升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统，它包括光源，所述光源与可远控摄像机配合对升船机的锁定螺杆和螺母柱相配合的位置进行拍照；所述可远控摄像机安装在可远控云台上；所述光源和可远控云台固定在安装支架上，所述安装支架固定安装在升船机的锁定螺杆和螺母柱相配合的位置；所述可远控云台和可远控摄像机与控制箱相连；所述控制箱内部安装有微处理器、控制器和触摸屏，所述微处理器的数据输入端通过专用电缆与可远控摄像机相连并接受、处理通过变焦镜头所获取的螺纹副间隙图像；所述微处理器的数据输出端与控制器相连，所述控制器与升船机控制系统相连，并控制执行机构动作。

【技术实现步骤摘要】
升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统
本技术涉及升船机运行安全设备领域，尤其涉及一种升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统，适用于带有安全螺杆升船机的集成监测及高精度监测技术。
技术介绍
对齿轮齿条爬升式升船机（以下简称为齿爬式升船机）而言，安全机构螺纹副间隙是一个事关升船机运行安全的重要参数。在正常运行时，安全机构的锁定螺杆在螺母柱间作不接触的螺旋运动，螺纹副间隙应基本保持不变，确保运行无卡阻；在船厢出现失水或严重偏载等事故时，要通过安全机构的锁定螺杆逐步将螺纹副间隙消除，最终与螺母柱啮合，将船厢锁定在塔柱的混凝土结构上，从而保护事故工况下的升船机、船舶及人员的安全。
技术实现思路
螺纹副间隙是齿轮齿条爬升式升船机安全机构上锁定螺杆与螺母柱螺牙之间的间隙，如
技术介绍
中所述，螺母柱螺纹副间隙与塔柱、船厢可能变位的协调性是影响齿爬式升船机运行安全可靠性的关键因素。而影响螺纹副间隙因素众多：包括制造安装误差（驱动机构齿轮轴与安全机构螺杆轴的传动比误差、螺杆、螺母牙型尺寸制造误差、螺母柱螺纹节距制造误差等），外载荷引起的变位（齿轮齿条的铅垂方向弹塑性变位、承船厢相对于齿条纵横向变位、船厢绕纵横向轴转动等）、磨损产生的变位（齿轮齿条的铅垂方向磨损、小齿轮托架机构中轴承磨损、螺杆导向车架的导轮与导轨磨损等）等等，尤其是外载荷引起的变位影响很大，并且难以消除。升船机运行过程中，当螺纹副间隙值过小时表明船厢处于非正常状态，此时锁定螺杆与螺母柱存在非正常接触的可能性，升船机运行过程锁定螺杆与螺母柱如果非正常接触将会给系统带来巨大的扭矩，甚至损坏关联设备。因此，螺纹副间隙值的实时监测对齿爬式升船机安全可靠运行具有重大意义，通过升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统即可实现该间隙值的实时监测和报警功能，将监测值传输给升船机控制系统，延长碰撞时间可以极大的避免锁定螺杆与螺母柱承受过高的冲击力。本技术的目的是提供一种升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统及方法，此系统和升船机控制系统相连，能够将监测到的螺纹副间隙值实时传递到升船机控制系统，并通过运算分析之后有效的延长其碰撞时间，进而减少非正常碰撞产生的冲击力，起到安全防护的作用。为达到上述目的，本技术的设计方案是：升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统，它包括光源，所述光源与可远控摄像机配合对升船机的锁定螺杆和螺母柱相配合的位置进行拍照；所述可远控摄像机安装在可远控云台上；所述光源和可远控云台固定在安装支架上，所述安装支架固定安装在升船机的锁定螺杆和螺母柱相配合的位置；所述可远控云台和可远控摄像机与控制箱相连；所述控制箱内部安装有微处理器、控制器和触摸屏，所述微处理器的数据输入端通过专用电缆与可远控摄像机相连并接受、处理通过变焦镜头所获取的螺纹副间隙图像；所述微处理器的数据输出端与控制器相连，所述控制器与升船机控制系统相连，并控制执行机构动作。所述光源采用LED光源，所述LED光源选用直流稳压电源供电，再加上光敏元件的电流反馈回路。所述可远控云台采用直流伺服电机驱动，其水平旋转角度为0~350°，俯仰角度为0~90°。所述可远控摄像机选用WV-CS500型，其变焦镜头的焦距范围为8～80mm。所述触摸屏与微处理器相连能够显示实时测量值和历史数据，并可根据需要显示螺纹副间隙视频画面。所述微处理器采用定位算法对螺纹副间隙的图像进行定位，并采用灰度等级进行间隙的边界提取，最后计算间隙边界的距离，得出间隙值。用于螺纹副间隙采集的光源、可远控摄像机、可远控云台和安装支架共有四组，分别安装在升船机的四个锁定螺杆和螺母柱相配合的位置，四组图像采集装置通过环通切换器与控制箱相连。所述可远控摄像机与微处理器相连的专用电缆上安装有三位置电缆损失补偿开关用于匹配图像信号的传输距离。所述控制箱安装于升船机安全机构下方的船厢上，便于工作人员巡视的位置。本技术有如下有益效果：1、从安装上来看，本技术安装方便，在安全机构附近设置安装支架，剩余设备逐一安装即可，无需改变升船机原有的结构。2、从功能上来说，本技术可实现该间隙值的实时监测和报警功能，将监测值传输给升船机控制系统，然后发送至执行机构。3、从使用效果上来看，本技术可以解决螺母柱螺纹副间隙与塔柱、船厢可能变位的协调性引起的问题，提前预判间隙值变化，延长碰撞时间可以极大的避免锁定螺杆与螺母柱承受过高的冲击力。4、通过采用上述的智能监测控制系统能够时时监测升船机安全机构锁定螺杆与螺母柱之间的间隙，进而通过间隙值进而分析，提前预判间隙值的变化趋势，当其可能发生碰撞时，通过升船机控制系统，控制执行机构进而有效的延长碰撞时间，避免了锁定螺杆和螺母柱之间的硬接触，有效的降低了冲击力，起到了安全防护的目的。5、通过将可远控摄像机安装在可远控云台上，能够方便的控制摄像机的旋转和俯仰角度的调节，进而能够捕捉和采集锁定螺杆与螺母柱之间不同位置的图像。6、通过控制箱内部的微处理器能够对采集到的图像进行分析处理，其首先通过定位算法对间隙进行定位，然后根据灰度等级进行间隙的边界提取，最后计算间隙边界的距离，即得出间隙值。7、通过将此智能监测控制系统与升船机系统相连，大大的降低了系统开发和运行成本，而且简化了系统的设计过程，通过集成化的控制系统提高了控制效率，降低了系统运行过程中可能出现的错误。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1为本技术系统结构示意图。图2为本技术原理图。图3为本技术运行流程图。图4为本技术螺纹副间隙平面结构图。图中：光源1、可远控摄像机2、可远控云台3、控制箱4、微处理器5、安装支架6、控制器7、触摸屏8、环通切换器9、三位置电缆损失补偿开关10、执行机构11、升船机控制系统12。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式做进一步的说明。实施例1：参加图1-2，升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统，它包括光源1，所述光源1与可远控摄像机2配合对升船机的锁定螺杆和螺母柱相配合的位置进行拍照；所述可远控摄像机2安装在可远控云台3上；所述光源1和可远控云台3固定在安装支架6上，所述安装支架6固定安装在升船机的锁定螺杆和螺母柱相配合的位置；所述可远控云台3和可远控摄像机2与控制箱4相连；所述控制箱4内部安装有微处理器5、控制器7和触摸屏8，所述微处理器5的数据输入端通过专用电缆与可远控摄像机2相连并接受、处理通过变焦镜头所获取的螺纹副间隙图像；所述微处理器5的数据输出端与控制器7相连，所述控制器7与升船机控制系统相连，并控制执行机构动作。进一步的，所述光源1采用LED光源，所述LED光源选用直流稳压电源供电，再加上光敏元件的电流反馈回路。由于升船机需要昼夜运行，因此，就需要稳定可靠的光源，就需要其恒定亮度，所以采用上述的直流稳压电源供电加上光敏元件的电流反馈回路进一步的，为在空间上能精确移动和捕捉螺纹副间隙，不受升船机升降过程、不同高程的螺母柱表面亮度等因素影响，所述可远控云台3采用直流伺服电机驱动，其水平旋转角度为0~350°，俯仰角度为0~90°。进一步的，所述可远控摄像机2选用WV-CS500型，其变焦镜头的焦距范围为8～8本文档来自技高网...

