CN106441409A - 一种卷筒缆绳层数的测量方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷筒缆绳层数的测量方法和装置，属于绞车领域。该测量方法包括检测卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁，检测卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂，根据卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁和卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂确定剩余缆绳层数I，当S₁＝S₂时，剩余缆绳层数i满足相应的公式，且缆绳缠满第i层，当S₁＞S₂时，剩余缆绳层数i满足相应的公式，且缆绳未缠满第i层，当S₁＜S₂时，剩余缆绳层数i满足相应的公式，且缆绳未缠满第i层，从而可以快速简单的测得剩余缆绳层数，避免了采用编码器测量效率低，可靠性差的问题。

Description

一种卷筒缆绳层数的测量方法和装置

技术领域

本发明涉及绞车领域，特别涉及一种卷筒缆绳层数的测量方法和装置。

背景技术

卷筒是一种用来缠绕缆绳的装置，通常与绞车共同使用，由绞车控制卷筒转动，实现收缆和放缆。

船用绞车在工作时，需要实时监测卷筒收缆或放缆长度、速度和缆绳上的张力，以便于控制船用绞车稳定工作，卷筒上所缠绕的剩余缆绳层数是获得上述几个信息的一个重要参数，目前通常是采用编码器来获取卷筒上所缠绕的剩余缆绳层数。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

一方面，编码器接口较多，调试较为复杂，降低了测量效率；另一方面，长期的收放缆绳，会导致编码器累计误差增大，最终可能会导致编码器读取的缆绳层数出现错误，可靠性低。

发明内容

为了解决现测量卷筒缆绳层数的方法效率低，可靠性差的问题，本发明实施例提供了一种卷筒缆绳层数的测量方法和装置。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种卷筒缆绳层数的测量方法，所述测量方法包括：

检测卷筒的第一端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₁，检测所述卷筒的第二端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₂；

根据所述卷筒的第一端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₁和所述卷筒的第二端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₂确定所述剩余缆绳层数i，当S₁＝S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

且所述缆绳缠满第i层；

当S₁＞S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

且所述缆绳未缠满第i层；

当S₁＜S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

且所述缆绳未缠满第i层，其中i为自然数，且i≤N，N为所述卷筒上所能缠绕的最大缆绳层数。

优选地，所述测量方法还包括：

输出提示信息，所述提示信息用于提示所述剩余缆绳层数i。

优选地，所述测量方法还包括：

当所述剩余缆绳层数i小于设定层数时，输出警示信息。

另一方面，本发明实施例还提供了一种卷筒缆绳层数的测量装置，所述测量装置包括：

检测单元，用于检测卷筒的第一端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₁，检测所述卷筒的第二端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₂；

控制单元，用于根据所述卷筒的第一端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₁和所述卷筒的第二端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₂确定所述剩余缆绳层数i，当S₁＝S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

且所述缆绳缠满第i层；

当S₁＞S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

且所述缆绳未缠满第i层；

当S₁＜S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

且所述缆绳未缠满第i层，其中i为自然数，且i≤N，N为所述卷筒上所能缠绕的最大缆绳层数。

进一步地，所述测量装置还包括：

提示单元，用于输出提示信息，所述提示信息用于提示所述剩余缆绳层数i。

可选地，所述提示单元包括显示器。

可选地，所述测量装置还包括：

信号传输单元，用于将所述检测单元生成的检测结果传输至所述控制单元。

优选地，所述信号传输单元包括：

无线信号发射器，用于接收并发射所述检测单元生成的检测结果；

无线信号接收器，用于接收所述无线信号发射器发射的所述检测单元生成的检测结果，并将所述检测单元生成的检测结果传输至所述控制单元。

进一步地，所述卷筒的两端分别设置有挡板，所述检测单元包括多个第一接近开关和多个第二接近开关，所述多个第一接近开关设置在所述卷筒的第一端的挡板上，且所述多个第一接近开关沿所述卷筒的径向向外间隔排列，距离所述卷筒的轴线最近的一个所述第一接近开关到所述卷筒的最小距离为R，相邻两个所述第一接近开关在所述卷筒的径向方向上的间距为所述多个第二接近开关设置在所述卷筒的第二端的挡板上，且所述多个第二接近开关沿所述卷筒的径向向外间隔排列，距离所述卷筒的轴线最近的一个所述第二接近开关到所述卷筒的最小距离为R，相邻两个所述第二接近开关在所述卷筒的径向方向上的间距为

