一种离岸作业起重船的起重控制方法与流程

1.本发明涉及起重船控制领域，尤其涉及一种离岸作业起重船的起重控制方法。


背景技术：

2.起重船作为一种海洋上常用的水上起重、吊装作业用具，在近岸水上作业应用较广，而对于小型起重船，其在海洋作业中因抗风浪能力弱，进而导致起重的效率以及起重作业的安全性难以有效保证。
3.中国专利申请公开号：cn109399456b公开了一种具有吊绳运动感应机构的起重设备及其起吊控制方法，在起吊重物时，首先在松绳状态下人工完成货物的系固，之后控制装置能够根据传感器的位移信号得出重物与浮动平台随波浪运动的不同位置的信号，得到人工授权后，控制装置可以自动根据货物的运动状态选择起吊时间点，完成一系列的设定动作，在货物运动波谷时，使整机提前进行起吊模式转换，并整体进入预张紧状态，在货物上升最大速度点时，利用浮动平台零位接近波峰的时间点，进行绞车起吊动作，而使重物脱离浮动平台上表面；在之后的时间内，浮动平台随波浪向下运动，而重物在吊绳的拉动下向上运动，所以，重物在起吊后与浮动平台几乎不可能再发生碰撞。
4.但是，上述方法存在以下问题：无法随海面起伏使起重设备与待起重物相对固定。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种离岸作业起重船的起重控制方法，用以克服现有技术中无法随海面起伏使起重设备与待起重物相对固定，从而导致起重船离岸起重稳定性降低的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，包括：
7.步骤s1，将起重船停泊在预设位置，并以预设停泊方式进行停泊；
8.步骤s2，控制模块控制设置在起重缆绳上的平衡捕捉模块与待起重货物以预设瞄准方式对准，并确定待起重货物的标记点；
9.步骤s3，所述控制模块将设置在起重臂上的主动平衡模块以预设同频策略将所述起重缆绳与所述待起重货物进行同频；
10.步骤s4，在所述平衡捕捉模块判定达到所述预设平衡状态时，所述控制模块以预设接驳方式与待起重货物进行接驳；
11.步骤s5，在所述控制模块判定进入接驳状态时，控制模块控制所述主动平衡模块进入预设平衡状态，并将所述起重货物进行起重；
12.其中，所述预设停泊方式为将所述起重船停泊在所述待起重货物的预设起重距离内，所述预设瞄准方式为调整所述平衡捕捉模块的摄像头，并将所述待起重货物置于摄像头的预设视框内，所述标记点为所述起重货物的外轮廓的各转折点，所述预设同频策略为控制所述起重臂带动所述起重缆绳进行晃动，使所述标记点在所述预设视框内的位置处于
相对静止状态，所述预设平衡状态为控制缆绳与所述起重船处于相对静止状态；
13.其中，所述预设视框为所述摄像头的视野内的中心区域，其面积与中心点与所述起重船所处洋面的海浪频率成正比。
14.进一步地，在所述步骤s2中，所述平衡捕捉模块设置在所述起重缆绳的末端，在对所述起重货物以所述预设瞄准方式对准时，所述平衡捕捉模块将所述待起重货物的几何中心与所述视野内的中心点重叠，并将所述待起重货物的外轮廓的各转折点记为所述标记点，并且调整焦距使起重货物的外轮廓的各所述标记点进入所述预设视框中。
15.进一步地，在所述步骤s3中，所述主动平衡模块对所述起重臂进行震动，使起重臂进行晃动，并根据所述平衡捕捉模块观察到的所述待起重货物的外轮廓的偏移周期调节震动频率；
16.所述主动平衡模块中设有所述海浪频率，若所述偏移周期小于所述海浪频率，所述主动平衡模块增大震动频率，若所述偏移周期不小于所述海浪频率，所述主动平衡模块降低震动频率。
17.进一步地，在所述步骤s4中，当所述标记点与所述待起重货物外轮廓的对应点的相对位置静止时，所述平衡捕捉模块判定达到所述预设平衡状态，主动平衡模块维持震动并不再调整震动频率，所述平衡捕捉模块调整方向使所述待起重货物处于所述预设视框中。
18.进一步地，在所述步骤s4中，所述起重缆绳在所述预设平衡状态下伸长至所述待起重货物处，并与待起重货物接驳；
19.在所述起重缆绳伸长时，所述平衡捕捉模块随所述起重缆绳向所述待起重货物移动，同时，所述平衡捕捉模块将所述标记点以所述预设视框的几何中心为基点按起重缆绳的伸长量等比例远离以形成起重标记点，平衡捕捉模块根据起重标记点与所述待起重货物的外轮廓的位置关系对所述起重缆绳的状态进行判定，所述控制模块根据所述平衡捕捉模块的判定结果对所述起重船进行控制，
