一种绞车缆绳长度的检测装置及检测方法与流程

本发明属于海洋工程技术领域，特别涉及一种绞车缆绳长度的检测装置及检测方法。

背景技术：

滚筒是一种常见的机械部件，其在多种海洋机械设备中都有所应用，例如绞车、拖缆机和吊机等，主要通过自身的转动来回收或者放出缆绳。

为了避免缆绳过度放出，操作人员需要清楚的知晓滚筒中缠绕的缆绳长度。或者在某些工况中，操作人员需要清楚的知晓已放出的缆绳长度。现在的缆绳长度检测方法通常为，在滚筒的一端设置编码器，编码器的检测轴与滚筒同轴连接在一起，从而可以实时测量出滚筒旋转的圈数。进一步地，假设滚筒上已缠绕的缆绳的层数n为已知值，且每一层缆绳的圈数p均相同，那么滚筒每旋转一圈，表示滚筒回收或者收回一圈缆绳，当滚筒旋转p圈时，表示滚筒上缠绕的缆绳的层数加1或者减1。通过实时的层数和圈数p，能够计算出滚筒上实时缠绕的缆绳长度。

然而，由于在实际回收缆绳的过程中，并不能保证每层缆绳的圈数都相同，所以如果每一层都以定值p作为圈数，将导致层数错误，进而导致缆绳长度的检测出现错误。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种绞车缆绳长度的检测装置及检测方法，可以提高检测缆绳长度的精度。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种绞车缆绳长度的检测装置，所述检测装置包括编码器和处理器，所述编码器的检测轴与绞车的滚筒同轴连接在一起，所述编码器的输出端与所述处理器的输入端电连接，所述检测装置还包括第一限位开关和第二限位开关，所述第一限位开关和所述第二限位开关间隔安装在所述绞车的排缆器支架上，且所述第一限位开关位于排缆器轨道的一端，所述第二限位开关位于所述排缆器轨道的另一端，所述第一限位开关和所述第二限位开关均与所述处理器的输入端电连接，所述处理器用于根据所述第一限位开关和所述第二限位开关输出的电信号计算得到所述滚筒缠绕的缆绳的层数，根据所述编码器输出的电信号计算得到所述滚筒缠绕的每一层缆绳的圈数，根据缆绳的层数和各层缆绳的圈数计算得到缆绳的长度。

在本发明的一种实现方式中，所述检测装置还包括感应撞块，所述感应撞块固定安装在排缆器上，所述感应撞块朝向所述排缆器轨道布置。

在本发明的另一种实现方式中，所述检测装置还包括压绳块，所述压绳块固定在所述滚筒一端的外周壁上，所述滚筒缠绕的缆绳的一端固定夹设在所述压绳块和所述滚筒之间。

在本发明的又一种实现方式中，所述编码器为多圈绝对值编码器。

在本发明的又一种实现方式中，所述编码器的单圈脉冲数为1024。

另一方面，本发明实施例提供了一种绞车缆绳长度的检测方法，所述检测方法基于上述的检测装置，所述检测方法包括：

获取标定参数，所述标定参数为所述滚筒上已缠绕的缆绳的层数和每一层缆绳的圈数；

检测所述第一限位开关和所述第二限位开关的电信号，根据所述第一限位开关和所述第二限位开关的电信号计算得到缆绳变化层的层数，所述缆绳变化层为所述绞车启动后，所述滚筒上收回或者伸出的缆绳层；