可选地，所述测量装置还包括：

警报单元，用于当所述剩余缆绳层数i小于设定层数时，输出警示信息。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过检测卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁，检测卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂，当S₁＝S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳缠满第i层；当S₁＞S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层；当S₁＜S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层，从而可以快速简单的测得剩余缆绳层数，避免了采用编码器测量效率低，可靠性差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种卷筒缆绳层数的测量方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种卷筒缆绳层数的测量方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种缠有缆绳的卷筒的截面图；

图4是本发明实施例提供的一种卷筒缆绳层数的测量装置；

图5是本发明实施例提供的一种设有检测单元的卷筒的正视图；

图6是图5中的卷筒的侧视图；

图7是本发明实施例提供的一种测量装置的部分结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种卷筒缆绳层数的测量方法的流程图，如图1所示，该测量方法包括：

S11：检测卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁，检测卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂。

S12：根据卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁和卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂确定剩余缆绳层数i。

具体地，当S₁＝S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳缠满第i层；

当S₁＞S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层；

当S₁＜S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层，其中i为自然数，且i≤N，N为卷筒上所能缠绕的最大缆绳层数。

本发明实施例通过检测卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁，检测卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂，当S₁＝S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳缠满第i层；当S₁＞S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层；当S₁＜S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层，从而可以快速简单的测得剩余缆绳层数，避免了采用编码器测量效率低，可靠性差的问题。

图2是本发明实施例提供的另一种卷筒缆绳层数的测量方法的流程图，如图2所示，该测量方法包括：

S21：检测卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁，检测卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂。

S22：根据卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁和卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂确定剩余缆绳层数i。

当S₁＝S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳缠满第i层；

当S₁＞S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层；

当S₁＜S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层，其中i为自然数，且i≤N，N为卷筒上所能缠绕的最大缆绳层数。

图3是本发明实施例提供的一种缠有缆绳的卷筒的截面图，如图3所示，第一层缆绳20紧密排列在卷筒10的表面上，之后的每一层缆绳20均紧密排列在前一层缆绳20上，且除了奇数层(从紧贴卷筒的一层向外数)中的首尾两圈缆绳20外，其余的每一圈缆绳20均缠绕在前一层的相邻的两圈缆绳20之间，第一层缆绳20距卷筒10的表面的距离ΔD为R，任意相邻两层缆绳20到卷筒10的最小距离之差均为Δd，且

在本实施例中，检测到卷筒10的第一端(图3中卷筒10的左端)最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁为9.66R，且卷筒10的第二端(图3中卷筒10的右端)最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂也为9.66R，则表明卷筒上的剩余缆绳层数为6，且剩余缆绳刚好缠满了6层。

S23：输出提示信息。

具体地，提示信息用于提示剩余缆绳层数i，在得到卷筒上的剩余缆绳层数后，发出相应的提示信息以告知操作人员，便于操作人员进行其他相关操作。

实现时，该提示信息可以是但不限于是语音提示、字幕提示或其组合。

S24：当剩余缆绳层数i小于设定层数时，输出警示信息。

具体地，警示信息用于提示剩余缆绳层数i小于设定层数。从而可以确保其他相关操作的顺利进行，由于卷筒上所能缠绕的缆绳是有限的，在卷筒上剩余的缆绳较少时，可能会限制相关操作，例如通过缆绳下放海底机器人时，卷筒上剩余的缆绳较少时会限制海底机器人的下放距离。

可以想到的是，设定层数可以通过人工的方式进行设置，不同的使用场景，设定层数也可能不同。

需要说明的是，警示信息可以是但不限于是语音信息、光信息或其组合。

图4是本发明实施例提供的一种卷筒缆绳层数的测量装置，如图4所示，该测量装置包括检测单元30和控制单元40，其中，检测单元30用于检测卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁，检测卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂；

控制单元40用于根据卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁和卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂确定剩余缆绳层数i，当S₁＝S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳缠满第i层；

当S₁＞S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层；

当S₁＜S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层，其中i为自然数，且i≤N，N为卷筒上所能缠绕的最大缆绳层数。

本发明实施例通过检测卷筒的第一端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₁，检测卷筒的第二端最外层的缆绳到卷筒的最小距离S₂，当S₁＝S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳缠满第i层；当S₁＞S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层；当S₁＜S₂时，剩余缆绳层数i满足公式：

