CN112411508B - 升船机的对接装置和升船机 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种升船机的对接装置和升船机，该对接装置包括：液位检测单元，用于检测液位信息；发讯单元，用于控制光电开关动作；驱动机构，包括安装架和驱动组件，所述安装架具有供所述发讯单元安装的滑动轨道，所述发讯单元位于所述滑动轨道上，所述驱动组件用于驱动所述发讯单元沿所述滑动轨道移动；控制单元，与所述液位检测单元和所述驱动组件电连接，被配置为根据所述液位信息确定调节距离，并基于所述调节距离控制所述驱动组件驱动所述发讯单元在所述滑动轨道上移动。本公开能迅速确定上下游实时水位，准确地完成升船机的停位对接。

Description

升船机的对接装置和升船机

技术领域

本公开涉及升船机技术领域，特别涉及一种升船机的对接装置和升船机。

背景技术

升船机是建在通航河流上用于克服水位落差、供船舶乘坐的电梯。升船机通过承船厢载着船舶垂直升降来上下克服水位落差，使船舶能快速过坝。升船机的停位对接的稳定可靠直接影响着升船机的安全高效运行。其中，停位对接是指承船厢垂直上升(或下降)后，停在静止的闸首工作门附近，保证承船厢内的水位高度与闸首门外侧的航道水位高度一致，然后开启承船厢门与闸首门，使承船厢水域与航道水域联通，使船舶进出承船厢，以实现船舶过坝。

相关技术在承船厢对接过程中，通常采用浮子作为停位标志进行对位。

然而，由于浮子在集水井中易被漂浮物卡阻，并于快速上升的水位和波浪引起的水位快速变换反应滞后，可靠性差。因此，时而会出现无法及时反馈上下游实时水位的情况，导致升船机难以准确停位对接。

发明内容

本公开实施例提供了一种升船机的对接装置和升船机，能迅速确定上下游实时水位，准确地完成升船机的停位对接。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种升船机的对接装置，所述对接装置包括：液位检测单元，用于检测液位信息；发讯单元，用于控制光电开关动作；驱动机构，包括安装架和驱动组件，所述安装架具有供所述发讯单元安装的滑动轨道，所述发讯单元位于所述滑动轨道上，所述驱动组件用于驱动所述发讯单元沿所述滑动轨道移动；控制单元，与所述液位检测单元和所述驱动组件电连接，被配置为根据所述液位信息确定调节距离，并基于所述调节距离控制所述驱动组件驱动所述发讯单元在所述滑动轨道上移动。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述滑动轨道为供所述发讯单元做直线运动的轨道，所述驱动组件用于驱动所述发讯单元沿所述滑动轨道做直线运动，所述控制单元被配置为控制所述驱动组件驱动所述发讯单元在所述滑动轨道上移动所述调节距离。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述安装架包括安装轴和导向杆，所述安装轴具有螺杆段，所述发讯单元螺纹连接在所述螺杆段上，所述导向杆与所述安装轴平行间隔布置，所述发讯单元上距所述安装轴最远的径向距离大于所述导向杆与所述安装轴之间的间距，所述驱动组件用于驱动所述安装轴转动。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述驱动组件包括涡轮和电机，所述安装轴还具有与所述螺杆段相连的蜗杆段，所述涡轮与所述蜗杆段传动配合，所述电机的输出轴与所述涡轮传动连接。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述驱动组件包括涡轮和电机，所述安装轴还具有与所述螺杆段相连的蜗杆段，所述涡轮与所述蜗杆段传动配合，所述电机的输出轴与所述涡轮传动连接。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述安装架包括安装导轨，所述安装导轨上具有条状导向槽，所述发讯单元滑动安装在所述条状导向槽内，所述驱动组件用于驱动所述发讯单元在所述条状导向槽内滑动。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述驱动组件包括辊筒、牵引绳和电机，所述牵引绳缠绕于所述辊筒上，且所述牵引绳的一端与所述发讯单元连接，所述电机的输出轴与所述辊筒同轴连接。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述对接装置还包括行程检测件，所述行程检测件用于检测所述发讯单元做直线运动的行程距离，所述行程检测件与所述控制单元电连接，所述控制单元被配置为获取所述行程距离，若所述行程距离与所述调节距离相等，则控制所述驱动组件停止驱动所述发讯单元移动。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述发讯单元为光电开关的发射器或光电开关的接收器。

