[发明专利]一种具有波浪补偿功能的海洋绞车及补偿方法

权利要求书

1.一种具有波浪补偿功能的海洋绞车，其特征在于，第一减速电机连接左绞盘，第二减速电机连接右绞盘，第三减速电机连接储缆卷筒，第四减速电机连接排缆器；负载端缆绳收缩时通过导缆器进入导向轮，水平通过右绞盘下部第一个绳槽，半圈缠绕在左绞盘第一个绳槽，再从左绞盘第一个绳槽上部回到右绞盘第二个绳槽上部，以此类推，每个绳槽均缠绕缆绳，最后从左绞盘最后一个绳槽下部出缆，经排缆器垂直进入储缆卷筒并固定；左、右绞盘采用水平卧式安装；缆绳在左、右绞盘上进出时采用下进下出的方式。

2.根据权利要求1所述的一种具有波浪补偿功能的海洋绞车，其特征在于，所述导缆器包括排缆丝杆和排缆导轮，第四减速电机带动排缆丝杆旋转，排缆丝杆上固定有滑块，滑块上可转动的安装有排缆导轮。

3.根据权利要求2所述的一种具有波浪补偿功能的海洋绞车，其特征在于，还包括操作单元、销轴力传感器、位移传感器、MRU传感器、控制单元、交换机、变频器、编码器和制动电阻，所述操作单元、销轴力传感器和位移传感器的输出端分别与控制单元连接；所述控制单元与交换机连接；所述交换机分别与第一至第四变频器、MRU传感器连接；所述第一至第四变频器分别对应连接第一至第四编码器；所述第一至第三变频器还分别对应连接第一至第三制动电阻；MRU传感器安装于导向轮处船舶甲板上，位移传感器与导向轮同轴安装，销轴力传感器安装于导向轮轴。

4.根据权利要求3所述的一种具有波浪补偿功能的海洋绞车，其特征在于，所述控制单元具有直流24V开关量输入模块、0~20mA电流量输入模块以及通讯模块；所述操作单元以直流24V开关量信号输出；所述销轴力传感器和位移传感器均以0~20mA电流量信号输出；所述第一至第四变频器均内置网关卡和编码器卡。

5.根据权利要求4所述的一种具有波浪补偿功能的海洋绞车，其特征在于，所述MRU传感器以通讯信号输出船舶横摇、纵摇、速度和加速度信息。

6.根据权利要求5所述的一种具有波浪补偿功能的海洋绞车，其特征在于，第一减速电机对应的第一变频器设置成速度伺服模式，第二减速电机对应的第二变频器设置成力矩伺服模式，使得右绞盘在缆绳的作用下始终跟随左绞盘旋转，保持二者的线速度同步；第三减速电机对应的第三变频器设置成力矩伺服模式，并且力矩始终设置成收缆的运动方向，且力矩大小远远小于第一减速电机和第二减速电机的综合力矩；第四减速电机对应的第四变频器设置成速度伺服模式，确保在储缆卷筒转动一圈时排缆丝杆带动的排缆导轮移动一个缆绳直径的距离，同时控制单元通过与第四变频器的通讯获取第四编码器的信号，实时计算排缆导轮移动的位移，并在排缆丝杆端部进行自动换向。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种具有波浪补偿功能的海洋绞车的补偿方法，其特征在于，

当绞车带载悬停时：控制单元通过MRU传感器连续多次采集船舶摇摆周期数据，经过平均后解算成船舶横摇、纵摇幅度、速度、加速度等信息，并根据当前船舶姿态数据折算成绞车系统需要的补偿位移量以及补偿加速度，当船舶姿态总体处于上升期时，绞车系统以预测的补偿加速度释放缆绳，补偿位移量为前次周期解算的补偿量，位移反馈值由位移传感器检测；当船舶姿态总体处于下降期时，绞车系统以预测的补偿加速度收取缆绳，补偿位移量为前次周期解算的补偿量，位移反馈值由位移传感器检测；

当绞车收缆时：当缆绳实际线速度小于设定速度但实际张力大于最大设定张力时，则控制缆绳减速；若线速度减小到某非0值时实际张力等于最大设定张力，则保持该线速度运行；若线速度减小到0实际张力仍然大于最大设定张力，则报警，由人工操作；当线速度小于设定速度且实际张力小于最小设定张力，则加速；若线速度增大到某值但未超过设定速度，实际张力大于最小设定张力但小于最大设定张力时，线速度继续增大；若线速度增大到某值但小于等于设定速度，实际张力等于最大设定张力时，保持该线速度运行；若线速度增大到大于设定速度，则报警，由人工操作；

当绞车放缆时：当缆绳实际线速度小于设定速度但实际张力大于最大设定张力，则加速；若线速度增大到某值但未超过设定速度，实际张力等于最大设定张力，则保持该线速度运行；若线速度增大到设定速度时，实际张力仍然大于最大设定张力，则报警，由人工操作；当线速度小于设定速度且实际张力小于最小设定张力，则减速；若线速度减小到某非0值时实际张力等于最小设定张力时，保持该线速度运行；若线速度减小到0时实际张力小于最小设定张力，则报警，由人工操作。