CN114524324A - 一种海缆铺设轮组间隙调节方法及系统 - Google Patents

一种海缆铺设轮组间隙调节方法及系统 Download PDF

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CN114524324A CN202210230011.3A CN202210230011A CN114524324A CN 114524324 A CN114524324 A CN 114524324A CN 202210230011 A CN202210230011 A CN 202210230011A CN 114524324 A CN114524324 A CN 114524324A
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Abstract

本申请涉及一种海缆铺设轮组间隙调节方法及系统,涉及海底缆线铺设技术领域,其包括,获取并存储待布海缆形状数据;建立并存储布缆时各牵引压轮的理论压力数据;根据理论压力数据与形状数据,基于预设的距离估计算法,生成待布海缆各位置经过各牵引压轮时的理论距离数据;采集布缆机布缆时牵引轮速度数据以及压轮位置数据,采集布缆机已布缆长度数据;根据牵引轮速度数据与已布缆长度数据,计算并生成海缆位于布缆机中的位置数据;基于形状数据与位置数据,对比理论距离数据,调节压轮位置数据。本申请具有更好的保证不同直径海缆在布缆机中张力一致性的效果。

Description

一种海缆铺设轮组间隙调节方法及系统
技术领域
本申请涉及海底缆线铺设技术领域,尤其是涉及一种海缆铺设轮组间隙调节系统及方法。
背景技术
海缆是用绝缘材料包裹的电缆,铺设在海底,用于电信传输。海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。现代的海底电缆都是使用光纤作为材料,传输电话和互联网信号。
在海缆进行深海铺设时,需要用到布缆机,布缆机上有成对设置的多组牵引压轮,牵引压轮包括上下成对设置的牵引轮与压轮,牵引轮由电机驱动转动,电机由或等控制模块控制转速,压轮由液压装置控制其升降高度,进而调节牵引轮与压轮之间的间隙。为了保证海缆在铺设下水前的张力保持一致、避免海缆下水后出现弯曲现象,每对牵引压轮的转速及压力都经过了精确的计算和调节。
针对上述相关技术,发明人认为,在远洋海缆铺设时,海缆的中继器需要随同海缆一同下水,这样就使得进入布缆机的海缆直径发生变化,直径变化会造成牵引压轮作用在海缆上的压力产生变化,进而使得海缆下水的张力发生改变。
发明内容
为了更好的保证不同直径海缆在布缆机中张力的一致性,本申请提供一种海缆铺设轮组间隙调节方法及系统。
第一方面,本申请提供的一种海缆铺设轮组间隙调节方法,采用如下的技术方案:一种海缆铺设轮组间隙调节方法,包括,
获取并存储待布海缆形状数据;
建立并存储布缆时各牵引压轮的理论压力数据;
根据所述理论压力数据与所述形状数据,基于预设的距离估计算法,生成所述待布海缆各位置经过各牵引压轮时的理论距离数据;
采集布缆机布缆时牵引轮速度数据以及压轮位置数据,采集布缆机已布缆长度数据;
根据所述牵引轮速度数据与所述已布缆长度数据,计算并生成海缆位于布缆机中的位置数据;基于所述形状数据与所述位置数据,对比所述理论距离数据,调节所述压轮位置数据。
通过采用上述技术方案,为保证海缆的张力保持一致,需要使布缆机各组牵引压轮对海缆的压力与预设的理论压力始终保证大体一致,在海缆直径始终保持不变时,仅需将各组压轮调整至与牵引轮合适距离即可。但在针对不同直径海缆进行布缆时,压轮需要根据海缆直径进行实时调整才能确保牵引压轮对海缆的压力与理论压力相同,本申请首先根据理论压力数据与海缆的形状数据计算得到不同直径的海缆在各牵引轮组中的理论距离数据,根据此理论距离数据对轮组间隙进行实时调节。接着利用采集到的牵引轮速度数据与已布缆的长度数据得到在布缆机中各牵引压轮中海缆的位置数据,基于此位置数据与海缆的形状数据即可对压轮形成前馈实时控制,从而使布缆机各组牵引压轮对海缆的压力与预设的理论压力始终保证大体一致,进而更好的保证了不同直径海缆在布缆机中张力的一致性。