获取所述编码器的电信号，根据所述编码器的电信号计算得到各缆绳变化层的圈数；

根据所述标定参数、所述缆绳变化层的层数和所述缆绳变化层的圈数，计算得到所述滚筒上现缠绕的缆绳的长度。

进一步地，根据所述第一限位开关和所述第二限位开关的电信号计算得到缆绳变化层的层数，包括：

当所述绞车为收绳工况时，如果检测到所述第一限位开关或所述第二限位开关的上升沿信号时，所述缆绳变化层的层数加一；

当所述绞车为放绳工况时，如果检测到所述第一限位开关或所述第二限位开关的下降沿信号时，所述缆绳变化层的层数加一。

进一步地，根据所述编码器的电信号计算得到各缆绳变化层的缆绳圈数，包括：

当检测到所述编码器旋转一圈时，当前的所述缆绳变化层的缆绳圈数加一。

进一步地，根据所述标定参数、所述缆绳变化层的层数和所述缆绳变化层的圈数，计算得到所述滚筒上现缠绕的缆绳的长度，包括：

判断所述绞车的工况；

当所述绞车的工况为收绳工况时，将所述标定参数中所述滚筒上已缠绕的缆绳的层数、所述缆绳变化层的层数相加，计算得到所述滚筒上现缠绕的缆绳的层数；

根据所述滚筒上现缠绕的缆绳的层数、各层缆绳的圈数，计算得到所述滚筒上现缠绕的缆绳的长度；

当所述绞车的工况为出绳工况时，将所述标定参数中所述滚筒上已缠绕的缆绳的层数、所述缆绳变化层的层数相减，计算得到所述滚筒上现缠绕的缆绳的层数；

根据所述滚筒上现缠绕的缆绳的层数、各层缆绳的圈数，计算得到所述滚筒上现缠绕的缆绳的长度。

进一步地，所述滚筒上现缠绕的缆绳的长度通过以下公式计算得到：

l＝π(d+d).p1+π(d+2d).p2+...+π(d+nd).pn

其中，l为滚筒上现缠绕的缆绳的长度，d为所述滚筒的直径，d为所述缆绳的直径，n为所述滚筒上现缠绕的缆绳的层数，pn为第n层缆绳的圈数。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

由于处理器可以根据所述第一限位开关和所述第二限位开关输出的电信号计算得到所述滚筒缠绕的缆绳的层数，根据所述编码器输出的电信号计算得到所述滚筒缠绕的每一层缆绳的圈数，所以每一层缆绳的圈数都是准确的数量，而不是估算的数量，因此能够提高检测缆绳长度的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的检测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种检测方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的另一种检测方法的流程图；

图中各符号表示含义如下：

1-编码器，2-第一限位开关，3-第二限位开关，4-感应撞块，5-压绳块，100-滚筒，200-排缆器支架，300-排缆器轨道，400-排缆器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种绞车缆绳长度的检测装置，如图1所示，检测装置包括编码器1和处理器，编码器1的检测轴与绞车的滚筒100同轴连接在一起，编码器1的输出端与处理器的输入端电连接，检测装置还包括第一限位开关2和第二限位开关3，第一限位开关2和第二限位开关3间隔安装在绞车的排缆器支架200上，且第一限位开关2位于排缆器轨道300的一端，第二限位开关3位于排缆器轨道300的另一端，第一限位开关2和第二限位开关3均与处理器的输入端电连接，处理器用于根据第一限位开关2和第二限位开关3输出的电信号计算得到滚筒100缠绕的缆绳的层数，根据编码器1输出的电信号计算得到滚筒100缠绕的每一层缆绳的圈数，根据缆绳的层数和各层缆绳的圈数计算得到缆绳的长度。

由于处理器可以根据第一限位开关2和第二限位开关3输出的电信号计算得到滚筒100缠绕的缆绳的层数，根据编码器1输出的电信号计算得到滚筒100缠绕的每一层缆绳的圈数，所以每一层缆绳的圈数都是准确的数量，而不是估算的数量，因此能够提高检测缆绳长度的精度。

具体地，检测装置还包括感应撞块4，感应撞块4固定安装在排缆器400上，感应撞块4朝向排缆器轨道300布置，从而保证了第一限位开关2和第二限位开关3能够感应到运动的排缆器400，避免了出现未感应到排缆器400的情况。

可选地，检测装置还包括压绳块5，压绳块5固定在滚筒100一端的外周壁上，滚筒100缠绕的缆绳的一端固定夹设在压绳块5和滚筒100之间。

在上述实现方式中，通过压绳块5固定缆绳，能够使得缆绳由滚筒100的一端开始缠绕在滚筒100上，从而方便对缠绕在滚筒100上的第一层缆绳进行计数。

优选地，编码器1为多圈绝对值编码器1。从而提高了编码器1的检测精度

优选地，编码器1的单圈脉冲数为1024，从而进一步的提高了编码器1的检测精度。

图2为本发明实施例提供的一种绞车缆绳长度的检测方法，该检测方法基于图1所示的检测装置，结合图2，该检测方法包括：

步骤101：获取标定参数，标定参数为滚筒上已缠绕的缆绳的层数和每一层缆绳的圈数。

在上述实现方式中，标定参数可以为绞车上次停机时，滚筒上缠绕的缆绳的层数和每一层缆绳的圈数。如果绞车为初次放绳，那么标定参数可以在绞车上次收绳时，通过检测装置检测得到并记录。

