一种多节点固定式海洋绞车支撑架及其方法与流程

1.本发明涉及支撑架技术领域，具体涉及一种多节点固定式海洋绞车支撑架及其方法。


背景技术：

2.海洋绞车一般安装在海洋船舶上，用于释放和收卷线缆，在海洋绞车作业过程中，由于船舶姿态受到的波浪作用而造成升沉运动，导致海洋绞车在作业过程中缆绳所受到的张力在不停地发生变化，这种现象易造成缆绳疲劳，影响其使用寿命，并且大幅度剧烈变化的张力会造成缆绳断裂现象的发生，极易损伤设备，同时绞车在安装在船上的方式为固定安装，在进行其他角度作业时需要船舶移动进行位置的调整。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供了一种多节点固定式海洋绞车支撑架及其方法，通过设置支撑组件，在需要进行角度调节时，通过控制器设定调整角度后，控制器控制驱动电机调整绞车至指定的位置，在绞车进行线缆的收卷时，加速度传感器实时检测绞车的运动状态，在海洋船舶会跟随海浪升降时，通过补偿系统对加速度传感器的数据进行分析后，控制液压缸通过固定架改变绞车在轨道上的位置，避免海洋船舶会跟随海浪升降过程中绞车线缆和设备受到的拉力发生变化，解决了目前海洋绞车存在的进行其他角度作业时需要船舶移动进行位置的调整，同时在海洋船舶跟随海浪升降过程中，在收卷线缆时，线缆和与线缆连接的设备受到的拉力会不断发生变化容易造成线缆的和设备的损坏的问题。
4.鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
5.一种多节点固定式海洋绞车支撑架，包括：
6.支撑组件，所述支撑组件包括齿环、轴承、驱动电机、固定板、第一齿轮、圆盘固定杆、角度传感器、第二齿轮和顶盖；
7.其中，所述轴承设置于所述齿环的顶部，所述圆盘固定杆安装于所述轴承的顶部，所述固定板安装于所述圆盘固定杆的顶部，所述驱动电机和所述角度传感器分别设置于所述固定板上，所述第一齿轮安装于所述驱动电机的输出轴上，所述第一齿轮与所述齿环啮合，所述第二齿轮安装于所述角度传感器的传动轴上，所述第二齿轮与所述齿环啮合，所述顶盖设置于所述轴承的顶部；
8.补偿组件，所述补偿组件安装于所述支撑组件的顶部，补偿组件的顶部设置于有绞车，所述补偿组件用于对所述绞车进行运动补偿；
9.控制组件，所述控制组件包括控制箱、加速度传感器和控制器，所述控制箱安装于所述绞车上，所述加速度传感器和控制器设置于所述控制箱的内部，所述控制组件与所述补偿组件和所述支撑组件通信连接；
10.补偿系统，所述补偿系统用于控制所述补偿组件进行对所述绞车进行运动补偿，同时还用于控制所述绞车。
11.为了更好的实现本发明技术方案，还采用了如下技术措施。
12.进一步的，所述补偿组件包括轨道、固定架、滑动装置和液压缸，所述轨道设置于所述顶盖的顶部，所述固定架设置于所述轨道的上方，所述滑动装置设置于所述固定架和所述轨道之间，所述液压缸设置于所述轨道的一侧，所述液压缸的输出轴与所述固定架进行连接。
13.进一步的，所述滑动装置包括第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮和安装于所述固定架的底部，同时与所述轨道的顶部接触，所述第二滑轮安装于所述固定架的一侧，所述第二滑轮与所述轨道的一侧接触。
14.进一步的，所述控制器的信号输入端与所述加速度传感器和所述角度传感器的信号输出端通信连接，所述控制器的信号输出端分别与所述驱动电机、所述液压缸和所述绞车的信号输入端通信连接。
15.进一步的，所述补偿系统包括数据采集模块、数据分析模块和补偿调整模块；
16.所述数据采集模块用于采集所述加速度传感器的数据；
17.所述数据分析模块用于对所述数据采集模块采集的数据进行分析，得到绞车的运动状态；