可选的,方法还包括如下步骤,
计算前序各所述压轮位置数据的调整变化值;
根据前序各所述调整变化值计算并生成布缆机中缆线的实际速度值;
以及,调整后续所述压轮位置数据时,将所述实际速度值根据预设的更新规则融合入所述位置数据。
通过采用上述技术方案,根据各前序压轮的调整变化值可计算得到同一处海缆进入前序各牵引压轮中的时间差,根据时间差结合各牵引压轮之间的固定距离,可得到海缆在布缆机中的实际速度值,该实际速度值理论上是与经换算后的牵引轮的速度数据保持一致的,但基于布缆机所工作的布缆船晃动环境,使得两者之间可能发生偏差的,本申请在发生偏差时对两速度数据进行更新融合,既提高了生成的位置数据的精确性,又提供了该控制方法的鲁棒性。
可选的,方法还包括如下步骤,
采集海缆位于布缆机中时各压轮的压力数据;
计算前序压轮的压力数据与所述理论压力数据的之间的压力差值;
以及,根据前序压轮的所述压力差值,调整后续压轮的所述压轮位置数据。
通过采用上述技术方案,理论上根据控制压轮与牵引轮之间的距离即可控制牵引压轮件中海缆受到的压力。但在实际使用过程中,由于牵引轮与压轮均由橡胶材质制成,若海缆的材质和直径存在一定的变化,自身受到牵引压轮的压力也会存在些许差别,为消除该差别带来的压力误差,本申请使用压力传感器对压力数据进行检测,得到压力差值,根据此压力差值对压轮位置数据进行调整,进一步提高了控制的精确性。
可选的,所述获取并存储待布海缆形状数据包括如下步骤,
建立并存储海缆各段型号数据与对应的形状数据;
实时采集待进入布缆机各段海缆的型号数据;
根据采集到的所述型号数据,调取与所述型号数据相对应的形状数据。
通过采用上述技术方案,实时读取进入布缆机的海缆型号,根据该段海缆型号读取数据库内对应的形状数据,从而便于后续方法根据此形状数据进行实时控制。
可选的,所述形状数据包括长度数据和直径数据。
通过采用上述技术方案,直径数据便于后续方法根据此数据对压轮进行调节控制,长度数据便于后续方法根据此数据控制压轮的控制时间。
可选的,所述理论压力数据设置为多个,各所述理论压力数据对应不同的张力值。
通过采用上述技术方案,布缆时海缆不同的张力值对应的理论压力值时不同的,本申请根据布缆时不同的张力要求建立对应的理论压力值,从而便于该方法适用于不同张力海缆的布缆作业。
可选的,所述建立并存储布缆时各牵引压轮的理论压力数据,包括,
获取用户输入的设定张力值;
基于所述设定张力值,生成该设定张力值所对应的理论压力数据。
通过采用上述技术方案,便于布缆机在进行布缆操作前根据输入放入设定张力值读取对应的理论压力数据,从而便于后续对压力位置数据进行合适的控制。
方法还包括如下步骤,
采集布缆时海缆受到的实际张力值;
计算所述实际张力值与所述设定张力值之间的张力差值;
以及,基于所述张力差值,调整所述压轮位置数据。
通过采用上述技术方案,对布缆机布缆时海缆受到的张力进行实时检测,并与设定的设定压力值进行比较,获得压力差值,基于此压力差值对压轮位置进行调整,从而进一步提高了控制的精确性。
可选的,所述基于所述形状数据与所述位置数据,对比所述理论距离数据,调节所述压轮位置数据,具体包括,
基于所述位置数据,获取海缆位于布缆机中各牵引压轮之间海缆的形状数据;
基于各所述牵引压轮之间海缆的形状数据,查找所述理论距离数据,得到各压轮到牵引轮的理论距离;
基于各所述压轮到牵引轮的理论距离,调整各压轮的压轮位置数据。
通过采用上述技术方案,具体公开了基于形状数据、位置数据控制压轮位置数据的方法。
第二方面,本申请提供了一种海缆铺设轮组间隙调节系统,包括,
采集模块,用于采集布缆机布缆时牵引轮速度数据以及压轮位置数据,采集布缆机已布缆长度数据,采集海缆位于布缆机中时各压轮的压力数据,采集待进入布缆机各段海缆的型号数据以及采集海缆受到的实际张力值;
传输模块,信号连接于所述采集模块,用于收集并传输所述采集模块采集到的检测数据;存储模块,存储有待布海缆形状数据、理论压力数据以及存储有上述方法中任意一项所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法对应的程序数据;
