[发明专利]一种绞吸挖泥船绞刀挖掘深度自动校验方法及系统

说明书

本发明公开了一种绞吸挖泥船绞刀挖掘深度自动校验方法及系统，属于工程船舶自动化技术领域，校验方法步骤如下：采用投入式液位变送器测量绞刀实际下放深度，通过数据采集单元实时采集该测量深度值，并与DTPM系统当前深度值进行对比分析，判断是否满足要求的绞刀挖掘精度；若存在偏差，则结合船型参数、原始参数、桥架角度、耳轴吃水自动计算出实际参数值；利用实际参数值计算得出新的绞刀挖掘深度再次与测量深度值进行对比分析，直至得到存在满足要求的绞刀挖掘精度；并自动进行参数寻优，将最高绞刀挖掘精度对应的参数自动输出至DTPM系统。本发明可实现对绞吸挖泥船绞刀挖掘深度的快速、精确校验，保证和提高了疏浚挖掘精度和施工效率。

技术领域

本发明属于工程船舶自动化技术领域，特别是涉及一种绞吸挖泥船绞刀挖掘深度自动校验方法及系统。

背景技术

绞刀挖掘深度是疏浚船舶操作人员施工过程中特别重要的参考参数，直接影响着船舶的施工效率和施工质量。

由于绞吸挖泥船的绞刀主要用于水下泥质的切削，无法直接在绞刀上安装用于测量深度的传感器，因此一般都是通过桥架角度、耳轴吃水、潮位值或高程值、桥架尺寸、绞刀尺寸以及相关设备的安装角度和位置等计算出绞刀的挖掘深度，计算方法如下公式（1）或公式（2）：

（1）

（2）

（3）

式中：D为修正后的绞刀实际挖掘深度，为绞刀理论挖掘深度，L为桥架长度，θ为桥架与水平方向的夹角，R为绞刀大圈半径或绞刀吸口中心至绞刀中心距离，H为耳轴吃水传感器零位点至耳轴中心的高度，DR为耳轴吃水值，DT为潮位值或高程值，β为深度修正的比例系数，α为深度修正的常数项，k为多项式曲线拟合方程的系数，i为1,2,…,n。

但由于传感器灵敏度漂移、零点漂移、相关设备尺寸或位置变动、绞刀更换、干扰等原因，时常导致绞刀的挖掘深度存在偏差。因此需要经常对绞刀挖掘深度进行校验，即对与绞刀挖掘深度相关的参数进行校验。

通过上述公式（1）可以得出，绞刀挖掘深度值一般指的是绞刀在海拔零线以下的深度，但是在校验中一般屏蔽潮位值或高程值，校验绞刀在水面以下的深度。

在校验中，由于涉及多个传感器和设备，受到多重因素的影响，因此需要进行复杂的计算，一般现场施工人员无法完成绞刀挖掘深度的校验工作，即使是专业的系统开发人员也很难保证系统的校验精度。因此有必要开发一种绞吸挖泥船绞刀挖掘深度自动校验方法及系统，以提高施工人员的可操作性和校验精度。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种绞吸挖泥船绞刀挖掘深度自动校验方法及系统，该方法采用投入式液位变送器测量绞刀实际下放深度，通过数据采集单元实时采集该测量深度值，并与疏浚轨迹与剖面显示（DTPM）系统当前深度值进行对比分析；若存在偏差，则结合船型参数、原始参数、桥架角度、耳轴吃水等计算出实际参数值；然后根据实际参数得到的绞刀挖掘深度再次与投入式液位变送器测量的深度进行对比分析与验证，直至得到满足施工要求的绞刀挖掘精度，并自动进行参数寻优，将得到的最优绞刀挖掘精度对应的参数输出至疏浚轨迹与剖面显示（DTPM）系统，极大程度地提高了绞刀挖掘深度校验的可操作性和校验精度。

本发明是这样实现的，一种绞吸挖泥船绞刀挖掘深度自动校验方法，包括如下步骤：

S1、将用于测量绞刀实际下放深度的投入式液位变送器固定在绞刀大圈下沿或绞刀吸口中心位置；