本公开实施例提供了一种升船机，所述升船机包括前文所述的升船机的对接装置。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本公开实施例提供的升船机的对接装置安装于升船机的航道闸门上，在使用时，液位检测单元会检测到航道闸门所在航道的液位信息，即通过该液位可以确定出航道的当前水位。由于控制单元是和驱动组件电连接的，因此能获取液位信息，并根据液位信息确定出调节距离。又由于安装架上安装有发讯单元，且发讯单元可以在驱动组件的驱动下沿着安装架的滑动轨道移动，因此，控制单元在确定出调节距离后，可以基于调节距离控制驱动组件驱动发讯单元在滑动轨道上移动，即实现根据液位信息调节发讯单元位置的目的，通过发讯单元所在位置实时反馈航道的液位高度。升船机的承船厢和航道闸门对接过程中，承船厢上的光电开关随承船厢一起升降，待光电开关移动至发讯单元所在位置时，在发讯单元的控制下，光电开关动作，以使控制承船厢升降的设备开始控制承船厢减速并停止。由于发讯单元是反馈航道的实时液位的基准，不同液位时发讯单元在滑动轨道上的位置也不同，因而能控制承船厢在不同位置停止，以实现根据航道实时水位控制承船厢和航道闸门精准对接的目的。

相较于相关技术中浮子作为承船厢的停位标志，本公开实施例提供的对接装置中的发讯装置不会出现类似浮子一样的升降卡滞问题，且能根据航道液位快速上升，实时反馈上下游水位的情况，使升船机能更加准确地停位对接。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种升船机的对接装置的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的一种升船机的对接装置的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的一种升船机的对接装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

图1是本公开实施例提供的一种升船机的对接装置的结构示意图，图2是本公开实施例提供的一种升船机的对接装置的结构示意图。如图1、2所示，该升船机的对接装置包括：液位检测单元1、发讯单元2、驱动机构和控制单元4。

其中，液位检测单元1用于检测液位信息，发讯单元2用于控制光电开关动作。

如图1、2所示，驱动机构包括安装架31和驱动组件32，安装架31具有供发讯单元2安装的滑动轨道，发讯单元2位于滑动轨道上，驱动组件32用于驱动发讯单元2沿滑动轨道移动。

如图2所示，控制单元4与液位检测单元1和驱动组件32电连接，控制单元4能根据液位信息确定调节距离，并基于调节距离控制驱动组件32驱动发讯单元2在滑动轨道上移动。

本公开实施例提供的升船机的对接装置安装于升船机的航道闸门7上，在使用时，液位检测单元1会检测到航道闸门7所在航道的液位信息，即通过该液位可以确定出航道的当前水位。由于控制单元4是和驱动组件32电连接的，因此能获取液位信息，并根据液位信息确定出调节距离。又由于安装架31上安装有发讯单元2，且发讯单元2可以在驱动组件32的驱动下沿着安装架31的滑动轨道移动，因此，控制单元4在确定出调节距离后，可以基于调节距离控制驱动组件32驱动发讯单元2在滑动轨道上移动，即实现根据液位信息调节发讯单元2位置的目的，通过发讯单元2所在位置实时反馈航道的液位高度。升船机的承船厢和航道闸门7对接过程中，承船厢上的光电开关随承船厢一起升降，待光电开关移动至发讯单元2所在位置时，在发讯单元2的控制下，光电开关动作，以使控制承船厢升降的设备开始控制承船厢减速并停止。由于发讯单元2是反馈航道的实时液位的基准，不同液位时发讯单元2在滑动轨道上的位置也不同，因而能控制承船厢在不同位置停止，以实现根据航道实时水位控制承船厢和航道闸门7精准对接的目的。

相较于相关技术中浮子作为承船厢的停位标志，本公开实施例提供的对接装置中的发讯装置不会出现类似浮子一样的升降卡滞问题，且能根据航道液位快速上升，实时反馈上下游水位的情况，使升船机能更加准确地停位对接。

本公开实施例中，对接装置是安装于上下游航道的闸门上的，因而液位检测单元1是用于检测上下游航道的水位的。例如，该液位检测单元1可以是高精度水位计。

其中，在上下游航道通常设置有测井，在上游航道设置的测井则为上游测井，在下游航道设置的测井则为下游测井。该测井与上下游航道连通，即测井与上下游航道构成连通器，测井的液位与上下游航道的液位一致。

因而，为避免液位检测单元1在上下游航道被冲走且防止液位检测单元1被污染，可以将液位检测单元1设置于上下游的测井内。且为了保证液位检测单元1的检测可靠度，通常还可以在测井内设置多个液位检测单元1，并采用多次测量求平均值等方法，去除误差影响，将水位测量范围保证可接受的测量误差范围内，以提高检测出的液位信息的数据可靠性。