处理模块,信号连接于所述传输模块并数据连接于所述存储模块,接收所述检测数据,基于存储模块内存储的所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法对应的程序数据,对上述检测数据进行处理,生成响应的控制信号;
执行模块,控制连接于所述处理模块,接收并响应所述控制信号,用于对控制压轮升降的升降装置进行调节。
通过采用上述技术方案,采集模块对布缆机以及海缆的各种数据进行采集,并通过传输模块将采集到的检测数据传输至处理模块,处理模块基于存储模块内的控制方法对检测数据进行分析处理,响应出相应的控制信号。基于此控制信号,执行模块对压轮的升降装置进行调节,从而完成对海缆受到的压力的调节,进而保证不同直径海缆在布缆机中张力的一致性。
可选的,所述采集模块包括,
速度传感器,设置于牵引轮电机自由端,用于检测牵引轮电机的牵引轮速度数据;
位移传感器,设置与压轮位置处,用于检测压轮位置数据;
计数器,设置在布缆机牵引压轮的出口位置处,用于采集布缆机已布缆长度数据;
压力传感器,设置在压轮与升降装置之间,用于检测海缆位于布缆机中时各压轮的压力数据;
图像采集器,设置在布缆机牵引压轮的入口位置处,用于采集待进入布缆机各段海缆的型号数据;
张力传感器,设置在布缆机与安装机台之间,用于采集海缆受到的实际张力值。
通过采用上述技术方案,便于对布缆机以及海缆的各种数据进行采集。
可选的,所述计数器采用冗余设计,各冗余所述计数器均电连接于所述处理模块。
通过采用上述技术方案,所述计数器采用冗余设计,各冗余所述计数器均电连接于所述处理模块。
通过采用上述技术方案,计数器作为测量已布缆长度的关键测量元件,为防止系统因一个计数器出现故障影响系统运行,故采用冗余设计,从而增强了系统的稳定性。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.本申请首先根据理论压力数据与海缆的形状数据计算得到不同直径的海缆在各牵引轮组中的理论距离数据,根据此理论距离数据对轮组间隙进行实时调节。接着利用采集到的牵引轮速度数据与已布缆的长度数据得到在布缆机中各牵引压轮中海缆的位置数据,基于此位置数据与海缆的形状数据即可对压轮进行实时调整,从而使布缆机各组牵引压轮对海缆的压力与预设的理论压力始终保证大体一致,进而更好的保证了不同直径海缆在布缆机中张力的一致性;
2.根据各前序压轮的调整变化值可计算得到同一处海缆进入前序各牵引压轮中的时间差,根据时间差结合各牵引压轮之间的固定距离,可得到海缆在布缆机中的实际速度值,该实际速度值理论上是与经换算后的牵引轮的速度数据保持一致的,但基于布缆机所工作的布缆船晃动环境,两者是存在偏差的,本申请同时对两速度数据进行融合,既提高了生成的位置数据的精确性,又提供了该控制方法的鲁棒性;
3.理论上根据控制压轮与牵引轮之间的距离即可控制牵引压轮件中海缆受到的压力。但在实际使用过程中,由于牵引轮与压轮均由橡胶材质制成,若海缆的材质和直径存在一定的变化,自身受到牵引压轮的压力也会存在些许差别,为消除该差别带来的压力误差,本申请使用压力传感器对压力数据进行检测,得到压力差值,根据此压力差值对压轮位置数据进行调整,进一步提高了控制的精确性。
附图说明
图1是本申请实施例布缆机的结构示意图。
图2是本申请实施例一种海缆铺设轮组间隙调节方法前馈控制流程图。
图3是本申请实施例速度反馈流程图。
图4是本申请实施例压力反馈流程图。
图5是本申请实施例张力反馈流程图。
图6是本申请实施例一种海缆铺设轮组间隙调节系统的拓扑图。
附图标记说明:1、机架;2、牵引压轮;21、牵引轮;22、压轮;3、电机;4、升降装置;5、采集模块;51、速度传感器;52、位移传感器;53、计数器;54、压力传感器;55、图像采集器;56、张力传感器;6、传输模块;7、处理模块;8、存储模块;9、执行模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例中所述的方法步骤,其执行顺序可以按照具体实施方式中所述的顺序执行,也可以根据实际需要,在能够解决技术问题的前提下,调整各步骤的执行顺序,在此不一一列举。
