一種鋼絲繩系留體系張力調控的系統和方法與流程

2023-09-15 06:48:45

本發明涉及自動化控制領域，具體涉及一種鋼絲繩系留體系張力調控的系統和方法。

背景技術：

在湖、庫區水面上，物體的位置受流速和水位兩個因素的影響。但由於湖、庫區水面表面流速很小，對物體位置物體的影響較小；因此，湖庫區水面物體的位置主要取決於水位的升降變化。

水面上的物體通常採用鋼絲繩結構進行定位，在鋼絲繩系留體系中，水位的升降變化可轉化為鋼絲繩的張緊度和張力的變化，當鋼絲繩承受的張力超過定值範圍，會引起整個結構體系的失穩或破壞。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於，提供一種鋼絲繩系留體系張力調控的系統和方法，可避免因鋼絲繩承受的張力超過定值範圍，引起整個結構體系的失穩或破壞，從而使水面物體始終處於相對穩定的位置和安全狀態。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：提供一種鋼絲繩系留體系張力調控的系統，所述鋼絲繩系留體系包括位於水面上的載荷物、固定在岸邊的固定部以及卷揚機，所述載荷物與固定部通過第一鋼絲繩連接，所述載荷物與卷揚機通過第二鋼絲繩連接；該系統還包括調控裝置和用於檢測第一鋼絲繩張力的檢測裝置，所述檢測裝置、調控裝置以及卷揚機之間電連接，所述調控裝置將檢測裝置檢測到的第一鋼絲繩張力與定值範圍進行對比：當水位上升，載荷物位置升高，檢測到的第一鋼絲繩張力小於定值範圍時，發出信號啟動卷揚機收緊第二鋼絲繩，使第一鋼絲繩的張力保持在定值範圍內；

當水位下降升，載荷物位置降低，檢測到的第一鋼絲繩張力大於定值範圍時，發出信號啟動卷揚機放鬆第二鋼絲繩，使第一鋼絲繩的張力保持在定值範圍內。

進一步地，所述檢測裝置為旁壓式張力感應器，所述調控裝置為人工智慧調節儀。

進一步地，所述檢測裝置包括彈簧和檢測器，所述彈簧串連在第一鋼絲繩上，所述檢測器檢測彈簧的形變量，並將信號傳遞給所述調控裝置。

進一步地，所述系統還包括用於夾緊第二鋼絲繩的夾持裝置，所述夾持裝置安裝在所述載荷物與所述卷揚機之間，並與所述調控裝置電連接：當第一鋼絲繩的張力在定值範圍內時，夾持裝置夾緊第二鋼絲繩。

進一步地，所述夾持裝置包括上夾板、下夾板、直線電機和帶斜面的滑塊，所述上夾板與下夾板活動連接，所述直線電機安裝在下夾板上，所述滑塊可滑動的安裝在下夾板上，並與直線電機傳動連接；所述直線電機驅動滑塊移動抵頂上夾板的一端，使上夾板與下夾板夾緊。

進一步地，所述系統還包括太陽能裝置，所述太陽能裝置與所述調控裝置電連接。

本發明還提供一種鋼絲繩系留體系張力調控的方法，包括以下步驟：

S1、設定調控裝置的定值範圍；

S2、檢測裝置檢測第一鋼絲繩的張力；

S3、調控裝置將測到的第一鋼絲繩張力與定值範圍進行對比：當水位上升，載荷物位置升高，檢測到的第一鋼絲繩張力小於定值範圍時，發出信號啟動卷揚機收緊第二鋼絲繩，使第一鋼絲繩的張力保持在定值範圍內；

當水位下降，載荷物位置降低，檢測到的第一鋼絲繩張力大於定值範圍時，發出信號啟動卷揚機放鬆第二鋼絲繩，使第一鋼絲繩的張力保持在定值範圍內。

進一步地，步驟S3具體包括以下步驟：當檢測到的第一鋼絲繩張力小於定值範圍時，調控裝置發出信號控制夾持裝置鬆開第二鋼絲繩，然後啟動卷揚機收緊第二鋼絲繩，使第一鋼絲繩的張力保持在定值範圍內，最後控制夾持裝置夾緊第二鋼絲繩；

當檢測到的第一鋼絲繩張力大於定值範圍時，調控裝置發出信號控制夾持裝置鬆開第二鋼絲繩，然後啟動卷揚機放鬆第二鋼絲繩，使第一鋼絲繩的張力保持在定值範圍內，最後控制夾持裝置夾緊第二鋼絲繩。

進一步地，所述檢測裝置為旁壓式張力感應器，所述調控裝置為人工智慧調節儀。

進一步地，所述檢測裝置包括彈簧和檢測器，所述彈簧串連在第一鋼絲繩上，所述檢測器檢測彈簧的形變量，並將信號傳遞給所述調控裝置。

與現有技術相比，本發明的鋼絲繩張力自動調控系統，當水位上升，載荷物位置升高，檢測裝置檢測到的第一鋼絲繩張力小於定值範圍時，調控裝置發出信號啟動卷揚機收緊第二鋼絲繩，使第一鋼絲繩的張力保持在定值範圍內；當水位下降，載荷物位置降低，檢測裝置檢測到的第一鋼絲繩張力大於定值範圍時，調控裝置發出信號啟動卷揚機放鬆第二鋼絲繩，使第一鋼絲繩的張力保持在定值範圍內。這樣可避免因第一鋼絲繩承受的張力超過定值範圍，引起整個鋼絲繩系留體系的失穩或破壞，從而使水面載荷物始終處於相對穩定的位置和安全狀態。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明提供的鋼絲繩張力自動調控系統示意圖；

