專利名稱：具有船位置傳感器的可編程船提升系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可編程的船提升系統(tǒng)，且更特定地說，涉及指示船在提升系統(tǒng)中的確 切位置的船提升系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知有可編程的船提升系統(tǒng)，但其在船的每一側(cè)上需要兩個纜索，兩個在船的前 部且兩個在后部。需要兩個電動機，在船的每一側(cè)上一個電動機，以操作所述纜索。已知使 用水平傳感器來停止或發(fā)動所述電動機以根據(jù)需要使船定位，但這些傳感器必須放置在船 附近且隨船一起上下移動。其需要使用水銀開關(guān)和浮子開關(guān)，且可在將船放置到水中時暴 露于水中。這些系統(tǒng)中的多個電動機、纜索及傳感器產(chǎn)生了對持續(xù)維護及修補的需要。已 知一種使用單個電動機用于船提升的纜索系統(tǒng)，但其不適合用于檢測船在提升系統(tǒng)中的位 置。需要一種船提升系統(tǒng)，其以單個電動機操作，具有在船的前部的單個纜索、在船的 背部的單個纜索、及測量船在船提升中的實際位置的簡單傳感器，以便遠程可編程單元可 根據(jù)需要自動定位船。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是具有船提升結(jié)構(gòu)的船提升系統(tǒng)，所述船提升結(jié)構(gòu)具有前端、背端及垂直 與水平支撐梁。船提升吊架定位于支撐梁之間，且通過船提升結(jié)構(gòu)前部處的鋼索與船提升 結(jié)構(gòu)背端處的鋼索連接到船提升結(jié)構(gòu)的上部部分。所述纜索從吊架的一側(cè)朝向滑輪向上延 伸，水平跨越所述船提升結(jié)構(gòu)朝向由電動機旋轉(zhuǎn)的軸，穿過所述軸中的孔，及向下到達提升 吊架。將惰輪放置于所述纜索中的一者上跨越船提升結(jié)構(gòu)水平延伸的部分上。所述輪裝有 正交編碼器，以在提升纜索的提升或降低期間隨纜索跨越所述輪移動而產(chǎn)生與所述輪的旋 轉(zhuǎn)次數(shù)成比例的電子信號。將來自所述編碼器的信號發(fā)送到電子控制電路，所述電子控制 電路使用所述編碼器信號來推斷船或提升吊架在船提升結(jié)構(gòu)中的垂直位置。所述電子控制 電路由具有非易失性存儲器的微控制器、振蕩器及用于接收與發(fā)送電子信號的相關(guān)電路組 成。所述電子控制電路還將從用戶輸入小鍵盤處接收信號，所述用戶輸入小鍵盤允許用戶 調(diào)用可編程船提升系統(tǒng)的最終功能，且電子控制電路將基于電子控制電路中的編程向電動 機發(fā)送信號以在任一方向上接通及切斷船的電動機。由于船位置傳感器提供船在船提升結(jié) 構(gòu)中的確切垂直位置，因此對于船提升系統(tǒng)的操作來說不需要限位傳感器、浮子傳感器、濕 度傳感器及定時器。本發(fā)明的一個優(yōu)勢是僅需要兩個纜索的可編程船提升系統(tǒng)。另一優(yōu)勢是確定船在船結(jié)構(gòu)中的確切位置的單個船位置傳感器。另一優(yōu)勢是用以升高及降低船的單個電動機。另一優(yōu)勢是具有正交編碼器以感測船位置的簡單耐用惰輪。另一優(yōu)勢是具有遠程控制件的可編程控制單元，以自動定位船提升結(jié)構(gòu)中的船。


圖1顯示本發(fā)明的可編程船提升系統(tǒng)的船提升結(jié)構(gòu)。
圖2顯示本發(fā)明的絞車機構(gòu)。