且缆绳未缠满第i层，从而可以快速简单的测得剩余缆绳层数，避免了采用编码器测量效率低，可靠性差的问题。

实现时，控制单元40可以是可编程逻辑控制器(英文名：Programmable LogicController，英文缩写：PLC)，PLC广泛应用于各种工业控制中，使用方便，编程简单。

优选地，该测量装置还可以包括提示单元50，提示单元50用于输出提示信息，提示信息用于提示剩余缆绳层数i，在得到卷筒上的剩余缆绳层数后，发出相应的提示信息以告知操作人员，可以便于操作人员进行其他相关操作。

在本实施例中，提示单元50包括显示器，显示器可以将剩余缆绳层数通过字幕的方式告知操作人员，使得操作人员可以直观的获取到剩余缆绳层数。

在其他实施例中，提示单元50可以是单独设置的扬声器或是扬声器和显示器的组合，也可以是其他可用于告知操作人员剩余缆绳层数的设备，本发明并不以此为限。

此外，该测量装置还包括信号传输单元60，用于将检测单元30生成的检测结果传输至控制单元40。

在本实施例中，信号传输单元60包括无线信号发射器和无线信号接收器，无线信号发射器用于接收并发射检测单元30生成的检测结果；无线信号接收器用于接收无线信号发射器发射的检测单元30生成的检测结果，并将检测单元30生成的检测结果传输至控制单元40。

实现时，无线信号发射器可以安装在卷筒上，无线信号接收器可以安装在用于设置控制单元40的控制台上，由于卷筒在工作过程中会连续转动，采用无线信号发射器和无线信号接收器进行信号的传输可以避免出现采用有线传输时的信号传输线缠绕在一起的情况。

此外，该装置还可以包括警报单元(图未示)，用于当剩余缆绳层数i小于设定层数时，输出警示信息，从而可以确保其他相关操作的顺利进行，由于卷筒上所能缠绕的缆绳是有限的，在卷筒上剩余的缆绳较少时，可能会限制相关操作，例如通过缆绳下放海底机器人时，卷筒上剩余的缆绳较少时会限制海底机器人的下放距离。

可以想到的是，设定层数可以通过人工的方式进行设置，不同的使用场景，设定层数也可能不同。

需要说明的是，警示信息可以是但不限于是语音信息、光信息或其组合。

实现时，警示信息也可以由提示单元50发出。

图5是本发明实施例提供的一种设有检测单元的卷筒的正视图，该卷筒10上设置有检测单元30，如图5所示，该卷筒10的两端分别设置有挡板11，检测单元30包括多个第一接近开关(如图5中的第一接近开关31a～31g)和多个第二接近开关(如图5中的第二接近开关32a～32g)，多个第一接近开关设置在卷筒10的第一端的挡板11上，且多个第一接近开关沿卷筒10的径向向外间隔排列，距离卷筒10的轴线最近的一个第一接近开关到卷筒10的最小距离为R，相邻两个第一接近开关在卷筒10的径向方向上的间距为多个第二接近开关设置在卷筒10的第二端的挡板11上，且多个第二接近开关沿卷筒的径向向外间隔排列，距离卷筒10的轴线最近的一个第二接近开关到卷筒10的最小距离为R，相邻两个第二接近开关在卷筒10的径向方向上的间距为第一层缆绳20紧密排列在卷筒10的表面上，之后的每一层缆绳20均紧密排列在前一层缆绳20上，且除了奇数层(从紧贴卷筒的一层向外数)中的首尾两圈缆绳20外，其余的每一圈缆绳20均缠绕在前一层的相邻的两圈缆绳20之间，因此任意相邻两层缆绳20到卷筒10的表面的距离之差均为以图5中的第一接近开关31f和第二接近开关32f为例，当对应第一接近开关31f的位置缠绕有缆绳20时，第一接近开关31f产生一个指示此处有缆绳20的信号，而对应第二接近开关32f的位置没有缆绳20，则第二接近开关32f不产生信号或是产生一个指示此处没有缆绳20的信号，控制单元40则可以根据这两个信号得知第6层缠绕有缆绳20，但没有缠满。

