CN114825176A - 一种排缆作业用运行小车及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种排缆作业用运行小车，包括车本体，车本体上设有排缆头，车本体包括底盘和控制模块，底盘包括底盘框架，其前后端分别通过前后方向延伸的铰接轴铰接驱动装置，驱动装置包括壳体、动力轮、升降机构和姿态调整伸缩机构，动力轮设置于壳体的两侧，动力轮与壳体之间设有升降机构和轮负载传感装置，升降机构驱动动力轮升降，轮负载传感装置用于检测动力轮的负载，姿态调整伸缩机构连接于壳体和底盘框架之间并驱动壳体绕铰接轴转动，控制模块包括用于测量底盘左右高低姿态的陀螺仪，轮负载传感装置与控制模块电连接，控制模块用于控制动力轮、升降机构和姿态调整伸缩机构动作。本发明可使排缆头保持水平运行且适应性好。

Description

一种排缆作业用运行小车及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种运行小车及其控制方法，特别是一种排缆作业用运行小车及其控制方法。
背景技术
在缆池的排缆作业中通常使用旋转机构驱动排缆头在缆池内转动并进行上下移动，由排缆头引导线缆逐层叠放，每层的线缆则按圈进行环绕排列。一般这种排缆装置是与缆池固定配合的，也就是说，每个排缆池需要安装相应的排缆装置，装置占用空间大，各个缆池的排布还需要考虑排缆装置的位置。
发明内容
针对上述现有技术缺陷，本发明的任务在于提供一种排缆作业用运行小车，保证排缆头的平稳运行适应各种排缆池的排缆需要。本发明的另一任务在于提供一种排缆作业用运行小车的控制方法。
本发明技术方案如下：一种排缆作业用运行小车，包括车本体，所述车本体上设有排缆头，所述车本体包括底盘以及设置于底盘上的控制模块，所述底盘包括底盘框架，所述底盘框架的前后端分别通过铰接轴铰接驱动装置，所述铰接轴呈所述车本体的前后方向延伸，所述驱动装置包括壳体、动力轮、升降机构和姿态调整伸缩机构，所述壳体套设在所述铰接轴上，所述动力轮设置于所述壳体的两侧，所述动力轮与所述壳体之间设有所述升降机构和轮负载传感装置，所述升降机构驱动所述动力轮进行抬升或下降，所述轮负载传感装置用于检测所述动力轮的负载，所述姿态调整伸缩机构连接于所述壳体和所述底盘框架之间，所述姿态调整伸缩机构驱动所述壳体绕所述铰接轴转动，所述控制模块包括用于测量所述底盘左右高低姿态的陀螺仪，所述轮负载传感装置与所述控制模块电连接，所述控制模块用于控制所述动力轮、升降机构和姿态调整伸缩机构动作。
进一步地，所述驱动装置包括支架，所述动力轮固定设置于所述支架，所述壳体设有导向杆，所述支架设有与所述导向杆配合的导向套，所述升降机构连接于所述支架和所述壳体之间。
进一步地，所述轮负载传感装置为压力传感器，所述轮负载传感装置设置于所述升降机构与所述壳体的连接端，所述轮负载传感装置用于测量所述升降机构与所述壳体间作用力。
进一步地，为了引导驱动装置的壳体摆动并避免摆角过大引起车身侧翻，所述底盘框架与所述壳体之间设有相配合的定位销和圆弧导槽。
进一步地，所述升降机构和所述姿态调整伸缩机构为伸缩油缸。
本发明的任务在于提供一种排缆作业用运行小车的控制方法，该控制方法基于上述排缆作业用运行小车进行，当同一驱动装置的左右两侧的动力轮的轮负载传感装置测得的负载出现差值时，由所述陀螺仪获取车本体左右倾斜角度，由所述控制系统控制所述姿态调整伸缩机构动作使所述壳体转动与所述车本体左右倾斜角度相应的角度保持车本体水平直至所述差值达到最大，当所述差值达到最大后，所述控制系统控制所述姿态调整伸缩机构反向动作并同时控制负载较小的一侧的所述升降机构使所述动力轮抬升使所述车本体保持水平且两侧的动力轮的负载相同。
