一种耙吸挖泥船精挖控制方法
一种耙吸挖泥船精挖控制方法
【专利摘要】本发明涉及挖泥船的挖泥控制技术，公开了一种耙吸挖泥船精挖控制方法，该方法通过拔码器向控制器输入耙头提升或下放的幅度参数，控制器将从拔码器接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号并发送给耙头驱动机构。其中，所述控制器控制耙头提升或下放的持续时间，当耙头提升或下放的持续时间中止后，控制器自动切断输出控制信号。控制器通过工作指示灯显示其工作状态。当出现紧急情况时，施工人员可通过控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号。本发明可实现耙头精挖控制，即使当耙头深度位置的控制精度超过手动控制能力范围时，本发明的控制方法也可实现对耙吸挖泥船的精挖控制。
【专利说明】一种耙吸挖泥船精挖控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及挖泥船的挖泥控制技术，尤其涉及一种耙吸挖泥船精挖控制方法。
【背景技术】
[0002]现有的耙吸挖泥船，由挖泥手通过三个操纵控制手柄分别控制弯管绞车、耙中绞车和耙头绞车的正反转来实现整个耙臂管的提升或下放，从而达到控制耙头深度位置的目的。在实际施工过程中，当要求的耙头深度位置的改变值较小时，挖泥手操纵耙头绞车控制手柄以控制耙头的深度，耙头的实时深度位置由一个耙臂位置监视屏幕加以显示，供挖泥手监视。手柄前推时，耙头持续下放；手柄处于中间位置时，耙头将保持当前深度位置不变；手柄后拉时，耙头将被持续向上提升。所以在这种操纵方式下，耙头的下放或提升的距离(也即耙头深度位置的变化量)与手柄处于前推状态或后拉状态的持续时间成正比，持续时间越长，下放或提升的距离就越大，对耙头深度位置的改变也越大。
[0003]但在实际施工过程中，往往需要对耙头位置实施精确控制。因为耙头深度位置的变化较小(可能小于10cm)，则此时可能要求耙头绞车控制手柄处于下放或提升位置的时间将很短，以至于挖泥手根本无法掌控，这时挖泥手通过手动控制手柄将很难精确地控制耙头的位置。譬如通过试验测得的数据显示，对于某种型号的耙吸挖泥船，当耙头绞车控制手柄处于前推位置的时间持续6秒时，耙头位置将下放I米(提升时的数据与此相同)。在这种情况下，如果要求将耙头位置下放10cm，则控制手柄前推的持续时间可能将只有600毫秒，这意味着要求挖泥手将控制手柄向前推出后需要立即将其拉回中间位置，即使挖泥手做到这一点，在这一过程中耙头绞车的实际动作时间也是挖泥手无法精确控制的。实际上，即使对于稍大的位置变化，挖泥手在控制过程中也无法准确把握耙头绞车的实际动作时间，并且还需时刻保持对耙臂位置监视屏幕的关注，严重影响了控制精度。综上所述，如何在耙头深度位置的控制精度超过手动控制能力范围时，实现对耙吸挖泥船的精挖控制，成为一个迫切需要解决的问题。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是如何实现耙吸挖泥船的精挖控制。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耙吸挖泥船精挖控制方法，通过拔码器向控制器输入耙头提升或下放的幅度参数，控制器将从拔码器接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号并发送给耙头驱动机构。
[0008]进一步地，所述控制器控制耙头提升或下放的持续时间，当耙头提升或下放的持续时间中止后，控制器自动切断输出控制信号。
[0009]进一步地，通过工作指示灯显示控制器的工作状态。
[0010]进一步地，若工作指示灯以一个固定频率闪烁，则表明控制器处于正常作业状态；若工作指示灯不亮或不闪烁，则表明控制器出现故障。
[0011 ] 进一步地，所述拔码器为由两个拔码开关组成的十进制拔码器。
[0012]进一步地，当出现紧急情况时，施工人员可通过控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号。
[0013]进一步地，当控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号时，不管耙头绞车是否正在做下放动作或提升动作，耙头都将自动自当前位置的基础上提升。
[0014]进一步地，所述控制器采用单片机控制系统。
[0015]进一步地，所述单片机控制系统包括微处理器、存储器、数字输入接口、数字输出接口、继电器和电源模块；所述电源模块为整个单片机控制系统供电；所述拔码器通过数字输入接口向所述微处理器输入耙头提升或下放的幅度参数；所述微处理器将所接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号后经继电器发送给耙头驱动机构；所述存储器用于数据储存；所述数字输出接口用于输出单片机控制系统的工作状态。