步骤102：检测第一限位开关和第二限位开关的电信号，根据第一限位开关和第二限位开关的电信号计算得到缆绳变化层的层数，缆绳变化层为绞车启动后，滚筒上收回或者伸出的缆绳层。

步骤103：获取编码器的电信号，根据编码器的电信号计算得到各缆绳变化层的圈数。

步骤104：根据标定参数、缆绳变化层的层数和缆绳变化层的圈数，计算得到滚筒上现缠绕的缆绳的长度。

在通过本发明实施例所提供的检测方法检测滚筒上缠绕的缆绳长度时，由于每一层缆绳的圈数都是准确的数量，而不是估算的数量，因此能够提高检测缆绳长度的精度。

图3为本发明实施例提供的另一种绞车缆绳长度的检测方法，该检测方法基于图1所示的检测装置，结合图3，该检测方法包括：

步骤201：获取标定参数，标定参数为滚筒上已缠绕的缆绳的层数和每一层缆绳的圈数。

在上述实现方式中，标定参数可以为绞车上次停机时，滚筒上缠绕的缆绳的层数和每一层缆绳的圈数。如果绞车为初次放绳，那么标定参数可以在绞车上次收绳时，通过检测装置检测得到并记录。

步骤202：检测第一限位开关和第二限位开关的电信号，根据第一限位开关和第二限位开关的电信号计算得到缆绳变化层的层数，缆绳变化层为绞车启动后，滚筒上收回或者伸出的缆绳层。

在上述实现方式中，缆绳变化层的层数，指的是滚筒上缠绕的缆绳的层数的变化量。也就是说，无论绞车是收绳工况还是放绳工况，缆绳变化层的层数均为正值。

具体地，步骤202可以通过以下方式实现：

当所述绞车为收绳工况时，如果检测到所述第一限位开关或所述第二限位开关的上升沿信号时，所述缆绳变化层的层数加一。

需要说明的是，当绞车为收绳工况时，表明滚筒上的缆绳的层数必然是增加，所以在收绳工况下，滚筒上的缆绳的层数为标定参数加上缆绳变化层的层数。

当所述绞车为放绳工况时，如果检测到所述第一限位开关或所述第二限位开关的下降沿信号时，所述缆绳变化层的层数加一。

需要说明的是，当绞车为放绳工况时，表明滚筒上的缆绳的层数必然是减少，所以在收绳工况下，滚筒上的缆绳的层数为标定参数减去缆绳变化层的层数。

步骤203：获取编码器的电信号，根据编码器的电信号计算得到各缆绳变化层的圈数。

具体地，步骤203可以通过以下方式实现：

当检测到编码器旋转一圈时，当前的缆绳变化层的缆绳圈数加一。

需要说明的是，当前的缆绳变化层指的是正在收绳或者放绳的那一层缆绳。

步骤204：根据标定参数、缆绳变化层的层数和缆绳变化层的圈数，计算得到滚筒上现缠绕的缆绳的长度。

具体地，步骤204可以通过以下方式实现：

判断绞车的工况。

当绞车的工况为收绳工况时，将标定参数中滚筒上已缠绕的缆绳的层数、缆绳变化层的层数相加，计算得到滚筒上现缠绕的缆绳的层数。

根据滚筒上现缠绕的缆绳的层数、各层缆绳的圈数，计算得到滚筒上现缠绕的缆绳的长度。

当绞车的工况为出绳工况时，将标定参数中滚筒上已缠绕的缆绳的层数、缆绳变化层的层数相减，计算得到滚筒上现缠绕的缆绳的层数。

根据滚筒上现缠绕的缆绳的层数、各层缆绳的圈数，计算得到滚筒上现缠绕的缆绳的长度。

具体地，滚筒上现缠绕的缆绳的长度通过以下公式计算得到：

l＝π(d+d).p1+π(d+2d).p2+...+π(d+nd).pn

其中，l为滚筒上现缠绕的缆绳的长度，d为滚筒的直径，d为缆绳的直径，n为滚筒上现缠绕的缆绳的层数，pn为第n层缆绳的圈数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。