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种海缆铺设轮组间隙调节方法,基于一个滑动安装于布缆船甲板上的布缆机,布缆机通过线性滑动轴承安装在布缆船甲板上。参照图1,布缆机包括机架1,机架1上设置有多组沿海缆长度方向分布且并列排布的牵引压轮2。牵引压轮2包括成对设置的牵引轮21与压轮22,各牵引轮21均由一电机3驱动,各压轮22也均由一升降装置4控制,电机3选用为减速机,升降装置4选用为液压缸。压轮22对海缆进行压紧,牵引轮21对海缆进行牵引,从而实现布缆操作。在布缆时,为保证布缆时海缆所受到的张力保持一致,必须控制所有电机3转速保持一致,同时各压轮22对海缆的压力也需进行精确控制,在实际实验中,压轮22需要作用在海缆上的压力大小从布缆机入口至出口方向上呈正态分布。
参照图1和图2,一种海缆铺设轮组间隙调节方法,包括如下步骤
S1,获取并存储待布海缆形状数据,该形状数据包括各型号缆线直径与长度数据,缆线直径范围在12mm-400mm之间,以及各型号中继器直径与长度数据,中继器直径小于400mm。具体的,该步骤分为如下三个子步骤,
S101,建立并存储海缆各段型号数据与对应的形状数据,此类数据可通过线路以及中继器的产品说明中进行查询并输入;
S102,实时采集待进入布缆机各段海缆的型号数据,型号数据可通过标签预先张贴在直径不同的各段海缆首端位置处,也可通过直径特征直接进行特征匹配;
S103,根据采集到的型号数据,调取与型号数据相对应的形状数据,根据型号数据在数据库内匹配并调取相对应的形状数据。
同时,执行步骤S2,建立并存储布缆时各牵引压轮2的理论压力数据,该理论压力数据设置为多个且理论压力数据内各压力值从布缆机入口至出口方向上呈正态分布,各理论压力数据对应不同的张力值。在本实施例中,理论压力数据共有八组,分别为收揽模式下20T拉力值时各牵引压轮2的理论压力数据、收揽模式下10T拉力值时各牵引压轮2的理论压力数据、收揽模式下4T拉力值时各牵引压轮2的理论压力数据、收揽模式下0.5T拉力值时各牵引压轮2的理论压力数据,以及放缆模式下20T拉力值时各牵引压轮2的理论压力数据、放缆模式下10T拉力值时各牵引压轮2的理论压力数据、放缆模式下4T拉力值时各牵引压轮2的理论压力数据、放缆模式下0.4T拉力值时各牵引压轮2的理论压力数据。
在建立完不同模式下不同拉力值时各牵引压轮2的理论压力数据的数据库之后,在进行布缆时,先根据牵引压轮2的转动方向判断此时布缆机处于收揽模式还是放缆模式,再获取用户输入的设定张力值,从而确定该设定张力值所对应的理论压力数据。
基于上述用户输入的设定张力值所对应的理论压力数据,执行步骤S3,根据理论压力数据与形状数据,基于预设的距离估计算法,生成待布海缆各位置经过各牵引压轮2时的理论距离数据;具体的,距离估计算法为:
Figure BDA0003537987070000071
其中,H为压轮22与牵引轮21之间的理论距离,R为形状数据中海缆的直径。σ为压轮22作用在海缆上的压力,该数据可由理论压力数据获得。E为比例常数,通常称为弹性系数或扬氏模量,不同的材料有其固定的扬氏模量,在本实施例中,E由牵引轮21与压轮22的材质决定。此外α,β,γ为修正系数,均为固定常数。从而基于理论压力数据与形状数据,即可获得待布海缆各位置经过各牵引压轮2时的理论距离数据。
基于此理论距离数据,执行步骤S4,采集布缆机布缆时牵引轮21速度数据以及压轮22位置数据,采集布缆机已布缆长度数据,通过此步骤,获取布缆机的状态信息与布缆机中海缆的状态信息。
根据采集到的检测数据,执行步骤S5,根据牵引轮21速度数据与已布缆长度数据,计算并生成海缆位于布缆机中的位置数据,此步骤用于确定海缆位于布缆机中的具体位置,从而便于确定即将进入各牵引压轮2中海缆对应的形状信息。
接着执行步骤S6,基于形状数据与位置数据,对比理论距离数据,调节压轮22位置数据。具体的,该步骤包括以下三个子步骤:
S601,基于步骤S5中得到的位置数据,获取海缆位于布缆机中各牵引压轮2之间海缆的形状数据;
S602,基于各牵引压轮2之间海缆的形状数据,查找步骤S3中得到的理论距离数据,得到各压轮22到牵引轮21的理论距离H;
