CN204788241U - 一种挖泥船抓斗监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种挖泥船抓斗监测系统，用于检测所述挖泥船抓斗工作深度，所述工作深度为所述抓斗上沿到水面的垂直距离，所述挖泥船包括用于挖泥的抓斗和钢索卷筒，所述抓斗通过钢索与钢索卷筒相连接，所述钢索的一端固定在所述钢索卷筒上，所述钢索卷筒可通过旋转输出或回收钢索以控制所述抓斗下降或上升，所述监测系统包括：至少一个信号发生模块、深度检测模块和处理模块。可以通过检测钢索卷筒的工作状态，实现对抓斗工作深度的检测，可以准确的得到抓斗的工作深度，方便工作人员了解抓斗的工作状态，工作效率更高。

Description

一种挖泥船抓斗监测系统

技术领域

本实用新型涉及挖泥船机械领域，具体而言，涉及一种挖泥船抓斗监测系统。

背景技术

挖泥船可以在河道或海洋中进行挖泥作业，可以清理水中的淤泥等物体，实现清理航道和开挖港池、基槽等作业。

抓斗式挖泥船通过位于船上的抓斗来完成挖泥作业，在需要精确控制挖泥深度的作业中，现有技术是通过在与抓斗相连的钢索上涂刷表示长度的玛格，通过人的肉眼观察玛格来确定抓斗的深度，这样的深度监测显然是非常落后的，不能准确的知晓抓斗的工作深度，给挖泥工作带来不便，工作效率低。

实用新型内容

本申请提供了一种挖泥船抓斗监测系统，旨在改善上述问题。

本申请是这样实现的：

一种挖泥船抓斗监测系统，用于检测所述挖泥船抓斗工作深度，所述工作深度为所述抓斗上沿到水面的垂直距离，所述挖泥船包括用于挖泥的抓斗和钢索卷筒，所述抓斗通过钢索与钢索卷筒相连接，所述钢索的一端固定在所述钢索卷筒上，所述钢索卷筒可通过旋转输出或回收钢索以控制所述抓斗下降或上升，所述监测系统包括：

至少一个信号发生模块，至少一个所述信号发生模块沿所述钢索卷筒的筒体的侧壁边缘或筒体表面均匀设置，可随所述钢索卷筒旋转；

深度检测模块，固定在与所述钢索卷筒外且与所述钢索卷筒的侧壁边缘相对的位置，用于每当一个所述信号发生模块经过所述检测模块时生成一个第一输出脉冲；

处理模块，用于接收所述第一输出脉冲，获取所述抓斗的工作深度。

通过信号发生模块与深度检测模块配合产生输出脉冲，得到工作深度。

进一步地，所述第一输出脉冲包括表征工作深度增加的深度增加脉冲和表征深度减少的深度减少脉冲，当所述信号发生模块为多个时，相邻的两个信号发生模块的沿钢索卷筒边缘的间隔为一个距离间隔，所述处理模块根据所述第一输出脉冲，获取所述抓斗的工作深度包括：

预先设定所述抓斗与水面接触的位置为工作深度基准零点；

计算从所述工作深度基准零点开始接收的深度增加脉冲和深度减少脉冲的总数量；

根据所述深度增加脉冲和深度减少脉冲的总数量获取所述抓斗的当前工作深度，包括：每接收一个深度增加脉冲，在工作深度基准零点上增加一个距离间隔，每接收到一个深度减少脉冲，在工作深度基准零点上减少一个距离间隔。

