CN115385257B - 一种用于绞车排缆的钢丝绳减振系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于绞车排缆的钢丝绳减振系统及控制方法，所述系统包括绞车控制系统、磁流变阻尼系统和反馈测距系统；所述绞车控制系统包括绞车控制箱、驱动电机、穿绳机构和减振支架；所述磁流变阻尼系统包括磁流变阻尼装置和单片机控制模块；所述磁流变阻尼装置的线圈与所述单片机控制模块电连接；所述反馈测距系统包括壳体、传动机构和角度传感器；所述磁流变阻尼装置包括活塞杆，所述活塞杆底部两侧分别设置一个所述传动机构；每一个所述传动机构的所述转轴上均安装有一个所述角度传感器；所述角度传感器与所述单片机控制模块电连接。本发明的技术方案解决了绞车排缆时钢丝绳高速缠绕过程中产生瞬时冲击，影响绞车排缆的问题。

Description

一种用于绞车排缆的钢丝绳减振系统及控制方法
技术领域
本发明涉及绞车排缆技术领域，具体而言，尤其涉及一种用于绞车排缆的钢丝绳减振系统及控制方法。
背景技术
钢丝绳是一种应用广泛的起重零件，大量应用于绞车排缆绳装置上。绞车排缆时缆绳高速缠绕(放绳，收绳)过程中会产生瞬时冲击，冲击载荷导致钢丝绳在卷筒出绳端产生振动，会使钢丝绳产生高频率弯曲应力，影响系统的动态特性，缩短钢丝绳寿命，严重时钢丝绳失效将导致突然断裂，带来极其严重的后果。
发明内容
根据上述提出绞车排缆时钢丝绳高速缠绕(放绳、收绳)过程中产生瞬时冲击，影响绞车排缆的技术问题，而提供一种用于绞车排缆的钢丝绳减振系统及控制方法，通过对钢丝绳的振动量进行测量，将振动信号传递给磁流变阻尼系统进行处理，改变磁流变阻尼装置线圈输入电流的大小，对磁流变阻尼装置的阻尼力大小进行调控，实现对绞车排缆时钢丝绳振动能量的吸收与抑制，形成对绞车排缆时钢丝绳振动的闭环控制，极大地提升了绞车排缆工作时的稳定性、可靠性，延长钢丝绳的使用寿命。
本发明采用的技术手段如下：
一种用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，包括绞车控制系统、磁流变阻尼系统和反馈测距系统；
所述绞车控制系统包括绞车控制箱、驱动电机、穿绳机构和减振支架；所述驱动电机分别与所述绞车控制箱和绞车主体电连接，所述绞车控制箱通过控制所述驱动电机实现对所述绞车主体的控制；所述穿绳机构用于安装所述钢丝绳；
所述磁流变阻尼系统包括磁流变阻尼装置和单片机控制模块；所述磁流变阻尼装置的线圈与所述单片机控制模块电连接；所述磁流变阻尼装置的外壳底部固定安装于所述减振支架，所述减振支架安装于所述绞车主体；
所述反馈测距系统包括壳体、传动机构和角度传感器；所述磁流变阻尼装置包括活塞杆，所述活塞杆顶部固定安装于所述穿绳机构，底部两侧设置有齿条结构，所述活塞杆底部两侧分别设置一个所述传动机构，所述传动机构包括齿轮、转轴、电动马达和扭转弹簧，所述齿轮与所述齿条结构啮合，所述扭转弹簧与所述齿轮同轴心固定安装于所述转轴；每一个所述传动机构的所述转轴上均安装有一个所述角度传感器；所述传动机构还包括转轴支架和滑轨；所述壳体固定安装于所述磁流变阻尼装置的外壳，所述滑轨固定安装于所述壳体内壁，所述转轴支架通过所述电动马达控制滑动安装于所述滑轨，所述转轴连接至所述转轴支架；所述电动马达与所述绞车控制箱电连接；所述角度传感器用于检测所述转轴的转动量；所述角度传感器与所述单片机控制模块电连接。
进一步地，所述穿绳机构包括由三个所述滑轮构成的品字形滑轮组。
进一步地，所述绞车控制箱能够根据所述绞车主体的转向信号控制所述电动马达驱动相应的所述传动机构中的所述齿轮与所述齿条结构啮合或分离。
进一步地，所述绞车控制系统还包括张力传感器，所述张力传感器与所述绞车控制箱电连接，用于检测钢丝绳的张力。
进一步地，所述穿绳机构包括滑轮固定壳体、滑轮和压缩弹簧；所述滑轮安装于所述滑轮固定壳体内部，所述滑轮的轴向两侧与所述滑轮固定壳体之间分别安装有一个所述压缩弹簧；所述活塞杆顶部固定安装于所述滑轮固定壳体。
进一步地，所述磁流变阻尼装置的外壳底部和所述减振支架底部分别通过一个丝杠安装于所述绞车主体。
进一步地，所述单片机控制模块用于根据所述角度传感器检测到的信号控制所述磁流变阻尼装置的线圈输入电流。