S603,基于各压轮22到牵引轮21的理论距离H,调整各压轮22的压轮22位置数据,具体调节规则为:若压轮22与牵引轮21之间的距离大于理论距离H,则减小压轮22与牵引轮21之间的距离,已使得海缆进入该组牵引压轮2时的压力保持在理论压力;若压轮22与牵引轮21之间的距离小于理论距离,则增大压轮22与牵引轮21之间的距离,同样使海缆进入该组牵引压轮2时的压力保持在理论压力。
进一步的,由于上述距离估计算法中E假定的是牵引轮21组与海缆接触时,只有牵引轮21组表面发生弹性形变,而海缆则是刚性,不发生形变,从而使得理论距离H与实际距离存在一定的偏差。同时基于布缆船的工作平台位于较为颠簸的布缆船上之一特殊工作场景,本申请在控制轮组间隙时进一步提供了以下修正偏差的控制方法。
参照图1和图3,一种海缆铺设轮组间隙调节方法进一步包括如下步骤:
S7,计算前序各压轮22位置数据的调整变化值。
S8,根据前序各调整变化值计算并生成布缆机中缆线的实际速度值。
S9,调整后续压轮22位置数据时,将实际速度值根据预设的更新规则融合入位置数据,上述更新规则为:当实际速度值与换算后的牵引轮21速度值在一预设的阈值内保持一致时,位置数据保持不变;当实际速度值与换算后的某一牵引轮21速度值的偏差超过预设的范围值时,该牵引轮21后续的位置数据由实际速度值确定,直至该换算后的牵引轮21速度值与实际速度值的偏差回归至预设的阈值内。
步骤S7、S8、S9是为了防止某一牵引轮21与海缆之间发生打滑现象,通过牵引轮21换算的速度值产生偏差,进而通过实际速度值更新后续牵引轮21的控制,从而提高了控制方法的鲁棒性与精确性。
进一步的,参照图1和图4,一种海缆铺设轮组间隙调节方法还包括如下步骤:
S10,采集海缆位于布缆机中时各压轮22的压力数据。
S11,计算前序压轮22的压力数据与理论压力数据的之间的压力差值。
S12,根据前序压轮22的压力差值,调整后续压轮22的所述压轮22位置数据,当前序压轮22的压力差值为正数时,意为前序压轮22的压力数据大于理论压力数据,进而该段海缆经过后续牵引压轮2时减小压轮22与牵引轮21的距离;当前序压轮22的压力差值为负数时,意为前序压轮22的压力数据小于理论压力数据,进而该段海缆经过后续牵引压轮2时增大压轮22与牵引轮21的距离。
步骤S10、S11、S12的存在有利于消除不同海缆材质导致的理论距离H的偏差,从而提高了控制的精确性。
进一步的,参照图1和图5,一种海缆铺设轮组间隙调节方法还包括如下步骤:
S13,采集布缆时海缆受到的实际张力值。
S14,计算所述实际张力值与所述设定张力值之间的张力差值。
S15,基于所述张力差值,调整所述压轮22位置数据,当张力差值的为正数时,意为实际张力值大于设定的张力值,进而增大各压轮22与牵引轮21之间的距离;当张力差值为负数时,意为实际张力值小于设定的张力值,进而减小各压轮22与牵引轮21之间的距离。
步骤S14、S15、S16有利于避免在铺设时海底海况发生变化造成前后铺设的海缆张力产生偏差,从而进一步提高了控制的精确性。
本申请实施例公开一种海缆铺设轮组间隙调节方法的实施原理为:本申请为保持不同直径海缆铺设时海缆张力的前后一致性,通过采集与建立的数据,根据预设的距离估计算法,预测各直径海缆在牵引压轮2中的理论距离数据。再基于此理论距离数据对压轮22位置数据进行前馈控制,从而使得不同直径海缆甚至海缆之间的中继器进入布缆机中时,受到的压力始终保持相对一致,从而有利于保证不同直径海缆铺设时海缆张力的前后一致性。同时,本申请通过步骤S7、S8、S9;S10、S11、S12;S14、S15、S16形成三种反馈控制,进一步提高了控制的精确性的同时,增加了该控制方法的鲁棒性。
基于上述一种海缆铺设轮组间隙调节方法,本申请提供了一种海缆铺设轮组间隙调节系统。
参照图1和图6,一种海缆铺设轮组间隙调节系统,包括采集模块5,传输模块6。存储模块8、处理模块7、执行模块9、输入模块以及显示模块。
采集模块5包括:
速度传感器51,速度传感器51选用为转速传感器,设置在牵引轮21电机3自由端,用于检测电机3的牵引速度数据,从而便于通过该牵引速度数据获取海缆的布缆速度;
位移传感器52,位移传感器52设置在压轮22位置处,用于检测压轮22位置数据;
