[发明专利]一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统

说明书

本发明所提出的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统包括船体和设置在船体前端的抓斗台和设置在船体后端的驾驶台，在抓斗台的操作室内设置有实时定位监测系统，在抓斗台的机舱内还设置有与传动机构相连接的绞盘，所述绞盘设置为两个，分别通过升降钢丝和开闭钢丝与抓斗吊接，在连接升降钢丝的绞盘外侧面设置有接近开关传感器探头。该抓斗船及其监测系统可对抓斗船施工需求设计达到简化、降低成本的目的，可修复性强，使用简便，维护成本低，并可结合潮位信息自动计算和显示抓斗深度，提高了抓斗深度定位精度并达到相关设计验收标准，填补了传统抓斗船无法在施工过程中实时掌握水下施工情况的缺陷，能用于提高抓斗深度定位精度和施工作业自动化水平，具有非常理想的实际操作和使用价值。

技术领域

本发明涉及疏浚技术领域，具体涉及一种实时监测抓斗深度的船抓斗船及其监测系统。

背景技术

现有的疏浚技术通常使用耙吸船、绞吸船等疏浚作业特种设备进行水下疏浚作业，由于疏浚对象具有特殊性，此类疏浚设备在施工作业时具有作业范围有限、施工成本较高、扫浅难度大等缺点。采用抓斗船的疏浚工艺可以有针对性地对上述问题进行处理。然而目前市场上已有的抓斗船船机普遍存在无法在操作过程中对抓斗实时定位的问题，个别抓斗显示装置只能监测到抓斗的相对高度而无法确定抓斗在施工坐标系下的高程坐标。还有的一些抓斗船施工工艺，无法结合潮汐涨落数据实时获取抓斗在控制坐标系内的深度坐标。

为此，中国专利号CN 104975627公开了一种抓斗船的挖泥工艺，包括船舶定位工艺及施工工艺，在船舶定位工艺中，将电罗经信号通过罗经显示器导入HYPACK软件来修正船位，该工艺要求在施工期间严格掌握水深，通过调整压载、调整钢桩埋入深度的方式控制吃水差，该方法中只对开挖标高作出技术指标要求，未对开挖台阶标高的控制与测量作详细说明，施工精确度不高。此外，中国专利号CN 106149778公开了一种抓斗船施工方法，该方法涉及浚前测量和工后声纳监测，通过水下测量技术对水下疏浚地形进行量测，并于设计资料进行比对，从而确定超欠挖情况，并作为工程验收评价依据。该方法只能在工后对开挖台阶高程进行测量校对，从而确定施工质量和超欠挖范围，施工作业人员不能在施工过程中实时获取反馈，不利于施工质量和施工进度的控制，增加人工成本，其技术效果还有待于进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用高程坐标和跨检测点分布测量的方式以解决不能自动实时监测、精确性不高、操作不灵活效率低、成本高等问题的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统。

本发明所提出的一种实时监测抓斗深度的抓斗船及监测系统包括船体和设置在船体前端的抓斗台和设置在船体后端的驾驶台，在抓斗台的操作室内设置有实时定位监测系统，在抓斗台的机舱内还设置有与传动机构相连接的绞盘，所述绞盘设置为两个，分别通过升降钢丝和开闭钢丝与抓斗吊接，在连接升降钢丝的绞盘外侧面设置有接近开关传感器探头。

所述监测系统包括数据监测模块、数据处理模块、人机交互模块和数据显示模块，所述数据监测模块用于监测抓斗升降距离和潮位数据，所述数据处理模块用于根据高速正交脉冲信号和潮位数据计算抓斗在施工坐标系下的高程坐标。

所述数据监测模块包括接近开关传感器、潮位遥报接收仪，所述数据处理模块包括PLC主机和PLC I/O发信器，所述人机交互模块包括零位标定按键、潮位补偿按键和潮位选择开关，所述数据显示模块包括深度数显表、潮位数显表和自动指示灯。

所述人机交互模块用于手动实现零位标定、潮位补偿功能和自动/手动模式的切换，所述数据显示模块用于实时显示抓斗深度、潮位数据和自动/手动模式当前状态。

所述的接近开关传感器探头为跨检测点分布测量，利用精度补偿机制并采用复数对接近开关传感器实时采样。

所述潮位遥报接收仪与潮位监测站建立数据无线通讯。