20.若所述平衡捕捉模块判定达到所述预设平衡状态，所述控制模块控制所述起重船继续伸长缆绳；
21.若所述平衡捕捉模块判定未达到所述预设平衡状态，所述平衡捕捉模块控制所述主动平衡模块对震动频率进行调节。
22.进一步地，在所述步骤s5中，当所述起重缆绳与所述待起重货物接驳时，所述主动平衡模块停止震动，所述控制模块控制所述起重缆绳回收，并静置预设时长，控制模块中设有预设幅度，控制模块根据起重缆绳的晃动幅度对所述起重船的状态进行判定，
23.若所述起重缆绳的晃动幅度不大于预设幅度，所述控制模块判定所述起重船达到所述预设平衡状态，并控制缆绳回收以继续进行起重作业；
24.若所述起重缆绳的晃动幅度大于所述预设幅度，所述控制模块判定所述起重船未达到所述预设平衡状态，并继续静置预设时长；
25.其中，所述预设幅度与所述起重缆绳的材质有关，所述预设时长与所述海浪频率成正比。
26.进一步地，在所述步骤s1中，所述起重船在停泊时，待起重货物的位置与所述起重臂的距离不超过起重臂长度的一半，
27.所述起重船的在锚定时，待起重货物的位置不发生超过所述起重臂长度一半的位移。
28.进一步地，在所述步骤s5中，所述控制模块中设有试重策略，在起重时，将所述待起重货物提升至远离其原载重面预设试重高度时停止，若待起重货物回落至原载重面，所述控制模块判定该货物无法起重；
29.其中，所述预设试重高度与所述起重缆绳的弹性形变量有关，所述原载重面为所述待起重货物在未被起重时所处的平面。
30.进一步地，在所述步骤s1中，所述控制模块中设有支撑策略，当所述待起重货物位于固定式海洋平台时，所述控制模块判定触发支撑策略，并控制所述起重船与固定式海洋平台接驳后，再进行起重作业。
31.进一步地，在所述步骤s2中，所述控制模块中还设有避风策略，当达到预设风力时，所述控制模块判定进入避风策略，并停止起重作业。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，利用将起重缆绳与待起重货物相对静止，确保接驳的稳定，同时有效避免了因海浪引发的缆绳崩裂的问题，在有效提升了接驳的稳定性的同时，减少了稳定时间，从而有效提升了起重船离岸起重作业的稳定性。
33.进一步地，通过对其中货物进行瞄准的方式，确定缆绳的晃动频率，在有效提升了起重船晃动的参照的准确性的同时，进一步提升了起重船离岸起重作业的稳定性。
34.进一步地，通过对起重臂施加震动的方式，使缆绳与待起重货物同频晃动，直至相对静止，在有效提升了离岸起重准确性的同时，进一步提升了起重船离岸起重作业的稳定性。
35.进一步地，通过在伸长缆绳的过程中不断调整，使接驳前的缆绳与待起重货物相对静止，在有效提升了起重作业的安全性的同时，进一步提升了起重船离岸起重作业的稳定性。
36.进一步地，通过设置若干策略，识别无法有效起重的货物，在有效提升了起重船的安全性的同时，进一步提升了起重船离岸起重作业的稳定性。
附图说明
37.图1为本发明离岸作业起重船的起重控制方法的流程图；
38.图2为本发明实施例预设视框的示意图；
39.其中：1，摄像头的视野；2，预设视框；3，待起重货物；4，中心点。
具体实施方式
40.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
41.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
42.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。
43.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.请参阅图1所示，请参阅图1所示，其为本发明离岸作业起重船的起重控制方法的流程图，基于离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，包括：
45.步骤s1，将起重船停泊在预设位置，并以预设停泊方式进行停泊；
46.步骤s2，控制模块控制设置在起重缆绳上的平衡捕捉模块与待起重货物以预设瞄准方式对准，并确定待起重货物的标记点；