[0016](三)有益效果
[0017]本发明提供的一种耙吸挖泥船精挖控制方法，采用拔码器向控制器输入耙头提升或下放的幅度参数，通过控制器将从拔码器接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号并发送给耙头驱动机构，以实现耙头精挖控制，即使当耙头深度位置的控制精度超过手动控制能力范围时，本发明的控制方法也可实现对耙吸挖泥船的精挖控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明耙吸挖泥船精挖控制器的结构示意图；
[0019]图2为本发明耙吸挖泥船精挖控制流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0021]如图1和图2所示，本发明一种耙吸挖泥船精挖控制方法，通过拔码器向控制器输入耙头提升或下放的幅度参数，控制器将从拔码器接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号并发送给耙头驱动机构。
[0022]具体地，拔码器向控制器输入的耙头动作目标值通过预先设置的数据转换对应表计算出相应的输出控制信号持续时间，控制器通过控制耙头驱动机构以精确控制耙头提升或下放的持续时间，其中，数据转换对应表中“下放”和“提升”幅度参数分别与“下放控制信号”和“提升控制信号” 一一对应，控制器的“下放控制信号”和“提升控制信号”分别与耙头的绞车控制手柄的“下放输出信号”和“提升输出信号” 一一对应；当耙头提升或下放的持续时间中止后，控制器自动切断输出控制信号。
[0023]本发明实施例通过工作指示灯显示控制器的工作状态。若工作指示灯以一个固定频率闪烁，则表明控制器处于正常作业状态；若工作指示灯不亮或不闪烁，则表明控制器出现故障。
[0024]当出现紧急情况时，施工人员可通过控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号。施工人员发出的紧急提升控制指令具有最高的优先级，一旦控制器接收到紧急提升指令，无论此时耙头绞车是否正在控制耙头提升或下放，控制器都将向耙头驱动机构输出紧急提升控制信号，以使耙头在当前位置的基础上自动提升控制器内部预置的距离。
[0025]具体地，如图1所示，拔码器为由两个拔码开关组成的十进制拔码器，该十进制拔码器的单位为cm，用于设置耙头动作的距离，其中，第一拨码开关为数据的高位，第二拨码开关为数据的低位。
[0026]具体地，控制器采用单片机控制系统，该单片机控制系统包括微处理器、存储器、数字输入接口、数字输出接口、继电器和电源模块；电源模块为整个单片机控制系统供电；拔码器通过数字输入接口向微处理器输入耙头提升或下放的幅度参数；微处理器将所接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号后经继电器发送给耙头驱动机构，耙头驱动机构驱动耙头做提升或下放的动作；存储器用于程序和数据的储存；数字输出接口与工作指示灯连接，用于输出单片机控制系统的工作状态。控制器在作业初始化阶段先进行如图2中的硬件初始化、串行口初始化、定时器初始化，并启动看门狗软件和定时器，工作过程中遇到系统死机的问题看门狗可实现自动重启的作用。
[0027]上述技术方案所提供的一种耙吸挖泥船精挖控制方法，在不改变现有的耙吸挖泥船的控制原理的基础上，使原来由挖泥手手动操纵手柄产生控制输入量的方式，转变为由控制器产生控制输入量，挖泥手仅需对控制器设定耙头深度位置下放或提升的幅度参数，以及向其发出“下放”或“提升”控制指令，然后控制器将向耙头绞车输出相应动作持续时间的控制信号，以完成所要求的耙头深度位置变化量，整个控制过程不再需要挖泥手时刻关注操纵手柄的所在位置，以便能及时将手柄拉回停止状态，以使耙头停止无能无力；而仅需先通过拨码器设置好参数，然后在需要时通过手柄前推或后拉的方式发出下放或提升控制命令即可，耙头运动的停止将由本控制器自动完成，由此达到精确控制耙头下放深度，实现耙吸挖泥船的精挖的目的。当耙头深度位置的控制精度超过手动控制能力范围时，本发明的控制方法也可实现对耙吸挖泥船的精挖控制；并可使现有的耙吸挖泥船的耙头定位精度达到厘米级，完全满足水下施工定位的需求，大大提高了挖泥效率和工程质量，满足了超出常规精度指标的施工要求。
[0028]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，通过拔码器向控制器输入耙头提升或下放的幅度参数，控制器将从拔码器接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号并发送给耙头驱动机构。
2.如权利要求1所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，所述控制器控制耙头提升或下放的持续时间，当耙头提升或下放的持续时间中止后，控制器自动切断输出控制信号。
