CN111717795A - 新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，取料器头部设置在垂直吊臂的下端，MRU和声学波浪仪分别设置在垂直吊臂上，垂直吊臂的靠近上端端部位置与水平梁的一端铰接，垂直吊臂的上端与摆动油缸一端铰接，摆动油缸另一端铰接在水平梁上，水平梁另一端铰接在卸船机机架上，变幅油缸一端铰接在水平梁上，变幅油缸另一端铰接在卸船机机架上，取料补偿控制器设置在卸船机的控制室内。本发明实时调整卸船机取料器的高度和角度，从而避免碰撞船体侧壁和底部，降低了整机在使用中的安全风险，降低了整机的维修率，增加了整机净工作时间，提高了效率，降低了能耗。

Description

新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统
技术领域
本发明涉及一种补偿控制系统，特别是一种新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统。
背景技术
埋刮板卸船机主要应用于粒状、粉状物料的卸船。例如：粮食码头或化肥码头等。适用100,000DWT以下的各种船型，卸船效率由300t/h到1500t/h不等。
埋刮板卸船机卸料过程为全封闭结构通过连续可调节的刮板运转进行物料输送，具有装卸综合效率高、环保等优点。卸船效率高达70%以上，清仓量远远小于传统机型--抓斗卸船机。高效率的同时，单位能耗低于0.4 kWh/t，具有绝佳的使用成本优势。同时，密闭的机槽输送环境，解决了传统门机等开放式卸船设备常见的粉尘污染问题，真正实现了环保输送。
然而传统埋刮板卸船机的垂直取料装置，在工作过程中，由于船体会跟随波浪起伏或者由于物料高低形状的变化，这种工况将导致垂直取料装置头部有可能取料过深或者取不到料，甚至碰撞船体。传统的垂直取料装置在上述工况下效率极低，操作安全性同时会受到极大影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，可以让取料装置头部自动实时修正取料高度和角度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，其特征在于：包含取料器头部、MRU、声学波浪仪、垂直吊臂、第一角度传感器、第二角度传感器、摆动油缸、液压系统状态监测传感器、水平梁、取料补偿控制器和变幅油缸，取料器头部设置在垂直吊臂的下端，MRU和声学波浪仪分别设置在垂直吊臂上，垂直吊臂沿竖直方向设置并且垂直吊臂的靠近上端端部位置与水平梁的一端铰接，第一角度传感器设置在垂直吊臂与水平梁铰接处，第二角度传感器设置在水平梁与卸船机机架铰接处，垂直吊臂的上端与摆动油缸一端铰接，摆动油缸另一端铰接在水平梁上，水平梁另一端铰接在卸船机机架上，变幅油缸一端铰接在水平梁上，变幅油缸另一端铰接在卸船机机架上，两组液压系统状态监测传感器分别设置在摆动油缸和变幅油缸上，取料补偿控制器设置在卸船机的控制室内。
进一步地，所述第一角度传感器用于测量垂直吊臂与水平梁之间的夹角θ1，第二角度传感器用于测量水平梁与卸船机机架之间的夹角θ2。
进一步地，所述MRU用于采集MRU到物料表面距离H1，声学波浪仪用于采集声学波浪仪到海平面的高度H2，并且MRU和声学波浪仪设置在垂直吊臂的同一高度。
进一步地，所述取料补偿控制器的控制流程为
通过MRU到物料表面距离H1和声学波浪仪到海平面的高度H2计算得到取料头到船底板的实际高度H3；
设定取料头到船底板的保护距离ΔH，若H3≤ΔH，取料补偿控制器控制变幅油缸伸长从而将取料头向上抬起直至H3>ΔH停止动作；
通过MRU到物料表面距离H1和声学波浪仪到海平面的高度H2计算得到取料头到物料表面的实际高度H7；
设定取料头埋入物料的最佳深度为Hz，若H7-Hz>a，a为设定的区间值，取料补偿控制器控制变幅油缸缩短从而将取料头向下直至H7-Hz≤a停止动作；
若H7-Hz<-a, 取料补偿控制器控制变幅油缸伸长从而将取料头向上直至H7-Hz≥-a停止动作。
进一步地，设垂直吊臂与水平梁之间的夹角θ1、水平梁与卸船机机架之间的夹角θ2顺时针方向为正，负时针方向为负，则垂直吊臂与竖直方向夹角θ3=θ1+θ2，设定θ3的区间值为[-Δθ, Δθ]；
若θ3<-Δθ, 取料补偿控制器控制摆动油缸缩短从而将垂直吊臂顺时针方向转动直至θ3≥-Δθ停止动作；
若θ3>-Δθ, 取料补偿控制器控制摆动油缸伸长从而将垂直吊臂逆时针方向转动直至θ3≤Δθ停止动作。
进一步地，所述取料头到船底板的实际高度H3的计算过程为