47.步骤s3，控制模块将设置在起重臂上的主动平衡模块以预设同频策略将起重缆绳与待起重货物进行同频；
48.步骤s4，在平衡捕捉模块判定达到预设平衡状态时，控制模块以预设接驳方式与待起重货物进行接驳；
49.步骤s5，在控制模块判定进入接驳状态时，控制模块控制主动平衡模块进入预设平衡状态，并将起重货物进行起重；
50.其中，预设停泊方式为将起重船停泊在待起重货物的预设起重距离内，预设瞄准方式为调整平衡捕捉模块的摄像头，并将待起重货物置于摄像头的预设视框内，标记点为起重货物的外轮廓的各转折点，预设同频策略为控制起重臂带动起重缆绳进行晃动，使标记点在预设视框内的位置处于相对静止状态，预设平衡状态为控制缆绳与起重船处于相对静止状态；
51.请参阅图2所示，其为本发明实施例预设视框的示意图，其中，预设视框2为摄像头的视野1内的中心区域，其面积与中心点4与起重船所处洋面的海浪频率成正比，在确定预设视框2时，摄像头先对待起重货物3进行捕捉，并使待起重货物3的全部外轮廓落入预设视框2内。
52.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，利用将起重缆绳与待起重货物相对静止，确保接驳的稳定，同时有效避免了因海浪引发的缆绳崩裂的问题，在有效提升了接驳的稳定性的同时，减少了稳定时间，从而有效提升了离岸起重作业的稳定性。
53.平衡捕捉模块设置在起重缆绳的末端，在对起重货物以预设瞄准方式对准时，平衡捕捉模块将待起重货物的几何中心与视野内的中心点重叠，并将待起重货物的外轮廓的各转折点记为标记点，并且调整焦距使起重货物的外轮廓的各标记点进入预设视框中。
54.进一步地，通过对其中货物进行瞄准的方式，确定缆绳的晃动频率，在有效提升了起重船晃动的参照的准确性的同时，进一步提升了起重船离岸起重作业的稳定性。
55.具体而言，在步骤s3中，主动平衡模块对起重臂进行震动，使起重臂进行晃动，并根据平衡捕捉模块观察到的待起重货物的外轮廓的偏移周期调节震动频率；
56.主动平衡模块中设有海浪频率，若偏移周期小于海浪频率，主动平衡模块增大震动频率，若偏移周期不小于海浪频率，主动平衡模块降低震动频率。
57.进一步地，通过对起重臂施加震动的方式，使缆绳与待起重货物同频晃动，直至相
对静止，在有效提升了离岸起重准确性的同时，进一步提升了起重船离岸起重作业的稳定性。
58.在实施中，若海浪频率为18次/min，主动平衡模块震动频率为15次/min，若待起重货物的外轮廓偏移周期为16次/min，主动平衡模块加快震动至16次/min，若待起重货物的外轮廓偏移周期为22次/min，主动平衡模块降低震动频率至14次/min，并依此循环，直至相对静止。
59.具体而言，在步骤s4中，当标记点与待起重货物外轮廓的对应点的相对位置静止时，平衡捕捉模块判定达到预设平衡状态，主动平衡模块维持震动并不再调整震动频率，平衡捕捉模块调整方向使待起重货物处于预设视框中。
60.具体而言，在步骤s4中，起重缆绳在预设平衡状态下伸长至待起重货物处，并与待起重货物接驳；
61.在起重缆绳伸长时，平衡捕捉模块随起重缆绳向待起重货物移动，同时，平衡捕捉模块将标记点以预设视框的几何中心为基点按起重缆绳的伸长量等比例远离以形成起重标记点，平衡捕捉模块根据起重标记点与待起重货物的外轮廓的位置关系对起重缆绳的状态进行判定，控制模块根据平衡捕捉模块的判定结果对起重船进行控制，
62.若平衡捕捉模块判定达到预设平衡状态，控制模块控制起重船继续伸长缆绳；
63.若平衡捕捉模块判定未达到预设平衡状态，平衡捕捉模块控制主动平衡模块对震动频率进行调节。
64.进一步地，通过在伸长缆绳的过程中不断调整，使接驳前的缆绳与待起重货物相对静止，在有效提升了起重作业的安全性的同时，进一步提升了起重船离岸起重作业的稳定性。
65.具体而言，在步骤s5中，当起重缆绳与待起重货物接驳时，主动平衡模块停止震动，控制模块控制起重缆绳回收，并静置预设时长，控制模块中设有预设幅度，控制模块根据起重缆绳的晃动幅度对起重船的状态进行判定，
66.若起重缆绳的晃动幅度不大于预设幅度，控制模块判定起重船达到预设平衡状态，并控制缆绳回收以继续进行起重作业；
67.若起重缆绳的晃动幅度大于预设幅度，控制模块判定起重船未达到预设平衡状态，并继续静置预设时长；
68.其中，预设幅度与起重缆绳的材质有关，预设时长与海浪频率成正比。