圖2是圖1中夾持裝置的結構示意圖。

具體實施方式

現結合附圖，對本發明的較佳實施例作詳細說明。

如圖1所示，本發明提供的一種鋼絲繩張力自動調控系統，鋼絲繩系留體系包括位於水面上的載荷物10、固定在岸邊的固定部20以及卷揚機30。載荷物10與固定部20通過第一鋼絲繩1連接，載荷物10與卷揚機30通過第二鋼絲繩2連接；該系統還包括用於檢測第一鋼絲繩1張力的檢測裝置40和調控裝置50，檢測裝置40、調控裝置50以及卷揚機30之間電連接，調控裝置50將檢測裝置40檢測到的第一鋼絲繩1張力與定值範圍進行對比：當水位上升，載荷物10位置升高，檢測到的第一鋼絲繩1張力小於定值範圍時，發出信號啟動卷揚機30收緊第二鋼絲繩2，使第一鋼絲繩1的張力保持在定值範圍內；當水位下降升，載荷物10位置降低，檢測到的第一鋼絲繩1張力大於定值範圍時，發出信號啟動卷揚機30放鬆第二鋼絲繩2，使第一鋼絲繩1的張力保持在定值範圍內。這樣可避免因第一鋼絲繩承受的張力超過定值範圍，引起整個鋼絲繩系留體系的失穩或破壞，從而使水面載荷物始終處於相對穩定的位置和安全狀態。在本實施例中，定值範圍大於0N小於200KN。固定部20為系纜樁或地牛。

具體地，檢測裝置40為旁壓式張力感應器，調控裝置50為人工智慧調節儀。旁壓式張力傳感器的常規量程可達0～200kN，能夠精確的、高效的對鋼絲繩1進行張力檢測，人工智慧調節儀能夠快速的對張力進行對比分析，從而做出判斷，並控制卷揚機30的開閉。

鋼絲繩張力自動調控系統還包括用於夾緊第二鋼絲繩2的夾持裝置60，夾持裝置60安裝在載荷物10與卷揚機30之間，並與調控裝置50電連接。當第一鋼絲繩1的張力在定值範圍內時，夾持裝置50夾緊第二鋼絲繩2，這樣可降低卷揚機30的受力，對卷揚機30進行保護；當第一鋼絲繩1的張力不在定值範圍內時，調控裝置50控制夾持裝置50鬆開第二鋼絲繩2，然後再控制卷揚機30進行收緊或放鬆第二鋼絲繩2，使第一鋼絲繩1的張力保持在定值範圍內，再夾緊第二鋼絲繩2。

如圖2所示，夾持裝置60包括上夾板61、下夾板62、直線電機63和滑塊64。上夾板61與下夾板62活動連接，直線電機63安裝在下夾板62上，滑塊64可滑動的安裝在下夾板62上，並與直線電機63傳動連接。直線電機63驅動滑塊64移動抵頂上夾板61的一端，使上夾板61與下夾板62夾緊，進而夾緊第二鋼絲繩2。

進一步地，鋼絲繩張力自動調控系統還包括太陽能裝置70，太陽能裝置70與調控裝置50電連接。這樣可以為調控裝置50提供電力，能有效節約電能。另外，水庫一般位於野外，通電不便，太陽能裝置40有效解決了該問題。

本發明還提供一種鋼絲繩張力自動調控方法，包括以下步驟：

S1、設定調控裝置50的定值範圍；

S2、檢測裝置40檢測第一鋼絲繩的張力；

S3、調控裝置50將測到的第一鋼絲繩1張力與定值範圍進行對比：當水位上升，載荷物10位置升高，檢測到的第一鋼絲繩1張力小於定值範圍時，發出信號啟動卷揚機30收緊第二鋼絲繩2，使第一鋼絲繩1的張力保持在定值範圍內；

當水位下降，載荷物10位置降低，檢測到的第一鋼絲繩1張力大於定值範圍時，發出信號啟動卷揚機30放鬆第二鋼絲繩2，使第一鋼絲繩1的張力保持在定值範圍內。

進一步地，步驟S3具體包括以下步驟：當檢測到的第一鋼絲繩1張力小於定值範圍時，調控裝置50發出信號控制夾持裝置60鬆開第二鋼絲繩2，然後啟動卷揚機30收緊第二鋼絲繩2，使第一鋼絲繩1的張力保持在定值範圍內，最後控制夾持裝置60夾緊第二鋼絲繩2；

當檢測到的第一鋼絲繩1張力大於定值範圍時，調控裝置50發出信號控制夾持裝置60鬆開第二鋼絲繩2，然後啟動卷揚機30放鬆第二鋼絲繩2，使第一鋼絲繩1的張力保持在定值範圍內，最後控制夾持裝置60夾緊第二鋼絲繩2。

在其它實施例中，檢測裝置40包括彈簧和檢測器，彈簧串連在第一鋼絲繩1上，檢測器檢測彈簧的形變量，並將信號傳遞給調控裝置50。這樣也可以實現第一鋼絲繩1的張力檢測。

應當理解的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，對本領域技術人員來說，可以對上述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而所有這些修改和替換，都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。