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一種液壓多功能絞車卷筒繩長測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓多功能絞車卷筒繩長測量裝置，包括底座，所述底座上設(shè)置有墻架，所述墻架上設(shè)置有卷筒，所述卷筒前側(cè)設(shè)置有排繩裝置，其特征在于，所述卷筒的法蘭上設(shè)置有距所述法蘭中心一段距離且均勻分布的磁鐵，所述墻架上設(shè)置有與所述磁鐵配合的霍爾傳感器，所述霍爾傳感器連接有PLC，所述PLC連接有觸摸屏，所述PLC用于計算收放繩總長度。本發(fā)明能夠減少鋼絲繩收放繩長度的測量誤差，在鋼絲繩測量長度時不會造成額外的磨損，并且測量起來方便，安裝空間小。
【專利說明】一種液壓多功能絞車卷筒繩長測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多功能絞車【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是船用多功能絞車，具體是一種液壓多功能絞車卷筒繩長測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，多功能絞車設(shè)備本身都無繩長計數(shù)裝置。船舶甲板(或船體)上安裝的繩長測量裝置，幾乎都是單獨在船上安裝滑輪，并在滑輪上安裝旋轉(zhuǎn)編碼器或霍爾傳感器，靠鋼絲繩摩擦滑輪，通過滑輪轉(zhuǎn)動帶動編碼器轉(zhuǎn)動提供脈沖信號；或者是霍爾傳感器通過采集滑輪轉(zhuǎn)動的脈沖信號。采集的脈沖信號通過PLC或者繩長測量儀表來計算得出鋼絲繩的長度。
[0003]船舶上，類似帶有排繩裝置的絞綱機，幾乎都是采用在甲板(或船體)上安裝滑輪，在滑輪上安裝旋轉(zhuǎn)編碼器或霍爾傳感器的這種繩長測量裝置來達(dá)到測量(計量)繩長的目的。
[0004]船舶甲板(或船體)上安裝滑輪的繩長測量裝置存在以下問題:
[0005]1、安裝尺寸受限制。特別是絞車或絞綱機的拉力越大，滑輪的尺寸就越大，安裝的空間要求就越大，安裝難度越大。
[0006]2、在海上特別惡劣的工況中工作，滑輪的軸部容易生銹或潤滑不良，造成在收繩(或放繩)過程中滑輪打滑，從而導(dǎo)致在鋼絲繩的實際長度與測量的繩長數(shù)據(jù)不符。
[0007]3、如果將滑輪安裝在絞車的排繩裝置上，那么排繩裝置會很大對排繩裝置支撐架的強度要求提高，且排繩裝置移動時對工作空間變得很大。如果將滑輪安裝在絞車的前端，那么在排繩裝置移動排繩的過程中，鋼絲繩與滑輪的角度時刻變化，鋼絲繩與滑輪產(chǎn)生摩擦很大，鋼絲繩和滑輪磨損加快。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種體積小，并且測量準(zhǔn)確的多功能絞車卷筒繩長測量裝置及其測量方法。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決:
[0010]一種液壓多功能絞車卷筒繩長測量裝置，包括底座，所述底座上設(shè)置有墻架，所述墻架上設(shè)置有卷筒，所述卷筒前側(cè)設(shè)置有排繩裝置，其特征在于，所述卷筒的法蘭上設(shè)置有距所述法蘭中心一段距離且均勻分布的磁鐵，所述墻架上設(shè)置有與所述磁鐵配合的霍爾傳感器，所述霍爾傳感器連接有PLC，所述PLC連接有觸摸屏，所述PLC用于計算收放繩總長度，計算方法為:設(shè)鋼絲繩完全纏繞在滾筒上時層數(shù)為k ；
[0011]設(shè)滾筒上每層纏繞的鋼絲繩為a圈；
[0012]設(shè)鋼絲繩相鄰兩層外徑相差為d ;
[0013]設(shè)DlO?Dk+9數(shù)據(jù)寄存器依次為第k層至第一層的每層的繩長；
[0014]設(shè)DO數(shù)據(jù)寄存器為鋼絲繩收放繩總長度；
[0015]設(shè)N為鋼絲繩在卷筒上的層數(shù)，數(shù)據(jù)范圍為:N = I?k，N分別對應(yīng)鋼絲繩的第k
層至第一層；
[0016]設(shè)NI為鋼絲繩在卷筒上的層數(shù)，數(shù)據(jù)范圍為:N1 = k?1，NI分別對應(yīng)鋼絲繩的第k層至第一層；
[0017]設(shè)Dl為第k層PLC采集的脈沖信號；
[0018]設(shè)D2為第k-Ι層至第一層的脈沖信號；
[0019]設(shè)第k層的外徑半徑為r ；
[0020]設(shè)第k-Ι層至第一層中鋼絲繩到達(dá)層PLC采集脈沖數(shù)為D21 ；
[0021]則每一層鋼絲繩周長計算公式為D = 2X π X (r-dX (N-1))；
