一种气动泵疏浚船的泵头定位装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种气动泵疏浚船的泵头定位装置。


背景技术：

2.随着河湖水库清淤工程环保要求的日益增加，目前河湖清淤工程常用绞吸式和挖斗式疏浚船，这两种小型疏浚船在环保方面效果较差，绞吸疏浚船使用绞刀头将泥土破碎后吸入管道，在绞刀头横移及破碎过程中产生较大的扩散，而挖斗式直接将泥方暴露在水体中进行移动造成更为严重的环保问题；新型的气动泵式疏浚船开始逐渐进入清淤工程。气动泵式疏浚船使用气体作为输送动力，将气动泵头通过缆绳放入水底进行作业，气动泵头在水力和气力的共同作用下实现疏浚泥土的吸入和输送，水下气动泵头作为清淤装置具有机械扰动小、疏浚效率高等优点，更符合河湖水库清淤工程的环保要求。
3.由于气动泵疏浚船是通过缆绳将泵头放入水底进行作业，存在较大的问题是缺乏泵头的定位，导致在施工过程中无法获知泵头的姿态，而土质的变化也会影响疏浚效率，多种因素共同导致了疏浚的平整度差，需要反复的进行扫浅作业，增加不必要的工程量。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种气动泵疏浚船的泵头定位装置，它能对气动泵头的水下深度、工作姿态和相对船体位置的监测，以便在施工过程中对气动泵头的姿态进行及时调整，实现高精度的疏浚作业。
5.本实用新型的目的是这样实现的：一种气动泵疏浚船的泵头定位装置，所述疏浚船上设有驾驶室、泵头起落吊架和气动泵头，该泵头起落吊架包括布置在船体的甲板上并由油缸控制摆动的吊架、绕在吊架顶部的缆绳滑轮上的起落缆绳和固定在甲板上的缆绳绞盘，所述气动泵头的顶部与所述起落缆绳的根部连接，该气动泵头通过进排气管与设在船体上的空压机连接，该气动泵头上还连接通入泥舱的排泥管；所述泵头定位装置包括泵头姿态传感器、线缆姿态传感器、压力传感器、圈数计量器和控制台；其中，
6.所述泵头姿态传感器安装在所述气动泵头的顶部水平中间位置；
7.所述线缆姿态传感器安装在所述气动泵头的顶部并位于所述起落缆绳的根部；
8.所述压力传感器安装在所述气动泵头的顶部并位于所述泵头姿态传感器的一旁；
9.所述圈数计量器安装在所述缆绳绞盘的轴心上；
10.所述控制台布置在所述驾驶室内，该控制台通过信号线分别与所述泵头姿态传感器、线缆姿态传感器、压力传感器和圈数计量器连接。
11.上述的气动泵疏浚船的泵头定位装置，其中，所述泵头姿态传感器上的信号线、线缆姿态传感器上的信号线、压力传感器上的信号线均与所述进排气管并线后走线至船体上，再与所述圈数计量器的信号线并入信号线缆后与所述控制台连接。
12.本实用新型的气动泵疏浚船的泵头定位装置具有以下特点：通过在泵头上安装泵头姿态传感器、线缆姿态传感器和压力传感器，并在船体上的缆绳绞盘安装圈数计量器，能
够对气动泵头的水下深度、工作姿态和相对船体位置的监测，以便在施工过程中对气动泵头的姿态进行及时调整，实现高精度的疏浚作业。
附图说明
13.图1是本实用新型的气动泵疏浚船的泵头定位装置的结构示意图。
具体实施方式
14.下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
15.请参阅图1，本实用新型的气动泵疏浚船的泵头定位装置，疏浚船上设有驾驶室10、泵头起落吊架和气动泵头3，该泵头起落吊架包括布置在船体1的甲板上并由油缸控制摆动的吊架21绕在吊架顶部的缆绳滑轮22上的起落缆绳 23和固定在甲板上的缆绳绞盘24；气动泵头3的顶部与起落缆绳23的根部连接，该气动泵头3通过进排气管31与设在船体上的空压机30连接，该气动泵头3上还连接通入泥舱的排泥管32。
16.泵头定位装置包括泵头姿态传感器41、线缆姿态传感器42、压力传感器 43、圈数计量器44和控制台；其中，
17.泵头姿态传感器41安装在气动泵头3的顶部水平中间位置；
18.线缆姿态传感器42安装在气动泵头3的顶部并位于起落缆绳23的根部；
19.压力传感器43安装在气动泵头3的顶部并位于泵头姿态传感器41的一旁；
20.圈数计量器44安装在缆绳绞盘24的轴心上；
21.控制台布置在驾驶室10内，该控制台通过信号线分别与泵头姿态传感器 41、线缆姿态传感器42、压力传感器43和圈数计量器44连接。
22.泵头姿态传感器41、线缆姿态传感器42和压力传感器43均采用防水传感器，且泵头姿态传感器41上的信号线、线缆姿态传感器42上的信号线、压力传感器43上的信号线均与进排气管31并入线缆套管40后走线至船体上，再将圈数计量器44的信号线并入线缆套管40后通过rs485端口与控制台的电脑连接。
23.本实用新型的气动泵疏浚船的泵头定位装置，其中，泵头姿态传感器41 用于采集气动泵头3在水下摆放的水平角度，获取角度信息定位气动泵头2的疏浚角度，泵头姿态传感器41的固定方式采用螺丝固定；线缆姿态传感器42 用于测量疏浚过程中起落缆绳23的角度，获取水下的气动泵头3相对于船体的位置；压力传感器43能够采集气动泵头3顶部的水压，通过水压计算气动泵头3下放的实际深度，该压力传感器43的固定方式采用抱箍；圈数计量器 44用于读取缆绳绞盘24的转动圈数；控制台的电脑获取四个传感器的信息后通过计算得到气动泵头3的水下位置和姿态。
24.泵头姿态传感器41和线缆姿态传感器42的型号均为lpms-nav2s rs485；压力传感器43采用水下压力传感器；圈数计量器44采用编码器。
25.本实用新型的气动泵疏浚船的泵头定位装置，在施工过程中，控制台的电取泵头姿态传感器41、线缆姿态传感器42、压力传感器43和圈数计量器44 采集到的信息，得到以下数据：
26.气动泵头3的两维角度(rx、ry)，
27.起落缆绳23的两维角度(rx1、ry1)，
28.气动泵头3顶部的水压值(p)，
29.缆绳绞盘24的转动圈数值n；
30.计算气动泵头3的位置和姿态数据：
31.气动泵头3的下放水深为h＝p(kpa)/1000(kg/m3)/9.8；
32.气动泵头3的姿态为两维角度为rx、ry；
33.起落缆绳23的下放长度为l＝n
×
3.14
×
d(缆绳绞盘的直径)；
34.气动泵头3相对缆绳滑轮22的位置为x,y,z＝(lsin(ry1)
×
cos(rx1), lsin(ry1)
×
(sinrx1),-lcos(ry1))；
35.控制台根据计算结果值显示泵头位置状态；电脑反复读取四个传感器的信息，实时计算气动泵头3的深度、位置、工作姿态的数据并进行显示，操作人员根据气动泵头3的状态进行调整施工，达到高精度疏浚，提升疏浚精度。
36.以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。