18.所述补偿调整模块，用于根据绞车的运动状态控制所述液压缸调整绞车的位置，同时还用于调整所述绞车的转动方向。
19.进一步的，所述轴承为推力球轴承，所述轴承的底部与所述齿环的顶部固定连接，所述圆盘固定杆与所述轴承的顶部固定连接。
20.一种多节点固定式海洋绞车支撑架的工作方法，包括以下步骤：
21.s1，工作位置调节，通过控制器设定角度后，控制器控制驱动电机启动，驱动电机通通过第一齿轮带动补偿组件和绞车转动，角度传感器检测转动的角度，到设定的位置后，控制器控制驱动电机关闭；
22.s2，线缆收卷，通过控制器控制绞车进行线缆的收卷；
23.s3，数据监测，在收卷过程中，加速度传感器检测绞车的运动状态发送到控制器；
24.s4，调整，在绞车随波浪起伏高度不断发生变化时，控制液压缸伸出或缩回，带动固定架在轨道上方运动，对绞车的收卷进行运动补偿，使绞车收卷的线缆的拉力保持在稳定的状态。
25.相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：通过设置支撑组件，在需要进行角度调节时，通过控制器设定调整角度后，控制器控制驱动电机调整绞车至指定的位置，在绞车进行线缆的收卷时，加速度传感器实时检测绞车的运动状态，在海洋船舶会跟随海浪升降时，通过补偿系统对加速度传感器的数据进行分析后，控制液压缸通过固定架改变绞车在轨道上的位置，避免海洋船舶会跟随海浪升降过程中绞车线缆和设备受到的拉力发生变化，解决了目前海洋绞车存在的进行其他角度作业时需要船舶移动进行位置的调整，同时在海洋船舶跟随海浪升降过程中，在收卷线缆时，线缆和与线缆连接的设备受到的拉力会不断发生变化容易造成线缆的和设备的损坏的问题。
26.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
27.图1为本发明实施例公开的一种多节点固定式海洋绞车支撑架的结构示意图；
28.图2为本发明实施例公开的支撑组件的结构示意图；
29.图3为本发明实施例公开的补偿组件的结构示意图；
30.图4为本发明实施例公开的一种多节点固定式海洋绞车支撑架的通信框图；
31.图5为本发明实施例公开的补偿系统的结构示意图；
32.图6为本发明实施例公开的一种多节点固定式海洋绞车支撑架的工作方法流程示意图。
33.附图标记：1、支撑组件；11、齿环；12、轴承；13、驱动电机；14、固定板；15、第一齿轮；16、圆盘固定杆；17、角度传感器；18、第二齿轮；19、顶盖；2、补偿组件；21、轨道；22、固定架；23、滑动装置；231、第一滑轮；232、第二滑轮；24、液压缸；3、控制组件；31、控制箱；32、控制器；33、加速度传感器；4、绞车；5、补偿系统；51、数据采集模块；52、数据分析模块；53、补偿调整模块。
具体实施例
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.参照附图1-5所示，一种多节点固定式海洋绞车4支撑架，其包括支撑组件1、补偿组件2、控制系统和补偿系统5，支撑组件1包括齿环11、轴承12、驱动电机13、固定板14、第一齿轮15、圆盘固定杆16、角度传感器17、第二齿轮18和顶盖19，轴承12设置于齿环11的顶部，轴承12为推力球轴承12，轴承12的底部与齿环11的顶部固定连接，圆盘固定杆16与轴承12的顶部固定连接，圆盘固定杆16安装于轴承12的顶部，固定板14安装于圆盘固定杆16的顶部，驱动电机13和角度传感器17分别设置于固定板14上，第一齿轮15安装于驱动电机13的输出轴上，第一齿轮15与齿环11啮合，第二齿轮18安装于角度传感器17的传动轴上，第二齿轮18与齿环11啮合，顶盖19设置于轴承12的顶部，补偿组件2安装于支撑组件1的顶部，补偿组件2的顶部设置于有绞车4，补偿组件