3.如权利要求1所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，通过工作指示灯显示控制器的工作状态。
4.如权利要求3所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，若工作指示灯以一个固定频率闪烁，则表明控制器处于正常作业状态；若工作指示灯不亮或不闪烁，则表明控制器出现故障。
5.如权利要求1所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，所述拔码器为由两个拔码开关组成的十进制拔码器。
6.如权利要求1所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，当出现紧急情况时时，施工人员可通过控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号。
7.如权利要求6所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，当控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号时，不管耙头绞车是否正在做下放动作或提升动作，耙头都将自动自当前位置的基础上提升。
8.如权利要求1所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，所述控制器采用单片机控制系统。
9.如权利要求8所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，所述单片机控制系统包括微处理器、存储器、数字输入接口、数字输出接口、继电器和电源模块； 所述电源模块为整个单片机控制系统供电； 所述拔码器通过数字输入接口向所述微处理器输入耙头提升或下放的幅度参数； 所述微处理器将所接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号后经继电器发送给耙头驱动机构； 所述存储器用于数据储存； 所述数字输出接口用于输出单片机控制系统的工作状态。
【文档编号】E02F9/20GK103452161SQ201310365669
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】韦纪军, 杨巍, 许向东, 刘国生, 李纪元 申请人:中交广州航道局有限公司
【专利摘要】本发明涉及挖泥船的挖泥控制技术，公开了一种耙吸挖泥船精挖控制方法，该方法通过拔码器向控制器输入耙头提升或下放的幅度参数，控制器将从拔码器接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号并发送给耙头驱动机构。其中，所述控制器控制耙头提升或下放的持续时间，当耙头提升或下放的持续时间中止后，控制器自动切断输出控制信号。控制器通过工作指示灯显示其工作状态。当出现紧急情况时，施工人员可通过控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号。本发明可实现耙头精挖控制，即使当耙头深度位置的控制精度超过手动控制能力范围时，本发明的控制方法也可实现对耙吸挖泥船的精挖控制。
【专利说明】一种耙吸挖泥船精挖控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及挖泥船的挖泥控制技术，尤其涉及一种耙吸挖泥船精挖控制方法。
【背景技术】
[0002]现有的耙吸挖泥船，由挖泥手通过三个操纵控制手柄分别控制弯管绞车、耙中绞车和耙头绞车的正反转来实现整个耙臂管的提升或下放，从而达到控制耙头深度位置的目的。在实际施工过程中，当要求的耙头深度位置的改变值较小时，挖泥手操纵耙头绞车控制手柄以控制耙头的深度，耙头的实时深度位置由一个耙臂位置监视屏幕加以显示，供挖泥手监视。手柄前推时，耙头持续下放；手柄处于中间位置时，耙头将保持当前深度位置不变；手柄后拉时，耙头将被持续向上提升。所以在这种操纵方式下，耙头的下放或提升的距离(也即耙头深度位置的变化量)与手柄处于前推状态或后拉状态的持续时间成正比，持续时间越长，下放或提升的距离就越大，对耙头深度位置的改变也越大。
