CN114701600A - 锚出水自动减速起锚方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锚出水自动减速起锚方法，编码器安装于主轴的端面，主轴通过键与锚链轮连接并同步转动，从而主轴上的编码器采集锚链轮的旋转量，控制器通过采集编码器信号获得锚链收放长度，判断锚是否出水；锚出水信号触发控制器发出降速信号，锚机降低起锚速度；锚接近锚唇判断触发制动信号，控制器发出制动信号，制动器动作，制动器将制动力施加到制动轮上对锚链轮进行限速刹停。设计简单，功能有效，控制逻辑清晰，可应用在液压锚机和电动锚机上，实现锚机起锚过程中锚出水自动减速。

Description

锚出水自动减速起锚方法

技术领域

本发明涉及一种船舶控制技术，特别涉及一种锚出水自动减速起锚方法。

背景技术

锚机用于实现舰船锚泊作业。起锚操作是将锚从水中拉至锚唇的过程。

现有国产锚机的起锚操作一般采取人工控制方案，通过目视观察锚出水后手动降速直至刹车。现有方案中过多依赖人员经验，夜间作业时(或光线不好的条件下)，容易误判，人工手动操作容易造成锚对船壳产生过大的冲击。如操作失误，则容易发生锚高速撞击锚唇，损坏船体。上述现有方案的需要观察人员时刻关注锚与锚唇的距离，并向操作员发出警示，浪费人力，且易出现配合失误。

发明内容

针对锚机自动起锚问题，提出了一种锚出水自动减速起锚方法，实现自动减速起锚。

本发明的技术方案为：一种锚出水自动减速起锚方法，编码器安装于主轴的端面，主轴通过键与锚链轮连接并同步转动，从而主轴上的编码器采集锚链轮的旋转量，控制器通过采集编码器信号获得锚链收放长度，判断锚是否出水；锚出水信号触发控制器发出降速信号，锚机降低起锚速度；锚接近锚唇判断触发制动信号，控制器发出制动信号，制动器动作，制动器将制动力施加到制动轮上对锚链轮进行限速刹停。

进一步，所述控制器获得锚链抛放长度L1，并通过计算锚唇高度H1与航行数据吃水深度H2差值得到出水高度L2，当L1≤L2时，判断锚已出水。

进一步，所述锚接近锚唇判断：控制器比较锚链抛放长度L1与设定刹车距离L3，当L1≤L3时，控制器输出停止指令，触发制动器动作，执行制动停止。

进一步，所述锚接近锚唇判断：在锚唇下方固定距离处安装感应装置进行判断。

进一步，所述锚机为液压锚机或电动锚机，控制器控制液压锚机的泵排量或者电动锚机的电机轴速度，锚出水后，控制泵排量或电机转速与锚链抛放长度成反比例输出，实现逐步降速。

进一步，所述锚机减速的速度与锚接近锚唇判断、制动力配合设计，实现刹停后贴紧锚唇的前提下，减小起锚时对锚唇的冲击。

本发明的有益效果在于：本发明锚出水自动减速起锚方法，设计简单，功能有效，控制逻辑清晰，可应用在液压锚机和电动锚机上，实现锚机起锚过程中锚出水自动减速。

附图说明

图1为本发明锚出水自动减速控制流程图；

图2为本发明方法中出水距离示意图；

图3为本发明一实施例的锚机驱动本体结构示意图；

图4为本发明图3锚机驱动本体中制动器结构示意图；

图5为本发明图4中制动器原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、2所示，控制器通过采集锚机主轴上编码器的信号获得锚链抛放长度L1，并通过计算锚唇高度H1与航行数据吃水深度H2差值得到出水高度L2，当L1≤L2时，判断锚已出水；所述锚唇，是位于锚链筒外板出口处，承受锚的碰撞力和摩擦并使锚稳定服帖地处于收藏位置的椭圆形环状结构。

锚出水信号触发后，控制器发出降速信号，减小HPU泵(高压液压驱动单元)排量，从而减小进入马达流量，执行出水减速。

在执行出水减速同时，控制器自动比较锚链抛放长度L1与设定刹车距离L3，锚逐渐接近锚唇，当L1≤L3时(考虑刹车距离，本实施例中设定L3＝0.1m)，控制器输出停止指令，停止HPU泵输出，同时触发制动，执行制动停止。

如图3所示锚机驱动本体结构以及刹车机构结构示意图，编码器1安装于主轴2的端面，主轴2两端通过轴承支撑在固定基座上，泵驱动传动轴5带动小齿轮6旋转，并带动与之啮合的大齿轮7，大齿轮7通过传动销3驱动锚链轮4转动，锚链轮4套在主轴2上，并通过键与主轴2连接，带动主轴2同步旋转，从而主轴2上的编码器1采集锚链轮4的旋转量，可转换为锚链长度。

