专利汇可以提供一种多功能起重船舶平衡系统及其工作方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种多功能起重 船舶 平衡系统及其工作方法,包括船体、平衡 水 槽、调谐平衡水箱、升 力 风 扇、自平衡 起重机 、双喷水平衡装置及PLC控制系统;平衡水槽设在船体两侧的船舷上,调谐平衡水箱设在在船舱内,调谐平衡水箱包括主水箱和副水箱,升力风扇分别设在船体四周的甲板上,自平衡起重机平衡臂上设有固定 配重 块 和可变配重水箱装置,双喷水平衡装置设在船舷两侧底部。本发明利用平衡水槽的重力和 浮力 、调谐平衡水箱的重力、风扇升力以及双喷水 泵 的推力提供船体的平衡力矩,可变配重水箱能够 自动调节 起重机平衡力,双喷水平衡装置可在船舶航行时提供向前或向后的推力,起吊货物时能够翻转90°提供向上推力,实现多种作业功能。,下面是一种多功能起重船舶平衡系统及其工作方法专利的具体信息内容。
1.一种多功能起重船舶平衡系统,包括船体(1),其特征在于:还包括平衡水槽(2)、调谐平衡水箱(3)、升力风扇(4)、自平衡起重机(5)、PLC控制系统(6)及双喷水平衡装置(7);
所述平衡水槽(2)设有两组,分别设在船体(1)两侧的船舷(1.2)上,所述平衡水槽(2)包括槽体(2.1)和液压伸缩臂(2.2),所述槽体(2.1)为顶部开口的U形船结构,所述槽体(2.1)底部铰接在液压伸缩臂(2.2)伸出端,所述槽体(2.1)侧面铰接在翻转液压缸(2.4)伸出端,所述翻转液压缸(2.4)缸底端铰接在液压伸缩臂(2.2)上,所述液压伸缩臂(2.2)头端铰接在船舷(1.2)上,所述液压伸缩臂(2.2)上设有伸展液压缸(2.3),所述伸展液压缸(2.3)伸出端铰接在液压伸缩臂(2.2)上,所述伸展液压缸(2.3)缸底端铰接在船舷(1.2)上;所述调谐平衡水箱(3)设有两组,分别设在在船体(1)内的首部和尾部,所述调谐平衡水箱(3)包括主水箱(3.1)和副水箱(3.11),所述主水箱(3.1)底部设有横向水箱支座(3.9),所述水箱支座(3.9)固定在船舱(1.3)底部,所述水箱支座(3.9)两端设有限位块Ⅰ(3.11),所述水箱支座(3.9)上设有滚棍(3.10),所述滚棍(3.10)与主水箱(3.1)滚动连接,所述主水箱(3.1)内设有活塞板(3.2),所述活塞板(3.2)把主水箱(3.1)隔成两部分,所述活塞板(3.2)两边设有伺服液压缸(3.7),所述伺服液压缸(3.7)穿过主水箱(3.1)侧壁并分别固定在船舱(1.3)内两侧,所述主水箱(3.1)内部上端设有转换水道(3.3),所述转换水道(3.3)两端设有两组转换水阀(3.4),所述转换水道(3.3)侧端设有补水阀(3.5),所述主水箱(3.1)外侧端横向设有两组可调液压阻尼器(3.8),所述可调液压阻尼器(3.8)连接固定在船舱(1.3)侧端和主水箱(3.1)外侧端之间,所述主水箱(3.1)两侧端分别设有低、中、高三组平衡水箱液位传感器(3.6);所述副水箱(3.11)纵向设在主水箱(3.1)顶部,所述副水箱(3.11)底部设有两组滑动轨道(3.12),所述滑动轨道(3.12)支撑副水箱(3.11)固定在主水箱(3.1)上表面,所述滑动轨道(3.12)两端设有限位块Ⅱ(3.13),所述限位块Ⅱ(3.13)上固定设有限位开关(3.17),所述副水箱(3.11)底部中间位置固定设有滚珠丝杆(3.15),所述滚珠丝杆(3.15)端部设有步进电机(3.14),所述滚珠丝杆(3.15