通过处理模块可以处理深度增加脉冲和深度减少脉冲，可以得到抓斗的工作深度。

进一步地，所述挖泥船还包括用于驱动所述抓斗在水平面上移动的角度驱动装置，所述系统还包括：

工作角度基准零点设定模块，用于设定所述抓斗的工作角度基准零点；

角度检测模块，所述角度检测模块与所述角度驱动装置相连接，用于检测所述角度驱动装置转动的转动方向和相对于所述工作角度基准零点转动过的第一角度，并生成角度检测信号；

所述处理模块还用于接收所述角度检测信号，并根据所述角度检测信号，获取所述抓斗的工作角度。

通过角度检测模块可以获取得到抓斗的工作角度，方便工作人员操作。

进一步地，所述工作角度基准零点设定模块包括：设置在所述角度驱动装置上的零点定位信号发生单元和零点定位传感器，其中：

当所述零点定位传感器接收到所述零点定位信号发生单元发出的磁信号时，即为工作角度基准零点。

进一步地，所述信号发生模块为磁钢，所述深度检测模块为霍尔式传感器。

进一步地，所述角度检测模块为旋转编码器。

进一步地，所述系统还包括：

开度检测模块，所述开度检测模块与所述处理模块相连接，用于检测所述抓斗的打开角度。可以知晓抓斗的打开角度，方便工作人员了解抓斗的工作状态。

进一步地，所述挖泥船通过吊臂控制抓斗，所述系统还包括：

与所述处理模块相连接，用于测量所述抓斗重量的重量测量模块；

与所述处理模块相连接，用于测量所述抓斗在水平面上的旋转半径的半径测量模块；

设置在所述吊臂上，与所述处理模块相连接，用于测量控制所述抓斗的吊臂的角度吊臂角度测量模块；

与所述处理模块相连接，用于显示所述处理模块获得的参数的显示模块。可以知晓抓斗的重量、旋转半径和吊臂的角度，并通过显示模块显示出来，方便用户了解抓斗的工作状态。

进一步地，还包括分别与所述深度检测模块、处理模块相连接，用于对所述第一输出脉冲进行隔离放大的第一隔离放大模块。可以实现对第一输出脉冲的隔离、变送和放大。

分别与所述角度检测模块、处理模块相连接，用于对所述角度检测信号进行隔离放大的第二隔离放大模块。可以实现对角度检测信号的隔离、变送和放大。

本申请的有益效果是：在本申请中，通过设置信号发生模块、深度检测模块和处理模块，可以通过检测钢索卷筒的工作状态，实现对抓斗工作深度的检测，可以准确的得到抓斗的工作深度，方便工作人员了解抓斗的工作状态，工作效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本申请实施方式提供的监测系统的信号发生模块的安装示意图；

图2是本申请实施方式提供的监测系统的示意图；

图3是本申请实施方式提供的监测系统的示意图；

图4是本申请实施方式提供的监测系统的示意图；

图5是本申请实施方式提供的监测系统的示意图；

图6本申请实施方式提供的监测系统的示意图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参考图1至图6。

本申请实施例提供了一种挖泥船抓斗监测系统，用于检测所述挖泥船抓斗工作深度，所述工作深度为所述抓斗上沿到水面的垂直距离，所述挖泥船包括用于挖泥的抓斗和钢索卷筒101，所述抓斗通过钢索与钢索卷筒101相连接，所述钢索的一端固定在所述钢索卷筒上，所述钢索卷筒101可通过旋转输出或回收钢索以控制所述抓斗下降或上升，所述监测系统包括：

至少一个所述信号发生模块沿所述钢索卷筒的侧壁边缘或卷筒表面均匀设置，可随所述钢索卷筒旋转的信号发生模块102；

固定在与所述钢索卷筒外且与所述钢索卷筒的侧壁边缘或卷筒表面相对的位置，用于每当一个所述信号发生模块经过所述检测模块时生成一个第一输出脉冲的深度检测模块103；

用于接收所述第一输出脉冲，获取所述抓斗的工作深度的处理模块104。

在本申请实施例中，信号发生模块102可以是磁钢，相对应的深度检测模块就可以是霍尔式传感器，磁钢可以在其一定范围内产生一个稳定的磁场，而霍尔式传感器可以感知到磁场，并在感知到磁场时生成一个脉冲。

挖泥船的抓斗是通过钢索连接到钢索卷筒上，钢索卷筒通过旋转来完成钢索的输出或回收，在输出钢索时，抓斗就可以下降，在钢索卷筒回收钢索时，抓斗就可以上升，通过控制钢索卷筒的旋转来实现控制抓斗的工作深度。在本申请实施例中，信号发生模块102可以是多个，当然也可以是一个，信号发生模块102的数量以实际需要来设定，如果需要精确控制抓斗的工作深度，就可以设置多个，如果只需要粗略的控制工作深度，就可以适当减少信号发生模块102的数量。信号发生模块可以安装在钢索卷筒的侧壁边缘上，也可以安装在卷筒的筒体的表面，当信号发生模块102为多个时，可以将信号发生模块沿侧壁边缘或筒体的表面均匀设置，使得相邻两个信号发生模块的距离相等，由于钢索是被卷筒的筒体旋转收集的，钢索卷筒的侧壁一周的长度就和卷筒上缠绕的一圈钢索的长度相等，将监控钢索的长度转化为监控信号发生模块之间的间隔距离。