进一步地，所述角度传感器通过滤波电路模块和信号处理模块与所述单片机控制模块电连接，所述滤波电路模块和所述信号处理模块用于对所述角度传感器的检测信号进行放大与滤波处理；所述单片机控制模块通过功率放大器电路连接至所述磁流变阻尼装置的线圈。
进一步地，所述活塞杆两侧的所述齿轮和所述扭转弹簧的旋向不同。
本发明还提供了一种用于绞车排缆的钢丝绳减振系统的控制方法，具体包括以下步骤：
S1：所述角度传感器将检测到的所述转轴的转动量信号A经所述滤波电路模块和所述信号处理模块处理后传输至所述单片机控制模块；
S2：所述单片机控制模块用于将接收到的转动量信号A与设定振幅值A0进行比较：
若A≤A0，则判定所述磁流变阻尼装置无需对所述钢丝绳提供阻尼力；
若A＞A0，则判定所述磁流变阻尼装置需要对所述钢丝绳提供阻尼力，通过所述单片机控制模块控制所述磁流变阻尼装置的线圈电流大小，调节所述磁流变阻尼装置的阻尼力大小，进而实现对所述钢丝绳振动量的吸收和抑制；
S：重复上述检测及判定过程，直至A≤A0。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统及控制方法，可以极大地吸收钢丝绳在卷筒出绳端产生的振动，提升系统稳定性，延长钢丝绳寿命；在缆绳收放时均可张紧缆绳，有效地防止了松绳问题；通过对振动量进行测量，将信号传递给磁流变阻尼系统进行处理，改变磁流变阻尼装置线圈输入电流的大小，实现对磁流变阻尼装置阻尼力大小的调控，进而实现对绞车排缆时钢丝绳振动能量的吸收与抑制，形成对绞车排缆时钢丝绳振动的闭环控制。
2、本发明提供的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，占用空间小，布置方便，能够根据不同的排缆角度自由调整位姿，该系统操作安全简单，装置可以直接安装在绞车排缆装置中。
基于上述理由本发明可在缠绕式提升设备领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述用于绞车排缆的钢丝绳减振系统框架图。
图2为本发明所述用于绞车排缆的钢丝绳减振系统结构示意图。
图3为本发明所述穿绳机构结构示意图。
图4为本发明所述反馈测距系统结构示意图。
图5为本发明所述磁流变阻尼装置结构示意图。
图6为本发明所述用于绞车排缆的钢丝绳减振控制方法流程图。
图中：1、钢丝绳；2、穿绳机构；3、绞车主体；4、减振支架；5、磁流变阻尼装置；5.1、上端盖；5.2、密封圈；5.3、导磁盘；5.4、活塞筒；5.5、绕线筒；5.6、下端盖；6、丝杠；2.1、滑轮固定壳体；2.2、品字形滑轮组；2.3、压缩弹簧；3.1、齿轮；3.2、转轴；3.3、电动马达；3.4、角度传感器；3.5、活塞杆；3.6、扭转弹簧。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图1-4示，本发明提供了一种用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，
包括绞车控制系统、磁流变阻尼系统和反馈测距系统；
所述绞车控制系统包括绞车控制箱、驱动电机、张力传感器、穿绳机构和减振支架4；
所述驱动电机分别与所述绞车控制箱和绞车主体电连接，所述绞车控制箱通过控制所述驱动电机实现对所述绞车主体的控制，包括开始或停止工作以及转向的控制；
所述张力传感器与所述绞车控制箱电连接，用于检测钢丝绳1的张力；
所述穿绳机构2包括滑轮固定壳体2.1、滑轮和压缩弹簧2.3；
所述滑轮通过螺栓安装于所述滑轮固定壳体2.1内部，所述滑轮的轴向两侧与所述滑轮固定壳体2.1之间分别安装有一个所述压缩弹簧2.3；
优选地，所述穿绳机构2包括由三个所述滑轮构成的品字形滑轮组2.2，所述钢丝绳1从所述品字形滑轮组2.2之间穿过，防止跳绳；
钢丝绳1一端缠绕于所述绞车主体3的卷筒，另一端从所述品字形滑轮组2.2之间穿过，所述压缩弹簧2.3可吸收绞车排缆作业时所述钢丝绳1产生的横向振动；
所述磁流变阻尼系统包括磁流变阻尼装置5和单片机控制模块；所述磁流变阻尼装置5的线圈与所述单片机控制模块电连接；
所述磁流变阻尼装置5的外壳底部固定安装于所述减振支架4，所述磁流变阻尼装置5的外壳底部和所述减振支架4底部分别通过一个丝杠6安装于所述绞车主体3，所述磁流变阻尼装置5和所述减振支架4能够沿所述丝杠6左右移动；
