座靠近所述堤坡涉水架的一端与所述第一滑动轨道滑动连接；将所述底座靠近浮式卸船机的一端与所述浮式卸船机可拆卸连接；s200.将电缆自堤面沿所述堤面引导架和所述堤坡引导架引至所述钢引桥，绕接在所述导向轮的桥架槽上，然后再穿过所述底座上的所述电缆进线滑环，最后与需要用电的设备耦接；s300.根据水位的水位发展趋势，调节所述钢引桥的位置；所述水位发展趋势包含“上涨”、“不变”和“回落”；s400.根据所述钢引桥的位置，同步调节所述电缆的长度，使堵转电机转矩与电缆负载力矩达到平衡。优选地，s300中的所述根据水位的水位发展趋势，调节所述钢引桥的位置，具体包含以下步骤：s310.按人工预设的水位采集频率，持续采集水位数据；s320.用最新一次采集的水位数据，减去离所述最新一次采集的水位数据最接近的一次水位数据，根据计算结果判定水位发展趋势：如果所述计算结果为正值，则判定所述水位发展趋势为“上涨”；如果所述计算结果为零，则判定所述水位发展趋势为“不变”；如果所述计算结果为负值，则判定所述水位发展趋势为“回落”；s330.根据所述水位发展趋势，按如下操作调节所述钢引桥的位置：如果所述水位发展趋势为“上涨”，则引导所述钢引桥的位置向堤面方向移动；如果所述水位发展趋势为“不变”，则保持所述钢引桥的位置不变；如果所述水位发展趋势为“回落”，则引导所述钢引桥的位置向水面方向移动。优选地，s400具体包含以下步骤：s410.根据所述钢引桥的位置，做出如下操作：如果所述钢引桥的位置为所述向堤面方向移动，则由所述控制驱动单元箱发出控制信号，启动所述卷缆电机，带动所述导向轮向收入电缆的方向转动，将电缆卷入所述导向轮的盘内，直至堵转电机转矩与电缆负载力矩达到平衡；如果所述钢引桥的位置为所述不变，则不启动所述卷缆电机；如果所述钢引桥的位置为所述向水面方向移动，则由所述控制驱动单元箱发出控制信号，启动所述卷缆电机，带动所述导向轮向放出电缆的方向转动，将电缆从所述导向轮的盘内放出，直至堵转电机转矩与电缆负载力矩达到平衡；s420.重复执行s300～s400，直至作业完成。本发明与现有技术对比，具有以下优点：1.本发明由于采用了根据水位发展趋势判定和引导钢引桥的行动，并根据钢引桥的行动实时调整导向轮的运动释放或收入电缆，从而实现了自动释放或收入电缆的功能，无需人工操作，减轻了人工劳动强度；2.本发明由于实时调整导向轮的运动释放或收入电缆，从而使电缆始终处于收紧但不过于拉紧的状态，不会垂下也不会被拉扯断裂；3.本发明由于使电缆不会垂下，从而避免了绊倒人员或使人员、工具与电缆接触发生触电事故；4.本发明由于使电缆不会拉扯断裂，从而避免了停电事故，提高了船舶的工作效率，也节省了电缆的损坏成本和电缆的维修成本。附图说明图1为本发明具体实施例的电缆卷动平台的结构示意图；图2为本发明具体实施例的电缆卷动方法的流程示意图其中：图1中的两个钢引桥为同一个钢引桥在水位上涨或回落时不同位置的示意图；标号说明：1.堤坡涉水架，2.堤坡涉水支架，3.堤面涉水架，4.堤面涉水支架，5.支架基础，6.底座，7.上导向轮，8.下导向轮，9.电缆进线滑环，10.浮式卸船机，11.控制驱动单元箱，12.钢引桥。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。需要事先说明的是，本具体实施例是安设在长江边的堤上的一个电缆卷动平台。以下涉及的堤面为江堤的顶部，与地平面平行，堤坡为江堤自地面延展进江水中的斜坡部分。此外，本具体实施例中涉及的电缆为0.4kv电缆，电缆的外直径为85mm，浮式卸船机10为480kw*2浮式卸船机设备。