通过MRU连续采集若干组声学波浪仪到海平面的高度H2，去掉其中的最大值和最小值并求得若干组H2的平均值H2a，同时工作人员读取当前时刻船舶的吃水深度H4，则计算得到声学波浪仪到船底板的高度H5=H2a+ H4，声学波浪仪到取料头的距离H6已知，则可以得到当前时刻的取料头到船底板的实际高度H3=H5-H6= H2a+ H4-H6。
进一步地，所述取料头到物料表面的实际高度H7的计算过程为
MRU到物料表面距离H1，MRU到取料头的距离H6已知，则取料头到物料表面的实际高度H7= H6- H1。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明的新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统结构简单，控制原理及逻辑合理，系统易于搭建和实现；本发明的补偿控制系统可以根据船体的上浮和摆动实时调整卸船机取料器的高度和角度，从而避免碰撞船体侧壁和底部，降低了整机在使用中的安全风险，降低了整机的维修率，增加了整机净工作时间，提高了效率，降低了能耗。
附图说明
图1是本发明的新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统的示意图。
具体实施方式
为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，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晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明的一种新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，包含取料器头部1、MRU2、声学波浪仪3、垂直吊臂4、第一角度传感器5、第二角度传感器6、摆动油缸7、液压系统状态监测传感器、水平梁8、取料补偿控制器9和变幅油缸10，取料器头1部设置在垂直吊臂4的下端，MRU2和声学波浪仪3分别设置在垂直吊臂4上，垂直吊臂4沿竖直方向设置并且垂直吊臂4的靠近上端端部位置与水平梁8的一端铰接，第一角度传感器5设置在垂直吊臂4与水平梁8铰接处，第二角度传感器6设置在水平梁8与卸船机机架铰接处，垂直吊臂4的上端与摆动油缸7一端铰接，摆动油缸7另一端铰接在水平梁8上，水平梁8另一端铰接在卸船机机架上，变幅油缸10一端铰接在水平梁8上，变幅油缸10另一端铰接在卸船机机架上，两组液压系统状态监测传感器分别设置在摆动油缸7和变幅油缸10上，取料补偿控制器9设置在卸船机的控制室内。
第一角度传感器用于测量垂直吊臂与水平梁之间的夹角θ1，第二角度传感器用于测量水平梁与卸船机机架之间的夹角θ2。
MRU用于采集MRU到物料表面距离H1，声学波浪仪用于采集声学波浪仪到海平面的高度H2，并且MRU和声学波浪仪设置在垂直吊臂的同一高度。
取料补偿控制器的控制流程为
通过MRU到物料表面距离H1和声学波浪仪到海平面的高度H2计算得到取料头到船底板的实际高度H3；
设定取料头到船底板的保护距离ΔH，若H3≤ΔH，取料补偿控制器控制变幅油缸伸长从而将取料头向上抬起直至H3>ΔH停止动作；
通过MRU到物料表面距离H1和声学波浪仪到海平面的高度H2计算得到取料头到物料表面的实际高度H7；
设定取料头埋入物料的最佳深度为Hz，若H7-Hz>a，a为设定的区间值，取料补偿控制器控制变幅油缸缩短从而将取料头向下直至H7-Hz≤a停止动作；
若H7-Hz<-a, 取料补偿控制器控制变幅油缸伸长从而将取料头向上直至H7-Hz≥-a停止动作。
设垂直吊臂与水平梁之间的夹角θ1、水平梁与卸船机机架之间的夹角θ2顺时针方向为正，负时针方向为负，则垂直吊臂与竖直方向夹角θ3=θ1+θ2，设定θ3的区间值为[-Δθ,Δθ]；
若θ3<-Δθ, 取料补偿控制器控制摆动油缸缩短从而将垂直吊臂顺时针方向转动直至θ3≥-Δθ停止动作；
若θ3>-Δθ, 取料补偿控制器控制摆动油缸伸长从而将垂直吊臂逆时针方向转动直至θ3≤Δθ停止动作。
取料头到船底板的实际高度H3的计算过程为
通过MRU连续采集若干组声学波浪仪到海平面的高度H2，去掉其中的最大值和最小值并求得若干组H2的平均值H2a，同时工作人员读取当前时刻船舶的吃水深度H4，则计算得到声学波浪仪到船底板的高度H5=H2a+ H4，声学波浪仪到取料头的距离H6已知，则可以得到当前时刻的取料头到船底板的实际高度H3=H5-H6= H2a+ H4-H6。
取料头到物料表面的实际高度H7的计算过程为
MRU到物料表面距离H1，MRU到取料头的距离H6已知，则取料头到物料表面的实际高度H7= H6- H1。