绞车排缆过程中，所述磁流变阻尼装置5和所述减振支架4用于吸收抑制所述钢丝绳1在绞车排缆时的振动；根据所述钢丝绳1出缆角度的变化可以通过所述丝杠6调整所述磁流变阻尼装置5和所述减振支架4的位置进而实现对所述磁流变阻尼装置5工作位姿的调节；所述减振支架4和所述磁流变阻尼装置5能够通过在所述丝杠6上进行左右往复运动以实现紧密整齐的排缆效果；
所述反馈测距系统包括壳体、传动机构和角度传感器3.4；
所述磁流变阻尼装置5包括活塞杆3.5，所述活塞杆3.5顶部固定安装于所述滑轮固定壳体2.1，底部两侧设置有齿条结构，所述活塞杆3.5底部两侧分别设置一个所述传动机构，所述传动机构包括齿轮3.1、转轴3.2、电动马达3.3和扭转弹簧3.6，所述齿轮3.1与所述齿条结构啮合，所述扭转弹簧3.6与所述齿轮3.1同轴心固定安装于所述转轴3.2，当所述活塞杆3.5发生上下运动，会通过所述齿条结构带动相应的所述齿轮3.1转动，进而带动所述转轴3.2的转动，所述转轴3.2的转动又能够带动所述扭转弹簧3.6的旋紧，通过所述扭转弹簧3.6的弹性可以帮助所述活塞杆3.5复位；每一个所述传动机构的所述转轴3.2上均安装有一个所述角度传感器3.4；
所述传动机构还包括转轴支架和滑轨；所述壳体固定安装于所述磁流变阻尼装置5的外壳，所述滑轨固定安装于所述壳体内壁，所述转轴支架通过所述电动马达3.3控制滑动安装于所述滑轨，所述转轴3.2连接至所述转轴支架，通过所述电动马达3.3能够控制所述转轴支架带动所述转轴3.2沿所述滑轨移动，进而实现所述齿轮3.1与所述齿条结构的啮合与分离；
所述电动马达3.3与所述绞车控制箱电连接，所述绞车控制箱能够根据所述绞车主体的转向信号控制所述电动马达3.3驱动相应的所述传动机构中的所述齿轮3.1与所述齿条结构啮合或分离；
所述角度传感器3.4用于检测所述转轴3.2的转动量，即将所述钢丝绳1振动产生的位移量转化为所述齿轮3.1和所述转轴3.2的转动量进行测量；
所述角度传感器3.4通过滤波电路模块和信号处理模块与所述单片机控制模块电连接，所述单片机控制模块用于根据所述角度传感器3.4检测到的信号控制所述磁流变阻尼装置5的线圈输入电流的大小，进而调节所述磁流变阻尼装置5的阻尼力大小，实现对绞车排缆时所述钢丝绳1的振动进行吸收和抑制；
所述滤波电路模块和所述信号处理模块用于对所述角度传感器3.4的检测信号进行放大与滤波处理；所述单片机控制模块通过功率放大器电路连接至所述磁流变阻尼装置5的线圈。
进一步地，所述活塞杆3.5两侧的所述齿轮3.4和所述扭转弹簧3.6的旋向不同。
进一步地，如图5所示，所述磁流变阻尼装置5包括上端盖5.1、密封圈5.5、导磁盘5.3、活塞筒5.4、绕线筒5.5、下端盖5.6和所述活塞杆3.5；
所述上端盖5.1和所述下端盖5.6分别加工有内螺纹，所述活塞筒5.4的顶部和底部分别加工有螺纹，所述上端盖5.1和所述下端盖5.6分别通过螺纹固定安装于所述活塞筒5.4的顶部和底部；
所述密封圈5.5、所述导磁盘5.3和所述绕线筒5.5均位于所述活塞筒5.4内部，所述活塞筒5.4内部上、下两端分别设置有所述密封圈5.5和所述导磁盘5.3，所述绕线筒5.5两端分别与所述活塞筒5.4内部上、下两端的所述导磁盘5.3紧贴；
所述活塞杆3.5穿过所述上端盖5.1、所述密封圈5.5、所述导磁盘5.3、所述绕线筒5.5、所述活塞筒5.4和所述下端盖5.6，顶部固定安装于所述滑轮固定壳体2.1；
所述活塞筒5.4的上、下两端开口分别通过所述密封圈5.5密封；
所述绕线筒5.5外侧缠绕有所述线圈，所述绕线筒5.5与所述活塞筒5.4内壁之间形成了用于放入磁流变液的磁流变液通道；所述线圈通过电源模块与单片机控制模块电连接，所述单片机控制模块能够通过控制所述电源模块调节所述线圈输入电流的大小；
所述活塞杆3.5为空心圆柱体结构；
所述磁流变阻尼装置5的所述下端盖5.6底部固定安装于所述减振支架，所述反馈测距系统的所述壳体固定安装于所述磁流变阻尼装置的所述下端盖5.6。
进一步地，所述上端盖5.1、所述密封圈5.2、所述导磁盘5.3、所述活塞筒5.4、所述绕线筒5.5、所述下端盖5.6和所述活塞杆3.5同轴设置。