【技术保护点】
升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统，其特征在于：它包括光源（1），所述光源（1）与可远控摄像机（2）配合对升船机的锁定螺杆和螺母柱相配合的位置进行拍照；所述可远控摄像机（2）安装在可远控云台（3）上；所述光源（1）和可远控云台（3）固定在安装支架（6）上，所述安装支架（6）固定安装在升船机的锁定螺杆和螺母柱相配合的位置；所述可远控云台（3）和可远控摄像机（2）与控制箱（4）相连；所述控制箱（4）内部安装有微处理器（5）、控制器（7）和触摸屏（8），所述微处理器（5）的数据输入端通过专用电缆与可远控摄像机（2）相连并接受、处理通过变焦镜头所获取的螺纹副间隙图像；所述微处理器（5）的数据输出端与控制器（7）相连，所述控制器（7）与升船机控制系统（12）相连，并控制执行机构（11）动作。

【技术特征摘要】
1.升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统，其特征在于：它包括光源（1），所述光源（1）与可远控摄像机（2）配合对升船机的锁定螺杆和螺母柱相配合的位置进行拍照；所述可远控摄像机（2）安装在可远控云台（3）上；所述光源（1）和可远控云台（3）固定在安装支架（6）上，所述安装支架（6）固定安装在升船机的锁定螺杆和螺母柱相配合的位置；所述可远控云台（3）和可远控摄像机（2）与控制箱（4）相连；所述控制箱（4）内部安装有微处理器（5）、控制器（7）和触摸屏（8），所述微处理器（5）的数据输入端通过专用电缆与可远控摄像机（2）相连并接受、处理通过变焦镜头所获取的螺纹副间隙图像；所述微处理器（5）的数据输出端与控制器（7）相连，所述控制器（7）与升船机控制系统（12）相连，并控制执行机构（11）动作。2.根据权利要求1所述的升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统，其特征在于：所述光源（1）采用LED光源，所述LED光源选用直流稳压电源供电，再加上光敏元件的电流反馈回路。3.根据权利要求1所述的升船机安全机构螺纹副间隙集成化智能监测控制系统，其特征在于：所述可远控云台（3）采用直流伺服电机驱动，其水平旋转角度为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智，路明明，李东明，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42