可选地，发讯单元2可以是光电开关的发射器，或者发讯单元2可以是光电开关的接收器。

其中，光电开关是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路接通电路，检测物体的有无一种电子元器件。光电开关可以将输入电流在发射器上转换为光信号射出，光电开关的接收器再根据接收到的光线的强弱或有无，控制与光电开关连接的电路的连通与否。

示例性地，发讯单元2可以是光电开关的发射器，则发讯单元2可以持续发射出光信号，直至位于承船厢上的光电开关的接收器随承船厢升降至光电开关的发射器所在位置时，光电开关的接收器接收到光信号，从而使得光电开关动作，以使控制承船厢升降的设备开始控制承船厢减速并停止，实现承船厢和航道闸门7的对接。

示例性地，发讯单元2可以是光电开关的接收器，此时承船厢上的光电开关的发射器可以持续发射出光信号，直至位于承船厢上的光电开关的发射器随承船厢升降至光电开关的接收器所在位置时，发讯单元2器接收到光信号，从而使得光电开关动作，以使控制承船厢升降的设备开始控制承船厢减速并停止，实现承船厢和航道闸门7的对接。

需要说明的是，发讯单元2还可以是其他与光电开关配合以促使光电开关动作的部件。例如，发讯单元2还可以是标志镜，发讯单元2的标志镜在接收到光电开关的发射器发射的光信号后，将光信号反射回光电开关的接收器，也可以促使关电开关动作，进而实现承船厢和航道闸门7的对接。本公开实施例不做限制。

本公开实施例中，控制单元4可以是可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，简称PLC)，PLC是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。

对于不同的升船机，由于承船厢上光电开关布置位置不同，且承船厢内的液位也不同。因而，在采用液位检测单元1检测到液位信息后，还需要采用PLC根据该生船机的承船厢上光电开关布置高度，以及承船厢内的液位高度，计算出发讯单元2在上下游的航道闸门7上的位置高度，并确定出合理的调节距离，控制发讯单元2能移动至与上下游航道的实时液位对应的位置高度上，以使得承船厢的光电开关升降至与发讯单元2高度一致时能及时控制承船厢停止升降。

可选地，滑动轨道可以为供发讯单元2做直线运动的轨道，驱动组件32用于驱动发讯单元2沿滑动轨道做直线运动。其中，该滑动轨道延伸方向可以与升船机的升降方向一致，即滑动轨道可以沿竖直方向布置，使得发讯单元2可以根据上下游航道的液位变化在竖直方向上移动。由于滑动轨道是供发讯单元2做直线运动的轨道，因而相较于其他轨道，例如弧形轨道，曲线轨道等，在计算出发讯单元2在上下游的航道闸门7上的位置高度后，无需进一步计算调整发讯单元2的具体移动距离，控制单元4可以直接控制驱动组件32驱动发讯单元2在滑动轨道上移动调节距离，完成发讯单元2的移动调节。

在本公开实施例的一种实现方式中，如图1所示，安装架31可以包括安装轴311和导向杆312，安装轴311具有螺杆段313，发讯单元2螺纹连接在螺杆段313上，导向杆312与安装轴311平行间隔布置，发讯单元2上距安装轴311最远的径向距离大于导向杆312与安装轴311之间的间距，驱动组件32用于驱动安装轴311转动。

上述实现方式中，安装轴311上的一部分区域为螺杆段313，螺杆段313为安装轴311上具有螺纹的区域。其中，如图1所示，发讯单元2可以呈块状，发讯单元2的中部可以设置有螺孔，发讯单元2套装在安装轴311上，并通过螺孔与安装轴311的螺杆段313螺纹连接。由于发讯单元2上距安装轴311最远的径向距离大于导向杆312与安装轴311之间的间距，即发讯单元2在螺杆段313上转动时，发讯单元2会有部分区域与导向杆312相抵，从而阻止发讯单元2转动。

其中，驱动组件32在驱动发讯单元2时，可以直接驱动安装轴311转动。这样，发讯单元2与安装轴311在螺纹副的锁止作用下，安装轴311也会带动发讯单元2一起转动，当发讯单元2转动至与导向杆312相抵后，发讯单元2不在转动。此时，安装轴311继续转动，发讯单元2与安装轴311之间的螺纹副会促使发讯单元2沿安装轴311的轴向移动，即安装轴311是供发讯单元2做直线运动的轨道，从而实现控制发讯单元2直线移动的目的。