技术特征：
1.一种气动泵疏浚船的泵头定位装置，所述疏浚船上设有驾驶室、泵头起落吊架和气动泵头，该泵头起落吊架包括布置在船体的甲板上并由油缸控制摆动的吊架、绕在吊架顶部的缆绳滑轮上的起落缆绳和固定在甲板上的缆绳绞盘，所述气动泵头的顶部与所述起落缆绳的根部连接，该气动泵头通过进排气管与设在船体上的空压机连接，该气动泵头上还连接通入泥舱的排泥管；所述泵头定位装置包括泵头姿态传感器、线缆姿态传感器、压力传感器、圈数计量器和控制台；其特征在于，所述泵头姿态传感器安装在所述气动泵头的顶部水平中间位置；所述线缆姿态传感器安装在所述气动泵头的顶部并位于所述起落缆绳的根部；所述压力传感器安装在所述气动泵头的顶部并位于所述泵头姿态传感器的一旁；所述圈数计量器安装在所述缆绳绞盘的轴心上；所述控制台布置在所述驾驶室内，该控制台通过信号线分别与所述泵头姿态传感器、线缆姿态传感器、压力传感器和圈数计量器连接。2.根据权利要求1所述的气动泵疏浚船的泵头定位装置，其特征在于，所述泵头姿态传感器上的信号线、线缆姿态传感器上的信号线、压力传感器上的信号线均与所述进排气管并线后走线至船体上，再与所述圈数计量器的信号线并入信号线缆后与所述控制台连接。

技术总结
本实用新型公开了一种气动泵疏浚船的泵头定位装置，包括泵头姿态传感器、线缆姿态传感器、压力传感器、圈数计量器和控制台。所述泵头姿态传感器安装在气动泵头的顶部水平中间位置；所述线缆姿态传感器安装在气动泵头的顶部并位于起落缆绳的根部；所述压力传感器安装在气动泵头的顶部并位于泵头姿态传感器的一旁；所述圈数计量器安装在缆绳绞盘的轴心上；所述控制台布置在驾驶室内，该控制台通过信号线分别与泵头姿态传感器、线缆姿态传感器、压力传感器和圈数计量器连接。本实用新型的泵头定位装置，能对气动泵头的水下深度、工作姿态和相对船体位置的监测，以便在施工过程中对气动泵头的姿态进行及时调整，实现高精度的疏浚作业。作业。作业。


技术研发人员：王晓华 庄福来 祁胜林 林勋凭 胡云飞 吴成宏 丘富顺 何达志 黄洪墘 田海涛
受保护的技术使用者：中交上海航道局有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2022/8/2