69.具体而言，在步骤s1中，起重船在停泊时，待起重货物的位置与起重臂的距离不超过起重臂长度的一半，
70.起重船的在锚定时，待起重货物的位置不发生超过起重臂长度一半的位移。
71.在实施中，对于纵向处于紧绷状态，横向的最大弹性形变为5cm的缆绳，其对应的最大预设幅度为5cm；
72.对于纵向处于紧绷状态，横向的最大弹性形变为20cm的缆绳，其对应的最大预设幅度为12cm；
73.对于纵向处于紧绷状态，横向的最大弹性形变为10cm的缆绳，其对应的最大预设幅度为8cm；
74.预设时长可以取大于20个海浪频率周期的任意值。
75.具体而言，在步骤s5中，控制模块中设有试重策略，在起重时，将待起重货物提升至远离其原载重面预设试重高度时停止，若待起重货物回落至原载重面，控制模块判定该货物无法起重；
76.其中，预设试重高度与起重缆绳的弹性形变量有关，原载重面为待起重货物在未被起重时所处的平面。
77.在实施中，对于纵向处于紧绷状态，纵向的最大弹性形变为5cm的缆绳，其对应的预设试重高度为10cm；
78.对于纵向处于紧绷状态，纵向的最大弹性形变为8cm的缆绳，其对应的预设试重高度为15cm；
79.对于纵向处于紧绷状态，纵向的最大弹性形变为20cm的缆绳，其对应的预设试重高度为30cm；
80.具体而言，在步骤s1中，控制模块中设有支撑策略，当待起重货物位于固定式海洋平台时，控制模块判定触发支撑策略，并控制起重船与固定式海洋平台接驳后，再进行起重作业。
81.具体而言，在步骤s2中，控制模块中还设有避风策略，当达到预设风力时，控制模块判定进入避风策略，并停止起重作业。
82.在实施中，若大于5级风，控制模块即进入避风策略。
83.进一步地，通过设置若干策略，识别无法有效起重的货物，在有效提升了起重船的安全性的同时，进一步提升了起重船离岸起重作业的稳定性。
84.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
85.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，包括：步骤s1，将起重船停泊在预设位置，并以预设停泊方式进行停泊；步骤s2，控制模块控制设置在起重缆绳上的平衡捕捉模块与待起重货物以预设瞄准方式对准，并确定待起重货物的标记点；步骤s3，所述控制模块将设置在起重臂上的主动平衡模块以预设同频策略将所述起重缆绳与所述待起重货物进行同频；步骤s4，在所述平衡捕捉模块判定达到所述预设平衡状态时，所述控制模块以预设接驳方式与待起重货物进行接驳；步骤s5，在所述控制模块判定进入接驳状态时，控制模块控制所述主动平衡模块进入预设平衡状态，并将所述起重货物进行起重；其中，所述预设停泊方式为将所述起重船停泊在所述待起重货物的预设起重距离内，所述预设瞄准方式为调整所述平衡捕捉模块的摄像头，并将所述待起重货物置于摄像头的预设视框内，所述标记点为所述起重货物的外轮廓的各转折点，所述预设同频策略为控制所述起重臂带动所述起重缆绳进行晃动，使所述标记点在所述预设视框内的位置处于相对静止状态，所述预设平衡状态为控制缆绳与所述起重船处于相对静止状态；其中，所述预设视框为所述摄像头的视野内的中心区域，其面积与中心点与所述起重船所处洋面的海浪频率成正比。2.根据权利要求1所述的离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，在所述步骤s2中，所述平衡捕捉模块设置在所述起重缆绳的末端，在对所述起重货物以所述预设瞄准方式对准时，所述平衡捕捉模块将所述待起重货物的几何中心与所述视野内的中心点重叠，并将所述待起重货物的外轮廓的各转折点记为所述标记点，并且调整焦距使起重货物的外轮廓的各所述标记点进入所述预设视框中。3.根据权利要求2所述的离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，在所述步骤s3中，所述主动平衡模块对所述起重臂进行震动，使起重臂进行晃动，并根据所述平衡捕捉模块观察到的所述待起重货物的外轮廓的偏移周期调节震动频率；所述主动平衡模块中设有所述海浪频率，若所述偏移周期小于所述海浪频率，所述主动平衡模块增大震动频率，若所述偏移周期不小于所述海浪频率，所述主动平衡模块降低震动频率。