一种大型艉部作业平台电控系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于船舶建造领域的一种大型艉部作业平台电控系统，包括人机操作接口、系统控制单元、位置伺服控制器、编码器和执行机构；人机操作接口将横向或纵向移动信号传送到系统控制单元，系统控制单元将接收的信号传递给位置伺服控制器，位置伺服控制器将横向和纵向移动信号分别执行机构，执行机构分别执行横向移动和纵向移动，且将移动距离信息依次通过编码器、位置伺服控制器传递给系统控制单元，系统控制单元根据反馈的信息进行微调自动修正，本发明电控系统是完整的闭环结构，可以修正元件参数变化及外界扰动引起的误差，控制精度高；组合机械组成部分更改后，不需要更改控制系统，可沿用上一工况的控制系统，控制组合机械的同步性更高。
【专利说明】
一种大型艉部作业平台电控系统
技术领域
[0001]本发明属于船舶建造研究领域，具体涉及一种大型艉部作业平台电控系统，适用于大型船用螺旋桨和舵叶的自动安装与拆卸。
【背景技术】
[0002]艉部作业平台是大型船船舵叶和螺旋桨搭载精确定位安装的特殊工装装备，其系统的控制方法属于组合式平台电控系统的控制范畴，可用于大型组合机械的控制。目前，船舶企业主要是通过人工手动方式来进行螺旋桨和舵叶的安装与拆卸，工作难度大并且耗费人力物力。本发明的一种大型艉部作业平台系统及其控制方法可以有效的解决这类问题。
[0003]到目前为止，还没有与船舶艉部作业平台控制系统及其控制方法这方面相关的专利，但其他行业有类似的，公开号为CN24133222U的中国专利提出了一种咖啡机水路的开环控制系统，与之相比，本发明专利多了反馈调节，控制系统更精确;公开号为CN53760825A的中国专利提出了一种大型精密悬吊装置复合随动平台电控系统的控制方法，本发明专利与其相比优势在于控制组合机械的同步性更高，组合机械组成部分更改后，不需要更改控制系统，可继续使用上一工况所用的控制系统；公开号为CN1506243A的中国专利提出了一种车辆制动控制系统，本发明专利与其相比优势在于控制方法简单，操作方便，CN1506243A控制系统复杂，难以完全实现想要达到的要求。现有的组合式机构的电控系统大都控制精度低，控制效率低，控制方法繁琐，并且价格昂贵，难以实现组合式机构的精确控制以及组合机构的同步控制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述问题提供一种大型艉部作业平台系统，实现组合式机构的精确控制以及组合机构的同步控制，控制方法简单，操作方便，大大提升了系统的控制精度，具有更好的稳定性和经济性。
[0005]本发明的技术方案是:一种大型艉部作业平台电控系统，其特征在于，包括人机操作接口、系统控制单元、位置伺服控制器、第一编码器、第二编码器、第三编码器和执行机构；
[0006]执行机构分别与第一编码器、第二编码器和第三编码器的输入端电连接，第一编码器、第二编码器和第三编码器的输出端分别与位置伺服控制器连接;所述执行机构包括第一横向移动驱动电机、第二横向移动驱动电机、垂直升降机构；
[0007]所述人机操作接口与系统控制单元电连接，用于将横向或纵向移动信号传送到系统控制单元，所述系统控制单元与位置伺服控制器电连接，系统控制单元将接收的信号传递给位置伺服控制器，位置伺服控制器与执行机构电连接，位置伺服控制器将横向移动信号分别传递给第一横向移动驱动电机和第二横向移动驱动电机、将纵向移动信号传递给垂直升降机构；
[0008]第一横向移动驱动电机驱动大型艉部作业平台横向移动、且将横向移动距离信息依次通过第一编码器、位置伺服控制器传递给系统控制单元，系统控制单元根据反馈的信息再通过位置伺服控制器对第一横向移动驱动电机进行微调自动修正；
[0009]第二横向移动驱动电机驱动工作台在大型艉部作业平台上横向移动、且将横向移动距离信息依次通过第二编码器、位置伺服控制器传递给系统控制单元，系统控制单元根据反馈的信息再通过位置伺服控制器对第二横向移动驱动电机进行微调自动修正；