图6是图5中的卷筒的侧视图，如图6所示，卷筒10上还设置有无线信号发射器61，多个第一接近开关和多个第二接近开关可以通过数据线62与无线信号发射器61连接，从而通过无线信号发射器61发送检测结果。

图7是本发明实施例提供的一种测量装置的部分结构示意图，该部分可以设置在控制台上以便于操作，如图7所示，该部分包括无线信号接收器63、PLC41和显示器51，无线信号接收器63、PLC41和显示器51之间通过数据线62连接，无线信号接收器63接收到无线信号发射器61发送的检测结果，并将检测结果传输到PLC41，由PLC41根据接收到的检测结果确定出剩余缆绳层数i，显示器51则将剩余缆绳层数i显示出来，以告知给操作人员。

需要说明的是，第二接近开关的设置方式可以参照图6中的第一接近开关的设置方式，此处不再详述。

在本实施例中，第一接近开关和第二接近开关分别与两个无线信号发射器61连接。在其他实施例中，也可以通过数据线62将第一接近开关和第二接近开关与同一个无线信号发射器61连接。

需要说明的是：上述实施例提供的卷筒缆绳层数的测量装置在测量卷筒上缠绕的剩余缆绳层数时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的卷筒缆绳层数的测量装置与卷筒缆绳层数的测量方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卷筒缆绳层数的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

检测卷筒的第一端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₁，检测所述卷筒的第二端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₂；

根据所述卷筒的第一端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₁和所述卷筒的第二端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₂确定所述剩余缆绳层数i，当S₁＝S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

$S_1=R+\sqrt{3}(i-1)R,$

且所述缆绳缠满第i层；

当S₁＞S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

$S_1=R+\sqrt{3}(i-1)R,$

且所述缆绳未缠满第i层；

当S₁＜S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

$S_2=R+\sqrt{3}(i-1)R,$

且所述缆绳未缠满第i层，其中i为自然数，且i≤N，N为所述卷筒上所能缠绕的最大缆绳层数。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：

输出提示信息，所述提示信息用于提示所述剩余缆绳层数i。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：

当所述剩余缆绳层数i小于设定层数时，输出警示信息。

4.一种卷筒缆绳层数的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：

检测单元，用于检测卷筒的第一端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₁，检测所述卷筒的第二端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₂；

控制单元，用于根据所述卷筒的第一端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₁和所述卷筒的第二端最外层的所述缆绳到所述卷筒的最小距离S₂确定所述剩余缆绳层数i，当S₁＝S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

$S_1=R+\sqrt{3}(i-1)R,$

且所述缆绳缠满第i层；

当S₁＞S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

$S_1=R+\sqrt{3}(i-1)R,$

且所述缆绳未缠满第i层；

当S₁＜S₂时，所述剩余缆绳层数i满足公式：

$S_2=R+\sqrt{3}(i-1)R,$

且所述缆绳未缠满第i层，其中i为自然数，且i≤N，N为所述卷筒上所能缠绕的最大缆绳层数。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

提示单元，用于输出提示信息，所述提示信息用于提示所述剩余缆绳层数i。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述提示单元包括显示器。

7.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

信号传输单元，用于将所述检测单元生成的检测结果传输至所述控制单元。

8.根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述信号传输单元包括：

无线信号发射器，用于接收并发射所述检测单元生成的检测结果；

无线信号接收器，用于接收所述无线信号发射器发射的所述检测单元生成的检测结果，并将所述检测单元生成的检测结果传输至所述控制单元。

9.根据权利要求4～8任一项所述的测量装置，其特征在于，所述卷筒的两端分别设置有挡板，所述检测单元包括多个第一接近开关和多个第二接近开关，所述多个第一接近开关设置在所述卷筒的第一端的挡板上，且所述多个第一接近开关沿所述卷筒的径向向外间隔排列，距离所述卷筒的轴线最近的一个所述第一接近开关到所述卷筒的最小距离为R，相邻两个所述第一接近开关在所述卷筒的径向方向上的间距为所述多个第二接近开关设置在所述卷筒的第二端的挡板上，且所述多个第二接近开关沿所述卷筒的径向向外间隔排列，距离所述卷筒的轴线最近的一个所述第二接近开关到所述卷筒的最小距离为R，相邻两个所述第二接近开关在所述卷筒的径向方向上的间距为

10.根据权利要求4～8任一项所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

警报单元，用于当所述剩余缆绳层数i小于设定层数时，输出警示信息。