本发明所述的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统工作时，钢丝绳1一端缠绕于绞车主体3的卷筒，另一端穿过穿绳机构2，绞车排缆作业之前，可以根据需要通过人工调节活塞杆3.5的初始位置，从而调整穿绳机构1的位置，实现对出绳的初始角度的灵活调整；
绞车排缆作业时，穿绳机构2能够通过压缩弹簧2.3来吸收绞车排缆作业时钢丝绳1产生的横向振动；
排缆过程中，钢丝绳张力过小会导致松绳，乱绳等严重危害与隐患，张力过大会导致缆绳破损扯断，本发明通过设置张力传感器可以实时检测钢丝绳的张力，并将数据传递至绞车控制箱进行调控，保证绞车排缆作业的安全性，具体地，通过在所述绞车控制箱内预先设定合理的张力值，根据张力传感器检测到的钢丝绳的张力值，判断钢丝绳张力是否合理，若不合理，可以通过所述绞车控制箱控制所述驱动电机转速控制所述绞车主体的放绳张力，例如放绳端速度过快大于重物端速度时就会出现松绳的情况，此时通过所述张力传感器测出此时所述钢丝绳1张力变小，则通过所述绞车控制箱降低所述驱动电机转速，使得放绳端速度减小，小于重物端速度时，缆绳被重新拉紧，达到预先设定的标准值，然后正常进行排缆工作，从而实现调节钢丝绳张力的目的；
收、放绳时通过绞车控制箱控制驱动电机正、反转变化，进而控制绞车主体的正、反转变化，绞车控制箱根据转向信号控制活塞杆3.5两侧的传动机构中的电动马达3.3，进而实现齿轮3.1与活塞杆3.5的齿条结构啮合或分离；
具体地，当驱动电机正转时，系统判断绞车主体3处于放绳状态，通过绞车控制箱控制活塞杆3.5左侧传动机构的电动马达3.3工作，使齿轮3.1与活塞杆3.5的齿条结构啮合，右侧分离，此时钢丝绳1有向下方松绳的趋势，会带动活塞杆3.5下行，此时，左侧传动机构的扭转弹簧3.6会利用旋紧产生的形变提供给活塞杆3.5向上复位的力，从而保持钢丝绳1处于张紧状态；
当驱动电机反转时，系统判断绞车主体3处于收绳状态，通过绞车控制箱控制活塞杆3.5右侧传动机构的电动马达3.3工作，使齿轮3.1与活塞杆3.5的齿条结构啮合，左侧分离，此时钢丝绳1有向上方松绳的趋势，会带动活塞杆3.5上行，此时，右侧传动机构的扭转弹簧3.6会利用旋紧产生的形变提供给活塞杆3.5向下复位的力，从而保持钢丝绳1处于张紧状态；
在上述工作过程中，齿轮3.1的转动会带动转轴3.2转动，进而使角度传感器3.4能够检测到所述转轴3.2的转动量，角度传感器3.4将转动量信号传输至单片机控制模块，单片机控制模块能够根据转动量信号调节磁流变阻尼装置5的线圈输入电流大小，从而实现对磁流变阻尼装置5阻尼力动态调节，进而对绞车排缆时钢丝绳1的振动进行吸收和抑制；
具体地，调节磁流变阻尼装置5的线圈输入电流的大小，能够改变磁场强度，进而改变磁流变阻尼装置5的阻尼，根据磁流变液的流变效应，在无磁场下表现为自由流动的牛顿流体，在垂直于流体流动方向上施加磁场时，流体内部铁磁性颗粒可在几毫秒内的极短时间里从无规则排列状态下迅速地形成有序整齐排列的链状结构，此类结构对流动的母液形成了阻力，当母液试图去剪切由磁化的铁磁性颗粒形成的链状结构时形成了较大的阻尼，从而达到阻尼的输出，因此电流越大，磁流变阻尼装置5的阻尼也越大。
如图6所示，本发明还提供了一种用于绞车排缆的钢丝绳减振系统的控制方法，具体包括以下步骤：
S1：所述角度传感器3.4将检测到的所述转轴3.2的转动量信号A经所述滤波电路模块和所述信号处理模块处理后传输至所述单片机控制模块；
S2：所述单片机控制模块用于将接收到的转动量信号A与设定振幅值A0进行比较：
当A＞A0时，则判定所述磁流变阻尼装置5需要对所述钢丝绳1提供阻尼力，通过所述单片机控制模块控制所述磁流变阻尼装置5的线圈电流变大，增大所述磁流变阻尼装置5的阻尼力抑制所述钢丝绳1的振动，直至检测到的转动量信号A≤A0，则通过所述单片机控制模块控制所述磁流变阻尼装置5的线圈电流变小，使所述磁流变阻尼装置5的阻尼力恢复至初始状态；
若A≤A0，则判定所述磁流变阻尼装置5无需对所述钢丝绳1提供阻尼力。
本发明提供的减振系统控制精确，能够提升绞车排缆工作时的稳定性，可靠性，延长了钢丝绳的使用寿命，减振系统及控制方法操作简单，也适用于缠绕式提升机，应用范围广，发展前景广阔。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，其特征在于，包括绞车控制系统、磁流变阻尼系统和反馈测距系统；