[0003]但在实际施工过程中，往往需要对耙头位置实施精确控制。因为耙头深度位置的变化较小(可能小于10cm)，则此时可能要求耙头绞车控制手柄处于下放或提升位置的时间将很短，以至于挖泥手根本无法掌控，这时挖泥手通过手动控制手柄将很难精确地控制耙头的位置。譬如通过试验测得的数据显示，对于某种型号的耙吸挖泥船，当耙头绞车控制手柄处于前推位置的时间持续6秒时，耙头位置将下放I米(提升时的数据与此相同)。在这种情况下，如果要求将耙头位置下放10cm，则控制手柄前推的持续时间可能将只有600毫秒，这意味着要求挖泥手将控制手柄向前推出后需要立即将其拉回中间位置，即使挖泥手做到这一点，在这一过程中耙头绞车的实际动作时间也是挖泥手无法精确控制的。实际上，即使对于稍大的位置变化，挖泥手在控制过程中也无法准确把握耙头绞车的实际动作时间，并且还需时刻保持对耙臂位置监视屏幕的关注，严重影响了控制精度。综上所述，如何在耙头深度位置的控制精度超过手动控制能力范围时，实现对耙吸挖泥船的精挖控制，成为一个迫切需要解决的问题。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是如何实现耙吸挖泥船的精挖控制。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耙吸挖泥船精挖控制方法，通过拔码器向控制器输入耙头提升或下放的幅度参数，控制器将从拔码器接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号并发送给耙头驱动机构。
[0008]进一步地，所述控制器控制耙头提升或下放的持续时间，当耙头提升或下放的持续时间中止后，控制器自动切断输出控制信号。
[0009]进一步地，通过工作指示灯显示控制器的工作状态。
[0010]进一步地，若工作指示灯以一个固定频率闪烁，则表明控制器处于正常作业状态；若工作指示灯不亮或不闪烁，则表明控制器出现故障。
[0011 ] 进一步地，所述拔码器为由两个拔码开关组成的十进制拔码器。
[0012]进一步地，当出现紧急情况时，施工人员可通过控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号。
[0013]进一步地，当控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号时，不管耙头绞车是否正在做下放动作或提升动作，耙头都将自动自当前位置的基础上提升。
[0014]进一步地，所述控制器采用单片机控制系统。
[0015]进一步地，所述单片机控制系统包括微处理器、存储器、数字输入接口、数字输出接口、继电器和电源模块；所述电源模块为整个单片机控制系统供电；所述拔码器通过数字输入接口向所述微处理器输入耙头提升或下放的幅度参数；所述微处理器将所接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号后经继电器发送给耙头驱动机构；所述存储器用于数据储存；所述数字输出接口用于输出单片机控制系统的工作状态。
[0016](三)有益效果
[0017]本发明提供的一种耙吸挖泥船精挖控制方法，采用拔码器向控制器输入耙头提升或下放的幅度参数，通过控制器将从拔码器接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号并发送给耙头驱动机构，以实现耙头精挖控制，即使当耙头深度位置的控制精度超过手动控制能力范围时，本发明的控制方法也可实现对耙吸挖泥船的精挖控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明耙吸挖泥船精挖控制器的结构示意图；
[0019]图2为本发明耙吸挖泥船精挖控制流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0021]如图1和图2所示，本发明一种耙吸挖泥船精挖控制方法，通过拔码器向控制器输入耙头提升或下放的幅度参数，控制器将从拔码器接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号并发送给耙头驱动机构。
[0022]具体地，拔码器向控制器输入的耙头动作目标值通过预先设置的数据转换对应表计算出相应的输出控制信号持续时间，控制器通过控制耙头驱动机构以精确控制耙头提升或下放的持续时间，其中，数据转换对应表中“下放”和“提升”幅度参数分别与“下放控制信号”和“提升控制信号” 一一对应，控制器的“下放控制信号”和“提升控制信号”分别与耙头的绞车控制手柄的“下放输出信号”和“提升输出信号” 一一对应；当耙头提升或下放的持续时间中止后，控制器自动切断输出控制信号。
[0023]本发明实施例通过工作指示灯显示控制器的工作状态。若工作指示灯以一个固定频率闪烁，则表明控制器处于正常作业状态；若工作指示灯不亮或不闪烁，则表明控制器出现故障。
[0024]当出现紧急情况时，施工人员可通过控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号。施工人员发出的紧急提升控制指令具有最高的优先级，一旦控制器接收到紧急提升指令，无论此时耙头绞车是否正在控制耙头提升或下放，控制器都将向耙头驱动机构输出紧急提升控制信号，以使耙头在当前位置的基础上自动提升控制器内部预置的距离。
[0025]具体地，如图1所示，拔码器为由两个拔码开关组成的十进制拔码器，该十进制拔码器的单位为cm，用于设置耙头动作的距离，其中，第一拨码开关为数据的高位，第二拨码开关为数据的低位。
