[发明专利]一种多腔液压马达驱动的拖缆机缆绳张力的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种缆绳张力的测量方法，尤其涉及一种多腔液压马达驱动的拖缆机缆绳张力的测量方法，具体适应于三腔液压马达驱动的拖缆机缆绳张力的测量。

背景技术

在工业应用领域中，一个大型工业设备的正常运转往往有多个过程量需要测量，目前的测量方法主要是在待测量的部件上安装各种各样的过程量传感器，然后通过各种传感器发出的传感信号来测量出所需的过程量。

海洋工程的正常进行也同样有多个过程量需要测量，拖缆机作为一种大型的拖带设备，其在海洋工程的拖带领域中发挥着巨大的作用。在拖缆机拖带工作过程中，如何全面、准确的测量拖缆机的各个特征量直接关系到船只与操作人员的安全。其中，由于缆绳直接与拖带船只连接，因此缆绳张力的测量显得尤为重要。但在拖缆机工作过程中，缆绳一端缠绕在拖缆机滚筒上，另一端与拖带设备相连，且一直处于收缆或者放缆的工作过程中，这种工作状态使得无法在缆绳上安装过程量传感器，如拉力传感器来直接测得缆绳的张力，由此可见，在这种不易安装传感器的场合，上述传统的测量方法显然难以满足工作需要。

中国专利授权公告号为CN1138133C，授权公告日为2004年2月11日的发明专利公开了一种可旋转的悬臂式测力计及其测量缆绳拉力的方法，该种可旋转的悬臂式测力计及其测量缆绳拉力的方法属于海洋工程模型试验领域，它由测力装置、保护装置和数据处理装置组成，该发明中的感应片不与外界接触，对测量环境适应性较好，测力板的方向可调，数据自动处理。虽然该发明测量时操作简单，能够减小劳动强度，但其适应范围较窄，对传感器的依赖性较强，不适用于不易安装传感器的场合，无法应用于上述拖缆机缆绳拉力的测量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的适应范围较窄、不适用于不易安装传感器场合的缺陷与问题，提供一种适应范围较广、适用于不易安装传感器场合的多腔液压马达驱动的拖缆机缆绳张力的测量方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种多腔液压马达驱动的拖缆机缆绳张力的测量方法，该测量方法依次包括以下步骤：

第一步：先建立一坐标系，该坐标系的横坐标为马达转速，单位为转/分，纵坐标为手柄偏离角度，单位为度，然后在坐标系里绘制出多腔液压马达中每个工作腔额定的角度转速关系线；

再在液压马达泵站、液压马达操作手柄与拖缆机滚筒上分别对应安装用于测量液压马达工作压力的压力传感器、用于测量液压马达操作手柄偏离角度的绝对值旋转编码器与用于测量拖缆机滚筒转速的转速传感器；

第二步：先根据上述压力传感器、编码器与转速传感器上分别传来的压力信号、角度信号与转速信号计算出液压马达的工作压力P、液压马达操作手柄的偏离角度y与拖缆机滚筒的滚筒转速，再根据拖缆机滚筒的滚筒转速与总传动比i计算马达转速x，然后在上述坐标系中标出此时的角度转速点，该点的横坐标为x、纵坐标为y；所述x为马达转速，单位为转/分；y为偏离角度，单位为度；i为拖缆机滚筒的总传动比；

第三步：先将上述标出的角度转速点与坐标系中每个工作腔额定的角度转速关系线进行对照以确定液压马达此时的工作腔，然后根据已确定的工作腔确定液压马达的T_Max与P_Max，随后再根据确定的T_Max与P_Max计算出液压马达的马达输出转矩T_M，单位为kgm，计算公式为T_M＝T_Max÷P_Max×P×10，其中T_Max为最大输出转矩，单位为kgm；P_Max为最大工作压力，单位为bar；P为液压马达的工作压力，单位为MPa；

再根据马达输出转矩T_M、拖缆机滚筒的总传动比i与拖缆机滚筒的机械效率η计算出拖缆机滚筒的滚筒输出转矩T_L，单位为kgm，计算公式为T_L＝T_M×i×η；