计数器53,设置在布缆机牵引压轮2的出口位置处,用于采集布缆机已布缆长度数据,计数器53采用冗余设计,在本实施例中,计数器53采用双冗余设计;
压力传感器54,设置在压轮22与升降装置4之间,用于检测海缆位于布缆机中时各压轮22的压力数据;
图像采集器55,选用为工业相机,设置在布缆机牵引压轮2的入口位置处,用于采集待进入布缆机各段海缆的型号数据;
张力传感器56,设置在布缆机与安装基台之间,用于采集海缆受到的实际张力值。布缆机通过线性轴承安装在甲板上,使布缆机可以前后滑动,张力传感器56设置在布缆机的一端,布缆机沿自身滑动方向远离张力传感器56的一端设置有液压油缸,对布缆机进行限位,从而保证海缆的张力可以通过一个校准过的张力传感器56精确测量。
传输模块6在本实施例中选用为数据收发器,信号连接于上述采集模块5的各传感器,用于收集并远程传输各传感器采集到的检测数据。
存储模块8设置为存储器,存储有待布海缆形状数据、理论压力数据以及存储有上述实施例的一种海缆铺设轮组间隙调节方法对应的程序数据。
处理模块7,设置为中央处理器,信号连接于传输模块6并数据连接于存储模块8,接收检测数据,基于存储模块8内存储的一种海缆铺设轮组间隙调节方法对应的程序数据,对上述检测数据进行处理,生成响应的控制信号。
执行模块9设置为液压缸驱动器,控制连接于处理模块7,接收并响应控制信号,用于对控制压轮22升降的升降装置4进行调节。
输入模块与显示模块可采用触摸屏,数据连接于处理模块7,用于获取用户输入的设定张力值。显示模块信号连接于处理模块7,用于显示采集模块5采集到的检测数据。
本申请实施例一种海缆铺设轮组间隙调节系统的实施原理为:采集模块5对布缆机以及海缆的各种数据进行采集,并通过传输模块6将采集到的检测数据传输至处理模块7,处理模块7基于存储模块8内的控制方法对检测数据进行分析处理,响应出相应的控制信号。基于此控制信号,执行模块9对压轮22的升降装置4进行调节,从而完成对海缆受到的压力的调节,进而保证不同直径海缆在布缆机中张力的一致性。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种海缆铺设轮组间隙调节方法,其特征在于:包括,
获取并存储待布海缆形状数据;
建立并存储布缆时各牵引压轮(2)的理论压力数据;
根据所述理论压力数据与所述形状数据,基于预设的距离估计算法,生成待布海缆各位置经过各牵引压轮(2)时的理论距离数据;
采集布缆机布缆时牵引轮(21)速度数据以及压轮(22)位置数据,采集布缆机已布缆长度数据;
根据所述牵引轮(21)速度数据与所述已布缆长度数据,计算并生成海缆位于布缆机中的位置数据;
基于所述形状数据与所述位置数据,对比所述理论距离数据,调节所述压轮(22)位置数据。
2.根据权利要求1所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法,其特征在于:方法还包括如下步骤,
计算前序各所述压轮(22)位置数据的调整变化值;
根据前序各所述调整变化值计算并生成布缆机中缆线的实际速度值;
以及,调整后续所述压轮(22)位置数据时,将所述实际速度值根据预设的更新规则融合入所述位置数据。
3.根据权利要求1所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法,其特征在于:方法还包括如下步骤,
采集海缆位于布缆机中时各压轮(22)的压力数据;
计算前序压轮(22)的压力数据与所述理论压力数据的之间的压力差值;
以及,根据前序压轮(22)的所述压力差值,调整后续压轮(22)的所述压轮(22)位置数据。
4.根据权利要求1所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法,其特征在于:所述获取并存储待布海缆形状数据包括如下步骤,
建立并存储海缆各段型号数据与对应的形状数据;
实时采集待进入布缆机各段海缆的型号数据;
根据采集到的所述型号数据,调取与所述型号数据相对应的形状数据。
5.根据权利要求4所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法,其特征在于:所述形状数据包括长度数据和直径数据。