)旁设有光栅尺(3.16),所述光栅尺(3.16)与滑动轨道(3.12)平行固定在主水箱(3.1)上表面;所述升力风扇(4)设有四组,分别设在船体(1)四周的甲板(1.1)上,所述升力风扇(4)设有两组横向传动轴(4.1),所述横向传动轴(4.1)两端设有自动变速器(4.2),所述横向传动轴(4.1)中间设有锥形齿轮传动组Ⅰ(4.3),所述锥形齿轮传动组Ⅰ(4.3)与纵向传动轴(4.4)两端连接,所述纵向传动轴(4.4)中间设有锥形齿轮传动组Ⅱ(4.5),所述锥形齿轮传动组Ⅱ(4.5)与垂直传动轴(4.6)上端连接,所述垂直传动轴(4.6)下端连接到锥形齿轮传动组Ⅲ(4.7),所述锥形齿轮传动组Ⅲ(4.7)由主传动轴(4.8)输入传动,所述主传动轴(4.8)连接到船舶动力系统;所述甲板(1.1)上设有起重轨道(1.5),所述自平衡起重机(5)设在所述起重轨道(1.5)上;所述双喷水平衡装置(7)设有两组,并分别设在船体(1)两侧的船舷(1.2)底部位置,所述双喷水平衡装置(7)包括喷水器(7.1)、凸轮盘(7.2)及转换液压缸(7.3),所述喷水器(7.1)及所述凸轮盘(7.2)设有两组,喷水器(7.1)两组间安装反方向,喷水器(7.1)固定在凸轮盘(7.2)的侧面上,所述凸轮盘(7.2)凸部侧面固定设有滑杆(7.6),所述转换液压缸(7.3)垂直设在两组喷水器(7.1)中上位置,所述转换液压缸(7.3)一端固定在船舷(1.2)上,所述转换液压缸(7.3)另一端设有拉杆(7.4),所述拉杆(7.4)中间设有滑槽(7.5),所述凸轮盘(7.2)通过滑杆(7.6)穿过滑槽(7.5)套接在一起,所述凸轮盘(7.2)上设有空心转轴(7.7),所述空心转轴(7.7)一端与凸轮盘(7.2)铰接,所述空心转轴(7.7)另一端与船舷(1.2)固定连接,所述喷水器(7.1)上设有半轴(7.8),所述半轴(7.8)穿过空心转轴(7.7)连接到主传动轴(4.8)上;所述液压伸缩臂(2.2)、伸展液压缸(2.3)、翻转液压缸(2.4)、伺服液压缸(3.7)、转换水阀(3.4)、补水阀(3.5)、平衡水箱液位传感器(3.6)、可调液压阻尼器(3.8)、步进电机(3.14)、自动变速器(4.2)及转换液压缸(7.3)均连接到PLC控制系统(6)。
2.根据权利要求1所述的一种多功能起重船舶平衡系统,其特征在于:所述起重轨道(1.5)固定在甲板(1.1)两侧,所述起重轨道(1.5)呈“工”字型,并且顶部形成圆弧结构,所述起重轨道(1.5)底部设三组起重轨道压力传感器(1.6),所述起重轨道(1.5)两端设有两组起重机位移传感器(1.7),所述甲板(1.1)四周及前后位置设有六组倾角传感器(1.4),所述轨道压力传感器(1.6)、起重机位移传感器(1.7)及倾角传感器(1.4)均连接到PLC控制系统(6)。
3.根据权利要求1所述的一种多功能起重船舶平衡系统,其特征在于:所述自平衡起重机(5)包括起重机架(5.1)、吊臂(5.2)和平衡臂(5.3),所述起重机架(5.1)底部设有四组移动装置(5.12),所述起重机架(5.1)顶部设有旋转工作台(5.6),所述旋转工作台(5.6)上固定设有操作仓(5.4),所述旋转工作台(5.6)上设有起重机回转角度传感器(5.11),所述吊臂(5.2)固定在旋转工作台(5.6)上,所述吊臂(5.2)上设有起吊小车(5.5),所述起吊小车(5.5)与吊臂(5.2)滑动连接,述起吊小车(5.5)上设有起重重量传感器(5.10),所述吊臂(5.2)尾部设