直接泵控式電液升沉補(bǔ)償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及起重機(jī)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種直接栗控式電液升沉補(bǔ)償
目.ο
技術(shù)背景
[0002]21世紀(jì)以來，全世界對(duì)能源的需求日益增加，海洋成為各國(guó)新世紀(jì)能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)，世界各國(guó)紛紛加大了對(duì)海洋開發(fā)的力度。隨著海洋石油的大量開發(fā)，大型海上工程也蓬勃發(fā)展，在這些工程中海上起重機(jī)則是關(guān)鍵設(shè)備之一。
[0003]由于海浪運(yùn)動(dòng)造成的船體升沉運(yùn)動(dòng)與擺動(dòng)，極大的限制了海上起重機(jī)的作業(yè)能力，不僅會(huì)降低吊裝的就位精度，增加作業(yè)的危險(xiǎn)性，還會(huì)在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生附加動(dòng)載荷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的損壞和人員的傷亡。消除海浪運(yùn)動(dòng)對(duì)起重機(jī)作業(yè)的影響成為海上起重機(jī)與地面起重機(jī)最大的技術(shù)區(qū)別。
[0004]現(xiàn)有用于消除海浪運(yùn)動(dòng)影響的發(fā)展較成熟的單元技術(shù)，如恒張力技術(shù)及升沉補(bǔ)償技術(shù)，主要是針對(duì)船載設(shè)備進(jìn)行研發(fā)的，且其控制目標(biāo)是通過連續(xù)的補(bǔ)償保持負(fù)載在水中位置恒定，而海洋平臺(tái)起重機(jī)的控制目標(biāo)應(yīng)是在海浪運(yùn)動(dòng)的條件下，不受船體升沉運(yùn)動(dòng)的影響，平穩(wěn)的將負(fù)載提升離開且能夠平穩(wěn)下放至補(bǔ)給船甲板，一旦貨物提升離開甲板或放置在甲板上后，就無需再進(jìn)行補(bǔ)償。
[0005]主動(dòng)式升沉補(bǔ)償技術(shù)是基于安裝于船體的傳感器對(duì)船體運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的，而對(duì)于海洋平臺(tái)起重機(jī)而言，起重機(jī)作業(yè)船只不可能是同一條船，且起重機(jī)距離船只垂直距離近百米，對(duì)于船體位置信息的檢測(cè)通過在補(bǔ)給船上安裝傳感器實(shí)現(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的，應(yīng)采用非接觸式測(cè)量裝置。
[0006]目前國(guó)際及國(guó)內(nèi)制造商的海洋平臺(tái)起重機(jī)，解決海浪運(yùn)動(dòng)的措施仍是配置恒張力功能，升沉補(bǔ)償技術(shù)由于在海洋平臺(tái)起重機(jī)條件下船體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)不便，沒有大規(guī)模使用，但事實(shí)上對(duì)于海洋平臺(tái)起重機(jī)而言，無論是恒張力技術(shù)還是現(xiàn)有的升沉補(bǔ)償技術(shù)，只能使海洋平臺(tái)起重機(jī)的起吊過程不受船體升沉影響，而下落過程依然受到船體運(yùn)動(dòng)的影響，起重機(jī)的完整操作包含提升與下放兩個(gè)過程，因此現(xiàn)有技術(shù)只能解決問題的一半。
[0007]綜上所述，因此現(xiàn)有單元技術(shù)直接移用到海洋平臺(tái)起重機(jī)上是不合適的。針對(duì)海洋平臺(tái)起重機(jī)特殊的操作要求與控制要求，研發(fā)適合于海洋平臺(tái)起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，保證在海浪運(yùn)動(dòng)的條件下，不受船體升沉運(yùn)動(dòng)的影響，平穩(wěn)的將負(fù)載提升離開且能夠平穩(wěn)下放至補(bǔ)給船甲板，不但具有實(shí)用性，且在國(guó)際上也屬前沿，能夠大幅提升我國(guó)海洋平臺(tái)起重機(jī)在關(guān)鍵技術(shù)上的不足，提升國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0008]基于以上原因，作者提出了利用視頻測(cè)距的海洋平臺(tái)起重機(jī)升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及方法，而直接栗控式電液升沉補(bǔ)償裝置作為利用視頻測(cè)距的海洋平臺(tái)起重機(jī)升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及方法的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，起到關(guān)鍵作用。