如图1、2所示，驱动组件32可以包括涡轮321和电机322，安装轴311还具有与螺杆段313相连的蜗杆段314，涡轮321与蜗杆段314传动配合，电机322的输出轴与涡轮321传动连接。

上述实现方式中，如图1所示，安装轴311的一端具有从端部向中部延伸的螺旋齿，即该部分为蜗杆段314。安装轴311的另一端具有从端部向中部延伸的螺纹，即该部分为螺纹段。其中，蜗杆段314可以与涡轮321传动配合，电机322的输出轴可以与涡轮321同轴连接。这样通过电机322驱动涡轮321转动，就可以借助涡轮321驱动蜗杆段314转动，从而实现控制安装轴311转动的目的。

并且，采用涡轮321与蜗杆的方式可以将电机322设置在安装轴311的一侧，而不是设置在安装轴311的端部，可以为其他部件提供充足的安装空间。

如图1所示，对接装置还可以包括用于与航道闸门7连接的固定架，固定架包括两个平行相对的安装板51，两个安装板51上均具有安装孔52，两个安装板51上的安装孔52同轴，安装轴311的两端分别活动插装于两个安装孔52内，导向杆312的两端分别连接在两个安装板51上。

上述实现方式中，通过设置两个安装板51作为安装轴311和导向杆312的安装基础，同时满足安装轴311的可自转的需求和导向杆312稳固连接的需求。并且，采用安装架31也更方便直接将安装架31与航道闸门7固定连接在一起。

其中，安装孔52内可以设置轴承，安装轴311的两端则分别插装于两个安装孔52的轴承内，从而方便安装轴311与安装架31之间的连接，并降低阻力，使得安装轴311更容易相对安装架31自转。

可选地，对接装置还可以包括行程检测件6，行程检测件6用于检测发讯单元2做直线运动的行程距离，行程检测件6与控制单元4电连接，控制单元4被配置为获取行程距离，若行程距离与调节距离相等，则控制驱动组件32停止驱动发讯单元2移动。

示例性地，如图1、2所示，行程检测件6可以是测角电位计，该测角电位计是一种角传感器，可以用于检测角度、倾斜角等，并将检测到的角度转换成电信号输出至控制单元4，以供控制单元4分析和决策。

上述实现方式中，发讯单元2在螺纹副的带动下沿安装轴311轴向移动至与上下游航道的水位变幅相应的位置，与此同时安装在安装轴311的端部的测角电位计可以测得安装轴311的转动角度，并计算出发讯单元2的行程距离反馈给控制单元4，控制单元4在获取行程距离，若行程距离与调节距离相等，则控制驱动组件32停止驱动发讯单元2移动，即实现发讯单元2的反馈控制，以精确控制发讯单元2在安装轴311上的位置。

本公开实施例中，发讯单元2通过蜗轮、蜗杆段314和螺杆段313进行硬传递，避免了相关技术中浮子的卡顿和相应滞后引起的测量误差，使承船厢和航道闸门7的对接更加准确，安装和维护也更加方便。

在本公开的另一种实现方式中，图3是本公开实施例提供的一种升船机的对接装置的结构示意图。如图3所示，安装架31可以包括安装导轨315，安装导轨315上具有条状导向槽316，发讯单元2滑动安装在条状导向槽316内，驱动组件32用于驱动发讯单元2在条状导向槽316内滑动。

上述实现方式中，如,3所示，安装导轨315的中部设置有一条直线延伸的条状导向槽316，发讯单元2可以呈块状，发讯单元2安装在条状导向槽316内，且发讯单元2的侧面与条状导向槽316的槽壁贴合，以使得发讯单元2在条状导向槽316内移动时，始终保持沿直线移动且不会轻易晃动。

其中，如图3所示，驱动组件32可以包括辊筒323、牵引绳324和电机322，牵引绳324缠绕于辊筒323上，且牵引绳324的一端与发讯单元2连接，电机322的输出轴与辊筒323同轴连接。

上述实现方式中，驱动组件32在驱动发讯单元2时，可以直接驱动辊筒323转动，使得辊筒323可以收放牵引绳324，从而使发讯单元2在牵引绳324的牵引下能在条状导向槽316内往复移动，即安装导轨315中的条状导向槽316是供发讯单元2做直线运动的轨道，从而实现控制发讯单元2直线移动的目的。

本公开实施例中，通过将发讯单元2设置在条状导向槽316内和并采用电机322驱动辊筒323来控制牵引绳324直接拖拉发讯单元2，避免了相关技术中浮子的卡顿和相应滞后引起的测量误差，使承船厢和航道闸门7的对接更加准确，安装和维护也更加方便。

