NO840126L - PROCEDURE FOR INDIRECT MEASUREMENT OF ANGLES. - Google Patents

Description

fra andre måleverdier i samsvar med en bevegelsesligning som gjelder for vedkommende system. Kalkulatorkoblingen be-stemmer ut fra den kraft som virker i lastopphengets retning, samt løpekattens masse og akselerasjon den kraft som angriper i kattens bevegelsesretning, og deretter pendlingsvinkelen. Denne verdi blir så tilført motorens omdreiningstallregulator og i dennes reguleringskrets utnyttet til å undertrykke pendlinger. Denne anordning lar seg ikke uten videre overføre til andre konstruksjoner av løfteverk, siden de størrelser som behøves for beregning av pendlingsvinkelen, som f.eks. from other measured values in accordance with an equation of motion that applies to the system in question. The calculator coupling determines, based on the force acting in the direction of the load suspension, as well as the mass and acceleration of the running cat, the force acting in the direction of the cat's movement, and then the swing angle. This value is then supplied to the engine's speed regulator and used in its control circuit to suppress oscillations. This device cannot easily be transferred to other constructions of lifting works, since the sizes needed for calculating the oscillation angle, such as e.g.

en løpekatts akselerasjon, ikke alltid står til rådighet.a running cat's acceleration, not always available.

Et lignende problem kan iakttas ved offshore-apparaterA similar problem can be observed with offshore devices

som er posisjonert med ankere og ankerliner over en definert posisjon, f.eks. et borehull. Ved korrekt posisjonering av apparatet danner ankerlinene en på forhånd bestemt vinkel i forhold til vertikalen. Ved en endring av offshore-enheten varierer også ankerlinenes vinkler med vertikalen, så offshore-apparatet via vinsjene må bringes tilbake i den foreskrevne posisjon. Også her er det vanlig å bestemme linevinkelen med mekanisk arbeidende eller induktive måleverdigivere. which are positioned with anchors and anchor lines above a defined position, e.g. a borehole. When positioning the device correctly, the anchor lines form a pre-determined angle in relation to the vertical. When the offshore unit is changed, the angles of the anchor lines also vary with the vertical, so the offshore device must be brought back to the prescribed position via the winches. Here, too, it is common to determine the line angle with mechanically working or inductive measuring transducers.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å gi anvis-ning på en fremgangsmåte som gjør det mulig ut fra lett til-gjenelige data for løfteverket å bestemme pendlingsvinkel, lineutløpsvinkel og lignende. The invention is based on the task of providing instructions for a method which makes it possible, based on easily accessible data, for the lifting mechanism to determine the swing angle, line outlet angle and the like.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst med de trekk som er angitt som karakteristiske i hovedkravet. En vesentlig fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ligger i at det ut fra målingen av to størrelser er mulig å slutte seg til verdi og retning av den respektive vinkel og dermed pådra drivverket for praktisk talt å forebygge avvik fra en foreskreven stilling. According to the invention, this task is solved with the features that are specified as characteristic in the main claim. A significant advantage of the method according to the invention lies in the fact that, based on the measurement of two quantities, it is possible to agree on the value and direction of the respective angle and thereby impose on the drive to practically prevent deviations from a prescribed position.

Videre utforminger av oppfinnelsesgjenstanden erkarakteriserti underkravene. Further designs of the invention are characterized in the subclaims.

Tegningen anskueliggjør et utførelseseksempel på opp-finnelsens gjenstand. The drawing illustrates an embodiment of the object of the invention.

Fig. 1 viser krefter og vinkler for en griperkran.Fig. 1 shows forces and angles for a grapple crane.

Fig. 2 viser bestemmelse av linevinkel for et offshore-apparat. Fig. 3a og b anskueliggjør grafisk bestemmelsen av ønske-verdier av krefter, og Fig. 2 shows the determination of the line angle for an offshore device. Fig. 3a and b graphically illustrate the determination of desired values of forces, and

fig. 4 er et blokkskjema over beregningen av pendlingsvinkelen ved en griperkran valgt som eksempel. fig. 4 is a block diagram of the calculation of the swing angle for a grab crane chosen as an example.

