专利名称：一种全数字式浮吊起重作业工作姿态监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监控装置，特别涉及一种全数字式浮吊起重作业工作姿态监
控装置。
技术背景 大型浮吊是一种能够在航道或近岸海域进行定点施工作业的水上起重装备，如进 行大桥桥梁安装、石油平台大件吊装、沉船打捞等。在进行定点起重施工作业时，必须监控 浮吊的工作姿态，使浮吊的起重作业安全和稳定。 浮吊的工作姿态包括相对于正北的艏向方位角、艏艉纵倾角和左右舷横倾角。通 过调节安装在浮吊船艏和船艉的大功率电动侧推装置的侧推力，来调整浮吊的方位角；通 过调节浮吊左右二舷及艏艉的若干个压载舱的压载水量，来调整浮吊的纵倾角和横倾角。 从而达到控制浮吊定位及工作姿态的目的。 由于浮吊的作业情况以及海上风浪流等原因，浮吊的工作姿态时常发生大幅波 动，严重影响到浮吊的起重施工作业质量和作业安全。因此实时监测和控制浮吊的工作姿 态，是保证浮吊的正常起重作业和作业安全性的重要环节。 现有浮吊的工作姿态监测装置，不能够实现实时监测，同时也不能够及时的根据 监测到的信息对浮吊的定位及工作姿态进行调整，从而使得浮吊的起重施工作业质量和作 业安全受到严重的影响
实用新型内容
本实用新型针对上述现有浮吊的监测技术所存在的不能够实现实时监测，同时也
不能够及时的根据监测到的信息对浮吊的定位及工作姿态进行调整，从而影响浮吊的起重
施工作业质量和作业安全的问题，而提供一种全数字式浮吊起重作业工作姿态监控装置。
该装置能够实时精确的对浮吊的工作姿态进行监测，同时对浮吊工作姿态进行相应的调
整，以保证浮吊的起重施工作业质量和作业安全。 为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下 —种全数字式浮吊起重作业工作姿态监控装置，包括中央处理器CPU、两个独立的 CAN现场总线通信端口 、以及不少于六个RS-232/485串行端口 ，所述中央处理器CPU分别与 上述的CAN现场总线通信端口以及RS-232/485串行端口相接。 所述监控装置还包括一状态显示与报警面板。 所述中央处理器CPU通过第一CAN现场总线通信端口连接复数台浮吊上的船艏及 船艉的电动侧推装置控制器； 通过第二CAN现场总线通信端口连接复数台浮吊上的压载水阀及水泵控制器； 通过第一 RS-232/485串行端口连接浮吊上的GPS定位仪； 通过第二 RS-232/485串行端口连接浮吊上的电罗经； 通过第三RS-232/485串行端口连接浮吊上的垂直陀螺仪；[0015] 通过第四RS-232/485串行端口连接状态显示与报警面板； 通过第五RS-232/485串行端口连接浮吊上的浮吊起重控制系统； 通过第六RS-232/485串行端口连接浮吊上的浮吊主推进控制系统。 根据上述技术方案得到的浮吊起重作业工作姿态监控装置能够实现对浮吊的工
作姿态进行实时精确的监测，同时对浮吊进行相应的调整，以保证浮吊的起重施工作业质
量和作业安全。 该监控装置为数字式，提高了装置的工作可靠性和运行稳定性；同时应用CAN现 场总线节省了大量的信号电缆，提高了装置的可靠性。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型的电路示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 为了实现对浮吊的工作姿态进行实时精确的监测，同时对浮吊进行相应的调整， 以达到保证浮吊的起重施工作业质量和作业安全的目的，本实用新型提供了一种全数字式 浮吊起重作业工作姿态监控装置。 如图1所示。该监控装置是以x86CPU101为核心的嵌入式控制器。主板102上包 括有2个独立的CAN现场总线通信端口 103a、103b，同时还包括不少于6个RS-232/485串 行端口 104a-104f。应用CAN现场总线节省了大量的信号电缆，提高了系统的可靠性。为了 能够直观的显示浮吊当前的工作姿态，以及相应的数据，该装置中还设有状态显示与报警 面板105。 在使用该控制装置的浮吊上设有M台(M = 2 6)船艏及船艉的电动侧推装置控 制器106、N台(N = 4 28)压载水阀及水泵控制器107、GPS定位仪108、电罗经109、垂直 陀螺仪110、浮吊起重控制系统111、浮吊主推进控制系统112。 x86CPU作为嵌入式控制器的核心器件，分别与上述的CAN现场总线通信端口 103a、103b，以及RS-232/485串行端口 104a_104f相接，通过这些端口 CPU可与外围的设备 进行数据信号的交换。 该x86CPU可以是386、486、或586芯片。为了达到实时数据处理要求，支持x86CPU
