本發(fā)明涉及卸船機，尤其涉及一種用于卸船機的四卷筒機構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、卸船機是專門用于從船舶上卸載物料的大型機械設(shè)備，廣泛應(yīng)用于港口、碼頭等物流集散地。它通過各種機構(gòu)和系統(tǒng)協(xié)同工作，高效地完成物料的抓取、提升、運輸和卸載過程，四卷筒機構(gòu)是卸船機中的一個重要組成部分，通過控制電動機的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對卷筒的驅(qū)動和調(diào)節(jié)，進而影響鋼絲繩的纏繞和釋放，通過卷筒的旋轉(zhuǎn)使鋼絲繩收緊，帶動抓斗下降并閉合抓取物料；隨后，卷筒反向旋轉(zhuǎn)釋放鋼絲繩，使抓斗提升并運輸物料至指定位置；最后，通過控制鋼絲繩的收放實現(xiàn)抓斗的開閉和物料的卸載。

2、經(jīng)檢索，中國專利號為cn113184692a的發(fā)明專利，公開了一種抓斗卸船機用應(yīng)急差動減速機四卷筒驅(qū)動系統(tǒng)；

3、與現(xiàn)有技術(shù)相比，該中國專利號為cn113184692a的發(fā)明專利通過手動離合器將兩臺差動減速機驅(qū)動的卷筒相互連接，正常工作時離合器分開，當(dāng)一臺差動減速機發(fā)生故障的時候，則離合器將兩臺差動減速機的卷筒連接后通過另一側(cè)的正常工作的差動減速機進行臨時的應(yīng)急驅(qū)動，這樣在效率降低的情況下實現(xiàn)了抓斗的開合、升降，從而不影響卸船作業(yè)。

4、但上述裝置在實際的使用過程中，需要通過鋼絲繩的收放來進行卸船工作，然而鋼絲繩長時間工作后，容易發(fā)生銹蝕等損壞情況，多為工作人員人工巡檢排查問題，難以及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，并且難以在工作中實時監(jiān)測，從而容易因鋼絲繩故障導(dǎo)致的卸船時產(chǎn)生安全事故，因此提出一種用于卸船機的四卷筒機構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在難以及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，從而容易因鋼絲繩故障導(dǎo)致的卸船時產(chǎn)生安全事故的缺點，而提出的一種用于卸船機的四卷筒機構(gòu)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種用于卸船機的四卷筒機構(gòu)，包括第一底座、第二底座、殼板和鋼絲繩，所述第一底座的上部分別安裝有第一電機和第一差動減速箱，所述第一差動減速箱與第一電機的輸出端之間固定連接，所述第一差動減速箱的輸出端分別安裝有右旋開閉卷筒和左旋開閉卷筒，所述第二底座的上部分別安裝有第二電機和第二差動減速箱，所述第二差動減速箱與第二電機的輸出端之間固定連接，所述第二差動減速箱的輸出端分別安裝有左旋開閉卷筒和右旋起升卷筒，所述第一底座的上部安裝有第三電機，所述第三電機的輸出端安裝有浮動軸，所述第一差動減速箱和第二差動減速箱均與浮動軸之間活動連接，所述殼板上設(shè)置有用于鋼絲繩的監(jiān)測輔助組件，所述監(jiān)測輔助組件包括設(shè)置在殼板上的多個橡膠條，所述殼板上設(shè)置有用于鋼絲繩的狀態(tài)監(jiān)測組件，所述狀態(tài)監(jiān)測組件包括：

4、傳感器模塊，用于負責(zé)實時采集鋼絲繩的參數(shù)數(shù)據(jù)，如振動、溫度、銹蝕、直徑變化、張力；

5、數(shù)據(jù)采集與處理模塊，用于接收來自傳感器模塊的數(shù)據(jù)，并進行預(yù)處理、濾波、放大處理，以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性；

6、狀態(tài)評估模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)采集與處理模塊處理后的數(shù)據(jù)，對鋼絲繩的狀態(tài)進行評估；

7、預(yù)警模塊，用于根據(jù)狀態(tài)評估模塊的評估結(jié)果進行比較，在檢測到危險狀態(tài)時發(fā)出預(yù)警信號和發(fā)出停止信號；

8、控制執(zhí)行模塊，用于接收到預(yù)警模塊的停止信號后，自動停止第一電機、第二電機和第三電機；

9、遠程監(jiān)控與通信模塊，用于實現(xiàn)遠程監(jiān)控、狀態(tài)展示和實時通信。

10、上述技術(shù)方案進一步包括：

11、所述傳感器模塊包括加速度傳感器、溫度傳感器、聲發(fā)射傳感器、視覺傳感器和應(yīng)變傳感器，所述加速度傳感器用于監(jiān)測鋼絲繩在運動過程中的振動情況，所述溫度傳感器用于監(jiān)測鋼絲繩及其周圍環(huán)境的溫度，溫度的變化會影響鋼絲繩的力學(xué)性能，所述聲發(fā)射傳感器通過捕捉鋼絲繩在受力或損傷時產(chǎn)生的聲發(fā)射信號，實現(xiàn)對鋼絲繩內(nèi)部裂紋、斷絲缺陷的早期檢測，所述視覺傳感器通過拍攝鋼絲繩的圖像，識別鋼絲繩表面的損傷、銹蝕情況，所述應(yīng)變傳感器用于測量鋼絲繩在受力時的應(yīng)變變化，通過應(yīng)變數(shù)據(jù)分析鋼絲繩的應(yīng)力狀態(tài)。

12、所述數(shù)據(jù)采集與處理模塊包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，所述數(shù)據(jù)采集單元實時采集輸出的信號，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理單元對采集到的原始數(shù)據(jù)進行初步處理，包括濾波、去噪操作，以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

