CN111976928B - 一种水下行走机构的平衡监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于船舶与海洋工程试验设施领域，具体公开了一种水下行走机构的平衡监测系统，包括扭矩信息采集模块、侧倾信息采集模块、平衡异常预警模块和浮力状态调节模块，扭矩信息采集模块包括安装在水下行走机构各行走轮主轴上的多个扭矩传感器，侧倾信息采集模块包括运行轨迹跟踪单元和压力检测单元。本发明通过在水下行走机构的对应位置上安装扭矩信息采集模块、侧倾信息采集模块和浮力状态调节模块，能够实时获取水下行走机构的各行走轮的扭矩异常、平衡异常和轨迹偏移情况，能够预判水下行走机构的侧倾信号并发出警报提醒，便于及时采取防护措施；且能够通过浮力状态调节模块调整水下行走机构的浮力大小，以便保持其稳定的平衡性能。
Description
技术领域
本发明涉及船舶与海洋工程试验设施领域，具体为一种水下行走机构的平衡监测系统。
背景技术
船舶与海洋工程试验设施及其它水下工程设施中，因工作需要，时常会遇到一些在水底行走的专用设备。由于水中结构物存在浮力与自身稳性问题，因此不可避免的要对行走机构配合部分提出抗浮抗倾要求。此外，由于水下设备难以监控维修，行走机构的同步控制措施也会与地面相似结构存在很大不同，容易造成水下行走机构失衡倾倒的情况发生，现有水下行走装置不易对其水下行走状态进行监控，无法及时获取水下行走机构的失衡信号，造成不必要的损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水下行走机构的平衡监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下行走机构的平衡监测系统，包括扭矩信息采集模块、侧倾信息采集模块、平衡异常预警模块和浮力状态调节模块，所述扭矩信息采集模块、侧倾信息采集模块和浮力状态调节模块分别安装在水下行走机构对应位置上，平衡异常预警模块设置在外部显示终端设备上，所述平衡异常预警模块分别与扭矩信息采集模块、侧倾信息采集模块的输出端连接，浮力状态调节模块的控制端连接至平衡异常预警模块；所述平衡异常预警模块用于对水下行走机构的失衡信号作出警报提醒，包括数据分析单元、线路匹配单元、异常警报单元，异常警报单元分别与数据分析单元、线路匹配单元的输出端连接。
优选的，所述扭矩信息采集模块包括安装在水下行走机构各行走轮主轴上的多个扭矩传感器，用于实时采集各行走轮的扭矩状态的信号，并将扭矩数据发送至平衡异常预警模块。
优选的，所述侧倾信息采集模块用于获取水下行走机构的相关侧倾信号，并将信号发送至平衡异常预警模块，包括运行轨迹跟踪单元和压力检测单元；其中：
所述运行轨迹跟踪单元包括安装在水下行走机构上的定位装置，用于实时获取水下行走机构在水下行走的路线，并将实际路线信息发送至线路匹配单元，与预设的线路进行比对，判断运行轨迹是否偏移；
所述压力检测单元包括安装在水下行走机构各行走轮上的压力传感器，用于获取水下行走机构行进时，各行走轮的实时受压信号，并将该信号发送至数据分析单元，分析各行走轮是否受压平衡。
优选的，所述浮力状态调节模块包括对称安装在水下行走机构上的浮力调节装置，用于通过调整水下行走机构的浮力大小来保持其平衡性能。
优选的，所述浮力调节装置包括但不限于翼板、气囊，该翼板、气囊均适配安装有自动驱动机构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在水下行走机构的对应位置上安装扭矩信息采集模块、侧倾信息采集模块和浮力状态调节模块，能够实时获取水下行走机构的各行走轮的扭矩异常、平衡异常和轨迹偏移情况，能够预判水下行走机构的侧倾信号并作出警报提醒，便于及时采取防护措施；且能够通过浮力状态调节模块调整水下行走机构的浮力大小，以便保持其稳定的平衡性能。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中：1、扭矩信息采集模块；2、侧倾信息采集模块；201、运行轨迹跟踪单元；202、压力检测单元；3、平衡异常预警模块；301、数据分析单元；302、线路匹配单元；303、异常警报单元；4、浮力状态调节模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种水下行走机构的平衡监测系统，包括扭矩信息采集模块1、侧倾信息采集模块2、平衡异常预警模块3和浮力状态调节模块4，所述扭矩信息采集模块1、侧倾信息采集模块2和浮力状态调节模块4分别安装在水下行走机构对应位置上，平衡异常预警模块3设置在外部显示终端设备上，所述平衡异常预警模块3分别与扭矩信息采集模块1、侧倾信息采集模块2的输出端连接，浮力状态调节模块4的控制端连接至平衡异常预警模块3；所述平衡异常预警模块3用于对水下行走机构的失衡信号作出警报提醒，包括数据分析单元301、线路匹配单元302、异常警报单元303，异常警报单元303分别与数据分析单元301、线路匹配单元302的输出端连接。