圖3顯示具有嚙合提升纜索的IR檢測器的惰輪。
圖4顯示沿纜索的長度所觀察到的惰輪及正交編碼器的視圖。
圖5顯示可編程船提升系統(tǒng)的電子組件。
圖6顯示電子控制電路的電子組件。
圖7是電子控制電路的微控制器的電示意圖。
圖8是船位置傳感器的旋轉(zhuǎn)編碼器和連接器的電示意圖。
圖9是用戶小鍵盤接口的電示意圖。
具體實施例方式圖1顯示本發(fā)明的船提升系統(tǒng)10的船提升結(jié)構(gòu)11。船提升結(jié)構(gòu)11具有前端12 和背端13。船提升結(jié)構(gòu)11由4個垂直梁14支撐，且具有右側(cè)15和左側(cè)16。纜索21從梁 14的上部端懸吊船提升吊架17。電動機18在船提升結(jié)構(gòu)11的背端13及左側(cè)16處附接 到梁14的上部端。電動機18具有從電動機18延伸到軸承20的軸19，其中軸承20附接于 船提升結(jié)構(gòu)11的前端12及左側(cè)16處的梁14的上部端處。在電動機18使軸19旋轉(zhuǎn)時軸 承20支撐軸19。纜索21附接到船提升吊架17的一側(cè)22，且自其向上延伸到滑輪50，自其跨越軸 19，且自其向下到達船提升吊架17的相對側(cè)23。船位置傳感器24附接到船提升結(jié)構(gòu)11且 借助惰輪25嚙合纜索21。船位置傳感器24以電子方式通過電線28連接到電動機18且通 過電線51連接到用戶小鍵盤接口 27。圖2顯示在船提升結(jié)構(gòu)11的背端13、右側(cè)16處通過托架29附接到梁14的軸19。 軸19由軸承30支撐。軸19具有其中貫穿插入有纜索21的孔31。在電動機18轉(zhuǎn)動時，纜 索21的從船提升吊架17的每一側(cè)22、23向上延伸的部分沿同一方向纏繞在軸19上。因 此，所述纜索附接到船提升吊架17的側(cè)22、23的部分以平穩(wěn)的水平位置提升或降低船提升 吊架17。盡管未顯示，但在船提升結(jié)構(gòu)11的前端12處具有類似的纜索及船提升吊架布置， 其中所述纜索穿過軸19中的第二孔。因此，存在兩個船提升吊架，每一者具有其自身的纜 索布置，其中在電動機18使充當絞車的軸19旋轉(zhuǎn)時所述纜索一致地提升或降低兩個船提 升吊架。當在船的前部和所述船的后部處皆有船提升吊架時，通過電動機18對軸19的旋 轉(zhuǎn)將水平地及垂直地以平穩(wěn)位置升高及降低所述船。圖3顯示在纜索21上某處的船位置傳感器24的惰輪25。輪25繞軸線51旋轉(zhuǎn)。 輪25具有用于傳輸由IR檢測器53檢測的紅外(IR)光的多個孔。圖4顯示沿纜索21以 下行線看到的船位置傳感器24。圖4進一步顯示在惰輪25上方某處的正交編碼器34及 IR發(fā)射器52。在纜索21使輪25旋轉(zhuǎn)時透過輪25中的孔32對IR信號的檢測允許編碼器 34產(chǎn)生與纜索在升高或降低船提升吊架17時已行進的距離成正比的輸出信號。因此，此 輸出信號與船通過纜索在船提升吊架17中已升高或降低的絕對量成正比。優(yōu)選地，將兩對 IR發(fā)射器52及接收器53設(shè)定為相對于輪25的軸線51約分離165°。