以图1所示的对接装置为例，说明承船厢和航道闸门7的对接过程，首先，通过液位检测单元1检测上下游航道的液位变化，当上下游航道的液位发生变化时，控制单元4获取液位检测单元1的液位信息，得到上下游航道的液位的准确值，控制单元4根据液位信息确定出调节距离，并根据调节距离控制电机322驱动蜗轮旋转，蜗轮驱动蜗杆段314旋转从而带动安装轴311旋转。发讯单元2在螺纹副的带动和导向杆312的共同作用下沿安装轴311上下移动至与上下游航道的水位相应的位置，同时安设在安装轴311端部的测角电位计测得安装轴311的转动角度，可换算出发讯单元2的行程距离反馈至控制单元4，这样就可以精确控制发讯单元2的位置，从而获得上下游航道的液位的精确标志，将该标准作为光电开关的发讯信号，就可以控制承船厢和航道闸门7准确对接。升船机的承船厢和航道闸门7对接过程中，承船厢上的光电开关随承船厢一起升降，待光电开关移动至发讯单元2所在位置时，在发讯单元2的控制下，光电开关动作，以使控制承船厢升降的设备开始控制承船厢减速并停止。由于发讯单元2是反馈航道的实时液位的基准，不同液位时发讯单元2在滑动轨道上的位置也不同，因而能控制承船厢在不同位置停止，以实现根据航道实时水位控制承船厢和航道闸门7精准对接的目的。

本公开实施例提供了一种升船机，该升船机包括前文所述的升船机的对接装置。

以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种升船机的对接装置，其特征在于，所述对接装置包括：

液位检测单元（1），用于检测液位信息；

发讯单元（2），用于控制光电开关动作；

驱动机构，包括安装架（31）和驱动组件（32），所述安装架（31）具有供所述发讯单元（2）安装的滑动轨道，所述发讯单元（2）位于所述滑动轨道上，所述驱动组件（32）用于驱动所述发讯单元（2）沿所述滑动轨道移动；

控制单元（4），与所述液位检测单元（1）和所述驱动组件（32）电连接，被配置为根据所述液位信息确定调节距离，并基于所述调节距离控制所述驱动组件（32）驱动所述发讯单元（2）在所述滑动轨道上移动，所述控制单元（4）为可编程逻辑控制器，所述根据液位信息确定调节距离包括：所述可编程逻辑控制器根据承船厢上光电开关布置高度、承船厢内的液位高度，计算出所述发讯单元（2）在航道闸门（7）上的位置高度，并确定出所述调节距离，

所述对接装置还包括行程检测件（6），所述行程检测件（6）用于检测所述发讯单元（2）做直线运动的行程距离，所述行程检测件（6）与所述控制单元（4）电连接，所述控制单元（4）被配置为获取所述行程距离，若所述行程距离与所述调节距离相等，则控制所述驱动组件（32）停止驱动所述发讯单元（2）移动，

所述滑动轨道为供所述发讯单元（2）做直线运动的轨道，所述驱动组件（32）用于驱动所述发讯单元（2）沿所述滑动轨道做直线运动，所述控制单元（4）被配置为控制所述驱动组件（32）驱动所述发讯单元（2）在所述滑动轨道上移动所述调节距离，

所述安装架（31）包括安装轴（311）和导向杆（312），所述安装轴（311）具有螺杆段（313），所述发讯单元（2）螺纹连接在所述螺杆段（313）上，所述导向杆（312）与所述安装轴（311）平行间隔布置，所述发讯单元（2）上距所述安装轴（311）最远的径向距离大于所述导向杆（312）与所述安装轴（311）之间的间距，所述驱动组件（32）用于驱动所述安装轴（311）转动，所述驱动组件（32）包括涡轮（321）和电机（322），所述安装轴（311）还具有与所述螺杆段（313）相连的蜗杆段（314），所述涡轮（321）与所述蜗杆段（314）传动配合，所述电机（322）的输出轴与所述涡轮（321）传动连接，所述对接装置还包括用于与航道闸门连接的固定架，所述固定架包括两个平行相对的安装板（51），两个所述安装板（51）上均具有安装孔（52），两个所述安装板（51）上的安装孔（52）同轴，所述安装轴（311）的两端分别活动插装于两个所述安装孔（52）内，所述导向杆（312）的两端分别连接在两个安装板（51）上。

2.根据权利要求1所述的升船机的对接装置，其特征在于，所述发讯单元（2）为光电开关的发射器或光电开关的接收器。

3.一种升船机，其特征在于，所述升船机包括权利要求1或2所述的升船机的对接装置。

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