主轴2上大齿轮7与小齿轮6啮合，HPU泵驱动传动轴5带动小齿轮6旋转；控制器发出降速信号，减小HPU泵(高压液压驱动单元)排量，传动轴5带动小齿轮6降速，与小齿轮6啮合的大齿轮7也跟着降速，与大齿轮7固定连接的主轴2通过传动销3驱动锚链轮4降速，执行锚出水减速。

控制器发出停止指令，HPU泵(高压液压驱动单元)关闭，传动轴5停止转动，并发出制动信号，制动器油缸8动作，制动器将制动力施加到制动轮18上加以限速直至停止。制动轮18与锚链轮4通过圆柱销固定连接。

如图4所示制动器结构示意图，所述制动器包含制动器油缸8、刹车螺杆9、摇臂10、销轴11、拉板12、刹车传动轴13、耳板14、下刹车带15、上刹车带16、手轮17，所述制动器固定安装于甲板上，下刹车带15与上刹车带16成环形结构外套于制动轮18外圈。

拉板12一端通过销轴11与固定基座铰接，另一端与上刹车带16铰接，下刹车带15通过耳板14与刹车传动轴13连接。摇臂10中部通过销轴与固定基座铰接，作为杠杆作用的支承点，两端分别与刹车螺杆9以及刹车传动轴13远离耳板14一端联接。控制器控制制动器工作时，首先由制动器油缸8推动刹车螺杆9带动摇臂10绕支承点旋转，再通过杠杆作用拉动刹车传动轴13，并依次拉动下刹车带15及上刹车带16，使其向中心收缩，制动轮18受压力停止转动。

所述制动器油缸8采用F-S型，其原理如图5所示，即油缸P腔没有油压时，T腔将由弹簧力产生制动力，即通过刹车螺杆9带动摇臂10拉紧刹车松边进行锚机制动，此时可刹住锚机约1.3倍的额定负载。当T腔进压力油时，由油压与弹簧力的双重作用可刹住锚机支持负载，当需打开刹车时，油缸P腔进油，顶开弹簧从而松开刹车。

制动器还设置了操作手轮17，通过手轮旋转带动刹车螺杆9带动摇臂10绕支承点旋转，拉紧刹车下刹车带15进行应急刹车操作。

另外，控制器具备两种操纵方式：自动模式及手动模式。自动模式下控制器自动触发出水减速功能，手动模式下屏蔽出水减速功能，仅凭通过人工进行操作。

此外，锚出水时，控制器操纵界面设置了出水减速提示。

另外，本发明能够便利操作者，只需要正常操作即可，系统能够自动实现出水减速提示及出水自动减速效果。并在接近锚唇时，能够实现较低起锚速度下的自动制动。本发明提供了安全保护，避免了操作失误引起的碰撞，损坏船体。此外，本发明解放了收放操作过程中观察人员，无需时刻汇报给操作者锚的实时位置。而且，通过手动模式切换，仍保留了传统起锚操作。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种锚出水自动减速起锚方法，其特征在于，编码器安装于主轴的端面，主轴通过键与锚链轮连接并同步转动，从而主轴上的编码器采集锚链轮的旋转量，控制器通过采集编码器信号获得锚链收放长度，判断锚是否出水；锚出水信号触发控制器发出降速信号，锚机降低起锚速度；锚接近锚唇判断触发制动信号，控制器发出制动信号，制动器动作，制动器将制动力施加到制动轮上对锚链轮进行限速刹停。

2.根据权利要求1所述锚出水自动减速起锚方法，其特征在于，所述控制器获得锚链抛放长度L1，并通过计算锚唇高度H1与航行数据吃水深度H2差值得到出水高度L2，当L1≤L2时，判断锚已出水。

3.根据权利要求2所述锚出水自动减速起锚方法，其特征在于，所述锚接近锚唇判断：控制器比较锚链抛放长度L1与设定刹车距离L3，当L1≤L3时，控制器输出停止指令，触发制动器动作，执行制动停止。

4.根据权利要求1所述锚出水自动减速起锚方法，其特征在于，所述锚接近锚唇判断：在锚唇下方固定距离处安装感应装置进行判断。

5.根据权利要求1所述锚出水自动减速起锚方法，其特征在于，所述锚机为液压锚机或电动锚机，控制器控制液压锚机的泵排量或者电动锚机的电机轴速度，锚出水后，控制泵排量或电机转速与锚链抛放长度成反比例输出，实现逐步降速。

6.根据权利要求1所述锚出水自动减速起锚方法，其特征在于，所述锚机减速的速度与锚接近锚唇判断、制动力配合设计，实现刹停后贴紧锚唇的前提下，减小起锚时对锚唇的冲击。

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