深海绞车系统收放缆过程及动力行为

基于仿真软件Orca Flex,对科考船全海深（最大水深11 000 m）地质绞车在水深4 500 m和6 000 m工况下的收放缆过程及动力行为进行分析,研究不同波浪角、材料、下放速度和海况对绞车缆绳最大张力和最大偏移量的影响。研究发现：在整个收放缆过程中,波浪角越接近90°,缆绳张力的浮动越杂乱,持续时间越久;缆绳的轴向刚度对其最大偏移量的影响可忽略不计,但高模量合成纤维缆在触底时,其张力变化较为明显,张力波动回复平稳周期短;随着下放速度的增大,缆绳的最大张力持续增大,最小张力减少,取样器最大偏移量整体上呈减少的趋势;随着水深的增加,缆绳的最大张力呈递减趋势,且变化趋势逐渐变缓,最后趋于平稳,最大偏移量呈递增趋势,且其变化趋势与张力一致;5级海况对缆绳的最大张力的影响不明显。     

应用高模量合成纤维缆的深海调查绞车系统设计研究

随着海洋调查的发展,研究人员往往希望在更深的地方执行更为复杂的调查任务,这对调查仪器及其布放绞车提出了更高的要求。由于调查深度的增加,传统的钢缆因自重大已经不适用,深水调查中越来越多的采用高模量合成纤维缆。本文从深海缆绳的使用特点着手,针对高模量合成纤维缆绳的特性,研究缆绳对深海调查绞车系统设计的影响,可为应用高模量合成纤维缆的深海调查绞车系统设计提供参考。     

绞车短距离导向轮的自动排缆及润滑

介绍了为解决打桩船吊锤绞车短距离排缆存在的问题,将位于绞车前的导向轮设计成轴向可移动式,满足钢丝绳卷绕时自行排缆的要求。另外,还对导向轮的润滑方式进行改进,取得良好效果。     

基于模糊PID控制的海洋绞车排缆系统

海洋绞车排缆控制系统易受负载扰动、系统参数变化等不确定因素的影响,且常规PID(Proportion-Integral-Derivative)控制器的抗干扰能力较差、排缆精度较低,由此,设计基于模糊PID控制的海缆绞车排缆系统。从理论上分析海洋绞车排缆系统的工作机理,详细阐述模糊控制算法并设计模糊PID控制器。在MATLAB/SIMULINK软件中依据矢量控制和SVPWM调制原理建立排缆控制系统模型。对建立的模型进行仿真,并将其与常规PID控制系统相对比。仿真结果表明,所设计的系统具有响应快、超调量小和抗干扰能力强等优点,能较好地满足排缆控制系统的性能要求。     

基于PLC的深海ROV光电复合缆绞车控制系统设计研究

针对深海超长距离光电复合缆的收放、张力保护、自动排缆等问题,给出一种采用PLC和S120变频器控制的光电复合缆绞车控制系统方案。该方案可在S120变频器的驱动下,实现牵引绞车双摩擦轮同步和负荷分配,储缆绞车恒张力排缆以及自动排缆装置的联合控制。     

深海作业型带缆水下机器人关键技术综述

带缆水下机器人是深海勘探或采油的重要工具之一.近年来,国内外学者对其开展了广泛研究,部分成果已应用于工业生产环境.针对带缆水下机器人,从总体设计、脐带缆动力学、水动力性能、运动姿态控制以及水下机械手和作业装备等研究现状以及发展趋势进行分析综述.在总体设计方面,市场化与低成本技术使水下机器人使用前景更加广阔,针对各类特定任务的轻型和重型水下机器人发展极快;在水动力方面,机器人本体与脐带缆和机械手的耦合效应非线性较强,目前本体动响应预测精度不足,导致基于运动反馈的控制算法效果欠佳;在控制方面,滑模控制算法由于不依赖动力学响应而获得了较多应用,而基于模糊理论和神经网格的方法验证不够充分;在深海作业方面,多个刚体铰链外加抓具的结构是水下机械手最为常见的形式.扩展工具成为机械手的强有力补充,使水下机器人在深海资源获取中越来越不可替代.     

布缆船的捞缆作业及捞缆装置

本文通过布缆船设计实践介绍了布缆船的特种装置一捞缆装置的组成及作用以及捞缆作业概况与特性。     

可精确收放电缆和排缆的调查船专用绞车

调查船用高技术绞车必须满足多种工作要求,才能胜任海洋科学研究的任务。在这一研究领域,绳索和专用电缆的长度可达400～12000m。这类电缆及与其相连的仪器如电视摄象机等都是十分灵敏和昂贵的,因此,在收放电缆时,应非常小心和精确地操作。     

深海变径声阵缆布放回收装置研究

本文提出了基于深海工作站运搭载的变径缆海底布放回收方式,介绍了变径缆海底布放回收装置的主要工作原理和结构组成,完成了布放回收装置主要部套件的设计计算以及和电液控制系统的设计及计算。     

船用绞车排绳装置的设计计算方法

结合船用绞车在船上的实际应用情况,介绍了船用绞车使用的排绳装置设计计算方法及主要计算公式的推导过程,以供甲板机械设计人员参考。     

深海作业起重绞车主动波浪补偿系统载荷响应研究

文章对主动波浪补偿系统的补偿原理进行研究设计,并将货物和钢丝绳及补偿器对主动波浪补偿系统的影响建立数学模型以及对货物的静态和动态的参数进行计算分析。另外,应用Simster仿真软件对运动补偿性能进行了仿真和分析,仿真结果表明:主动波浪补偿系统的精度满足系统的响应要求。     

长雁8号工程船15 kN液压容缆绞车排绳装置故障分析和改进设计

文章分析了长雁8号工程船15 kN液压容缆绞车排绳装置在使用过程中发生故障的原因,提出了改进设计方法,可供同行参考.     

