绞吸挖泥船绞刀深度测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于疏浚工程测量设备，尤其是绞吸挖泥船在施工状态下绞刀深度测量与位置显示系统。
【背景技术】
[0002]在绞吸挖泥船施工过程中，可分为放桥、挖泥、起桥三个过程。在整个操作过程中，需要施工操作人员时刻观察安装在桥架底端处绞刀的深度变化。在放桥阶段，需要通过控制桥架绞车将桥架慢慢放下。在起桥阶段，需要通过控制桥架绞车将桥架慢慢提起。而在挖泥过程中，需要通过控制桥架绞车来控制绞刀在水中的深度。因此需要一套测量并显示桥架深度的系统。
[0003]传统的绞刀深度系统仅仅只是显示绞刀在水下的深度，忽略了绞刀本身的地理参数，并没有提供坐标参数，因此很难结合水深图来确定当前绞刀扫过位置后的水深变化。同时旧的系统同样存在精度不高，模块处理速度不快等问题，同时系统本身的数据传输链路性能的滞后，影响到了数据的实时性。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够帮助操作人员精确掌握绞刀在水下施工状态时的深度变化，同时能够提供绞刀当前地理坐标参数的系统。
[0005]本实用新型的技术方案是:绞吸挖泥船绞刀深度测量系统由一套桥架绞刀设备、位于疏浚控制台的可编程控制器、二套获得船舶GPS位置的GPS信标机及控制电脑组成，桥架上安装有可检测桥架角度变化的桥架角度传感器，通过桥架角度传感器的角度变化来确定绞刀的深度，其特征是:所述桥架角度传感器经过信号电缆与深度及位置测量系统的检测信号输入端连接；所述GPS信标机与深度及位置测量系统所属控制电脑通过数据传输线路相连接。
[0006]本实用新型的有益技术效果:基于上述绞吸挖泥船绞刀深度测量系统能够通过桥架角度传感器的检测信号，确定绞刀的位置状态。在施工过程中，由桥架角度传感器不断检测桥架下放的角度变化，计算出桥架下放的深度，结合桥架的自身的设计参数，就可以计算出安装在桥架一侧的绞刀目前所处的深度；基于绞吸挖泥船绞刀深度测量系统的深度测量，通过安装在罗经甲板的GPS信标机，转化数据获得GPS信标机的大地坐标及船体所在坐标系相对于大地坐标系的偏移角度；通过GPS安装在船体的具体位置(即GPS在船体坐标系的参数)，根据船体安装桥架的设计参数即可以计算出绞刀的具体位置(船体坐标系中的位置)。最后结合之前计算的偏移角度及船体坐标系中的位置通过计算转换至大地坐标系并算出绞刀的大地坐标。基于上述绞吸挖泥船绞刀深度测量系统的显示，根据计算出来的角度信息，将桥架及绞刀的状态以动态图的形式显示在人机界面上，以便操作人员可以通过画面准确的掌握耙臂在水下的实时姿态。同时获得了绞刀的坐标参数，方便其他系统的进一步应用。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的桥架角度传感器安装位置示意图。
[0008]图2是本实用新型的原理图。
[0009]图3是本实用新型的信号输入输出示意图。
【具体实施方式】
[0010]本实施方式包括有绞吸挖泥船绞刀深度测量系统与绞刀位置显示系统两个子系统，由一套桥架绞刀设备及位于疏浚控制台的可编程控制器、二套获得船舶GPS位置的GPS信标机及控制电脑组成，桥架上安装有可检测桥架角度变化的桥架角度传感器1，通过桥架角度传感器的角度变化来确定绞刀的深度；桥架角度传感器经过信号电缆与深度及位置测量系统的检测信号输入端连接；所述GPS信标机与深度及位置测量系统所属控制电脑通过数据传输线路相连接，GPS信标机安装于罗经甲板上，用来获得两处安装位置处的WGS84坐标；数据通过TCP网关将所有采集到的设备信息汇总至计算机里进行数据处理，最终输出至人机界面。
[0011]绞吸挖泥船施工过程中，桥架角度传感器不断检测桥架与水平面的角度变化，根据桥架角度变化结合三角函数可以算出此时处于桥架水下另一头处的绞刀深度变化。
[0012]通过安装在罗经甲板上的两个GPS信标机获得WGS84坐标，并将该坐标转换为平面坐标。以绞刀和绞吸船尾部钢粧之间连接的中心线为纵轴，船的尾部横截面线为横轴，建立船体坐标系，通过设备安装参数获得GPS在这个坐标系中的船体坐标。通过两处GPS的坐标计算出船体的横移角度及船体坐标系相对于平面坐标系的偏移角度；在船体坐标系中，根据桥架的安装位置获得桥架在船体坐标系中的位置，同时根据桥架角度传感器计算获得的桥架角度变化，结合船体桥架设计参数，计算出投影在船体水平面上的桥架长度变化。最终获得绞刀在船体坐标系的位置。最后根据船体坐标转换为平面坐标的计算公式，获得绞刀的平面坐标，最后转换为大地坐标。
[0013]数据通过TCP网关将所有采集到的设备信息汇总至计算机里进行数据处理，最终输出至人机界面。信号采集模块安装在船舶规定的信号处理柜中，其余设备安装在驾驶室内。然后通过网关将处理过后的数据传输给人机界面以实时动态图形显示在操作者面前。
【主权项】
1.绞吸挖泥船绞刀深度测量系统，由一套桥架绞刀设备、位于疏浚控制台的可编程控制器、二套获得船舶GPS位置的GPS信标机及控制电脑组成，其特征是:桥架上安装桥架角度传感器，通过桥架角度传感器的角度变化来确定绞刀的深度，所述桥架角度传感器经过信号电缆与深度及位置测量系统的检测信号输入端连接；所述GPS信标机与深度及位置测量系统所属控制电脑通过数据传输线路相连接。
【专利摘要】绞吸挖泥船绞刀深度测量系统，由一套桥架绞刀设备、位于疏浚控制台的可编程控制器、二套获得船舶GPS位置的GPS信标机及控制电脑组成，其特征是：桥架上安装桥架角度传感器，通过桥架角度传感器的角度变化来确定绞刀的深度，所述桥架角度传感器经过信号电缆与深度及位置测量系统的检测信号输入端连接；所述GPS信标机与深度及位置测量系统所属控制电脑通过数据传输线路相连接。
【IPC分类】E02F3-92, G01B21-18
【公开号】CN204575047
【申请号】CN201520250241
【发明人】陶润礼, 肖晔, 戴文伯, 张晴波, 倪璘罡
【申请人】中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月23日