所述绞车控制系统包括绞车控制箱、驱动电机、穿绳机构和减振支架；所述驱动电机分别与所述绞车控制箱和绞车主体电连接，所述绞车控制箱通过控制所述驱动电机实现对所述绞车主体的控制；所述穿绳机构用于安装钢丝绳；
所述磁流变阻尼系统包括磁流变阻尼装置和单片机控制模块；所述磁流变阻尼装置的线圈与所述单片机控制模块电连接；所述磁流变阻尼装置的外壳底部固定安装于所述减振支架，所述减振支架安装于所述绞车主体；
所述反馈测距系统包括壳体、传动机构和角度传感器；所述磁流变阻尼装置包括活塞杆，所述活塞杆顶部固定安装于所述穿绳机构，底部两侧设置有齿条结构，所述活塞杆底部两侧分别设置一个所述传动机构，所述传动机构包括齿轮、转轴、电动马达和扭转弹簧，所述齿轮与所述齿条结构啮合，所述扭转弹簧与所述齿轮同轴心固定安装于所述转轴；每一个所述传动机构的所述转轴上均安装有一个所述角度传感器；所述传动机构还包括转轴支架和滑轨；所述壳体固定安装于所述磁流变阻尼装置的外壳，所述滑轨固定安装于所述壳体内壁，所述转轴支架通过所述电动马达控制滑动安装于所述滑轨，所述转轴连接至所述转轴支架；所述电动马达与所述绞车控制箱电连接；所述角度传感器用于检测所述转轴的转动量；所述角度传感器与所述单片机控制模块电连接。
2.根据权利要求1所述的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，其特征在于，所述穿绳机构包括由三个滑轮构成的品字形滑轮组。
3.根据权利要求1所述的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，其特征在于，所述绞车控制箱能够根据所述绞车主体的转向信号控制所述电动马达驱动相应的所述传动机构中的所述齿轮与所述齿条结构啮合或分离。
4.根据权利要求1所述的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，其特征在于，所述绞车控制系统还包括张力传感器，所述钢丝绳穿过所述张力传感器，所述张力传感器用于检测所述钢丝绳的张力，与所述绞车控制箱电连接。
5.根据权利要求1所述的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，其特征在于，所述穿绳机构包括滑轮固定壳体、滑轮和压缩弹簧；所述滑轮安装于所述滑轮固定壳体内部，所述滑轮的轴向两侧与所述滑轮固定壳体之间分别安装有一个所述压缩弹簧；所述活塞杆顶部固定安装于所述滑轮固定壳体。
6.根据权利要求1所述的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，其特征在于，所述磁流变阻尼装置的外壳底部和所述减振支架底部分别通过一个丝杠安装于所述绞车主体。
7.根据权利要求1所述的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，其特征在于，所述单片机控制模块用于根据所述角度传感器检测到的信号控制所述磁流变阻尼装置的线圈输入电流。
8.根据权利要求1所述的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，其特征在于，所述角度传感器通过滤波电路模块和信号处理模块与所述单片机控制模块电连接，所述滤波电路模块和所述信号处理模块用于对所述角度传感器的检测信号进行放大与滤波处理；所述单片机控制模块通过功率放大器电路连接至所述磁流变阻尼装置的线圈。
9.根据权利要求1所述的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统，其特征在于，所述活塞杆两侧的所述齿轮和所述扭转弹簧的旋向不同。
10.根据权利要求8所述的用于绞车排缆的钢丝绳减振系统的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：所述角度传感器将检测到的所述转轴的转动量信号A经所述滤波电路模块和所述信号处理模块处理后传输至所述单片机控制模块；
S2：所述单片机控制模块用于将接收到的转动量信号A与设定振幅值A0进行比较：