[0009]現(xiàn)有的升沉補(bǔ)償裝置分為被動(dòng)式升沉補(bǔ)償與主動(dòng)式升沉補(bǔ)償兩類，其中被動(dòng)式升沉補(bǔ)償是借助氣體的彈性，被動(dòng)的對(duì)船只升沉運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償；主動(dòng)式升沉補(bǔ)償裝置通過檢測(cè)船只運(yùn)動(dòng)，由控制器進(jìn)行控制，對(duì)船只的升沉運(yùn)動(dòng)進(jìn)行主動(dòng)的補(bǔ)償。主動(dòng)式升沉補(bǔ)償又分為以液壓缸作為執(zhí)行元件的線性補(bǔ)償、以液壓馬達(dá)作為執(zhí)行元件的回轉(zhuǎn)補(bǔ)償兩類。所述的直接栗控式電液升沉補(bǔ)償裝置屬于主動(dòng)式升沉補(bǔ)償中線性補(bǔ)償技術(shù)的一種。
[0010]現(xiàn)有的主動(dòng)式線性補(bǔ)償技術(shù)，其液壓系統(tǒng)均采用閥控開式回路，需要配備液壓油源、液壓閥組才能工作，不但體積龐大，管路連接復(fù)雜，元件多，且由于節(jié)流損失，整個(gè)系統(tǒng)效率很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]綜合現(xiàn)有各類型的升沉補(bǔ)償技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種直接栗控式電液升沉補(bǔ)償裝置，作為利用視頻測(cè)距的海洋平臺(tái)起重機(jī)升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能夠進(jìn)行起重機(jī)提升與下放全過程的智能升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、使起重機(jī)能夠平穩(wěn)的將負(fù)載提升離開且能夠平穩(wěn)下放至補(bǔ)給船甲板。
[0012]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、雙向液壓栗、蓄能器、快插接頭、兩個(gè)溢流閥、單出桿液壓缸、動(dòng)滑輪、靜滑輪、三個(gè)壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和內(nèi)置式位移傳感器；由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)帶動(dòng)雙向液壓栗轉(zhuǎn)動(dòng)，雙向液壓栗的兩輸出端分別與單出桿液壓缸的有桿腔和無桿腔連接，在雙向液壓栗的兩輸出端間并聯(lián)兩個(gè)反向安裝的溢流閥；蓄能器分三路，第一路與單出桿液壓缸有桿腔側(cè)連接，第二路與快插接頭連接，第三路與第一壓力傳感器連接，雙向液壓栗的兩輸出端分別接有第二壓力傳感器和第三壓力傳感器，伺服電機(jī)上接有轉(zhuǎn)速傳感器，三個(gè)壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、內(nèi)置式位移傳感器和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別與控制計(jì)算機(jī)連接；動(dòng)滑輪連接于單出桿液壓缸的活塞桿上，靜滑輪連接于單出桿液壓缸的底部，內(nèi)置式位移傳感器安裝在單出桿液壓缸內(nèi)。
[0013]所述伺服電機(jī)、雙向液壓栗、單出桿液壓缸、蓄能器、兩個(gè)溢流閥、快插接頭、三個(gè)壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和內(nèi)置式位移傳感器均集成構(gòu)成自治裝置。
[0014]所述動(dòng)滑輪、單出桿液壓缸的活塞桿和靜滑輪位于同一條軸線上。
[0015]所述蓄能器第一路與兩個(gè)反向安裝的液控單向閥的一端連接后，兩個(gè)反向安裝的液控單向閥的另一端并聯(lián)在雙向液壓栗的兩輸出端間。
[0016]本發(fā)明具有的有益效果是:
本發(fā)明通過所述的直接栗控差動(dòng)缸閉式回路構(gòu)成自治裝置，集成伺服電機(jī)與液壓元件、傳感器，由控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化設(shè)計(jì)，大大減少元件數(shù)量與裝置體積，無節(jié)流損失，且能進(jìn)行能量回收，顯著提高能效，其結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)方便，具有廣泛的實(shí)用性與先進(jìn)性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1、控制計(jì)算機(jī)，2、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，3、伺服電機(jī)，4、雙向液壓栗，5、蓄能器，
6、快插接頭，7、溢流閥，8、單出桿液壓缸，9、動(dòng)滑輪，10、靜滑輪，11、壓力傳感器，12、轉(zhuǎn)速傳感器，13、內(nèi)置式位移傳感器，14、液壓管路，15、電氣連接，16、液控單向閥。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明包括控制計(jì)算機(jī)1、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2、伺服電機(jī)3、雙向液壓栗<