專利名稱：耙吸式挖泥船的耙頭位置監(jiān)視器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬數(shù)字控制及顯示技術(shù)類，它具體涉及用在耙吸式挖泥船上的耙頭位置監(jiān)視器的結(jié)構(gòu)。
為了航道的暢通，經(jīng)常要用挖泥船來清淤，耙吸式挖泥船就是常用的一種，它是在工程船上裝有帶挖泥刀具的耙頭和用負(fù)壓水管將切下泥和水送向船內(nèi)的裝置，耙頭裝在帶有多個活動關(guān)節(jié)的負(fù)壓吸泥管道的端頭，船上的操控人員隨時都應(yīng)準(zhǔn)確了解并掌握耙頭相對于船體的位置，以保證挖泥工程的質(zhì)量，也可避免挖泥過深造成功率浪費。在已有技術(shù)中，耙頭位置的監(jiān)測系統(tǒng)有多種形式①磁力式，它是將一有源元件裝在耙頭上，以測定耙頭和船體的相對位置；②聲學(xué)式，它是用船上的計算機詢問裝在耙頭上的應(yīng)答器或聲波發(fā)生器來測量耙頭的位置；③機械式，它是用裝在各活動關(guān)節(jié)上的角度傳感器或繃緊的纜繩來測量各段耙管間的夾角，用來確定耙頭位置。前述的幾種型式多是將工作的元件或部件浸入水中，因此故障多可靠性差，影響工作質(zhì)量且生產(chǎn)效率不高。
本實用新型的目的是為克服已有技術(shù)中存在的不足之處特提出本方案------耙吸式挖泥船的耙頭位置監(jiān)視器，它采用了高精度的角度傳感器，并將其裝置在水上，以改變將工作部件浸于水中帶來多種故障；通過繩纜的角度及各節(jié)耙管吊的長度可準(zhǔn)確測出耙頭的工作位置，能進(jìn)一步提高挖泥船的工作質(zhì)量，它將測出的模擬量數(shù)據(jù)經(jīng)專用的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路變成數(shù)字信號，再經(jīng)計算機處理后在監(jiān)視器上顯示出來，便于操作者控制。
按如上構(gòu)思，本方案所提供的耙吸式挖泥船的耙頭位置監(jiān)視器，它包括有角度傳感器、吊纜長度傳感器、顯示耙頭工作位置的監(jiān)視器，其特征是它的角度傳感器安裝在吊纜導(dǎo)輪的下方并套在吊纜上，其長度傳感器是在各吊纜驅(qū)動絞盤軸上計數(shù)的，耙頭工作部件是裝在多個耙管的端頭，各耙管之間都有與外界隔絕的活動關(guān)節(jié)。
在本方案中，專用的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是由信號采樣部分、信號保持部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換部分及輸出部分所組成，它的信號采樣是由多路選擇器AD7507、地址鎖存器373所組成，其信號保持部分是由高精度運算放大器AD624和控制邏輯電路734D05組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換由ICL7135和半通邏輯電路20V8組成，輸出部分由373完成，外面采集的多種信號接入多路選擇器，多路選擇器的A0～A2接地址鎖存器的Q0～Q2作地址的限定，多路選擇器的18腳接地址鎖存器的Q3，被選通的模擬信號經(jīng)2、28腳接運算放大器AD624的1、2腳，運算放大器的3腳接各邏輯電路734D05的1腳，運算放大器的11、12、13腳分別接各邏輯電路塊的7、8腳，運算放大器的輸出端9腳接模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的輸入極10腳，各邏輯控制電路塊734D05的9、13腳經(jīng)各跟隨器L907接地址鎖存器的Q4、Q5、Q6腳，模數(shù)轉(zhuǎn)換塊ICL7135的25腳接地址鎖存器的Q7腳，它的12～20、23、27腳分別與半通邏輯電路20V8的2～11、14腳相連，經(jīng)編碼的數(shù)字信號由20V8的D0～D7輸出送至地址鎖存器373鎖存，必要時由地址鎖存器373的D0～D7輸出各種數(shù)字信號送至計算機。
采用本方案能體現(xiàn)如下的優(yōu)越性①它是將高精度的角度傳感器裝在吊纜滑輪的支架上，使該部件并不與水接觸，工作穩(wěn)定且壽命長；②它采集的是繩纜角度的模擬量和吊纜長度的脈沖量再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，經(jīng)計算機處理后在監(jiān)視器上顯示出來，直觀性強便于操作；③它結(jié)構(gòu)簡單、制造成本不高，能確保工程質(zhì)量，適于推廣使用。
圖1是本方案耙吸式挖泥船的耙頭位置監(jiān)視器耙頭及耙管部分的外觀示意圖。
圖2是角度傳感器的安裝位置示意圖。
圖3是模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的電原理圖。
圖4是耙頭位置數(shù)字量計算與位置關(guān)系的示意圖。
現(xiàn)結(jié)合

本方案的實施例。該耙吸式挖泥船的耙頭位置監(jiān)視器是采集多個吊纜角度的模擬量和長度的脈沖量，并將采集的多個信號經(jīng)計算機處理后在監(jiān)視器上顯示出耙頭的工作位置。耙頭4是挖泥的工作部件，裝在多個耙管5的端頭，各耙管之間用活動關(guān)節(jié)6相連，活動關(guān)節(jié)能保持耙管內(nèi)部通道暢通并與外界隔絕，各節(jié)耙管都用吊纜7懸起，其高精度的角度傳感器1就套在吊纜導(dǎo)輪2下方的吊纜上，以度量吊纜繩索傾斜的角度。其吊纜放出長度的量是在吊纜驅(qū)動絞盤的軸上得出的，各吊纜角度的模擬量和放出的長度的脈沖量送入專用的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再送入計算機處理后顯示在監(jiān)視器上，它能顯示出耙頭相對船體的位置，計算的準(zhǔn)確是良好操控和提高工作質(zhì)量的前提。