深度检测模块103可以固定安装在与信号发生模块相对的其他位置，如安装在侧壁边缘相对的位置或卷筒表面相对的位置，具体安装方式可根据具体情况确定。深度检测模块在信号发生模块随卷筒旋转到深度检测模块的检测范围内时，就可以生成一个输出脉冲，并且卷筒的旋转方向不同，导致深度检测模块接收到的信号发生模块产生的信号也是不同的，从而可以产生不同的输出脉冲。

通过处理模块104对输出脉冲的分析，就可以获取得到抓斗的工作深度。

在本申请实施例中，通过设置信号发生模块、深度检测模块和处理模块，可以通过检测钢索卷筒的工作状态，实现对抓斗工作深度的检测，可以准确的得到抓斗的工作深度，方便工作人员了解抓斗的工作状态，工作效率更高。

进一步的，在一些实施例中，所述第一输出脉冲包括表征工作深度增加的深度增加脉冲和表征深度减少的深度减少脉冲，当所述信号发生模块102为多个时，相邻的两个信号发生模块的沿钢索卷筒边缘的间隔为一个距离间隔，所述处理模块包括：

预先设定所述抓斗与水面接触的位置为工作深度基准零点的工作深度基准零点设定单元；

计算从所述工作深度基准零点开始接收的深度增加脉冲和深度减少脉冲的总数量的计数单元；

根据所述深度增加脉冲、深度减少脉冲的总数量，用于获取所述抓斗的当前工作深度的深度计算单元，具体用于：每接收一个深度增加脉冲，在工作深度基准零点上增加一个距离间隔，每接收到一个深度减少脉冲，在工作深度基准零点上减少一个距离间隔。

在本申请实施例中，抓斗的工作深度是从抓斗与水面接触的位置开始计算的，即设定抓斗与水面接触的位置为工作深度基准零点，由于抓斗从船体运动到水面上时，钢索卷筒也是会发生旋转来输出钢索的，但抓斗的工作深度是不需要计算这一段距离的，所以预先设定抓斗与水面接触的位置为工作深度基准零点，抓斗的工作深度都是从水面开始计算的。

在设定了工作深度基准零点后，就可以计算从从所述工作深度基准零点开始接收的深度增加脉冲和深度减少脉冲的总数量。钢索卷筒在旋转时，带动信号发生模块一起旋转，每一个信号发生模块旋转经过深度检测模块时，深度检测模块都会生成一个输出脉冲，在钢索卷筒旋转输出钢索时，带动信号发生模块从一个方向接近深度检测模块，深度检测模块就可以产生深度增加脉冲，当钢索卷筒旋转回收钢索时，就会带动信号发生模块从另一个方向接近深度检测模块，此时，深度检测模块就会生成一个深度减少脉冲。

通过分别计算深度增加脉冲和深度减少脉冲的数量，再结合信号发生模块相邻两个之间的距离间隔，就可以计算得到抓斗的工作深度。

例如，在一个周长为10米的钢索卷筒上，均匀布置了5个信号发生模块，那么相邻两个信号发生模块之间的距离间隔就是2米，从工作深度基准零点开始，在某一时刻，如果深度检测模块一共生成了10个深度增加脉冲，就表明钢索卷筒旋转输出了20米，即每接收到一个深度增加脉冲，就会在工作深度上增加一个距离间隔。

上述举例只是粗略介绍工作计算过程，具体实施情况可以设置更多的信号发生模块，就可以避免误差的出现。

进一步的，在一些实施例中，所述挖泥船还包括用于驱动所述抓斗在水平面上移动的角度驱动装置，所述系统还包括：

工作角度基准零点设定模块105，用于设定所述抓斗的工作角度基准零点；

角度检测模块106，所述角度检测模块与所述角度驱动装置相连接，用于检测所述角度驱动装置转动的转动方向和相对于所述工作角度基准零点转动过的第一角度，并生成角度检测信号；

所述处理模块104还用于接收所述角度检测信号，并根据所述角度检测信号，获取所述抓斗的工作角度。

监测系统还可以监测抓斗的工作角度，挖泥船在水面上进行挖泥作业时，会控制抓斗在水平面上旋转来对不同的区域进行挖泥作业，本申请实施例中的监测系统，通过设置工作角度基准零点设定模块，来设定抓斗的工作角度基准零点。