有起吊小车位移传感器(5.9);所述平衡臂(5.3)固定在旋转工作台(5.6)上,所述平衡臂(5.3)与吊臂(5.2)对应形成一条直线并对接在一起,所述平衡臂(5.3)上设有固定配重块(5.7)和可变配重水箱装置(5.8),所述可变配重水箱装置(5.8)设在固定配重块(5.7)右侧,所述可变配重水箱装置(5.8)包括多组水箱(5.81)、配重水箱调节泵(5.86)和配重水箱补水泵(5.88),所述多组水箱(5.81)至少设有两组,所述多组水箱(5.81)顶部设有配重水箱进水阀(5.82),所述多组水箱(5.81)底部设有配重水箱出水阀(5.83),所述多组水箱(5.81)顶部设有配重水箱液位传感器(5.89),所述配重水箱出水阀(5.83)连接到回流管(5.84),所述回流管(5.84)上设有配重水箱调节泵(5.86) ,所述回流管(5.84)连接到配重水箱进水阀(5.82),所述回流管(5.84)连接到配重水箱排水阀(5.85),所述配重水箱补水泵(5.88)上设有配重水箱补水管(5.810),所述配重水箱补水管(5.810)一端连接到配重水箱补水阀(5.87)另一端连接到水域中,所述配重水箱补水阀(5.87)出口与回流管(5.84)连接;所述起吊小车位移传感器(5.9)、起重重量传感器(5.10)、起重机回转角度传感器(5.11)、配重水箱进水阀(5.82)、配重水箱出水阀(5.83)、配重水箱排水阀(5.85)、配重水箱液位传感器(5.89)、配重水箱补水阀(5.87)、 配重水箱调节泵(5.86) 及配重水箱补水泵(5.88)均连接到PLC控制系统(6)。
4.根据权利要求3所述的一种多功能起重船舶平衡系统,其特征在于:所述移动装置(5.12)为底部设有缺口正方形结构,所述移动装置(5.12)缺口位置与“工”型起重轨道(1.5)中部位置对应,并且设有滚棍(5.14),所述滚棍(5.14)同时与移动装置(5.12)及起重轨道(1.5)滚动连接,所述移动装置(5.12)内设有内凹的滚轮(5.13),所述滚轮(5.13)与起重轨道(1.5)顶部滚动连接,所述滚轮(5.13)连接有起重机移动电机(5.15),所述起重机移动电机(5.15)连接到PLC控制系统(6)。
5.根据权利要求1-4所述的一种多功能起重船舶平衡系统的工作方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)起吊货物前,PLC控制系统(6)启动自检程序,检测数据采集端、执行工作端信号正常,进入工作准备状态;
2)起吊较轻货物时,船体(1)两侧的液压伸缩臂(2.2)顶出带动槽体(2.1)下降到水面,下降的同时,伸展液压缸(2.3)支撑液压伸缩臂(2.2)向两边扩展,此时两侧的槽体(2.1)提供向上的浮力,使船体(1)在水面上保持稳定,不会出现倾斜;自平衡起重机(5)转动吊臂(5.2)到需要起吊的货物上方,起吊小车(5.5)加载货物,起重重量传感器(5.10)检测出货物重量,起吊小车位移传感器(5.9)检测出力臂,起重机回转角度传感器(5.11)检测转动的角度位置并反馈到PLC控制系统(6)计算得出力矩平衡参数,PLC控制系统(6)控制平衡臂(5.3)上的可变配重水箱装置(5.8)工作,启动配重水箱调节泵(5.86)调节多组水箱(5.81)内的水量以及选择需要注水的箱体,配重水箱液位传感器(5.89)检测出水量达到要求后反馈信号到PLC控制系统(6)停止调节,此时利用重心到平衡支点距离的变化和重力变化量调节到平衡状态,同时起重机架(5.1)底部的移动装置(5.12)由于与工”型起重轨道(1.5)相扣滚动连接在一起,确保了自平衡起重机(5)不会出现脱轨翻车;