如图1所示，一种电缆卷动平台，包含堤坡引导架、堤面引导架和钢引桥12；其中：堤坡引导架自堤面向水面方向延伸且设置在堤坡上，上端设有堤坡涉水架1；堤坡涉水架1的上端设有第一滑动轨道。本具体实施例中，堤坡引导架，通过支架基础5和堤坡涉水支架2，自堤面向水面方向延伸且设置在堤坡上；其中：支架基础5固定安装在堤面上。堤坡涉水支架2的上端与堤坡引导架的下端固定连接，下端与支架基础5固定连接。堤面引导架设置在堤面上，上端设有堤面涉水架3；堤面涉水架3的上端设有第二滑动轨道；第二滑动轨道与第一滑动轨道的横截面尺寸参数完全相同。堤面引导架，通过支架基础5和堤面涉水支架4，设置在堤面上；其中：支架基础5固定安装在堤面上。堤面涉水支架4的上端与堤面引导架的下端固定连接，下端与支架基础5固定连接。堤坡涉水架1与堤面涉水架3固定连接；第一滑动轨道与第二滑动轨道连通。本具体实施例中，堤坡的坡度为18.6°，堤坡引导架长53m，堤面引导架长41m。钢引桥12包含底座6、导向轮、卷缆电机、减速机和控制驱动单元箱11；底座6靠近堤坡涉水架1的一端与第一滑动轨道滑动连接；底座6靠近浮式卸船机10的一端与浮式卸船机10可拆卸连接；导向轮通过电缆卷盘支撑平台转动安装在底座6上；卷缆电机用于为导向轮提供转动的扭矩，通过减速机与导向轮机械连接；控制驱动单元箱11用于为卷缆电机提供控制信号，与卷缆电机电信号连接。本具体实施例中，卷缆电机为三合一卷缆电机。本具体实施例中，导向轮包含上导向轮7和下导向轮8，具体来说：上导向轮7技术选型为卷缆筒；下导向轮8技术选型为卷缆筒。钢引桥12还包含多个电缆进线滑环9，用于收纳电缆，使电缆在收放过程中不至于打结；电缆进线滑环9与底座6固定连接，本具体实施例中，电缆进线滑环9通过滑环支架固定连接在底座6的上方。此外，本具体实施例中的电缆卷动平台还包含电缆摩擦箱和卷缆盘。卷缆盘有两个，分别与上导向轮7、下导向轮8通过电缆卷盘空心轴同轴固定连接；卷缆电机、减速机、电缆进线滑环9、电缆卷盘空心轴等，它们连接在卷缆盘上，为一体化结构。如图2所示，一种电缆卷动方法，包含以下步骤：s100.将钢引桥12的底座6靠近堤坡涉水架1的一端与第一滑动轨道滑动连接；将底座6靠近浮式卸船机10的一端与浮式卸船机10可拆卸连接。s200.将电缆自堤面沿堤面引导架和堤坡引导架引至钢引桥12，再根据需要，分别绕接在上导向轮7、下导向轮8的卷缆盘的桥架槽上，然后穿过底座6上的电缆进线滑环9，最后与水面上需要用电的设备耦接；本具体实施例中，电缆电缆自堤面沿堤面引导架和堤坡引导架引至钢引桥12的过程中，要穿过安装在堤面引导架和堤坡引导架上的电缆摩擦箱，以放置打结。桥架槽的深度远大于电缆直径20mm，形成一个相对的导向空间，确保电缆不会跑出桥架槽，保证引导定位准确。s300.根据水位的水位发展趋势，调节钢引桥12的位置；水位发展趋势包含“上涨”、“不变”和“回落”；具体包含以下步骤：s310.按人工预设的水位采集频率，持续采集水位数据。s320.用最新一次采集的水位数据，减去离最新一次采集的水位数据最接近的一次水位数据，根据计算结果判定水位发展趋势：如果计算结果为正值，则判定水位发展趋势为“上涨”。如果计算结果为零，则判定水位发展趋势为“不变”。如果计算结果为负值，则判定水位发展趋势为“回落”。s330.根据水位发展趋势，按如下操作调节钢引桥12的位置：如果水位发展趋势为“上涨”，则引导钢引桥12的位置向堤面方向移动。如果水位发展趋势为“不变”，则保持钢引桥12的位置不变。如果水位发展趋势为“回落”，则引导钢引桥12的位置向水面方向移动。s400.根据钢引桥12的位置，同步调节电缆的长度，使堵转电机转矩与电缆负载力矩达到平衡；具体包含以下步骤：s410.