[发明专利]一种气动绞车主动升沉补偿装置及控制方法

权利要求书

1.一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于：包括如下：

（1）气动绞车放缆控制：升沉补偿控制器控制进气开关阀、放缆开关阀开通，控制流量比例调节阀为最大开度，打开气源，气动绞车按最大速度放缆；

（2）气动绞车收缆控制：升沉补偿控制器控制进气开关阀、收缆开关阀开通，控制流量比例调节阀为最大开度，打开气源，气动绞车按最大速度收缆；

（3）气动绞车收、放缆速度调节：升沉补偿控制器控制进气开关阀开通，根据当前是收缆还是放缆状态，控制对应的收缆开关阀或放缆开关阀开通，打开气源；升沉补偿控制器再根据控制所需的转速等参数，实时计算所需的进气流量，控制流量比例调节阀输出对应的气体流量，实现对气动马达的调速，从而达到气动绞车收、放缆的速度调节；

（4）气动绞车的升沉补偿控制：CPU模块首先接收通信模块送出的加速度、倾斜角信号，再经计算，得到气动绞车升沉运动的位移、速度、加速度、倾斜角等4个参数；接收A/D采集模块送出的缆长、张力、流量等3个参数，并由缆长参数计算出收放缆速度参数；这8个参数作为升沉补偿智能控制算法的输入参数，由升沉补偿智能控制算法进行分析决策，最终获得运转方向、进气流量等2个输出参数，然后通过进气开关阀、收缆开关阀、放缆开关阀控制气动马达的运转方向，实现气动绞车的收缆或放缆；通过D/A输出模块控制流量比例调节阀的输出流量，以调整气动马达的进气流量，达到气动绞车收放缆的速度调节目的，最终实现气动绞车的升沉补偿。

2.根据权利要求1所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于：该气动绞车主动升沉补偿装置包括绞车状态检测器、流量及方向调节器以及升沉补偿控制器；

所述绞车状态检测器包括加速度传感器（1）、倾角传感器（2）、缆长传感器（3）、张力传感器（4），以上各传感器将检测到的数据送给升沉补偿控制器，由升沉补偿控制器分析决策，实现气动绞车的升沉补偿；

所述升沉补偿控制器是整个装置的核心部分，由CPU模块（10）、通信模块（11）、A/D采集模块（12）以及D/A输出模块（13）组成；

所述通信模块（11）实现对绞车状态检测器中的加速度传感器（1）、倾角传感器（2）送出的加速度、倾斜角测量信号进行接收，并送给CPU模块（10）进行分析决策；

所述A/D采集模块（12）实现对绞车状态检测器中的缆长传感器（3）、张力传感器（4）送出的缆长、张力测量信号、以及流量及方向调节器中的流量传感器（7）送出的流量信号进行A/D转换，将这些模拟信号转换为数字信号，并送给CPU模块（10）分析决策；

所述D/A输出模块（13）对流量及方向调节器中的流量比例调节阀（6）提供模拟量控制信号，实现进气流量的调节，最终实现对气动马达的转速控制；

所述CPU模块（10）是整个装置的核心单元，CPU模块（10）接收通信模块（11）以及A/D采集模块（12）采集到的各参数，然后进行分析决策，控制流量及方向调节器对气动马达的调节；

所述流量及方向调节器安装在气动绞车上的气动马达的进气口前端，由进气开关阀（5）、流量比例调节阀（6）、流量传感器（7）、收缆开关阀（8）和放缆开关阀（9）组成，所述进气开关阀（5）依次与所述流量比例调节阀（6）、收缆开关阀（8）和放缆开关阀（9）连接，所述流量比例调节阀（6）与所述收缆开关阀（8）和放缆开关阀（9）之间还设有流量传感器（7），该流量及方向调节器受升沉补偿控制器控制，实现气动绞车气源的开通、关断，进气流量的调节和检测。

3.根据权利要求2所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于：所述加速度传感器（1）、倾角传感器（2）安装在气动绞车基座底部，实现气动绞车升沉运动的加速度、倾斜角等参数的采集。

4.根据权利要求2所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于：所述缆长传感器（3）、张力传感器（4）安装在气动绞车排缆机构的检测总成上，以检测缆绳收放时的缆长、张力等参数。

5.根据权利要求2所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于：所述进气开关阀（5）、收缆开关阀（8）、放缆开关阀（9）、流量比例调节阀（6）均采用电动阀。

6.根据权利要求2或5所述的一种气动绞车主动升沉补偿装置的控制方法，其特征在于：所述进气开关阀（5）的进气端连接有压缩空气气源。