当A＞A0时，则判定所述磁流变阻尼装置需要对所述钢丝绳提供阻尼力，通过所述单片机控制模块控制所述磁流变阻尼装置的线圈电流变大，增大所述磁流变阻尼装置的阻尼力抑制所述钢丝绳的振动，直至检测到的转动量信号A≤A0，则通过所述单片机控制模块控制所述磁流变阻尼装置的线圈电流变小，使所述磁流变阻尼装置的阻尼力恢复至初始状态；
若A≤A0，则判定所述磁流变阻尼装置无需对所述钢丝绳提供阻尼力。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116696993B (zh) * 2023-08-04 2023-09-29 交通运输部天津水运工程科学研究所 应用于导管架海上平台的自调节阻尼减震系统及调节方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2843954A1 (fr) * 2002-08-28 2004-03-05 Kley France Dispositif de regulation de tension de cable sur un enrouleur de cable cooperant avec un treuil, notamment un treuil du type dit a cabestan
CN103508350A (zh) * 2012-06-25 2014-01-15 哈尼施费格尔技术公司 钢丝绳的动态阻尼
CN103641011A (zh) * 2013-12-24 2014-03-19 大连华锐重工集团股份有限公司 一种高性能的自由落钩卷扬机构
CN206172694U (zh) * 2016-07-20 2017-05-17 上海精卫电子有限公司 一种排缆绞车
CN108910739A (zh) * 2018-08-20 2018-11-30 大连海事大学 科考船绞车系统快速更换缆绳装置及更换方法
CN111186783A (zh) * 2020-01-16 2020-05-22 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） 一种面向变径缆的绞车控制系统及其控制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9950910B2 (en) * 2012-09-11 2018-04-24 Eltronic A/S Method for controlling the orientation of a load suspended from a bearing wire about said bearing wire and a winch arrangement

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2843954A1 (fr) * 2002-08-28 2004-03-05 Kley France Dispositif de regulation de tension de cable sur un enrouleur de cable cooperant avec un treuil, notamment un treuil du type dit a cabestan
CN103508350A (zh) * 2012-06-25 2014-01-15 哈尼施费格尔技术公司 钢丝绳的动态阻尼
CN103641011A (zh) * 2013-12-24 2014-03-19 大连华锐重工集团股份有限公司 一种高性能的自由落钩卷扬机构
CN206172694U (zh) * 2016-07-20 2017-05-17 上海精卫电子有限公司 一种排缆绞车
CN108910739A (zh) * 2018-08-20 2018-11-30 大连海事大学 科考船绞车系统快速更换缆绳装置及更换方法
CN111186783A (zh) * 2020-01-16 2020-05-22 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） 一种面向变径缆的绞车控制系统及其控制方法

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