[发明专利]基于磁流变技术的船用起重机减摇装置

说明书

本发明提供一种基于磁流变技术的船用起重机减摇装置。包括磁流变阻尼器、多级伸缩套管结构以及上端盖，磁流变阻尼器以万向节方式连接在最上方伸缩套管与所述上端盖之间，起重机的缆绳穿过多级伸缩套管结构与下方的吊钩连接在一起进行货物的起吊，磁流变阻尼器包括阻尼器外壳、活塞杆、电磁铁心、线圈、阻尼器端盖和活塞杆位移传感器。货物摆动后，磁流变阻尼器中的线圈在直流电流的作用下产生磁场，电磁铁心与阻尼器外壳会形成稳定的磁场回路，由于磁流变液的特性，活塞在移动的过程中会受到相应的阻尼力，阻碍活塞杆移动，电流越大阻尼力越大，对货物摆动动能消耗能力越强，进而减轻伸缩套管结构的摆动，本发明是一种主动式起重机减摇控制装置。

技术领域

本发明涉及船舶甲板起重机减摇技术领域，尤其涉及基于磁流变技术的船用起重机减摇装置。

背景技术

在海洋环境中船舶受到海浪，洋流，风等影响因素，会有六个自由度的运动，在甲板上的起重机进行货物的运输时也会收到无规则的影响产生六个自由度的运动，其产生的负面结果就是影响起重机在工作过程中的效果。所以对起重机进行减摇研究至关重要。传统的船用起重机伸缩套管结构的减摇方式包括控制缆绳的数量和摆放位置，这些方案显然达到了降低货物摇摆的效果，但是仅仅是被动减摇，对于一些需要主动减摇的场景适用性不高。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种基于磁流变技术的船用起重机减摇装置。本发明是一种主动式控制的减摇装置，将磁流变阻尼技术应用到船用起重机减摇方案中，将阻尼器内活塞杆的运动速度作为输入信号，通过控制单元来改变电流大小作为输出信号来控制阻尼器的输出力大小进而对起重机做出主动减摇控制，可以有效降低起重机货物摇摆幅度。本发明采用的技术手段如下：

基于磁流变技术的船用起重机减摇装置，包括磁流变阻尼器、多级伸缩套管结构以及上端盖，所述磁流变阻尼器以万向节方式连接在最上方伸缩套管与所述上端盖之间，起重机的缆绳穿过多级伸缩套管结构与下方的吊钩连接在一起进行货物的起吊，所述磁流变阻尼器包括阻尼器外壳、活塞杆、电磁铁心、线圈、阻尼器端盖和活塞杆位移传感器，所述磁流变阻尼器的主体部分设置在所述阻尼器外壳中，所述阻尼器端盖与阻尼器外壳相连，所述活塞杆与电磁铁心相连，所述线圈缠绕在电磁铁心上，线圈的导线与起重机的控制单元相连，所述活塞杆位移传感器安装在阻尼器外壳底部，所述活塞杆位移传感器与起重机的控制单元相连。

进一步地，所述阻尼器外壳下端钻有两个螺纹孔，用于固定磁流变阻尼器的下方万向节的转动法兰，所述阻尼器端盖上端钻有两个螺纹孔用于固定磁流变阻尼器上方万向节法兰，并且所述阻尼器端盖上还设有两个孔位，一个用于将电磁铁心上缠绕的导线延伸到起重机的控制单元，另一个用于将活塞杆位移传感器的信号线连接到起重机的控制单元。

进一步地，所述多级伸缩套管结构具体为三级伸缩套管结构，包括第一级套管、第二级套管、第三级套管，所述第一级套管上部钻有用于固定下方万向节法兰的螺纹孔，所述第二级套管安装在第一级套管内，所述第三级套管安装在第二级套管内，起重机的缆绳通过第一级套管中心的圆孔穿过三个套管连接下面的吊钩进行货物的起吊。

进一步地，所述磁流变阻尼器数量为四个且下部按圆周均匀安装在最上方伸缩套管上，上部也是按圆周均匀分布，通过阻尼器端盖与磁流变阻尼器上方万向节连接在上端盖上。

进一步地，三级伸缩套管结构能够根据所需缆绳长短来改变伸缩套管的长度。

进一步地，所述上端盖包括端盖本体和设置在其上的吊耳、导线收纳孔和开设在其上的中孔，所述吊耳连接在起重臂终端，用于保证上端盖始终处于竖直向下状态，导线收纳孔包括分布于上端盖四周的小吊耳和固定于上端盖上部的双孔的收纳结构，用于将磁流变阻尼器铁心上的导线以及活塞杆位移传感器的信号线有条理地延伸到起重机控制单元，所述中孔用于穿过缆绳。