6.根据权利要求1所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法,其特征在于:所述理论压力数据设置为多个,各所述理论压力数据对应不同的张力值。
7.根据权利要求6所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法,其特征在于:所述建立并存储布缆时各牵引压轮(2)的理论压力数据,包括,
获取用户输入的设定张力值;
基于所述设定张力值,生成该设定张力值所对应的理论压力数据。
8.根据权利要求7所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法,其特征在于:方法还包括如下步骤,
采集布缆时海缆受到的实际张力值;
计算所述实际张力值与所述设定张力值之间的张力差值;
以及,基于所述张力差值,调整所述压轮(22)位置数据。
9.根据权利要求1所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法,其特征在于:所述基于所述形状数据与所述位置数据,对比所述理论距离数据,调节所述压轮(22)位置数据,具体包括,
基于所述位置数据,获取海缆位于布缆机中各牵引压轮(2)之间海缆的形状数据;
基于各所述牵引压轮(2)之间海缆的形状数据,查找所述理论距离数据,得到各压轮(22)到牵引轮(21)的理论距离;
基于各所述压轮(22)到牵引轮(21)的理论距离,调整各压轮(22)的压轮(22)位置数据。
10.一种海缆铺设轮组间隙调节系统,其特征在于:包括,
采集模块(5),用于采集布缆机布缆时牵引轮(21)速度数据以及压轮(22)位置数据,采集布缆机已布缆长度数据,采集海缆位于布缆机中时各压轮(22)的压力数据,采集待进入布缆机各段海缆的型号数据以及采集海缆受到的实际张力值;
传输模块(6),信号连接于所述采集模块(5),用于收集并传输所述采集模块(5)采集到的检测数据;
存储模块(8),存储有待布海缆形状数据、理论压力数据以及存储有如权利要求1-8任意一项所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法对应的程序数据;
处理模块(7),信号连接于所述传输模块(6)并数据连接于所述存储模块(8),接收所述检测数据,基于存储模块(8)内存储的所述的一种海缆铺设轮组间隙调节方法对应的程序数据,对上述检测数据进行处理,生成响应的控制信号;
执行模块(9),控制连接于所述处理模块(7),接收并响应所述控制信号,用于对控制压轮(22)升降的升降装置(4)进行调节。
11.根据权利要求10所述的一种海缆铺设轮组间隙调节系统,其特征在于:所述采集模块(5)包括,
速度传感器(51),设置于牵引轮(21)电机(3)自由端,用于检测牵引轮(21)电机(3)的牵引轮(21)速度数据;
位移传感器(52),设置与压轮(22)位置处,用于检测压轮(22)位置数据;
计数器(53),设置在布缆机牵引压轮(2)的出口位置处,用于采集布缆机已布缆长度数据;
压力传感器(54),设置在压轮(22)与升降装置(4)之间,用于检测海缆位于布缆机中时各压轮(22)的压力数据;
图像采集器(55),设置在布缆机牵引压轮(2)的入口位置处,用于采集待进入布缆机各段海缆的型号数据;
张力传感器(56),设置在布缆机与安装基台之间,用于采集海缆受到的实际张力值。
12.根据权利要求11所述的一种海缆铺设轮组间隙调节系统,其特征在于:所述计数器(53)采用冗余设计,各冗余所述计数器(53)均电连接于所述处理模块(7)。
13.根据权利要求10所述的一种海缆铺设轮组间隙调节系统,其特征在于:系统还包括输入模块,所述输入模块数据连接于所述处理模块(7),用于获取用户输入的设定张力值。
14.根据权利要求10所述的一种海缆铺设轮组间隙调节系统,其特征在于:系统还包括显示模块,所述显示模块信号连接于所述处理模块(7),用于显示所述采集模块(5)采集到的检测数据。
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