[0026]具体地，控制器采用单片机控制系统，该单片机控制系统包括微处理器、存储器、数字输入接口、数字输出接口、继电器和电源模块；电源模块为整个单片机控制系统供电；拔码器通过数字输入接口向微处理器输入耙头提升或下放的幅度参数；微处理器将所接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号后经继电器发送给耙头驱动机构，耙头驱动机构驱动耙头做提升或下放的动作；存储器用于程序和数据的储存；数字输出接口与工作指示灯连接，用于输出单片机控制系统的工作状态。控制器在作业初始化阶段先进行如图2中的硬件初始化、串行口初始化、定时器初始化，并启动看门狗软件和定时器，工作过程中遇到系统死机的问题看门狗可实现自动重启的作用。
[0027]上述技术方案所提供的一种耙吸挖泥船精挖控制方法，在不改变现有的耙吸挖泥船的控制原理的基础上，使原来由挖泥手手动操纵手柄产生控制输入量的方式，转变为由控制器产生控制输入量，挖泥手仅需对控制器设定耙头深度位置下放或提升的幅度参数，以及向其发出“下放”或“提升”控制指令，然后控制器将向耙头绞车输出相应动作持续时间的控制信号，以完成所要求的耙头深度位置变化量，整个控制过程不再需要挖泥手时刻关注操纵手柄的所在位置，以便能及时将手柄拉回停止状态，以使耙头停止无能无力；而仅需先通过拨码器设置好参数，然后在需要时通过手柄前推或后拉的方式发出下放或提升控制命令即可，耙头运动的停止将由本控制器自动完成，由此达到精确控制耙头下放深度，实现耙吸挖泥船的精挖的目的。当耙头深度位置的控制精度超过手动控制能力范围时，本发明的控制方法也可实现对耙吸挖泥船的精挖控制；并可使现有的耙吸挖泥船的耙头定位精度达到厘米级，完全满足水下施工定位的需求，大大提高了挖泥效率和工程质量，满足了超出常规精度指标的施工要求。
[0028]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，通过拔码器向控制器输入耙头提升或下放的幅度参数，控制器将从拔码器接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号并发送给耙头驱动机构。
2.如权利要求1所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，所述控制器控制耙头提升或下放的持续时间，当耙头提升或下放的持续时间中止后，控制器自动切断输出控制信号。
3.如权利要求1所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，通过工作指示灯显示控制器的工作状态。
4.如权利要求3所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，若工作指示灯以一个固定频率闪烁，则表明控制器处于正常作业状态；若工作指示灯不亮或不闪烁，则表明控制器出现故障。
5.如权利要求1所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，所述拔码器为由两个拔码开关组成的十进制拔码器。
6.如权利要求1所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，当出现紧急情况时时，施工人员可通过控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号。
7.如权利要求6所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，当控制器向耙头驱动机构发送紧急提升控制信号时，不管耙头绞车是否正在做下放动作或提升动作，耙头都将自动自当前位置的基础上提升。
8.如权利要求1所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，所述控制器采用单片机控制系统。
9.如权利要求8所述的耙吸挖泥船精挖控制方法，其特征在于，所述单片机控制系统包括微处理器、存储器、数字输入接口、数字输出接口、继电器和电源模块； 所述电源模块为整个单片机控制系统供电； 所述拔码器通过数字输入接口向所述微处理器输入耙头提升或下放的幅度参数； 所述微处理器将所接收到的数据转换成耙头提升或下放的控制信号后经继电器发送给耙头驱动机构； 所述存储器用于数据储存； 所述数字输出接口用于输出单片机控制系统的工作状态。
【文档编号】E02F9/20GK103452161SQ201310365669
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】韦纪军, 杨巍, 许向东, 刘国生, 李纪元 申请人:中交广州航道局有限公司
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