运行的操作系统是可剪裁的实时操作系统，可以是Li皿x、WinCE、 VxWorks等。 如图1所示，在具体连接时，CPU通过CAN现场总线通信端口 103a连接M台(M =
2 6)船艏及船艉的电动侧推装置控制器。CPU可以根据浮吊的艏向方位偏移程度，对船
艏及船艉的电动侧推装置控制器发出侧推控制指令；同时获取侧推控制状态。 CPU通过CAN现场总线通信端口 103b连接N台(N = 4 28)压载水阀及水泵控
制器。CPU可以根据浮吊的纵倾和横倾程度，对压载水阀及水泵控制器发出压载水控制指
令；同时获取压载水控制状态。 CPU通过RS-232/485串行端口 连接GPS定位仪，CPU通过GPS定位仪获得浮吊当前的经纬度位置坐标。 CPU通过RS-232/485串行端口 104b连接电罗经，CPU通过电罗经获得浮吊当前的 船艏向方位角。 CPU通过RS-232/485串行端口 104c连接垂直陀螺仪，垂直陀螺仪作为浮吊的垂直 参考系统，CPU通过其可以获得浮吊当前的纵倾角和横倾角。 CPU通过RS-232/485串行端口 104d连接状态显示与报警面板。此面板是触摸式 液晶显示屏，通过触摸翻屏可以查看浮吊工作姿态的状态数据 (1)当前参数列表显示。列表显示浮吊姿态参数条目，包括参数当前值和报警值； 显示艏艉侧推装置工作状态条目；显示压载水控制装置工作状态条目。 (2)模拟图显示。以图形方式显示当前的浮吊姿态、艏艉侧推器、压载水舱的状态， 并显示当前的相关数据。 (3)历史数据列表显示。选择历史时间，列表显示所保存的浮吊姿态、艏艉侧推器、 压载水舱等所有被监测参数条目的历史数据。 CPU通过RS-232/485串行端口 104e连接浮吊起重控制系统，浮吊起重控制系统可 从本装置获取浮吊工作姿态的实时状态信息。 CPU通过RS-232/485串行端口 104f连接浮吊主推进控制系统，浮吊主推进控制系 统可从本装置获取浮吊工作姿态的实时状态信息，与艏艉侧推控制器联合实施浮吊工作姿 态的调节。 根据上述技术方案得到的本实用新型能够稳定的对浮吊的起重作业工作姿态进 行实时监控，并进行相应的控制调整，保证作业的质量和安全。 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求一种全数字式浮吊起重作业工作姿态监控装置，其特征在于，所述监控装置包括中央处理器CPU、两个独立的CAN现场总线通信端口、以及不少于六个RS-232/485串行端口，所述中央处理器CPU分别与上述的CAN现场总线通信端口以及RS-232/485串行端口相接。
2. 根据权利要求1所述的一种全数字式浮吊起重作业工作姿态监控装置，其特征在 于，所述监控装置还包括一状态显示与报警面板。
3. 根据权利要求1所述的一种全数字式浮吊起重作业工作姿态监控装置，其特征在 于，所述中央处理器CPU通过第一CAN现场总线通信端口连接复数台浮吊上的船艏及船艉 的电动侧推装置控制器；通过第二 CAN现场总线通信端口连接复数台浮吊上的压载水阀及水泵控制器；通过第一 RS-232/485串行端口连接浮吊上的GPS定位仪；通过第二 RS-232/485串行端口连接浮吊上的电罗经；通过第三RS-232/485串行端口连接浮吊上的垂直陀螺仪；通过第四RS-232/485串行端口连接状态显示与报警面板；通过第五RS-232/485串行端口连接浮吊上的浮吊起重控制系统；通过第六RS-232/485串行端口连接浮吊上的浮吊主推进控制系统。
专利摘要本实用新型公开了一种全数字式浮吊起重作业工作姿态监控装置，包括中央处理器CPU、两个独立的CAN现场总线通信端口、以及不少于六个RS-232/485串行端口，所述中央处理器CPU分别与上述的CAN现场总线通信端口以及RS-232/485串行端口相接。根据上述技术方案得到的浮吊起重作业工作姿态监控装置能够实现对浮吊的工作姿态进行实时精确的监测，同时对浮吊进行相应的调整，以保证浮吊的起重施工作业质量和作业安全。
文档编号G05B19/048GK201464864SQ200920077940
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者严云福, 张振雄, 张燕, 牛王强, 顾伟, 黄细霞 申请人:上海海事大学