深海系泊缆的动刚度特性

针对纤维缆在交变载荷作用下存在的动刚度问题,基于集中质量法的思想建立了系缆的动张力计算模型,编制了能够有效分析系泊系统动力响应的源程序.将张力程序计算结果与商业软件计算结果进行对比,验证了算法程序的准确性,并在此基础上分析了纤维缆复杂的应力应变行为,采用统计的原理计算平均张力和张力幅值,将动刚度引入模型中探究其对系泊张力的影响.此外,分析系统在不同运动形式及环境载荷下的张力结果,研究考虑动刚度后系统参数对系泊张力的影响规律.     

深海系泊缆的动刚度特性

针对纤维缆在交变载荷作用下存在的动刚度问题,基于集中质量法的思想建立了系缆的动张力计算模型,编制了能够有效分析系泊系统动力响应的源程序。将张力程序计算结果与商业软件计算结果进行对比,验证了算法程序的准确性,并在此基础上分析了纤维缆复杂的应力应变行为,采用统计的原理计算平均张力和张力幅值,将动刚度引入模型中探究其对系泊张力的影响。此外,分析系统在不同运动形式及环境载荷下的张力结果,研究考虑动刚度后系统参数对系泊张力的影响规律。     

电动光电复合缆绞车控制系统设计

电动绞车用于海洋仪器的吊放、回收以及信息传输,是海洋资源勘探和开发过程中不可缺少的设备。当仪器吊放海洋深度达到10000米以上时,缆绳的重量会远远大于设备的重量。针对用于设备数据传输的光电复合缆绳张力要求在一定的范围内,提出了一种电动绞车控制方案。该方案采用PLC控制核心,以交流伺服系统作为驱动单元,采用变频控制方法实现对绞车的变转矩恒张力控制。该控制系统具有运转精度高,稳定性好、机械和电气结构简单等优点,满足绞车在缆绳张力可控的条件下安全可靠运行。     

基于载人潜水器的深海敷缆运动仿真

提出了基于载人潜水器搭载海底敷缆装置的深海敷缆作业方式,建立了载人潜水器深海敷缆运动的二维稳态模型,仿真分析了余量敷缆时不同航行速度和放缆速度组合、潜水器相对海流速度、敷设余量、航行高度和海缆重量等参数对敷缆运动的影响。分析发现海缆张力随着敷设速度、潜水器相对海流速度、海缆重量的增大而增大,随着敷设余量的增大而减小;海缆水中位形曲线随着敷设速度、潜水器相对海流速度增大而趋于平缓,随着海缆重量的增大而更加陡峭,放缆速度的变化则对海缆位形曲线无影响;潜水器航行高度的变化对缆形和张力分布都没有影响,只是随着高度的增加,缆形和张力在原来的高度基础上有一定的延伸。     

一种铠装缆绞车控制系统设计与研究

针对现有铠装缆绞车缆绳拉力容易受外界因素干扰,导致控制精度不高,尤其在拉力临界值时,由于拉力的跳变导致张力保护模式和正常模式来回切换等问题。研究提出了铠装缆绞车控制系统工作流程的优化,对拉力信号进行四阶滤波处理。详细介绍了绞车控制系统的硬件设计、软件设计和关键技术处理。同时对绞车系统进行智能化故障监控,达到智能故障诊断的目的。     

一种稳缆绞车控制系统设计与研究

为了提高海上吊装或风电场吊装,本文设计了稳缆绞车电气控制系统,采用西门子G120电动变频驱动,控制器选用西门子S7-1200。G120设置在转矩控制模式时,绞车工作于随动工况,使缆风绳处于恒张力状态。系统配置一个7英寸触摸屏,可以设置相关参数和显示缆绳张力。系统使用性能稳定,达到了预期效果。     

基于合成纤维缆的科考船地质绞车海上试验方法

以国产使用合成纤维缆地质绞车海上试验为参考对象,根据国产地质绞车的功能及特点,结合实际试验环境及相关规范或大纲试验要求,介绍全海深地质绞车海上试验的内容和方法。     

锚链绞车油缸排链同步分析

通过对新型航标船锚链绞车的油缸排链机构进行运动分析,得出油缸排链速度与卷筒转速的同步关系式,为解决油缸排链的自动同步问题提供理论依据。通过数据仿真与实际模型的几个特殊点比较后误差很小,可满足工程应用的要求。