本发明的新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统结构简单，控制原理及逻辑合理，系统易于搭建和实现；本发明的补偿控制系统可以根据船体的上浮和摆动实时调整卸船机取料器的高度和角度，从而避免碰撞船体侧壁和底部，降低了整机在使用中的安全风险，降低了整机的维修率，增加了整机净工作时间，提高了效率，降低了能耗。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而己，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，其特征在于：包含取料器头部、MRU、声学波浪仪、垂直吊臂、第一角度传感器、第二角度传感器、摆动油缸、液压系统状态监测传感器、水平梁、取料补偿控制器和变幅油缸，取料器头部设置在垂直吊臂的下端，MRU和声学波浪仪分别设置在垂直吊臂上，垂直吊臂沿竖直方向设置并且垂直吊臂的靠近上端端部位置与水平梁的一端铰接，第一角度传感器设置在垂直吊臂与水平梁铰接处，第二角度传感器设置在水平梁与卸船机机架铰接处，垂直吊臂的上端与摆动油缸一端铰接，摆动油缸另一端铰接在水平梁上，水平梁另一端铰接在卸船机机架上，变幅油缸一端铰接在水平梁上，变幅油缸另一端铰接在卸船机机架上，两组液压系统状态监测传感器分别设置在摆动油缸和变幅油缸上，取料补偿控制器设置在卸船机的控制室内。
2.按照权利要求1所述的新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，其特征在于：所述第一角度传感器用于测量垂直吊臂与水平梁之间的夹角θ1，第二角度传感器用于测量水平梁与卸船机机架之间的夹角θ2。
3.按照权利要求2所述的新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，其特征在于：所述MRU用于采集MRU到物料表面距离H1，声学波浪仪用于采集声学波浪仪到海平面的高度H2，并且MRU和声学波浪仪设置在垂直吊臂的同一高度。
4.按照权利要求2所述的新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，其特征在于：所述取料补偿控制器的控制流程为
通过MRU到物料表面距离H1和声学波浪仪到海平面的高度H2计算得到取料头到船底板的实际高度H3；
设定取料头到船底板的保护距离ΔH，若H3≤ΔH，取料补偿控制器控制变幅油缸伸长从而将取料头向上抬起直至H3>ΔH停止动作；
通过MRU到物料表面距离H1和声学波浪仪到海平面的高度H2计算得到取料头到物料表面的实际高度H7；
设定取料头埋入物料的最佳深度为Hz，若H7-Hz>a，a为设定的区间值，取料补偿控制器控制变幅油缸缩短从而将取料头向下直至H7-Hz≤a停止动作；
若H7-Hz<-a, 取料补偿控制器控制变幅油缸伸长从而将取料头向上直至H7-Hz≥-a停止动作。
5.按照权利要求4所述的新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，其特征在于：设垂直吊臂与水平梁之间的夹角θ1、水平梁与卸船机机架之间的夹角θ2顺时针方向为正，负时针方向为负，则垂直吊臂与竖直方向夹角θ3=θ1+θ2，设定θ3的区间值为[-Δθ,Δθ]；
若θ3<-Δθ, 取料补偿控制器控制摆动油缸缩短从而将垂直吊臂顺时针方向转动直至θ3≥-Δθ停止动作；
若θ3>-Δθ, 取料补偿控制器控制摆动油缸伸长从而将垂直吊臂逆时针方向转动直至θ3≤Δθ停止动作。
6.按照权利要求4所述的新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，其特征在于：所述取料头到船底板的实际高度H3的计算过程为
通过MRU连续采集若干组声学波浪仪到海平面的高度H2，去掉其中的最大值和最小值并求得若干组H2的平均值H2a，同时工作人员读取当前时刻船舶的吃水深度H4，则计算得到声学波浪仪到船底板的高度H5=H2a+ H4，声学波浪仪到取料头的距离H6已知，则可以得到当前时刻的取料头到船底板的实际高度H3=H5-H6= H2a+ H4-H6。
7.按照权利要求4所述的新型埋刮板卸船机垂直取料装置位置的补偿控制系统，其特征在于：所述取料头到物料表面的实际高度H7的计算过程为
MRU到物料表面距离H1，MRU到取料头的距离H6已知，则取料头到物料表面的实际高度H7= H6- H1。
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