耙吸式挖泥船的耙頭位置監視器的製作方法
2023-05-18 08:21:31 1
專利名稱：耙吸式挖泥船的耙頭位置監視器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬數字控制及顯示技術類，它具體涉及用在耙吸式挖泥船上的耙頭位置監視器的結構。
為了航道的暢通，經常要用挖泥船來清淤，耙吸式挖泥船就是常用的一種，它是在工程船上裝有帶挖泥刀具的耙頭和用負壓水管將切下泥和水送向船內的裝置，耙頭裝在帶有多個活動關節的負壓吸泥管道的端頭，船上的操控人員隨時都應準確了解並掌握耙頭相對於船體的位置，以保證挖泥工程的質量，也可避免挖泥過深造成功率浪費。在已有技術中，耙頭位置的監測系統有多種形式①磁力式，它是將一有源元件裝在耙頭上，以測定耙頭和船體的相對位置；②聲學式，它是用船上的計算機詢問裝在耙頭上的應答器或聲波發生器來測量耙頭的位置；③機械式，它是用裝在各活動關節上的角度傳感器或繃緊的纜繩來測量各段耙管間的夾角，用來確定耙頭位置。前述的幾種型式多是將工作的元件或部件浸入水中，因此故障多可靠性差，影響工作質量且生產效率不高。
本實用新型的目的是為克服已有技術中存在的不足之處特提出本方案------耙吸式挖泥船的耙頭位置監視器，它採用了高精度的角度傳感器，並將其裝置在水上，以改變將工作部件浸於水中帶來多種故障；通過繩纜的角度及各節耙管吊的長度可準確測出耙頭的工作位置，能進一步提高挖泥船的工作質量，它將測出的模擬量數據經專用的模數轉換電路變成數位訊號，再經計算機處理後在監視器上顯示出來，便於操作者控制。
按如上構思，本方案所提供的耙吸式挖泥船的耙頭位置監視器，它包括有角度傳感器、吊纜長度傳感器、顯示耙頭工作位置的監視器，其特徵是它的角度傳感器安裝在吊纜導輪的下方並套在吊纜上，其長度傳感器是在各吊纜驅動絞盤軸上計數的，耙頭工作部件是裝在多個耙管的端頭，各耙管之間都有與外界隔絕的活動關節。
在本方案中，專用的模數轉換電路是由信號採樣部分、信號保持部分、模數轉換部分及輸出部分所組成，它的信號採樣是由多路選擇器AD7507、地址鎖存器373所組成，其信號保持部分是由高精度運算放大器AD624和控制邏輯電路734D05組成，模數轉換由ICL7135和半通邏輯電路20V8組成，輸出部分由373完成，外面採集的多種信號接入多路選擇器，多路選擇器的A0～A2接地址鎖存器的Q0～Q2作地址的限定，多路選擇器的18腳接地址鎖存器的Q3，被選通的模擬信號經2、28腳接運算放大器AD624的1、2腳，運算放大器的3腳接各邏輯電路734D05的1腳，運算放大器的11、12、13腳分別接各邏輯電路塊的7、8腳，運算放大器的輸出端9腳接模數轉換塊的輸入極10腳，各邏輯控制電路塊734D05的9、13腳經各跟隨器L907接地址鎖存器的Q4、Q5、Q6腳，模數轉換塊ICL7135的25腳接地址鎖存器的Q7腳，它的12～20、23、27腳分別與半通邏輯電路20V8的2～11、14腳相連，經編碼的數位訊號由20V8的D0～D7輸出送至地址鎖存器373鎖存，必要時由地址鎖存器373的D0～D7輸出各種數位訊號送至計算機。
採用本方案能體現如下的優越性①它是將高精度的角度傳感器裝在吊纜滑輪的支架上，使該部件並不與水接觸，工作穩定且壽命長；②它採集的是繩纜角度的模擬量和吊纜長度的脈衝量再轉換成數字量，經計算機處理後在監視器上顯示出來，直觀性強便於操作；③它結構簡單、製造成本不高，能確保工程質量，適於推廣使用。
圖1是本方案耙吸式挖泥船的耙頭位置監視器耙頭及耙管部分的外觀示意圖。
圖2是角度傳感器的安裝位置示意圖。
圖3是模數轉換電路的電原理圖。
圖4是耙頭位置數字量計算與位置關係的示意圖。
現結合
本方案的實施例。該耙吸式挖泥船的耙頭位置監視器是採集多個吊纜角度的模擬量和長度的脈衝量，並將採集的多個信號經計算機處理後在監視器上顯示出耙頭的工作位置。耙頭4是挖泥的工作部件，裝在多個耙管5的端頭，各耙管之間用活動關節6相連，活動關節能保持耙管內部通道暢通並與外界隔絕，各節耙管都用吊纜7懸起，其高精度的角度傳感器1就套在吊纜導輪2下方的吊纜上，以度量吊纜繩索傾斜的角度。其吊纜放出長度的量是在吊纜驅動絞盤的軸上得出的，各吊纜角度的模擬量和放出的長度的脈衝量送入專用的模數轉換電路轉換成數字量，再送入計算機處理後顯示在監視器上，它能顯示出耙頭相對船體的位置，計算的準確是良好操控和提高工作質量的前提。