进一步的，所述扭矩信息采集模块1包括安装在水下行走机构各行走轮主轴上的多个扭矩传感器，用于实时采集各行走轮的扭矩状态的信号，并将扭矩数据发送至平衡异常预警模块3，由数据分析单元301进行分析，当各行走轮的扭矩信息超出设定的范围值时，将该异常引号发送至异常警报单元303，异常警报单元303发出对应的警报提醒。
进一步的，所述侧倾信息采集模块2用于获取水下行走机构的相关侧倾信号，并将信号发送至平衡异常预警模块3，包括运行轨迹跟踪单元201和压力检测单元202；其中：
所述运行轨迹跟踪单元201包括安装在水下行走机构上的定位装置，用于实时获取水下行走机构在水下行走的路线，并将实际路线信息发送至线路匹配单元302，与预设的线路进行比对，判断运行轨迹是否偏移，当轨迹偏移时，将该偏移信号发送至异常警报单元303，异常警报单元303发出对应的警报提醒；
所述压力检测单元202包括安装在水下行走机构各行走轮上的压力传感器，用于获取水下行走机构行进时，各行走轮的实时受压信号，并将该信号发送至数据分析单元301，分析各行走轮是否受压平衡，当各行走轮的受压信号不一致，且差值超出设定范围时，表示水下行走机构具有侧倾的可能，数据分析单元301将异常信号发送至异常警报单元303，异常警报单元303发出对应的警报提醒。
进一步的，所述浮力状态调节模块4包括对称安装在水下行走机构上的浮力调节装置，用于通过调整水下行走机构的浮力大小来保持其平衡性能，即在出现侧倾时，通过增大浮力来调整其平衡，保持水下行走机构暂时稳定，为工作人员提供充足的准备时间。
进一步的，所述浮力调节装置包括但不限于翼板、气囊，该翼板、气囊均适配安装有自动驱动机构。
本发明通过在水下行走机构的对应位置上安装扭矩信息采集模块1、侧倾信息采集模块2和浮力状态调节模块4，能够实时获取水下行走机构的各行走轮的扭矩异常、平衡异常和轨迹偏移情况，能够预判水下行走机构的侧倾信号并作出警报提醒，便于及时采取防护措施；且能够通过浮力状态调节模块4调整水下行走机构的浮力大小，以便保持其稳定的平衡性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种水下行走机构的平衡监测系统，包括扭矩信息采集模块(1)、侧倾信息采集模块(2)、平衡异常预警模块(3)和浮力状态调节模块(4)，其特征在于：所述扭矩信息采集模块(1)、侧倾信息采集模块(2)和浮力状态调节模块(4)分别安装在水下行走机构对应位置上，平衡异常预警模块(3)设置在外部显示终端设备上，所述平衡异常预警模块(3)分别与扭矩信息采集模块(1)、侧倾信息采集模块(2)的输出端连接，浮力状态调节模块(4)的控制端连接至平衡异常预警模块(3)；所述平衡异常预警模块(3)用于对水下行走机构的失衡信号作出警报提醒，包括数据分析单元(301)、线路匹配单元(302)、异常警报单元(303)，异常警报单元(303)分别与数据分析单元(301)、线路匹配单元(302)的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种水下行走机构的平衡监测系统，其特征在于：所述扭矩信息采集模块(1)包括安装在水下行走机构各行走轮主轴上的多个扭矩传感器，用于实时采集各行走轮的扭矩状态的信号，并将扭矩数据发送至平衡异常预警模块(3)。
3.根据权利要求1所述的一种水下行走机构的平衡监测系统，其特征在于：所述侧倾信息采集模块(2)用于获取水下行走机构的相关侧倾信号，并将信号发送至平衡异常预警模块(3)，包括运行轨迹跟踪单元(201)和压力检测单元(202)；其中：
所述运行轨迹跟踪单元(201)包括安装在水下行走机构上的定位装置，用于实时获取水下行走机构在水下行走的路线，并将实际路线信息发送至线路匹配单元(302)，与预设的线路进行比对，判断运行轨迹是否偏移；
所述压力检测单元(202)包括安装在水下行走机构各行走轮上的压力传感器，用于获取水下行走机构行进时，各行走轮的实时受压信号，并将该信号发送至数据分析单元(301)，分析各行走轮是否受压平衡。
4.根据权利要求1所述的一种水下行走机构的平衡监测系统，其特征在于：所述浮力状态调节模块(4)包括对称安装在水下行走机构上的浮力调节装置，用于通过调整水下行走机构的浮力大小来保持其平衡性能。
5.根据权利要求4所述的一种水下行走机构的平衡监测系统，其特征在于：所述浮力调节装置包括但不限于翼板、气囊，该翼板、气囊均适配安装有自动驱动机构。
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