所述工作角度基准零点设定模块可以包括：设置在所述角度驱动装置上的零点定位信号发生单元和零点定位传感器，其中：当所述零点定位传感器接收到所述零点定位信号发生单元发出的磁信号时，即为工作角度基准零点。

挖泥船的抓斗通过角度驱动装置驱动在水平面上发生位移，一般情况下，由于船体本身的限制，挖泥船的抓斗并不能在挖泥船上进行360度的旋转，通过设置一零点就可以知晓抓斗的相对位置，在角度驱动装置上设置一个零点定位信号发生单元和零点定位传感器，零点定位信号发生单元可以是一块磁钢，零点定位传感器可以是一霍尔式传感器，当磁钢位于霍尔式传感器的感知范围内时，就可以确定此时的抓斗位置就是工作角度基准零点。

角度驱动装置可以包括驱动轴承和驱动轴承带动的回旋机构，与抓斗连接的装置位于回旋机构上，通过驱动该回旋机构带动与抓斗连接的装置的旋转，进而实现抓斗在水平面的位移，此时角度检测模块就可以是一旋转编码器，将该旋转编码器安装在驱动轴承上，在驱动轴承旋转时，带动旋转编码器运动，就可以测定轴承的旋转角度，进而知晓抓斗的工作角度。

角度检测模块在检测到所述角度驱动装置转动的转动方向和相对于所述工作角度基准零点转动过的第一角度后，生成角度检测信号。处理模块根据角度检测信号处理得到抓斗的工作角度。

在本申请实施例中，安装在驱动轴承上的旋转编码器检测驱动轴承的旋转状态，在实际工作中，驱动轴承一般还会通过齿轮与回旋机构啮合，可以事先计算得到驱动轴承转过一个角度后，回旋机构会旋转过多少角度，根据这样的对应关系，处理模块就可以根据第一角度计算得到回旋机构的旋转角度，得到抓斗的工作角度。

通过设置角度检测模块，可以明确的知晓抓斗在水平面上的相对位置，为挖泥船的挖泥作业监控提供角度位置信息，保证挖泥作业的精确，提高工作效率。

进一步的，在一些实施例中，所述系统还包括：

开度检测模块107，所述开度检测模块与所述处理模块相连接，用于检测所述抓斗的打开角度。

通过设置开度检测模块107可以检测抓斗的打开角度，方便操作人员监控抓斗的工作状态。

在本申请实施例中，挖泥船还包括用于控制所述抓斗开闭的开闭卷筒，所述开闭卷筒通过输出或回收钢索控制所述抓斗的打开或关闭，所述系统还包括：

至少一个第二信号发生模块，所述第二信号发生模块沿所述开闭卷筒的侧壁边缘均匀设置，可随所述开闭卷筒旋转；

开度检测模块，固定在与所述钢索卷筒外且与所述钢索卷筒的侧壁边缘相对的位置，用于每当一个所述第二信号发生模块经过所述开度检测模块时生成一个第二输出脉冲；

所述处理模块还用于接收所述第二输出脉冲，获取所述开闭卷筒的开闭角度。

开度检测模块的工作方法和深度检测模块的工作方法类似，开度检测模块可以采用霍尔式传感器，第二信号发生模块也可以采用磁钢，开闭卷筒在旋转时，带动第二信号发生模块旋转，在旋转经过开度检测模块时，通过磁场的检测，开度检测模块生成输出脉冲，并且旋转方向的不同，会生成不同的脉冲，例如，开闭卷筒在输出钢索时，抓斗的开放角度变小，没接收到一个第二输出脉冲就会对应得到一个角度，表明抓斗的开放角度改变了该角度。

进一步的，在一些实施例中，所述挖泥船通过吊臂控制抓斗，所述系统还包括：

与所述处理模块相连接，用于测量所述抓斗重量的重量测量模块108；

与所述处理模块相连接，用于测量所述抓斗在水平面上的旋转半径的半径测量模块109；

所述吊臂角度测量模块设置在所述吊臂上，用于测量控制所述抓斗的吊臂的角度的吊臂角度测量模块110；

与所述处理模块相连接，用于显示所述处理模块获得的参数的显示模块111。

通过设置重量测量模块可以测量得到抓斗的整体重量，从而知晓抓斗中泥土的重量，通过半径测量模块可以知晓抓斗的旋转半径，方便在作业时，灵活调整，通过吊臂角度测量模块可以知晓吊臂的工作角度，并且通过显示模块，可以将各种参数显示出来，方便工作人员观看，及时了解抓斗的工作状态。