[0010]垂直升降机构根据纵向移动信号控制大型艉部作业平台上工作台的升降、且将工作台升降的距离信息依次通过第三编码器、位置伺服控制器传递给系统控制单元，系统控制单元根据反馈的信息再通过位置伺服控制器对垂直升降机构进行微调自动修正。
[0011]上述方案中，所述垂直升降机构包括第一油缸、第二油缸、第一油栗、电磁阀、第二油栗、油箱和纵向移动驱动电机；
[0012]所述第一油缸和第二油缸的缸体分别与大型艉部作业平台的底座连接，缸杆分别与工作台铰接，第一油栗和第二油栗的输入端分别通过管道与油箱连接，输出端分别通过管道与第一油缸和第二油缸连接，第一油缸和第二油缸分别连接纵向移动驱动电机，所述纵向移动驱动电机分别与位置伺服控制器的输出端和第三编码器的输入端电连接。
[0013]上述方案中，还包括扩展单元，所述扩展单元与系统控制单元电连接，用于增加系统的输入点数。
[0014]上述方案中，所述大型艉部作业平台的底座设有底座滑轮;所述第一横向移动驱动电机通过齿轮箱与底座滑轮连接;第一横向移动驱动电机控制底座滑轮在导轨上横向移动。
[0015]上述方案中，其特征在于，所述工作台与大型艉部作业平台滑动副连接。
[0016]进一步的，所述工作台与大型艉部作业平台通过滑动板连接；
[0017]所述大型艉部作业平台上面固定设有U形槽，所述滑动板的上面与工作台通过螺栓连接，滑动板的下面设有滑动板滑轮，滑动板滑轮安装在U形槽内；
[0018]第二横向移动驱动电机通过齿轮箱与滑动板滑轮连接;第二横向移动驱动电机控制滑动板滑轮在U形槽上横向移动。
[0019]上述方案中，所述工作台为舵叶工作台。
[0020]上述方案中，所述工作台为螺旋桨工作台。
[0021 ]本发明的有益效果是:与现有技术相比，本发明是闭环控制系统，有自动修正被控制量出现偏移的能力，可以修正元件参数变化及外界扰动引起的误差，控制精度高;本发明专利提高了组合式机械的同步控制性能，从而提高了组合式机械整体协调性，同时，在转换舵叶工作台和螺旋桨工作台时，可沿用上一工况的控制系统，不需要花费大量人力物力去更换控制系统，大大提高了工作效率、降低了工作成本;本发明的控制方法简便、操作方便，实用性强。
【附图说明】
[0022]图1为本发明一实施方式大型艉部作业平台电控系统示意图；
[0023]图2为本发明一实施方式大型艉部作业平台和工作台示意图。
[0024]图中:1、人机操作接口；2、扩展单元;3、系统控制;4、位置伺服控制器;5第一横向移动驱动电机;6、第二横向移动驱动电机;7、纵向移动驱动电机;8、第一编码器;9、导轨；10、第一油栗；11、垂直升降机构；12、工作台；13、第二编码器;14、艉部作业平台；15、第二油栗；16、油箱；17、底座滑轮;18、第三编码器。
【具体实施方式】
[0025]为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】，在各图中相同的标号表示相同或相似的部分。附图仅用于说明本发明，不代表本发明的实际结构和真实比例。
[0026]本发明的电控系统通过位置伺服控制器对艉部作业平台及舵叶工作平台或螺旋桨工作台驱动电机的控制，将位移量传递给编码器，编码器再将信息传递给位置伺服控制器，形成闭环控制系统，大大提升了单个控制精度以及组合式机械的同步控制精度。
[0027]图1所示为本发明所述大型艉部作业平台电控系统的一种实施方式，所述大型艉部作业平台电控系统，包括人机操作接口 1、所述扩展单元2、系统控制单元3、位置伺服控制器4、第一编码器8、第二编码器13、第三编码器18和执行机构；
[0028]所述执行机构包括第一横向移动驱动电机5、第二横向移动驱动电机6、垂直升降机构11;第一横向移动驱动电机5与第一编码器8的输入端电连接;第二横向移动驱动电机6与第二编码器13的输入端电连接;垂直升降机构11与第三编码器18的输入端电连接，第一编码器8、第二编码器13和第三编码器18的输出端分别与位置伺服控制器4连接。
[0029]所述人机操作接口I与系统控制单元3电连接，用于将横向或纵向移动信号传送到系统控制单元3，所述扩展单元2与系统控制单元3电连接，用于增加系统的输入点数，所述系统控制单元3与位置伺服控制器4电连接，系统控制单元3将接收的信号传递给位置伺服控制器4，位置伺服控制器4与执行机构电连接，位置伺服控制器4将横向移动信号分别传递给第一横向移动驱动电机5和第二横向移动驱动电机6、将纵向移动信号传递给垂直升降机构11;