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圖5顯示本發(fā)明的可編程船提升系統(tǒng)10的電子及功能性組件的框圖。AC入口及 電力供應(yīng)電路36與線電壓介接，且提供所述電路的電力需求。電力供應(yīng)36將12伏線電壓 提供到電動機控制電路35。將5伏線電壓供應(yīng)到電子控制電路26。此5伏線電壓可在移 除外部電力之后操作短時間周期。此將允許電子控制電路26在電力中斷時將船提升吊架 17的最終絕對位置記錄于非易失性存儲器中，以便消除在恢復(fù)電力時重新校準船提升吊架 17的位置的需要。電動機控制電路35中的電動機控制繼電器基于來自電子控制電路26的 輸入而在任一方向上接通及切斷船提升電動機18。船或纜索位置傳感器24將輸出信號提供到電子控制電路26，電子控制電路26使 用此信號來推斷船提升吊架17的絕對位置。用戶接口或小鍵盤27允許用戶通過鍵或按鈕 來調(diào)用可編程船提升系統(tǒng)10的功能。電子控制電路26涵蓋具有纜索位置輸入端及用戶接 口 /小鍵盤輸入端的電路及接口的所有邏輯操作，以控制提升電動機接通/切斷及方向。圖6中顯示電子控制電路26的組件。其由具有非易失性存儲器的微控制器38、 振蕩器、及用以與電路的所有其它部件介接的相關(guān)電路組成。電子控制電路26還含有電路 中編程磁頭(in-circuit programming header) 37、電動機控制電路41、限位開關(guān)電路39、 及蜂鳴器/電力損耗電路40。圖7顯示微控制器38的電示意圖。圖8顯示旋轉(zhuǎn)編碼器34 和連接器的電示意圖。圖9顯示用戶小鍵盤27和連接器的電示意圖。遠程控制單元還可 以用于操作用戶小鍵盤27。用戶可按壓向上鍵、向下鍵、或停止鍵以使得船提升吊架17向 上或向下或停止于任一所要位置處?？墒褂面I入鍵對電子控制電路26編程以通過按壓其 它鍵(舉例而言，諸如標有“冬天”、“夜晚”、“水”等的鍵)而將船提升吊架升高或降低所要 量。電子控制電路26可編程以在惰輪25沿一個方向的固定旋轉(zhuǎn)次數(shù)之后、及在沿相反方 向的相同固定旋轉(zhuǎn)次數(shù)之后、以及在兩者之間的任一旋轉(zhuǎn)量處自動地切斷電動機18。先前描述已限定于本發(fā)明的特定實施例。然而，顯而易見，在不背離本發(fā)明的精神 及范圍的情況下，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可做出變化形式及修改，以實現(xiàn)其部分或全部優(yōu)勢。 舉例而言，可在電子控制電路中使用各種類型的已知微處理、存儲器及編程裝置?？稍诙栎?處使用所屬領(lǐng)域中已知的各種類型的旋轉(zhuǎn)編碼器?？稍诰幋a器中使用除紅外以外的其它發(fā) 射器及檢測器。所述電子控制電路可出于安全目的而經(jīng)編程以在某一時間量之后鎖定，且 可將通行碼鍵入用戶小鍵盤中以將所述電子控制電路解鎖。所述電子控制電路可經(jīng)編程以 在接通電動機之前產(chǎn)生警報?？墒褂脽o線遠程裝置存取電子控制電路及/或用戶小鍵盤。 可出于安全目的使用一個或一個以上限位開關(guān)以在所述系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時切斷電動機。應(yīng)了解，在不背離以上權(quán)利要求書中所表述的本發(fā)明的原理及范圍的情況下，所 屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可對為解釋本發(fā)明的性質(zhì)而在上文描述及圖解說明的部件的細節(jié)、材料 及布置做出各種改變。
權(quán)利要求