[0022]第k-Ι層至第一層中鋼絲繩到達(dá)層PLC采集脈沖數(shù)為D21 =D2-(a (k-l)-aX (N-1))
[0023]第k 層的鋼絲繩總長 DlO = 2X 31 X (r_dX (N-1)) XDl
[0024]鋼絲繩收放繩總長度DO = 2X 31 X (r_dX (N-1)) XD21X (k_Nl)+D10。
[0025]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述磁鐵與所述霍爾傳感器最近距離為4?6cm。。
[0026]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0027]本發(fā)明有益效果:能夠減少鋼絲繩收放繩長度的測量誤差，在鋼絲繩測量長度時不會造成額外的磨損，并且測量起來方便，安裝空間小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明實施例的電氣連接示意圖。
圖3為本發(fā)明的PLC計算流程圖一。
圖4為本發(fā)明的PLC計算流程圖二。

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述:參見圖1至圖2，一種液壓多功能絞車卷筒繩長測量裝置，包括底座1，所述底座I上設(shè)置有墻架2，所述墻架2上設(shè)置有卷筒3，所述卷筒3前側(cè)設(shè)置有排繩裝置4，所述卷筒3的法蘭31上設(shè)置有距所述法蘭31中心一段距離且均勻分布的磁鐵5，所述墻架2上設(shè)置有與所述磁鐵5配合的霍爾傳感器6，所述霍爾傳感器6連接有PLC8，所述PLC8連接有觸摸屏7，所述PLC8用于計算收放繩總長度。
[0031]本實施例中，磁鐵安裝在以法蘭為圓心同一半徑上，以均勻分布選擇安裝一個或多個，磁鐵安裝的越多鋼絲繩測量的精確度越高，但由于法蘭在焊接時變形，安裝多個磁鐵無法保證每個磁鐵經(jīng)過霍爾傳感器都發(fā)出脈沖，因此無法多個的去安裝磁鐵，只能安裝一個磁鐵。
[0032]PLC選擇經(jīng)濟可靠的三菱FX2N系列PLC，觸摸屏選用三菱經(jīng)濟小巧型GT1030-LBD-C 觸摸屏。
[0033]PLC的雙相高速計數(shù)器指令判別收繩或放繩方向，同時解決絞車卷筒突然改變運行方向，計數(shù)裝置能夠改變加減繩長數(shù)據(jù)的計數(shù)要求。
[0034]PLC通過采集脈沖信號及對采集的脈沖信號進行程序數(shù)據(jù)處理計算，并將計算結(jié)果顯示在觸摸屏上。使用觸摸屏顯示繩長數(shù)據(jù)、鋼絲繩在哪一層的狀態(tài)；卷筒上鋼絲繩排放的圈數(shù)是一定的，卷筒轉(zhuǎn)動一周即鋼絲纏繞(收繩)一圈或放繩一圈，PLC采集到脈沖信號一次；本實施例中，鋼絲繩直徑16mm，長度為350m的鋼絲繩，纏滿卷筒共九層(即k = 9)，卷筒上每層纏繞30圈，而且第九層鋼絲繩未纏滿。收放繩時鋼絲繩的層數(shù)判斷:
[0035]第九層通過在觸摸屏上預(yù)設(shè)置鋼絲繩在卷筒上的圈數(shù)，當(dāng)PLC采集到的脈沖信號大于第九層預(yù)設(shè)數(shù)值時，PLC判斷鋼絲繩卷至第八層(如第9層設(shè)置鋼絲繩纏繞10圈，則PLC采集的脈沖信號大于10時)。PLC采集到第九層放完的脈沖信號寄存于Dl等待處理。
[0036]第八層至第一層，每層鋼絲繩纏繞的圈數(shù)是恒定的30圈(即a = 30)。將PLC采集的脈沖信號寄存于D2，當(dāng)D2的計數(shù)大于30時，則PLC判斷鋼絲繩卷至第七層，當(dāng)D2的計數(shù)小于O時，則PLC判斷鋼絲繩卷至第九層，即O < D2彡30時鋼絲繩在卷筒的第八層纏繞；當(dāng)D2的計數(shù)大于60時，則PLC判斷鋼絲繩卷至第六層，30 < D2彡60時鋼絲繩在卷筒的第七層纏繞；同理60 < D2 < 90時鋼絲繩在卷筒的第六層纏繞，90 < D2 ^ 120時鋼絲繩在卷筒的第五層纏繞，120 < D2 ^ 150時鋼絲繩在卷筒的第四層纏繞，150 < D2 ^ 180時鋼絲繩在卷筒的第三層纏繞，180 < D2S 210時鋼絲繩在卷筒的第二層纏繞，210 < D2 ^ 240時鋼絲繩在卷筒的第一層纏繞。
[0037]鋼絲繩長計算:
[0038]由于鋼絲繩在卷筒上每一層纏繞的周長不同，導(dǎo)致鋼絲繩收放繩在每一層的計算方式不同，同時鋼絲繩相鄰兩層的外徑相差為14mm(即d = 14)；
[0039]設(shè)DlO?D18數(shù)據(jù)寄存器依次為第九層至第一層的每層的繩長；
[0040]設(shè)D20數(shù)據(jù)寄存器為鋼絲總繩長；
