[发明专利]耙吸挖泥船主动耙头控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于疏浚工程设备，涉及一种耙吸挖泥船主动耙头控制系统及控制方法。

背景技术

在耙吸挖泥船的工作系统中，耙头与疏浚效率有着最直接的联系，普通耙吸挖泥船的一般无法调整耙头耙齿与海底面的夹角，因而无法人为调整耙头的破土能力，极大地影响了疏浚效率。新型耙吸挖泥船舶更多采用了可以控制的主动耙头，以提高疏浚效率。主动耙头安装在耙管的前端，本体与耙头护罩的角度可以通过两个液压油缸进行调节。通过控制液压油缸的行程，来调节主动耙头耙齿和海底面的夹角，从而获得最佳的破土效果。但现有结构中的主动耙头一般要通过人为控制耙头的动作，控制精度低、可靠性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够对耙吸挖泥船的主动耙头进行自动控制、运行可靠、效率高的耙吸挖泥船主动耙头控制系统及控制方法。

本发明的耙吸挖泥船主动耙头控制系统包括有一个主动耙头，主动耙头上安装有可调节主动耙头与耙头护罩之间角度的耙头油缸，其特征是：所述耙头油缸上装有可检测油缸行程的油缸行程传感器和可检测耙头油缸压力的油缸压力传感器，在连接主动耙头的耙管上安装有可检测耙管垂直角度的耙管角度传感器；所述油缸行程传感器、油缸压力传感器和耙管角度传感器经过信号电缆与一个主动耙头控制器的检测信号输入端连接；主动耙头控制器通过油缸执行单元控制耙头油缸的伸缩；所述主动耙头控制器的控制信号输入端与位于疏浚控制台的指令单元连接；所述主动耙头控制器的控制信号输入端还与一个位于主动耙头搁架侧的现场操作箱连接。

所述主动耙头控制器为一个可编程控制器。

本发明的基于上述耙吸挖泥船主动耙头控制系统的耙吸挖泥船主动耙头现场控制方法是：由现场操作箱向主动耙头控制器发出“耙头油缸放出”命令或“耙头油缸收进”命令，分别控制耙头油缸的推出和收进。

本发明的基于上述耙吸挖泥船主动耙头控制系统的耙吸挖泥船主动耙头遥控手动控制方法是：通过指令单元向主动耙头控制器发出“耙头油缸放出”命令或“耙头油缸收进”命令，分别控制耙头油缸的推出和收进。

本发明的基于上述耙吸挖泥船主动耙头控制系统的耙吸挖泥船主动耙头半自动控制方法是：主动耙头在耙头对地角度设定值α下进行作业，由主动耙头控制器不断检测油缸行程，以获得耙头对地角度实际值；当耙头阻力增大，耙头油缸压力超过一个设定值P2时，由主动耙头控制器发出指令自动收回油缸而将耙头护罩抬起，使耙头对地角度发生变化；当耙头对地角度变化超越设定的允许范围时停止收回油缸，然后每隔一定的时间间隔T2，由主动耙头控制器控制油缸以设定的压力P1推出，每次油缸动作持续一定的时间T1，直至耙头护罩角度回到耙头对地角度设定值α。

本发明的基于上述耙吸挖泥船主动耙头控制系统的耙吸挖泥船主动耙头自动控制方法是：在主动耙头作业过程中，由主动耙头控制器不断检测耙头油缸压力；当耙头油缸压力大于耙头自动控制压力设定值P3且超越了设定的允许范围φ时，由主动耙头控制器发出指令自动收回油缸而将耙头护罩抬起，直至耙头油缸压力回到耙头自动控制压力设定值P3；当耙头油缸压力小于耙头自动控制压力设定值P3且超越了设定的允许范围φ时，每隔一定的时间间隔T2，主动耙头控制器控制油缸以压力P1推出，每次油缸动作持续一定的时间T1，直至耙头油缸压力回到耙头自动控制压力设定值P3。

本发明能够通过各传感器的检测信号，确定耙头各部分的位置状态，再通过主动耙头控制器的计算获得耙头的实际工作状态信息，进而自动对主动耙头的姿态进行调整，其自动化程度高、操作方便可靠、控制精度高，可提高疏浚施工的效率。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是本发明实施例的主动耙头控制器的信号输入输出示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的系统包括有耙头油缸1、主动耙头控制器2，油缸行程传感器3、耙头油缸压力传感器4、耙管角度传感器5、油缸执行单元6、指令单元7和现场操作箱8。其中：

主动耙头控制器是一套可编程控制器；

耙头油缸行程传感器安装于耙头油缸内部，用于测量耙头油缸的行程；

耙头油缸压力传感器安装于耙头油缸内部，用于测量耙头油缸的压力；

耙管角度传感器安装于耙管上，用于测量耙管垂直角度；

现场操作箱位于主动耙头搁架侧，可以向主动耙头控制器发出油缸收进指令和油缸放出指令；

指令单元：位于疏浚控制台，可以向主动耙头控制器发出手动控制指令、半自动控制指令、自动控制指令、油缸收进指令和油缸放出指令。