[0030]第一横向移动驱动电机5驱动大型艉部作业平台14横向移动、且将横向移动距离信息依次通过第一编码器8、位置伺服控制器4传递给系统控制单元3，系统控制单元3根据反馈的信息再通过位置伺服控制器4对第一横向移动驱动电机5进行微调自动修正；
[0031]第二横向移动驱动电机6驱动工作台12在大型艉部作业平台14上横向移动、且将横向移动距离信息依次通过第二编码器13、位置伺服控制器4传递给系统控制单元3，系统控制单元3根据反馈的信息再通过位置伺服控制器4对第二横向移动驱动电机6进行微调自动修正。
[0032]垂直升降机构11根据纵向移动信号控制大型艉部作业平台14上工作台12的升降、且将工作台升降的距离信息依次通过第三编码器18、位置伺服控制器4传递给系统控制单元3，系统控制单元3根据反馈的信息再通过位置伺服控制器4对垂直升降机构11进行微调自动修正。
[0033]如图2所示，大型艉部作业平台14的底座设有底座滑轮17;第一横向移动驱动电机5通过齿轮箱与大型艉部作业平台14的底座滑轮17连接，由第一横向移动驱动电机5控制底座滑轮17的转速，有快速和慢速两种工况。
[0034]大型艉部作业平台14上面安装有工作台12，工作台12为舵叶工作台或螺旋桨工作台。大型艉部作业平台14与工作台12通过滑动板连接;所述大型艉部作业平台14上面固定设有U形槽，所述滑动板的上面与工作台12通过螺栓连接，滑动板的下面设有滑动板滑轮，滑动板滑轮安装在U形槽内。第二横向移动驱动电机6通过齿轮箱与大型艉部作业平台14上的滑动板滑轮连接，第二横向移动驱动电机6驱动滑动板滑轮在U形槽内移动，使工作台12在大型艉部作业平台14上面横向移动，拥有快速移动、慢速移动以及快速微调、慢速微调四种工况。
[0035]所述垂直升降机构11用来控制工作台升降的装置，包括第一油缸、第二油缸、第一油栗10、电磁阀、第二油栗15、油箱16和纵向移动驱动电机7;第一油栗10和第二油栗15通过螺栓与油箱16连接，第一油栗10和第二油栗15和油箱16都通过螺栓固定于艉部作业平台14上。所述第一油缸和第二油缸的缸体分别与大型艉部作业平台14的底座连接，缸杆分别与工作台12铰接，第一油栗10和第二油栗15的输入端分别通过管道与油箱16连接，输出端分别通过管道与第一油缸和第二油缸连接，第一油缸和第二油缸分别连接纵向移动驱动电机
7。所述纵向移动驱动电机7分别与位置伺服控制器4的输出端和第三编码器18的输入端电连接。
[0036]人机操作接口I将横向或纵向移动信号传送到系统控制单元3，系统控制单元3将接收的信号传递给位置伺服控制器4，位置伺服控制器4将横向和纵向移动信号分别执行机构，执行机构分别执行横向移动和纵向移动，且将移动距离信息依次通过编码器、位置伺服控制器4传递给系统控制单元3，系统控制单元3根据反馈的信息进行微调自动修正，电控系统是完整的闭环结构，系统稳定，操作简单，可以修正元件参数变化及外界扰动引起的误差，控制精度高;所述滑动板的上面与工作台12通过螺栓连接更换工作台12时，只需拧开螺母，即可进行工作台12的更换，组合机械组成部分更改后，不需要更改控制系统，可沿用上一工况的控制系统，控制组合机械的同步性更高。
[0037]应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0038]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种大型艉部作业平台电控系统，其特征在于，包括人机操作接口(I)、系统控制单元(3)、位置伺服控制器(4)、第一编码器(8)、第二编码器(13)、第三编码器(18)和执行机构； 执行机构分别与第一编码器(8)、第二编码器(13)和第三编码器(18)的输入端电连接，第一编码器(8)、第二编码器(13)和第三编码器(18)的输出端分别与位置伺服控制器(4)连接;所述执行机构包括第一横向移动驱动电机(5)、第二横向移动驱动电机(6)、垂直升降机构(11); 