[发明专利]一种绞车式主被动升沉补偿装置及其工作方法

说明书

本发明涉及一种绞车式主被动升沉补偿装置及其工作方法，属于海上作业技术领域，包括绞车、平台加速传感器、旋转编码器、PLC控制器、矢量变频系统，绞车通过绳索经支撑架连接有定滑轮和动滑轮，定滑轮上方设置有拉力传感器，旋转编码器与绞车的滚筒轴连接，拉力传感器、旋转编码器、平台加速传感器的输出端均连接至PLC控制器，PLC控制器的输出端连接矢量变频系统；绞车包括绞车滚筒、绞车滚筒轴、液压盘刹和行星减速器，行星减速器的一个行星齿轮通过第一联轴器连接有被动补偿控制组件，另一个行星齿轮连接有主动补偿控制组件，绞车式主被动升沉补偿装置沿绞车滚筒两侧对称布置。本发明结构简单、响应快、补偿精度高、效率高。

技术领域

本发明涉及一种绞车式主被动升沉补偿装置及其工作方法，属于海上作业技术领域。

背景技术

随着我国技术的发展，海洋的开发越来越容易，海上作业的种类和数量也越来越多。但是海上环境恶劣，平台会随着风浪等因素进行不规则运动，极大的影响了海上作业的安全性和精确性。在这些不规则运动中，影响最大的主要是升沉方向的运动，因此，我们需要对升沉方向进行补偿。

升沉补偿器是集合了电、气、液、控等为一体的装置。目前的升沉补偿器按照其安装位置分为天车式升沉补偿器、绞车式升沉补偿器以及游车和大钩间的升沉补偿装置。其中的绞车式是一项新的技术，它具有效率高，设备重心低，传动简单等特点，目前很受欢迎，但仍存在电机功率低等问题。

升沉补偿器按照补偿形式则分为主动补偿、被动补偿和主被动补偿形式。被动补偿是依靠海浪的举升力和船的重力共同控制液压缸的活塞的运动，船在海浪的作用下向上运动时，控制活塞压缩气瓶，达到补偿的目的。在船向下运动时则释放压缩气瓶，推动活塞，进行补偿。被动式补偿器精确度较低，滞后较大，一般适用于精确度要求不高的海洋作业中。主动补偿器是依靠系统本身的能源动力进行工作的，比较精确，但是存在耗费能源较大，能源效率不高等问题。主被动补偿器是主动补偿和被动补偿的结合，应用较为广泛，但仍存在能量损失，结构复杂等缺点。

发明内容

本发明提供一种结构简单、响应快、补偿精度高、效率高的绞车式主被动升沉补偿装置及其工作方法。

一方面，本发明提供一种绞车式主被动升沉补偿装置，包括绞车、平台加速传感器、旋转编码器、PLC控制器、矢量变频系统，所述绞车和平台加速传感器固定于海洋平台上，所述绞车的连接绳索的一端，另一端通过支撑架连接有定滑轮和动滑轮，所述动滑轮用于连接负载，所述定滑轮上方设置有拉力传感器，所述旋转编码器与所述绞车的滚筒轴连接，所述拉力传感器、旋转编码器、平台加速传感器的输出端均连接至所述PLC控制器，所述PLC控制器的输出端连接所述矢量变频系统，从而控制绞车的转动；

所述绞车包括绞车滚筒、绞车滚筒轴、液压盘刹和行星减速器，所述行星减速器的一个行星齿轮通过第一联轴器连接有被动补偿控制组件，另一个行星齿轮连接有主动补偿控制组件，两个行星齿轮共同控制太阳轮，从而带动绞车转动，所述绞车式主被动升沉补偿装置为两套，沿绞车滚筒两侧对称布置共同控制绞车的转动。

根据本发明优选的，所述主动补偿控制组件包括主动液压缸，所述主动液压缸的活塞杆连接于另一个行星齿轮上，所述主动液压缸的无杆腔连接电液伺服阀的A口，所述主动液压缸的有杆腔连接电液伺服阀的B口，所述电液伺服阀的C口、D口分别连接第一液压泵和第二液压泵的高压油口，所述第一液压泵的低压油口通过第一单向阀与第一油箱相连，所述第一液压泵的高压油口还连接有第一液压蓄能器，既提高了能量使用效率，又提高了系统的功率，第一液压泵的斜盘与带有发电功能的第一电动机机械连接，所述第一电动机的另一侧连接有逆变器和电容；

所述第二液压泵的低压油口通过第二单向阀与第二油箱相连，所述第二液压泵的高压油口还连接有第二液压蓄能器，既提高了能量使用效率，又提高了系统的功率，第二液压泵的斜盘与带有发电功能的第二电动机机械连接，所述第二电动机的另一侧连接所述逆变器和电容。