根据钢引桥12的位置，做出如下操作：如果钢引桥12的位置为向堤面方向移动，此时电缆处于松弛状态，如果任由放置不管会绊倒人员，也有可能造成人员触电，因此需要收起，于是由所述控制驱动单元箱11发出控制信号，启动卷缆电机，带动导向轮向收入电缆的方向转动，将电缆卷入导向轮的盘内，直至堵转电机转矩与电缆负载力矩达到平衡。如果钢引桥12的位置为不变，则不启动卷缆电机。如果钢引桥12的位置为向水面方向移动，此时电缆被拉紧，收到拉力，如果任由放置不管会使拉力大于电缆的承受能力，造成电缆损坏，甚至断掉，于是由所述控制驱动单元箱11发出控制信号，启动卷缆电机，带动导向轮向放出电缆的方向转动，将电缆从导向轮的盘内放出，直至堵转电机转矩与电缆负载力矩达到平衡；需要说明的是，本实施例中，放出电缆的过程中，卷缆电机的输出力矩远小于收入电缆时的输出力矩，仅仅只需要让电缆处于自由旋转状态即可。s420.重复执行s300～s400，直至作业完成。这样，随着水位的变化，钢引桥12自动随浮式卸船机10沿江堤方向转动，收、放电缆，自动调节电缆的涨紧度，达到电缆连续无间断的自适应调节长度，保证电缆安全，可靠的输电。需要说明的是，卷缆盘在卷缆电机的作用下，始终和钢引桥12的行走自动同步，这是由s300～s400步骤实现的，本具体实施例中，是采用在控制驱动单元箱11中置入的控制程序完成判断和发出控制指令来控制卷缆电机的动作实现，而水位数据则由附近的水文监测站提供。此外，卷缆电机的制动器的制动力矩也经过人工调教，与钢引桥12的行走速度匹配，同时钢引桥12的行走速度需人为降低到非常缓慢，否则急刹车对卷缆盘、减速齿轮箱等造成损害。上述“自动同步”在本具体实施例中的含义为：无论是钢引桥12在行走还是停止，且不论在什么地方，电缆始终保持既无冗余、又不会承受过度拉力，松紧适度，能最大限度的满足钢引桥12行走的要求，并最终实现了自动收、放电缆，自动调节电缆的涨紧度，达到电缆连续无间断的自适应调节长度，保证电缆安全，可靠的输电的目的。经实际工作检验，本发明与现有技术的对比如表1所示：表1.本发明与现有技术的技术效果对比表本发明现有技术结合部的电缆使用寿命(年)102年均故障次数(次)03则可以计算得出本发明相对现有技术的经济效益增益如下：(1)节省的电缆物料损失0.4kv电缆的价格为：1根150米(yjv3*185+1*95/0.4kv)电缆造价约为9.5万元，1根150米(yc3*150+1*70/0.4kv)电缆造价约为6.3万元；因此，采用本发明，在10年内的电缆物料损失可节省：电缆损失4*9.5＝38(万元)，低压电缆损失4*6.3＝25.2(万元)，合计63.2万元。(2)节省的维修成本当电缆发生拉断故障，每次处理高压接头需要10小时，折算人工的抢修费和材料费约为2万元，全年故障三次，则需6万元，10年需60万元。(3)节省的误工损失由于电缆故障，每年直接影响生产32个小时。按4小时卸1条2000吨驳船，如果不出故障，全年可多卸8条船。按每卸1吨矿4.18元计算，全年可增收16000*4.18＝6.688(万元)，10年可增收66.88万元。综上，采用本发明，在10年中，共可节省各项成本/损失计190.08万元，经济效益增益十分明显。此外，由于员工经常在93米长的皮带机电缆架两侧清料作业，铁锹操作不慎时，很容易伤到2根电缆，特别是185平方的动力电缆，造成人身的触电事故。而采用本发明后，电缆始终处于收紧但不过于拉紧的状态，不会垂下，可以很好的避免人身触电事故的发生。在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或”是要表示“非排它性的或者”。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12