2用于对绞车4进行运动补偿，控制组件3包括控制箱31、加速度传感器33和控制器32，控制箱31安装于绞车4上，加速度传感器33和控制器32设置于控制箱31的内部，控制组件3与补偿组件2和支撑组件1通信连接，补偿系统5用于控制补偿组件2进行对绞车4进行运动补偿，同时还用于控制绞车4,通过设置支撑组件1，在需要进行角度调节时，通过控制器32设定调整角度后，控制器32控制驱动电机13调整绞车4至指定的位置，在绞车4进行线缆的收卷时，加速度传感器33实时检测绞车4的运动状态，在海洋船舶会跟随海浪升降时，通过补偿系统5对加速度传感器33的数据进行分析后，控制液压缸24通过固定架22改变绞车4在轨道21上的位置，避免海洋船舶会跟随海浪升降过程中绞车4线缆和设备受到的拉力发生变化，解决了目前海洋绞车4存在的进行其他角度作业时需要船舶移动进行位置的调整，同时在海洋船舶跟随海浪升降过程中，在收卷线缆时，线缆和与线缆连接的设备受到的拉力会不断发生变化容易造成线缆的和设备的损坏的问题。
36.本发明实施例还通过以下技术方案进行实现。
37.参照附图1、3所示，在本发明实施例中，补偿组件2包括轨道21、固定架22、滑动装置23和液压缸24，轨道21设置于顶盖19的顶部，固定架22设置于轨道21的上方，滑动装置23
设置于固定架22和轨道21之间，液压缸24设置于轨道21的一侧，液压缸24的输出轴与固定架22进行连接，滑动装置23包括第一滑轮231和第二滑轮232，第一滑轮231和安装于固定架22的底部，同时与轨道21的顶部接触，第二滑轮232安装于固定架22的一侧，第二滑轮232与轨道21的一侧接触,滑动装置23的数量为四个，分布在固定架22的四角处，用于限制固定架22的位置以及便于滑动装置23在轨道21上运动，在进运动补偿时，液压缸24通过输出轴伸出或缩回带动固定架22和绞车4在轨道21上来回运动，在绞车4在进行线缆收卷时，防止线缆受到的拉力不均匀导致线缆以及连接在线缆上的设备损坏，解决了目前海洋绞车存在的进行其他角度作业时需要船舶移动进行位置的调整，同时在海洋船舶跟随海浪升降过程中，在收卷线缆时，线缆和与线缆连接的设备受到的拉力会不断发生变化容易造成线缆的和设备的损坏的问题。
38.参照附图1-4所示，在本发明实施例中，控制器32的信号输入端与加速度传感器33和角度传感器17的信号输出端通信连接，控制器32的信号输出端分别与驱动电机13、液压缸24和绞车4的信号输入端通信连接，加速度传感器33检测绞车4的运动状态，将检测的信号输入到控制器32，控制器32根据信号控制液压缸24调整绞车4的位置，保持绞车4上线缆的受到的拉力平稳，避免出现拉力跟随海浪升降发生变化从而导致线缆和设备的损坏，角速度传感器检测绞车4的转动角度，将检测到的信号输入到控制器32，控制器32根据设定的角度对绞车4进行调整，解决了目前海洋绞车存在的进行其他角度作业时需要船舶移动进行位置的调整问题。
39.参照附1-5所示，在本发明实施例中，补偿系统5设置于控制器32上，补偿系统5包括数据采集模块51、数据分析模块52和补偿调整模块53；
40.数据采集模块51用于采集加速度传感器33的数据；
41.具体的，数据采集模块51采集加速度传感器33检测得到的数据，将检测得到的数据发送到数据分析模块52进行分析。
42.数据分析模块52用于对数据采集模块51采集的数据进行分析，得到绞车4的运动状态，补偿调整模块53，用于根据绞车4的运动状态控制液压缸24调整绞车4的位置，同时还用于调整绞车4的转动方向；