进一步地，为了保持运行的稳定，减少不必要的小幅动作。设置负载差阈值，当同一驱动装置的左右两侧的动力轮的轮负载传感装置测得的负载出现差值并且超过所述负载差阈值时由所述陀螺仪获取车本体左右倾斜角度并进行后续步骤。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明结构简单可应用于多种规格的排缆池排缆，在排缆过程中，当排缆作业工作至车体下方时，可以通过调整驱动装置的壳体并对动力轮进行升降克服缆绳的层差引起的车体侧倾，保证排缆头基本处于水平状态，可提升排缆作业质量。
附图说明
图1为实施例的排缆作业用运行小车的立体结构示意图。
图2为车本体的内部结构示意图。
图3为底盘框架与驱动装置配合结构示意图。
图4为动力轮与壳体连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本说明之后，本领域技术人员对本说明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围内。
实施例，请结合图1、图2所示，本实施例所涉及的一种排缆作业用运行小车，包括车本体100和排缆头200，其中排缆头200与车本体100为转动连接进行左右摆动，负责引导线缆向前输送，可采用现有技术部件，在此不予以赘述。车本体100为运行小车主体结构，具有四个动力轮101用于行进，在排缆池内，通过四个动力轮101的转动使运行小车围绕排缆池的中轴柱进行圆周运动以便线缆按圈排列。
车本体100的具体结构包括底盘以及设置于底盘上的控制模块，控制模块包括了为各个油缸部件提供液压动力的液压系统102，测量底盘左右高低姿态的陀螺仪(未示出)，控制运行小车整体运行的电控系统103，以及为动力轮101、液压系统102和电控系统103供电的蓄电池104。
请结合图3所示，底盘包括由承载架105a和中间体105b构成的底盘框架105，承载架105a固定在中间体105b之上用于承载控制模块以及顶部的其他部件(包括排缆头200)，承载架105a的前后两端分别设有挡板105c。中间体105b的前后两端分别设置一根以小车前后方向延伸的铰接轴105d。在前后的铰接轴105d上分别连接一个驱动装置106，每个驱动装置106上设置分设与铰接轴105d两侧的动力轮101，由此构成四轮的小车。
前后的驱动装置106结构相同，其包括壳体106a、支架106b、动力轮101、升降机构106c和姿态调整伸缩机构106d。壳体106a的中部设置轴套106i，轴套106i套设在铰接轴105d上使壳体106a与中间体105b形成铰接可进行左右摆动。姿态调整伸缩机106d构为伸缩油缸，其偏离铰接轴105d设置并受控于电控系统103，其一端与壳体106a的端侧铰接，另一端与承载架105a的挡板105c铰接。姿态调整伸缩机构106d的铰接点分别位于壳体106a与中间体105b的铰接轴105d的两侧，当姿态调整伸缩机构106d进行伸缩时，可以推动壳体106a进行左右摆动。为了使壳体106a的摆动轨迹更加稳定并且限制其摆动的最大幅度，在挡板105c上开设了三条圆弧导槽105e，壳体106a的端侧上安装三根与圆弧导槽105e配合的定位销106e，圆弧导槽105e的弧形圆心位于铰接轴105d上。姿态调整伸缩机构105d进行伸缩时，定位销106e被限制在圆弧导槽105e内，控制了壳体106a的摆动。每个驱动装置106上设置两个动力轮101，动力轮101包括有橡胶轮101a、电机101b以及编码器101c，电机101b转轴与橡胶轮101a连接驱动橡胶轮101a转动，编码器101c用于测算电机101b转速，电控系统103与编码器101c及电机101b电连接以控制电机101b转动进而控制小车能以固定的半径进行圆周运动。每个动力轮101被固定安装在一个独立的支架106b上，支架106b上设置有两组导向套106f，在壳体106a的横梁上向下安装两根导向杆106g，导向杆106g与导向套106f相互配合。另外升降机构106c安装在壳体106a的横梁与支架106b之间，升降机构106c也为伸缩油缸受控于电控系统103，当升降机构106c动作时，其通过支架106b带动动力轮101进行升降。升降机构106c的顶部通过一个压力传感器106h与壳体106a的横梁固定，该压力传感器106h为轮负载传感装置，与电控系统103连接用于测量反馈每个动力轮101的负载，也就是测量反馈升降机构106c与壳体101a间作用力。