进一步的，在一些实施例中，还包括：

分别与所述深度检测模块、处理模块相连接，用于对所述第一输出脉冲进行隔离放大的第一隔离放大模块112；

分别与所述角度检测模块、处理模块相连接，用于对所述角度检测信号进行隔离放大的第二隔离放大模块113。

通过设置第一隔离放大模块、第二隔离放大模块，可以实现对信号的变送、转换、隔离和放大，方便处理模块对信号的处理。

以上仅为本申请的优选实施方式而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种挖泥船抓斗监测系统，其特征在于，用于检测所述挖泥船抓斗工作深度，所述工作深度为所述抓斗上沿到水面的垂直距离，所述挖泥船包括用于挖泥的抓斗和钢索卷筒，所述抓斗通过钢索与钢索卷筒相连接，所述钢索的一端固定在所述钢索卷筒上，所述钢索卷筒可通过旋转输出或回收钢索以控制所述抓斗下降或上升，所述监测系统包括：

至少一个沿所述钢索卷筒的筒体的侧壁边缘或筒体表面均匀设置，可随所述钢索卷筒旋转的信号发生模块；

固定在与所述钢索卷筒外且与所述钢索卷筒的侧壁边缘相对的位置，用于每当一个所述信号发生模块经过所述检测模块时生成一个第一输出脉冲的深度检测模块；

用于接收所述第一输出脉冲，获取所述抓斗的工作深度的处理模块。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一输出脉冲包括表征工作深度增加的深度增加脉冲和表征深度减少的深度减少脉冲，当所述信号发生模块为多个时，相邻的两个信号发生模块的沿钢索卷筒边缘的间隔为一个距离间隔，所述处理模块包括：

用于预先设定所述抓斗与水面接触的位置为工作深度基准零点的工作深度基准零点设定单元；

用于计算从所述工作深度基准零点开始接收的深度增加脉冲和深度减少脉冲的总数量的计数单元；

根据所述深度增加脉冲和深度减少脉冲的总数量获取所述抓斗的当前工作深度的深度计算单元，具体用于：每接收一个深度增加脉冲，在工作深度基准零点上增加一个距离间隔，每接收到一个深度减少脉冲，在工作深度基准零点上减少一个距离间隔。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述挖泥船还包括用于驱动所述抓斗在水平面上移动的角度驱动装置，所述系统还包括：

用于设定所述抓斗的工作角度基准零点的工作角度基准零点设定模块；

分别与所述角度驱动装置和所述工作角度基准零点设定模块相连接，用于检测所述角度驱动装置转动的转动方向和相对于所述工作角度基准零点转动过的第一角度，并生成角度检测信号的角度检测模块；

所述处理模块还用于接收所述角度检测信号，并根据所述角度检测信号，获取所述抓斗的工作角度。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述工作角度基准零点设定模块包括：设置在所述角度驱动装置上的零点定位信号发生单元和零点定位传感器，其中：

当所述零点定位传感器接收到所述零点定位信号发生单元发出的磁信号时，即为工作角度基准零点。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号发生模块为磁钢，所述深度检测模块为霍尔式传感器。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述角度检测模块为旋转编码器。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

与所述处理模块相连接，用于检测所述抓斗的打开角度的开度检测模块。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述挖泥船通过吊臂控制抓斗，所述系统还包括：

与所述处理模块相连接，用于测量所述抓斗重量的重量测量模块；

与所述处理模块相连接，用于测量所述抓斗在水平面上的旋转半径的半径测量模块；

设置在所述吊臂上，与所述处理模块相连接，用于测量控制所述抓斗的吊臂的角度的吊臂角度测量模块；

与所述处理模块相连接，用于显示所述处理模块获得的参数的显示模块。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

分别与所述深度检测模块、处理模块相连接，用于对所述第一输出脉冲进行隔离放大的第一隔离放大模块。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

分别与所述角度检测模块、处理模块相连接，用于对所述角度检测信号进行隔离放大的第二隔离放大模块。