43.具体的，分析模块对输入的加速度传感器33的数据进行分析，在船舶跟随海浪上下起伏的过程中，船舶处于上升过程时，线缆以及与线缆连接的设备受到的拉力会陡然增大，分析模块根据加速度传感器33的数据，在判断船舶在上升状态时，补偿调整模块53根据船舶的运动状态控制液压缸24伸出，同时控制绞车4的电机反转放线，在船舶处于下降过程时，线缆以及与线缆连接的设备受到的拉力会陡然减小，分析模块根据加速度传感器33的数据，在判断船舶在下降状态时，补偿调整模块53根据船舶的运动状态控制液压缸24缩回，同时控制绞车4的电机正转进行收卷。
44.参照附图1-6所示，本发明还提出一种多节点固定式海洋绞车支撑架的工作方法，包括以下步骤：
45.s1，工作位置调节，通过控制器32设定角度后，控制器32控制驱动电机13启动，驱动电机13通通过第一齿轮15带动补偿组件2和绞车4转动，角度传感器17检测转动的角度，到设定的位置后，控制器32控制驱动电机13关闭；
46.s2，线缆收卷，通过控制器32控制绞车4进行线缆的收卷；
47.s3，数据监测，在收卷过程中，加速度传感器33检测绞车4的运动状态发送到控制器32；
48.s4，调整，在绞车4随波浪起伏高度不断发生变化时，控制液压缸24伸出或缩回，带动固定架22在轨道21上方运动，对绞车4的收卷进行运动补偿，使绞车4收卷的线缆的拉力保持在稳定的状态，运动补偿具体过程为：在船舶跟随海浪上下起伏的过程中，船舶处于上升过程时，线缆以及与线缆连接的设备受到的拉力会陡然增大，分析模块根据加速度传感器33的数据，在判断船舶在上升状态时，补偿调整模块53根据船舶的运动状态控制液压缸24伸出，同时控制绞车4的电机反转放线，在船舶处于下降过程时，线缆以及与线缆连接的设备受到的拉力会陡然减小，分析模块根据加速度传感器33的数据，在判断船舶在下降状态时，补偿调整模块53根据船舶的运动状态控制液压缸24缩回，同时控制绞车4的电机正转进行收卷。
49.具体的，在需要调节绞车4的位置时，通过控制器32设定角度后，控制器32控制驱动电机13启动，驱动电机13通通过第一齿轮15带动补偿组件2和绞车4转动，角度传感器17检测转动的角度，到设定的位置后，控制器32控制驱动电机13关闭，在收卷线缆的过程中，绞车4跟随船舶随波浪起伏高度不断发生变化时，控制液压缸24伸出或缩回，带动固定架22在轨道21上方运动，对绞车4的收卷进行运动补偿，使绞车4收卷的线缆的拉力保持在稳定的状态，在船舶跟随海浪上下起伏的过程中，船舶处于上升过程时，线缆以及与线缆连接的设备受到的拉力会陡然增大，分析模块根据加速度传感器33的数据，在判断船舶在上升状态时，补偿调整模块53根据船舶的运动状态控制液压缸24伸出，同时控制绞车4的电机反转放线，在船舶处于下降过程时，线缆以及与线缆连接的设备受到的拉力会陡然减小，分析模块根据加速度传感器33的数据，在判断船舶在下降状态时，补偿调整模块53根据船舶的运动状态控制液压缸24缩回，同时控制绞车4的电机正转进行收卷，在海洋船舶会跟随海浪升降时，通过补偿系统5对加速度传感器33的数据进行分析后，控制液压缸24通过固定架22改变绞车4在轨道21上的位置，避免海洋船舶会跟随海浪升降过程中绞车4线缆和设备受到的拉力发生变化，解决了目前海洋绞车4存在的进行其他角度作业时需要船舶移动进行位置的调整，同时在海洋船舶跟随海浪升降过程中，在收卷线缆时，线缆和与线缆连接的设备受到的拉力会不断发生变化容易造成线缆的和设备的损坏的问题。
50.需要说明的是，驱动电机13、角度传感器17、液压缸24、控制器32和加速度传感器33具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
51.驱动电机13、角度传感器17、液压缸24、控制器32和加速度传感器33的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
52.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。