一種船提升系統(tǒng)，其包括a)纜索，其從船提升吊架的一端向上延伸、跨越附接到電動機的軸、并向下到達所述船提升吊架的相對端，所述纜索附接到所述軸；b)位置傳感器，其具有放置于所述纜索上的惰輪，所述電動機將所述纜索纏繞在所述軸上或?qū)⑵鋸乃鲚S展開以致使所述纜索跨越所述惰輪移動，從而使所述惰輪旋轉(zhuǎn)并升高或降低所述船提升吊架；c)所述位置傳感器產(chǎn)生與在所述纜索致使所述惰輪旋轉(zhuǎn)時所述纜索行進的距離成比例的輸出信號；及d)電子控制電路，其使用所述輸出信號來推斷所述船提升吊架的垂直位置并根據(jù)需要垂直地定位所述船提升吊架。
2.如權(quán)利要求1所述的船提升系統(tǒng)，其中所述位置傳感器具有檢測由所述纜索跨越所 述惰輪的所述移動所致的所述惰輪的所述旋轉(zhuǎn)的編碼器，所述編碼器產(chǎn)生與所述旋轉(zhuǎn)的量 成比例的所述輸出信號。
3.如權(quán)利要求1所述的船提升系統(tǒng)，其中所述電子控制電路可編程以根據(jù)需要在所述 惰輪沿一個方向的固定旋轉(zhuǎn)次數(shù)之后、及在沿相反方向的所述固定旋轉(zhuǎn)次數(shù)之后、以及在 其間的任一旋轉(zhuǎn)量之后自動地切斷所述電動機。
4.如權(quán)利要求1所述的船提升系統(tǒng)，其中所述纜索通過穿過所述軸中的孔而附接到所 述軸。
5.如權(quán)利要求1所述的船提升系統(tǒng)，其進一步包括第二船提升吊架及第二纜索，其中 所述第二纜索從所述第二船提升吊架的一端向上延伸、跨越所述軸、并向下到達所述船提 升吊架的相對端，所述第二纜索附接到所述軸。
6.一種船提升系統(tǒng)，其包括a)纜索，其從船提升吊架的一端向上延伸、跨越附接到電動機的軸、并向下到達所述船 提升吊架的相對端，所述纜索附接到所述軸；b)位置傳感器，其具有放置于所述纜索上的惰輪，所述電動機將所述纜索纏繞在所述 軸上或?qū)⑵鋸乃鲚S展開以致使所述纜索跨越所述惰輪移動，從而使所述惰輪旋轉(zhuǎn)并升高 或降低所述船提升吊架；c)所述位置傳感器產(chǎn)生與在所述纜索致使所述惰輪旋轉(zhuǎn)時所述纜索行進的距離成比 例的輸出信號；及d)電子控制電路，其使用所述輸出信號來推斷所述船提升吊架的垂直位置并根據(jù)需要 垂直地定位所述船提升吊架，其中所述電子控制電路可編程以根據(jù)需要在所述惰輪沿一個 方向的固定旋轉(zhuǎn)次數(shù)之后、及在沿相反方向的所述固定旋轉(zhuǎn)次數(shù)之后、以及在其間的任一 旋轉(zhuǎn)量之后自動地切斷所述電動機。
7.如權(quán)利要求6所述的船提升系統(tǒng)，其中所述位置傳感器具有檢測由所述纜索跨越所 述惰輪的所述移動所致的所述惰輪的所述旋轉(zhuǎn)的編碼器，所述編碼器產(chǎn)生與所述旋轉(zhuǎn)的量 成比例的所述輸出信號。
8.如權(quán)利要求6所述的船提升系統(tǒng)，其中所述纜索通過穿過所述軸中的孔而附接到所 述軸。
9.如權(quán)利要求6所述的船提升系統(tǒng)，其進一步包括第二船提升吊架及第二纜索，其中所述第二纜索從所述第二船提升吊架的一端向上延伸、跨越所述軸、并向下到達所述船提 升吊架的相對端，所述第二纜索附接到所述軸。
10.一種船提升系統(tǒng)，其包括a)纜索，其從船提升吊架的一端向上延伸、跨越附接到電動機的軸、并向下到達所述船 提升吊架的相對端，所述纜索附接到所述軸；b)位置傳感器，其具有放置于所述纜索上的惰輪，所述電動機將所述纜索纏繞在所述 軸上或?qū)⑵鋸乃鲚S展開以致使所述纜索跨越所述惰輪移動，從而使所述惰輪旋轉(zhuǎn)并升高 或降低所述船提升吊架；c)所述位置傳感器產(chǎn)生與在所述纜索致使所述惰輪旋轉(zhuǎn)時所述纜索行進的距離成比 例的輸出信號，其中所述位置傳感器具有檢測由所述纜索跨越所述惰輪的所述移動所致的 所述惰輪的所述旋轉(zhuǎn)的編碼器，所述編碼器產(chǎn)生與所述旋轉(zhuǎn)的量成比例的所述輸出信號； 及d)電子控制電路，其使用所述輸出信號來推斷所述船提升吊架的垂直位置并根據(jù)需要 垂直地定位所述船提升吊架，其中所述電子控制電路可編程以根據(jù)需要在所述惰輪沿一個 方向的固定旋轉(zhuǎn)次數(shù)之后、及在沿相反方向的所述固定旋轉(zhuǎn)次數(shù)之后、以及在其間的任一 旋轉(zhuǎn)量之后自動地切斷所述電動機。