[0041]設(shè)N為鋼絲繩在卷筒上的層數(shù)，數(shù)據(jù)范圍為:N = I?9(分別對應(yīng)鋼絲繩的第九層至第一層)；
[0042]設(shè)NI為鋼絲繩在卷筒上的層數(shù)，數(shù)據(jù)范圍為:N1 = 9?1(分別對應(yīng)鋼絲繩的第九層至第一層)；
[0043]設(shè)Dl為第九層PLC采集的脈沖信號；
[0044]設(shè)D2為第八層至第一層的脈沖信號；
[0045]設(shè)第九層的外徑半徑為r ；
[0046]設(shè)第八層至第一層每層PLC采集脈沖數(shù)為D21 ；
[0047]鋼絲周長繩計算公式為D = 2 π r ;
[0048]則每一層鋼絲繩周長計算公式為D = 2X π X (r_14X (N-1))；
[0049]第八層至第一層中鋼絲繩到達(dá)層PLC采集脈沖數(shù)為D21 = D2-(240-30X (N-1))；(注:上述公式為“3.收放繩時鋼絲繩的層數(shù)判斷”推導(dǎo)而出)
[0050]鋼絲繩總長的計算公式為:
[0051]DlO = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XDl (鋼絲繩在第九層時的收放繩總長)
[0052]Dll = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XD21+D10 (鋼絲繩在第八層時的收放繩總長)
[0053]D12 = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XD21+D11 (鋼絲繩在第七層時的收放繩總長)
[0054]D13 = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XD21+D12 (鋼絲繩在第六層時的收放繩總長)
[0055]D14 = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XD21+D13 (鋼絲繩在第五層時的收放繩總長)
[0056]……由此推導(dǎo)出上述繩長計算公式:
[0057]DO = 2X 31 X (r-14X (N-1)) XD21X (9_N1)+D10。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓多功能絞車卷筒繩長測量裝置，包括底座(I)，所述底座(I)上設(shè)置有墻架(2)，所述墻架(2)上設(shè)置有卷筒(3)，所述卷筒(3)前側(cè)設(shè)置有排繩裝置(4)，其特征在于，所述卷筒(3)的法蘭(31)上設(shè)置有距所述法蘭(31)中心一段距離且均勻分布的磁鐵(5)，所述墻架(2)上設(shè)置有與所述磁鐵(5)配合的霍爾傳感器(6)，所述霍爾傳感器(6)連接有PLC (8)，所述PLC (8)連接有觸摸屏(7)，所述PLC (8)用于計算收放繩總長度，計算方法為:設(shè)鋼絲繩完全纏繞在滾筒上時層數(shù)為k ;設(shè)滾筒上每層纏繞的鋼絲繩為a圈；設(shè)鋼絲繩相鄰兩層外徑相差為d ;設(shè)Dl(TDk+9數(shù)據(jù)寄存器依次為第k層至第一層的每層的繩長；設(shè)DO數(shù)據(jù)寄存器為鋼絲繩收放繩總長度；設(shè)N為鋼絲繩在卷筒上的層數(shù)，數(shù)據(jù)范圍為:N=ll，N分別對應(yīng)鋼絲繩的第k層至第一層；設(shè)附為鋼絲繩在卷筒上的層數(shù)，數(shù)據(jù)范圍為:Ν1=1Γ1，Ν1分別對應(yīng)鋼絲繩的第k層至第一層；設(shè)Dl為第k層PLC采集的脈沖信號；設(shè)D2為第k-Ι層至第一層的脈沖信號；設(shè)第k層的外徑半徑為r ;設(shè)第k-Ι層至第一層中鋼絲繩到達(dá)層PLC采集脈沖數(shù)為D21 ;則每一層鋼絲繩周長計算公式為D=2X π X(r-dX (N-1));第k_l層至第一層中鋼絲繩到達(dá)層PLC采集脈沖數(shù)為D21=D2-(a(k-l)-aX (N-1));第1^層的鋼絲繩總長 D10=2X 31 X (r-dX (N-1) )XDl ;鋼絲繩收放繩總長度 D0=2X π X (r-dX (N-1) )XD21X (k-Nl)+D10。
2.如權(quán)利要求1所述的一種液壓多功能絞車卷筒繩長測量裝置，其特征在于:所述磁鐵與所述霍爾傳感器最近距離為4飛_。
【文檔編號】G01B21/02GK104291227SQ201410441928
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】賀波, 虞鋒彬, 張國銳 申請人:捷勝海洋裝備股份有限公司