4.根据权利要求3所述的离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，在所述步骤s4中，当所述标记点与所述待起重货物外轮廓的对应点的相对位置静止时，所述平衡捕捉模块判定达到所述预设平衡状态，主动平衡模块维持震动并不再调整震动频率，所述平衡捕捉模块调整方向使所述待起重货物处于所述预设视框中。5.根据权利要求4所述的离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，在所述步骤s4中，所述起重缆绳在所述预设平衡状态下伸长至所述待起重货物处，并与待起重货物接驳；在所述起重缆绳伸长时，所述平衡捕捉模块随所述起重缆绳向所述待起重货物移动，同时，所述平衡捕捉模块将所述标记点以所述预设视框的几何中心为基点按起重缆绳的伸长量等比例远离以形成起重标记点，平衡捕捉模块根据起重标记点与所述待起重货物的外轮廓的位置关系对所述起重缆绳的状态进行判定，所述控制模块根据所述平衡捕捉模块的判定结果对所述起重船进行控制，
若所述平衡捕捉模块判定达到所述预设平衡状态，所述控制模块控制所述起重船继续伸长缆绳；若所述平衡捕捉模块判定未达到所述预设平衡状态，所述平衡捕捉模块控制所述主动平衡模块对震动频率进行调节。6.根据权利要求5所述的离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，在所述步骤s5中，当所述起重缆绳与所述待起重货物接驳时，所述主动平衡模块停止震动，所述控制模块控制所述起重缆绳回收，并静置预设时长，控制模块中设有预设幅度，控制模块根据起重缆绳的晃动幅度对所述起重船的状态进行判定，若所述起重缆绳的晃动幅度不大于预设幅度，所述控制模块判定所述起重船达到所述预设平衡状态，并控制缆绳回收以继续进行起重作业；若所述起重缆绳的晃动幅度大于所述预设幅度，所述控制模块判定所述起重船未达到所述预设平衡状态，并继续静置预设时长；其中，所述预设幅度与所述起重缆绳的材质有关，所述预设时长与所述海浪频率成正比。7.根据权利要求6所述的离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述起重船在停泊时，待起重货物的位置与所述起重臂的距离不超过起重臂长度的一半，所述起重船的在锚定时，待起重货物的位置不发生超过所述起重臂长度一半的位移。8.根据权利要求7所述的离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，在所述步骤s5中，所述控制模块中设有试重策略，在起重时，将所述待起重货物提升至远离其原载重面预设试重高度时停止，若待起重货物回落至原载重面，所述控制模块判定该货物无法起重；其中，所述预设试重高度与所述起重缆绳的弹性形变量有关，所述原载重面为所述待起重货物在未被起重时所处的平面。9.根据权利要求8所述的离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述控制模块中设有支撑策略，当所述待起重货物位于固定式海洋平台时，所述控制模块判定触发支撑策略，并控制所述起重船与固定式海洋平台接驳后，再进行起重作业。10.根据权利要求9所述的离岸作业起重船的起重控制方法，其特征在于，在所述步骤s2中，所述控制模块中还设有避风策略，当达到预设风力时，所述控制模块判定进入避风策略，并停止起重作业。

技术总结
本发明涉及起重船控制领域，尤其涉及一种离岸作业起重船的起重控制方法，包括：将起重船停泊在预设位置，并以预设停泊方式进行停泊；以预设瞄准方式对准；将起重缆绳与待起重货物进行同频；以预设接驳方式与待起重货物进行接驳；进入预设平衡状态，并将起重货物进行起重；本发明利用将起重缆绳与待起重货物相对静止，确保接驳的稳定，同时有效避免了因海浪引发的缆绳崩裂的问题，在有效提升了接驳的稳定性的同时，减少了稳定时间，从而有效提升了离岸起重作业的稳定性。离岸起重作业的稳定性。离岸起重作业的稳定性。


技术研发人员：陈存裕 郑卫敏 乐勇刚 陈景良
受保护的技术使用者：浙江合兴船业有限公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/9/14