所述人机操作接口(I)与系统控制单元(3)电连接，用于将横向或纵向移动信号传送到系统控制单元(3)，所述系统控制单元(3)与位置伺服控制器(4)电连接，系统控制单元(3)将接收的信号传递给位置伺服控制器(4)，位置伺服控制器(4)与执行机构电连接，位置伺服控制器(4)将横向移动信号分别传递给第一横向移动驱动电机(5)和第二横向移动驱动电机(6)、将纵向移动信号传递给垂直升降机构(11)； 第一横向移动驱动电机(5)驱动大型艉部作业平台(14)横向移动、且将横向移动距离信息依次通过第一编码器(8)、位置伺服控制器(4)传递给系统控制单元(3)，系统控制单元(3)根据反馈的信息再通过位置伺服控制器(4)对第一横向移动驱动电机(5)进行微调自动修正； 第二横向移动驱动电机(6)驱动工作台(12)在大型艉部作业平台(14)上横向移动、且将横向移动距离信息依次通过第二编码器(13)、位置伺服控制器(4)传递给系统控制单元(3)，系统控制单元(3)根据反馈的信息再通过位置伺服控制器(4)对第二横向移动驱动电机(6)进行微调自动修正； 垂直升降机构(11)根据纵向移动信号控制大型艉部作业平台(14)上工作台(12)的升降、且将工作台升降的距离信息依次通过第三编码器(18)、位置伺服控制器(4)传递给系统控制单元(3)，系统控制单元(3)根据反馈的信息再通过位置伺服控制器(4)对垂直升降机构(I I)进行微调自动修正。2.根据权利要求1所述的大型艉部作业平台电控系统，其特征在于，所述垂直升降机构(11)包括第一油缸、第二油缸、第一油栗(10)、电磁阀、第二油栗(15)、油箱(16)和纵向移动驱动电机(7); 所述第一油缸和第二油缸的缸体分别与大型艉部作业平台(14)的底座连接，缸杆分别与工作台(12)铰接，第一油栗(10)和第二油栗(15)的输入端分别通过管道与油箱(16)连接，输出端分别通过管道与第一油缸和第二油缸连接，第一油缸和第二油缸分别连接纵向移动驱动电机(7)，所述纵向移动驱动电机(7)分别与位置伺服控制器(4)的输出端和第三编码器(18)的输入端电连接。3.根据权利要求1所述的大型艉部作业平台电控系统，其特征在于，还包括扩展单元(2)，所述扩展单元(2)与系统控制单元(3)电连接，用于增加系统的输入点数。4.根据权利要求1所述的大型艉部作业平台电控系统，其特征在于，所述大型艉部作业平台(14)的底座设有底座滑轮(17);所述第一横向移动驱动电机(5)通过齿轮箱与底座滑轮(17)连接;第一横向移动驱动电机(5)控制底座滑轮(17)在导轨上横向移动。5.根据权利要求1所述的大型艉部作业平台电控系统，其特征在于，所述工作台(12)与大型艉部作业平台(14)滑动副连接。6.根据权利要求5所述的大型艉部作业平台电控系统，其特征在于，所述工作台(12)与大型艉部作业平台(14)通过滑动板连接； 所述大型艉部作业平台(14)上面固定设有U形槽，所述滑动板的上面与工作台(12)通过螺栓连接，滑动板的下面设有滑动板滑轮，滑动板滑轮安装在U形槽内； 第二横向移动驱动电机(6)通过齿轮箱与滑动板滑轮连接;第二横向移动驱动电机(6)控制滑动板滑轮在U形槽上横向移动。7.根据权利要求1所述的大型艉部作业平台电控系统，其特征在于，所述工作台(12)为舵叶工作台。8.根据权利要求1所述的大型艉部作业平台电控系统，其特征在于，所述工作台(12)为螺旋桨工作台。
【文档编号】G05B19/04GK106094579SQ201610392558
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月2日 公开号201610392558.8, CN 106094579 A, CN 106094579A, CN 201610392558, CN-A-106094579, CN106094579 A, CN106094579A, CN201610392558, CN201610392558.8
【发明人】谢方伟, 祝杰, 戴开宇, 张波, 吴殿成
【申请人】江苏大学