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(jì)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(shí)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(jì)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(dú)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(dòng)帶動(dòng)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)提供脈沖信號;或者是霍爾傳感器通過采集滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)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(jī),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(jì)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(jī)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(shí)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(qiáng)度要求提高,且排繩裝置移動(dòng)時(shí)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(dòng)排繩的過程中,鋼絲繩與滑輪的角度時(shí)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(jì)算收放繩總長度,計(jì)算方法為:設(shè)鋼絲繩完全纏繞在滾筒上時(shí)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(jì)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(shí)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(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電氣連接示意圖。
圖3為本發(fā)明的PLC計(jì)算流程圖一。
圖4為本發(fā)明的PLC計(jì)算流程圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)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(jì)算收放繩總長度。
[0031]本實(shí)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(gè)或多個(gè),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(shí)變形,安裝多個(gè)磁鐵無法保證每個(gè)磁鐵經(jīng)過霍爾傳感器都發(fā)出脈沖,因此無法多個(gè)的去安裝磁鐵,只能安裝一個(gè)磁鐵。
[0032]PLC選擇經(jīng)濟(jì)可靠的三菱FX2N系列PLC,觸摸屏選用三菱經(jīng)濟(jì)小巧型GT1030-LBD-C 觸摸屏。
[0033]PLC的雙相高速計(jì)數(shù)器指令判別收繩或放繩方向,同時(shí)解決絞車卷筒突然改變運(yùn)行方向,計(jì)數(shù)裝置能夠改變加減繩長數(shù)據(jù)的計(jì)數(shù)要求。
[0034]PLC通過采集脈沖信號及對采集的脈沖信號進(jìn)行程序數(shù)據(jù)處理計(jì)算,并將計(jì)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(dòng)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(shí)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(shí)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(shí),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(shí))。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(jì)數(shù)大于30時(shí),則PLC判斷鋼絲繩卷至第七層,當(dāng)D2的計(jì)數(shù)小于O時(shí),則PLC判斷鋼絲繩卷至第九層,即O < D2彡30時(shí)鋼絲繩在卷筒的第八層纏繞;當(dāng)D2的計(jì)數(shù)大于60時(shí),則PLC判斷鋼絲繩卷至第六層,30 < D2彡60時(shí)鋼絲繩在卷筒的第七層纏繞;同理60 < D2 < 90時(shí)鋼絲繩在卷筒的第六層纏繞,90 < D2 ^ 120時(shí)鋼絲繩在卷筒的第五層纏繞,120 < D2 ^ 150時(shí)鋼絲繩在卷筒的第四層纏繞,150 < D2 ^ 180時(shí)鋼絲繩在卷筒的第三層纏繞,180 < D2S 210時(shí)鋼絲繩在卷筒的第二層纏繞,210 < D2 ^ 240時(shí)鋼絲繩在卷筒的第一層纏繞。
[0037]鋼絲繩長計(jì)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(jì)算方式不同,同時(shí)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(jì)算公式為D = 2 π r ;
[0048]則每一層鋼絲繩周長計(jì)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(shí)鋼絲繩的層數(shù)判斷”推導(dǎo)而出)
[0050]鋼絲繩總長的計(jì)算公式為:
[0051]DlO = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XDl (鋼絲繩在第九層時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)的收放繩總長)
[0056]……由此推導(dǎo)出上述繩長計(jì)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(jì)算收放繩總長度,計(jì)算方法為:設(shè)鋼絲繩完全纏繞在滾筒上時(shí)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(jì)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