Betydning av henvisningsbetegnelser:Meaning of reference terms:

På den skjematiske fig. 1 representerer den fast plasserte rulle 1 en ren måleinnretning som er anbragt på et passende sted av lineføringen på en kran. Da den i enhver stilling av kranen er uten innflytelse på måleresultatet og altså er anordnet vektløst, er det mulig ved den å måle en definert kraft F1. Kraften utøves av en last F via linen 3 som er ført over en ytterligere linerulle 2. Linen 3 omslutter rullen 2 med en omslyngningsvinkel a som varierer med kranens stilling. Vinkelen a endrer seg dessuten også ved pendlinger av lasten F - antydet stiplet med vinkler o. og j>^ i forhold til vertikalen. In the schematic fig. 1, the fixed roller 1 represents a pure measuring device which is placed in a suitable place of the line guide on a crane. As it has no influence on the measurement result in any position of the crane and is thus arranged weightless, it is possible to measure a defined force F1 with it. The force is exerted by a load F via the line 3 which is passed over a further line roll 2. The line 3 surrounds the roll 2 with a wrapping angle a which varies with the position of the crane. The angle a also changes during oscillations of the load F - indicated dotted with angles o. and j>^ in relation to the vertical.

Videre blir der fastlagt en måleretning som danner en innbygningsstillingsvinkel æ med linen 3. Hvis måleinnretningen i samsvar med fig. 3a velges slik at den danner en rett vinkel med loddlinjen til lasten F og hvis trekket i linen 3 samtidig også har denne retning, dvs. 32 = 0° og a = 90°, blir de resulterende endringer i trekkraft størst. Hvis trekkreftene som følge av pendlinger endrer seg på målestedet F^med cosinus til vinkelen j> , skjer der i horisontalretningen en endring med sinusfunksjonen, noe som ved små vinkler som dem som forekommer her, betyr en forsterkning med en faktor på~10. Furthermore, a measuring direction is determined which forms an installation position angle æ with the line 3. If the measuring device in accordance with fig. 3a is chosen so that it forms a right angle with the plumb line to the load F and if the pull in line 3 also has this direction at the same time, i.e. 32 = 0° and a = 90°, the resulting changes in traction will be greatest. If the tensile forces as a result of oscillations change at the measurement location F^with the cosine of the angle j>, a change with the sine function occurs in the horizontal direction, which at small angles such as those occurring here, means an amplification by a factor of ~10.

Innbygningsstillingsvinkelen se for måleorganet for F2For the built-in position angle, see the measuring device for F2

ved omstyringsrullen 2 med hensyn på lastlinen 3 må imidlertid velges slik at der som følge av endringen i vippevinkelen og den dermed varierende omslyngningsvinkel a i de ekstreme stillinger av utliggeren, altså ved maksimalt og minimalt overheng, fås måleverdidifferanser som kan tolkes på samme måte. Derav følger at se ^ 0° og der fås ytterligere to vinkler som ^ vinkelen mellom linen 3 og horisontalen og å som diffe-ransevinkelen mellom f og 2t . however, in the case of the reversing roller 2 with respect to the load line 3, it must be chosen so that, as a result of the change in the tilt angle and the thus varying wrapping angle a in the extreme positions of the jib, i.e. at maximum and minimum overhang, measurement value differences are obtained that can be interpreted in the same way. From this it follows that see ^ 0° and two further angles are obtained as ^ the angle between the line 3 and the horizontal and å as the difference angle between f and 2t .

Koblingen på fig. 4 leverer ved innføring av målte resp. kjente størrelser den søkte vinkel som pendlingsvinkel ved løfteverk eller utløpsvinkel for forankrede vannfartøyer, The connection in fig. 4 delivers when introducing measured or known quantities the desired angle such as swing angle for lifting works or outlet angle for anchored water vessels,

en vinkel som leveres som ønskeverdi til de tilsvarende driv-verksreguleringer som regulerings- eller kalkuleringsstørrelse. an angle that is supplied as a desired value to the corresponding drive unit controls as a control or calculation quantity.

Forløpet av beregningen vil bli forklart under henvisning til koblingen på fig. 4. The course of the calculation will be explained with reference to the link in fig. 4.

Inngangsstørrelse for blokken 15 er den målte vippevinkelInput size for block 15 is the measured tilt angle

B av utliggeren i forhold til horisontalen. I blokken 15 kopieres funksjonen y' = £(3) f.eks. ved tilnærmelse av flere rette linjestykker. Som utgangsstørrelse står vinkelen y til rådighet. I summeringspunktene 16 dannes omslyngningsvinkelen a og ved 17 differansevirikelen & . B of the outrigger relative to the horizontal. In block 15, the function y' = £(3) is copied, e.g. by approximating several straight line segments. The angle y is available as an output size. At the summation points 16 the wrapping angle a is formed and at 17 the difference spiral & .