3)起吊较重货物时,系统执行步骤2)工作流程后,自平衡起重机(5)工作达到初步平衡状态,但由于加载重物,船舶受到起重外力矩的作用出现倾斜,甲板(1.1)上的起重轨道压力传感器(1.6)检测出施加的外力,起重机位移传感器(1.7)检测出施加外力的距离,倾角传感器(1.4)检测出船舶倾斜角度并反馈到PLC控制系统(6), PLC控制系统(6)计算出反方向补偿回复力矩后,倾斜反方向侧翻转液压缸(2.4)动作带动槽体(2.1)向下翻转使槽体(2.1)中装入水,槽体(2.1)装满水后翻转液压缸(2.4)带动槽体(2.1)回正,伸展液压缸(2.3)顶出,使槽体(2.1)离开水面,此时槽体(2.1)中装满水提供向下的反倾斜重力拉动船舶回正;同时调谐平衡水箱(3)上主水箱(3.1)两端可调液压阻尼器(3.8)变大,使主水箱(3.1)无法左右移动,倾斜反方向端的伺服液压缸(3.7)动作,顶着活塞板(3.2)向倾斜方向移动,转换水道(3.3)上的转换水阀(3.4)打开,主水箱(3.1)内倾斜侧的水通过转换水道(3.3)流到倾斜反方向侧后关闭转换水阀(3.4),倾斜侧伺服液压缸(3.7)顶着活塞板向倾斜反方向侧压缩,主水箱(3.1)侧面上的平衡水箱液位传感器(3.6)检测到高液位信号后停止压缩,此时主水箱(3.1)内的水储存到倾斜反方向侧,并向下提供反倾斜重力压着船舶回正;同时设在船体(1)甲板(1.1)上倾斜方向侧的升力风扇(4)通过主传动轴(4.8)的多级传动,从船舶动力系统输出的动力传动进自动变速器(4.2),PLC控制系统(6)控制倾斜方向侧连接自动变速器(4.2)的升力风扇(4)高速转动,提供向上使船舶回正的升力;同时船体(1)倾斜侧船舷(1.2)底部的双喷水平衡装置(7)上的转换液压缸(7.3)向下顶出,拉杆(7.4)下压滑杆(7.6),两端滑杆(7.6)向中间滑动,带动凸轮盘(7.2)沿着空心转轴(7.7)往下转动
90°,固定在凸轮盘(7.2)侧面的两组喷水器(7.1)也跟着转动90°,使喷口朝下,半轴(7.8)连接到主传动轴(4.8)上使喷水器(7.1)向下喷水,提供向上使船舶回正的推力;
4)船舶运输航行时,调谐平衡水箱(3)上主水箱(3.1)两端的可调液压阻尼器(3.8)变小,主水箱(3.1)两侧水位一致,船舶航行左右摇动时主水箱(3.1)随着船舶上的横向水箱支座(3.9)上的滚棍(3.10)左右摇动,主水箱(3.1)内的水晃动对侧壁的产生的动压力反馈作用的船体(1)上,起到抑制左右摇动目的,摆动时甲板(1.1)上的倾角传感器(1.4)检测出船舶摆动频率,PLC控制系统(6)计算出调谐频率,控制可调液压阻尼器(3.8)和伺服液压缸(3.7)调整主水箱(3.1)摆动频率和水晃动频率,同时步进电机(3.14)正反转控制副水箱(3.11)沿着滑动轨道(3.12)前后移动频率,光栅尺(3.16)实时反馈副水箱(3.11)移动位置,实现抑制船舶运输航行时前后左右晃动的目的;同时船舷(1.2)两侧的双喷水平衡装置(7)上的喷水器(7.1)通过转换液压缸(7.3)调整为与船体(1)平行,船舶向前航行时,航行方向的第一组喷水器(7.1)启动,向后喷水推动向前航行,船舶向后倒退时,另一组喷水器(7.1)启动,向前喷水推动船舶进行倒退。
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