11.如權(quán)利要求10所述的船提升系統(tǒng)，其中所述纜索通過穿過所述軸中的孔而附接到 所述軸。
12.如權(quán)利要求10所述的船提升系統(tǒng)，其進一步包括第二船提升吊架及第二纜索，其 中所述第二纜索從所述第二船提升吊架的一端向上延伸、跨越所述軸、并向下到達所述船 提升吊架的相對端，所述第二纜索附接到所述軸。
13.一種船提升系統(tǒng)，其包括a)纜索，其從船提升吊架的一端向上延伸、跨越附接到電動機的軸、并向下到達所述船 提升吊架的相對端，所述纜索穿過所述軸中的孔；b)位置傳感器，其具有放置于所述纜索上的惰輪，所述電動機將所述纜索纏繞在所述 軸上或?qū)⑵鋸乃鲚S展開以致使所述纜索跨越所述惰輪移動，從而使所述惰輪旋轉(zhuǎn)并升高 或降低所述船提升吊架；c)所述位置傳感器產(chǎn)生與在所述纜索致使所述惰輪旋轉(zhuǎn)時所述纜索行進的距離成比 例的輸出信號，其中所述位置傳感器具有檢測由所述纜索跨越所述惰輪的所述移動所致的 所述惰輪的所述旋轉(zhuǎn)的編碼器，所述編碼器產(chǎn)生與所述旋轉(zhuǎn)的量成比例的所述輸出信號； 及d)電子控制電路，其使用所述輸出信號來推斷所述船提升吊架的垂直位置并根據(jù)需要 垂直地定位所述船提升吊架，其中所述電子控制電路可編程以根據(jù)需要在所述惰輪沿一個 方向的固定旋轉(zhuǎn)次數(shù)之后、及在沿相反方向的所述固定旋轉(zhuǎn)次數(shù)之后、以及在其間的任一 旋轉(zhuǎn)量之后自動地切斷所述電動機。
14.如權(quán)利要求13所述的船提升系統(tǒng)，其進一步包括第二船提升吊架及第二纜索，其 中所述第二纜索從所述第二船提升吊架的一端向上延伸、跨越所述軸、并向下到達所述船 提升吊架的相對端，所述第二纜索附接到所述軸。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種可編程的船提升系統(tǒng)，其具有從船提升吊架(17)的一端向上延伸、跨越附接到電動機(18)的軸(19)、并向下到達所述船提升吊架(17)的相對端的纜索(21)。所述纜索(21)穿過所述軸(19)中的孔(31)。將具有惰輪(25)的位置傳感器(24)放置于所述纜索(21)上。所述電動機(18)將所述纜索(21)纏繞在所述軸(19)上或?qū)⑵鋸乃鲚S(19)展開，以致使所述纜索(21)跨越滾輪(25)移動以升高或降低所述船提升吊架(17)。所述位置傳感器(24)產(chǎn)生與在所述纜索(21)致使所述惰輪(25)旋轉(zhuǎn)時所述纜索(21)在所述惰輪(25)上方行進的距離成比例的輸出信號。電子控制電路(26)使用所述輸出信號來推斷所述船提升吊架(17)的垂直位置并根據(jù)需要定位所述船提升吊架(17)。
文檔編號B63C3/06GK101903237SQ200880115479
公開日2010年12月1日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者詹姆斯·C·斯坦利 申請人:卡萊爾定制服務(wù)開發(fā)有限公司