它的專用的模數轉換電路是由信號採樣部分、信號保持部分、模數轉換部分及輸出部分所組成，它的信號採樣部分包括有多路選擇器AD7507及地址鎖存器373，信號保持電路採用高精度的運算放大器AD624和控制邏輯電路734D05，模數轉換電路採用ICL7135和半通邏輯電路20V8，其輸出由373來完成。在本方案中，左右兩邊各有兩段耙管，耙頭裝在耙管的末端，各耙管用吊纜懸掛，從各吊纜上取得角度的模擬量和長度的脈衝量共8個數據，將它們送入多路選擇器的S1～S8，多路選擇器的A0～A2與地址鎖存器的Q0～Q2相連作地址的限定，多路選擇器的18腳與地址鎖存器的Q3腳相連，被選通的模擬信號經2、28腳接運算放大器的輸入端1、2腳，運算放大器的3腳接各邏輯電路塊734D05的1腳，運算放大器的11、12、13腳分別與各邏輯電路的7、8腳連接，運算放大器的輸出端9腳接模數轉換塊的輸入端10，各邏輯電路塊的9、13腳經各自的跟隨器L907與地址鎖存器的Q4、Q5、Q6相連，模數轉換塊的25腳與地址鎖存器的Q7相連，模數轉換塊的12～20、23、27腳分別與半通邏輯電路20V8的2～11、14腳相連，經編碼的數位訊號由20V8的D0～D7輸出，送至地址鎖存器373的D0～D7鎖存，當允許信號有效時，由地址鎖存器373的D0～D7輸出送至計算機。經計算機的各種運算，送到顯示器上可作出左右耙頭位置的顯示。再加上其它的程序軟體，還能做到耙頭工作位置在不同的影響因素作用下的補償性控制。
以一邊的耙管的M點為例，設O為原點，OM的長度已知，Md—M的長度可測知，其吊纜的空間角度可測，因此M點的空間位置可確定為 由此可得M點的具體位置座標，同理可得出H位置，也就可以求出左右各耙頭G點的位置。
權利要求1.一種耙吸式挖泥船的耙頭位置監視器，它包括有角度傳感器(1)、吊纜長度傳感器、顯示耙頭工作位置的監視器，其特徵是它的角度傳感器安裝在吊纜導輪(2)的下方並套在吊纜上，其長度傳感器是在各吊纜驅動絞盤軸上計數的，耙頭(4)工作部件是裝在多個耙管(5)的端頭，各耙管之間都有與外界隔絕的活動關節(6)。
2.按照權利要求1所述的耙頭位置監視器，其特徵是它的專用的模數轉換電路是由信號採樣部分、信號保持部分、模數轉換部分及輸出部分所組成，它的信號採樣是由多路選擇器AD7507、地址鎖存器373所組成，其信號保持部分是由高精度運算放大器AD624和控制邏輯電路734D05組成，模數轉換由ICL7135和半通邏輯電路20V8組成，輸出部分由373完成，外面採集的多種信號接入多路選擇器，多路選擇器的A0～A2接地址鎖存器的Q0～Q2作地址的限定，多路選擇器的18腳接地址鎖存器的Q3，被選通的模擬信號經2、28腳接運算放大器AD624的1、2腳，運算放大器的3腳接各邏輯電路734D05的1腳，運算放大器的11、12、13腳分別接各邏輯電路塊的7、8腳，運算放大器的輸出端9腳接模數轉換塊的輸入極10腳，各邏輯控制電路塊734D05的9、13腳經各跟隨器L907接地址鎖存器的Q4、Q5、Q6腳，模數轉換塊ICL7135的25腳接地址鎖存器的Q7腳，它的12～20、23、27腳分別與半通邏輯電路20V8的2～11、14腳相連，經編碼的數位訊號由20V8的D0～D7輸出送至地址鎖存器373鎖存，必要時由地址鎖存器373的D0～D7輸出各種數位訊號送至計算機。
專利摘要本實用新型屬數字控制及顯示技術類。為克服已有挖泥耙頭位置顯示技術中存在的問題特提出本方案。該耙吸式挖泥船的耙頭安置在多個相互聯接的耙管的端頭,各耙管間用活動關節相連,各耙管都用吊纜懸吊。它採用高精度的角度傳感器,安裝在吊纜導輪的下方,它的長度信號值取。自吊纜絞盤驅動軸上,在各吊纜上取得吊纜傾斜角度和放出長度的信號,經專用的模數轉換電路變成數字量送入計算機,處理後在監視器上顯示左右耙頭的工作位置。
文檔編號B63B35/00GK2495547SQ0025727
公開日2002年6月19日 申請日期2000年10月13日 優先權日2000年10月13日
發明者李金貴, 王勇, 李炳茜 申請人:天津航道勘察設計研究院