它的專用的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是由信號采樣部分、信號保持部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換部分及輸出部分所組成，它的信號采樣部分包括有多路選擇器AD7507及地址鎖存器373，信號保持電路采用高精度的運算放大器AD624和控制邏輯電路734D05，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用ICL7135和半通邏輯電路20V8，其輸出由373來完成。在本方案中，左右兩邊各有兩段耙管，耙頭裝在耙管的末端，各耙管用吊纜懸掛，從各吊纜上取得角度的模擬量和長度的脈沖量共8個數(shù)據(jù)，將它們送入多路選擇器的S1～S8，多路選擇器的A0～A2與地址鎖存器的Q0～Q2相連作地址的限定，多路選擇器的18腳與地址鎖存器的Q3腳相連，被選通的模擬信號經(jīng)2、28腳接運算放大器的輸入端1、2腳，運算放大器的3腳接各邏輯電路塊734D05的1腳，運算放大器的11、12、13腳分別與各邏輯電路的7、8腳連接，運算放大器的輸出端9腳接模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的輸入端10，各邏輯電路塊的9、13腳經(jīng)各自的跟隨器L907與地址鎖存器的Q4、Q5、Q6相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的25腳與地址鎖存器的Q7相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的12～20、23、27腳分別與半通邏輯電路20V8的2～11、14腳相連，經(jīng)編碼的數(shù)字信號由20V8的D0～D7輸出，送至地址鎖存器373的D0～D7鎖存，當(dāng)允許信號有效時，由地址鎖存器373的D0～D7輸出送至計算機。經(jīng)計算機的各種運算，送到顯示器上可作出左右耙頭位置的顯示。再加上其它的程序軟件，還能做到耙頭工作位置在不同的影響因素作用下的補償性控制。
以一邊的耙管的M點為例，設(shè)O為原點，OM的長度已知，Md—M的長度可測知，其吊纜的空間角度可測，因此M點的空間位置可確定為 由此可得M點的具體位置座標(biāo)，同理可得出H位置，也就可以求出左右各耙頭G點的位置。
權(quán)利要求1.一種耙吸式挖泥船的耙頭位置監(jiān)視器，它包括有角度傳感器(1)、吊纜長度傳感器、顯示耙頭工作位置的監(jiān)視器，其特征是它的角度傳感器安裝在吊纜導(dǎo)輪(2)的下方并套在吊纜上，其長度傳感器是在各吊纜驅(qū)動絞盤軸上計數(shù)的，耙頭(4)工作部件是裝在多個耙管(5)的端頭，各耙管之間都有與外界隔絕的活動關(guān)節(jié)(6)。
2.按照權(quán)利要求1所述的耙頭位置監(jiān)視器，其特征是它的專用的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是由信號采樣部分、信號保持部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換部分及輸出部分所組成，它的信號采樣是由多路選擇器AD7507、地址鎖存器373所組成，其信號保持部分是由高精度運算放大器AD624和控制邏輯電路734D05組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換由ICL7135和半通邏輯電路20V8組成，輸出部分由373完成，外面采集的多種信號接入多路選擇器，多路選擇器的A0～A2接地址鎖存器的Q0～Q2作地址的限定，多路選擇器的18腳接地址鎖存器的Q3，被選通的模擬信號經(jīng)2、28腳接運算放大器AD624的1、2腳，運算放大器的3腳接各邏輯電路734D05的1腳，運算放大器的11、12、13腳分別接各邏輯電路塊的7、8腳，運算放大器的輸出端9腳接模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的輸入極10腳，各邏輯控制電路塊734D05的9、13腳經(jīng)各跟隨器L907接地址鎖存器的Q4、Q5、Q6腳，模數(shù)轉(zhuǎn)換塊ICL7135的25腳接地址鎖存器的Q7腳，它的12～20、23、27腳分別與半通邏輯電路20V8的2～11、14腳相連，經(jīng)編碼的數(shù)字信號由20V8的D0～D7輸出送至地址鎖存器373鎖存，必要時由地址鎖存器373的D0～D7輸出各種數(shù)字信號送至計算機。
專利摘要本實用新型屬數(shù)字控制及顯示技術(shù)類。為克服已有挖泥耙頭位置顯示技術(shù)中存在的問題特提出本方案。該耙吸式挖泥船的耙頭安置在多個相互聯(lián)接的耙管的端頭,各耙管間用活動關(guān)節(jié)相連,各耙管都用吊纜懸吊。它采用高精度的角度傳感器,安裝在吊纜導(dǎo)輪的下方,它的長度信號值取。自吊纜絞盤驅(qū)動軸上,在各吊纜上取得吊纜傾斜角度和放出長度的信號,經(jīng)專用的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路變成數(shù)字量送入計算機,處理后在監(jiān)視器上顯示左右耙頭的工作位置。
文檔編號B63B35/00GK2495547SQ0025727
公開日2002年6月19日 申請日期2000年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月13日
發(fā)明者李金貴, 王勇, 李炳茜 申請人:天津航道勘察設(shè)計研究院