当排缆作业工作至车体下方时，由于缆绳的层差，会导致左侧动力轮和右侧动力轮存在一个缆绳的高度差，而这个高度差是随着车辆行进，车轮与缆绳的高度越来越大，最终达到一个缆绳的高度差。该排缆作业用运行小车在运行中的控制方法是这样的，当橡胶轮101a与缆绳刚刚接触，左右轮的高度差从零逐渐变大，此时由于车身倾斜，导致左右车轮配重发生变化，因此当同一驱动装置106的左右两侧的动力轮101的轮负载传感装置测得的负载出现差值时可认为是一侧动力轮101运行在上层的缆绳上，并且可以通过设置一个负载差阈值，当负载差值超过负载差阈值时作此判断以过滤细小的波动，然后陀螺仪获取车本体左右倾斜角度，由控制系统控制姿态调整伸缩机构106d动作使壳体106a转动一个与车本体左右倾斜角度相应的角度保持车本体水平直至负载差值达到最大，当负载差值达到最大后，控制系统控制姿态调整伸缩机构106d反向动作并同时控制负载较小的一侧的升降机构106c使动力轮101抬升使车本体保持水平且两侧的动力轮101的负载相同。当另一侧动力轮101也运行至较高的缆绳层上时，按上述步骤进行相应的动作，最终将抬升的动力轮101下降以回复最初的运行状态。

Claims (7)

1.一种排缆作业用运行小车，其特征在于，包括车本体，所述车本体上设有排缆头，所述车本体包括底盘以及设置于底盘上的控制模块，所述底盘包括底盘框架，所述底盘框架的前后端分别通过铰接轴铰接驱动装置，所述铰接轴呈所述车本体的前后方向延伸，所述驱动装置包括壳体、动力轮、升降机构和姿态调整伸缩机构，所述壳体套设在所述铰接轴上，所述动力轮设置于所述壳体的两侧，所述动力轮与所述壳体之间设有所述升降机构和轮负载传感装置，所述升降机构驱动所述动力轮进行抬升或下降，所述轮负载传感装置用于检测所述动力轮的负载，所述姿态调整伸缩机构连接于所述壳体和所述底盘框架之间，所述姿态调整伸缩机构驱动所述壳体绕所述铰接轴转动，所述控制模块包括用于测量所述底盘左右高低姿态的陀螺仪，所述轮负载传感装置与所述控制模块电连接，所述控制模块用于控制所述动力轮、升降机构和姿态调整伸缩机构动作。
2.根据权利要求1所述的排缆作业用运行小车，其特征在于，所述驱动装置包括支架，所述动力轮固定设置于所述支架，所述壳体设有导向杆，所述支架设有与所述导向杆配合的导向套，所述升降机构连接于所述支架和所述壳体之间。
3.根据权利要求2所述的排缆作业用运行小车，其特征在于，所述轮负载传感装置为压力传感器，所述轮负载传感装置设置于所述升降机构与所述壳体的连接端，所述轮负载传感装置用于测量所述升降机构与所述壳体间作用力。
4.根据权利要求1所述的排缆作业用运行小车，其特征在于，所述底盘框架与所述壳体之间设有相配合的定位销和圆弧导槽。
5.根据权利要求1所述的排缆作业用运行小车，其特征在于，所述升降机构和所述姿态调整伸缩机构为伸缩油缸。
6.一种排缆作业用运行小车的控制方法，其特征在于，所述控制方法基于权利要求1至5中任意一项所述的排缆作业用运行小车进行，当同一驱动装置的左右两侧的动力轮的轮负载传感装置测得的负载出现差值时，由所述陀螺仪获取车本体左右倾斜角度，由所述控制系统控制所述姿态调整伸缩机构动作使所述壳体转动与所述车本体左右倾斜角度相应的角度保持车本体水平直至所述差值达到最大，当所述差值达到最大后，所述控制系统控制所述姿态调整伸缩机构反向动作并同时控制负载较小的一侧的所述升降机构使所述动力轮抬升使所述车本体保持水平且两侧的动力轮的负载相同。
7.根据权利要求6所述的排缆作业用运行小车的控制方法，其特征在于，设置负载差阈值，当同一驱动装置的左右两侧的动力轮的轮负载传感装置测得的负载出现差值并且超过所述负载差阈值时由所述陀螺仪获取车本体左右倾斜角度并进行后续步骤。
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