13、所述數(shù)據(jù)預(yù)處理單元通過小波變換去除鋼絲繩信號中的股波噪聲和振動噪聲，抑制股波噪聲，突出缺陷信號，所述小波變換為連續(xù)小波變換，所述連續(xù)小波變換的公式為：

14、

15、其中：

16、x(t)是輸入的的監(jiān)測信號，ψ(t)是母小波，是一個具有特定波形和有限持續(xù)時間的函數(shù)，ψ*(t)是母小波的復(fù)共軛，a是尺度參數(shù)，控制小波函數(shù)的伸縮，a增大時，小波函數(shù)在時間軸上被拉伸，對應(yīng)于低頻分析；a減小時，小波函數(shù)在時間軸上被壓縮，對應(yīng)于高頻分析，b是平移參數(shù)，控制小波函數(shù)在時間軸上的平移，用于分析信號的不同時間段，w(a,b)是小波變換的系數(shù)，表示了信號x(t)在尺度a和位置b上的小波特征。

17、所述狀態(tài)評估模塊建立狀態(tài)評估模型，對數(shù)據(jù)采集與處理模塊處理后的數(shù)據(jù)進行深入分析，以評估鋼絲繩的健康狀態(tài)，步驟如下：

18、數(shù)據(jù)收集：

19、收集傳感器模塊的數(shù)據(jù)，包括振動信號、應(yīng)力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)，聲發(fā)射信號、圖像數(shù)據(jù)和應(yīng)變變化，提取對鋼絲繩狀態(tài)評估有重要影響的特征，如頻率成分、能量分布、時域統(tǒng)計量；

20、數(shù)據(jù)集劃分：

21、將處理后的數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集、驗證集和測試集，訓(xùn)練集用于模型訓(xùn)練，驗證集用于調(diào)整模型參數(shù)，測試集用于評估模型性能；

22、模型選擇：

23、選擇卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對于鋼絲繩狀態(tài)評估；

24、構(gòu)建模型：

25、構(gòu)建模型框架，包括輸入層、隱藏層、激活函數(shù)、輸出層；

26、模型訓(xùn)練：

27、使用訓(xùn)練集數(shù)據(jù)對模型進行訓(xùn)練，通過反向傳播算法不斷調(diào)整模型的權(quán)重和偏置，以最小化預(yù)測誤差，在訓(xùn)練過程中，利用驗證集進行模型調(diào)參，如調(diào)整學(xué)習(xí)率、批處理大小、迭代次數(shù)；

28、模型評估與優(yōu)化：

29、使用測試集數(shù)據(jù)對訓(xùn)練好的模型進行評估，關(guān)注準(zhǔn)確率、召回率、f1分?jǐn)?shù)，評估指標(biāo)，根據(jù)評估結(jié)果，對模型優(yōu)化，如調(diào)整模型結(jié)構(gòu)、更換算法、增加數(shù)據(jù)增強；

30、模型部署與應(yīng)用：

31、將訓(xùn)練并優(yōu)化好的模型進行部署，實現(xiàn)實時監(jiān)測和評估，根據(jù)模型的評估結(jié)果，通過遠程監(jiān)控與通信模塊實時向操作人員提供鋼絲繩的健康狀況信息。

32、所述預(yù)警模塊包括預(yù)警闕值設(shè)定單元和闕值判斷單元，所述預(yù)警闕值設(shè)定單元根據(jù)鋼絲繩的安全標(biāo)準(zhǔn)和使用要求，確定兩個閾值，輕度損壞閾值和重度損壞閾值，所述闕值判斷單元將處理后的數(shù)據(jù)與預(yù)警闕值設(shè)定單元預(yù)設(shè)的預(yù)警閾值進行比較。

33、所述闕值判斷單元的比較結(jié)果為超過輕度損壞閾值但未達到重度損壞閾值，則觸發(fā)預(yù)警信號發(fā)送機制，超過重度損壞閾值，觸發(fā)預(yù)警信號，并且向控制執(zhí)行模塊發(fā)送信號。

34、所述殼板的上部滑動設(shè)置有回形框，所述回形框的兩側(cè)均安裝有齒條，所述殼板的上部轉(zhuǎn)動連接有多個齒輪，所述齒輪與齒條之間相嚙合。

35、多個所述橡膠條安裝在齒輪的內(nèi)側(cè)，且橡膠條與鋼絲繩的外側(cè)面相接觸。

36、所述殼板的上部對稱開設(shè)有滑動槽，所述滑動槽的內(nèi)側(cè)滑動設(shè)置有滑動槽，所述滑動槽靠近齒輪的一側(cè)與回形框之間固定連接，所述滑動槽的兩側(cè)均安裝與彈簧，所述彈簧遠離滑動槽的一端與滑動槽的內(nèi)側(cè)之間固定連接。

37、本發(fā)明具備以下有益效果：

38、1、本發(fā)明中，通過狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可實時監(jiān)測能夠及時發(fā)現(xiàn)鋼絲繩的潛在問題，從而避免因鋼絲繩故障導(dǎo)致的安全事故，并且雙重閾值預(yù)警能夠確保在鋼絲繩損壞初期就進行預(yù)警，并在嚴(yán)重損壞時立即停止設(shè)備使用，有效防止事故擴大，并且自動化監(jiān)測和預(yù)警可以減少人工巡檢的頻率和強度。

39、2、本發(fā)明中，通過監(jiān)測輔助組件可保證鋼絲繩表面的整潔度，從而直接影響檢測的耦合效果和檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，保持表面整潔可以減少誤報和漏報的情況，提高檢測的可靠性。