Inngangsstørrelser for blokken 18 er omslyngningsvinkelen a og innbygningsstillingsvinkelen&, ut fra hvilke der dannes en trigonometrisk faktor som multiplisert med trekkraften F.j i blokken 20 tas til hjelp til bestemmelse av ønskeverdien Fø av kraften F referert til innbygningsstillingen: Input quantities for the block 18 are the wrapping angle a and the built-in position angle&, from which a trigonometric factor is formed which, multiplied by the traction force F.j in the block 20, is used to determine the desired value Fø of the force F referred to the built-in position:

Sammenligningsstedet 21 danner differansen A F av ønskekraft F ø og målekraft F,2,. Denne differanseverdi kan være såvel positiv som negativ. The comparison point 21 forms the difference A F of desired force F ø and measuring force F,2,. This differential value can be both positive and negative.

Hvis denne differanseverdi A F multipliseres med horison-talfaktoren dannet ut fra åi blokken 19, i blokken 22, så får man den på fig. 3b viste horisontalkomponent A F„ n som skyldes lastpendlingen: If this difference value A F is multiplied by the horizontal factor formed from åin block 19, in block 22, then it is obtained in fig. 3b showed the horizontal component A F„ n which is due to the load commutation:

I henhold til fig. 3b er tangens til pendlingsvinkelen forholdet mellom horisontalkomponent Fu n og målt last F.I, jfr. blokk 23. Dermed fås via blokk 24 vinkelen med hensyn til størrelse og retning: According to fig. 3b is the tangent to the oscillation angle the ratio between horizontal component Fu n and measured load F.I, cf. block 23. Thus, via block 24, the angle is obtained with regard to size and direction:

Etter den nettopp beskrevne metode er det også mulig å bestemme de vinkler ankerlinene ved forankrede fartøyer som offshore-apparater danner med loddlinjen. Ut fra disse vinklers avvik fra en foreskreven verdi er det mulig å slutte seg til en posisjonsendring av fartøyet. Likeledes er det ved kjent havdyp mulig via den etter metoden bestemte lineut-løpsvinkel å bestemme ankerets posisjon i forhold til apparatet. Dette kjennskap er viktig ved enheter som ved ankerliner beveger seg i en gitt trasé, som rørlegningsapparater, for på forhånd å bestemme de linekrefter som behøves til innledning av fremføringen. Following the method just described, it is also possible to determine the angles of the anchor lines of anchored vessels that offshore devices form with the plumb line. Based on these angles' deviation from a prescribed value, it is possible to conclude that the vessel has changed position. Similarly, with a known sea depth, it is possible to determine the position of the anchor in relation to the device via the line outlet angle determined according to the method. This knowledge is important for units which, with anchor lines, move in a given route, such as pipe-laying devices, in order to determine in advance the line forces needed to initiate the advance.

På fig. 2 ses et fartøy 5 med en ankervinsj 7 som drives av en motor 6, og hvorfra en ankerline 8 via en målerulle 9 og en omstyringsrulle 10 strekker seg til et anker 11 på havbunnen. Fartøyet oppviser flere slike forankringssystemer. Fartøyets ønskeposisjon er nådd når ankerlinene forløper In fig. 2 shows a vessel 5 with an anchor winch 7 which is driven by a motor 6, and from which an anchor line 8 via a measuring roller 9 and a turning roller 10 extends to an anchor 11 on the seabed. The vessel has several such anchoring systems. The vessel's desired position has been reached when the anchor lines run

i den retning til ankeret som er vist fullt opptrukket, dvs. når ønske-utløpsvinkelen overholdes. Er fartøyet derimot utenfor ønskeposisjon, forandrer utløpsvinkelen og line-retningen til ankeret seg (stiplede linjer og vinkler Y 2' in the direction to the armature shown fully extended, i.e. when the desired discharge angle is observed. If, on the other hand, the vessel is outside the desired position, the outlet angle and line direction of the anchor changes (dashed lines and angles Y 2'

f^på fig. 2). Størrelse og retning av den utløpsvinkelf^on fig. 2). Magnitude and direction of the outlet angle

som dannes mellom ønskeretning og momentant inntatt retning av ankerlinen, lar seg bestemme etter de ovennevnte ligninger, og vinsjmotorene kan manøvreres tilsvarende. which is formed between the desired direction and the momentarily assumed direction of the anchor line, can be determined according to the above equations, and the winch motors can be maneuvered accordingly.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til indirekte måling av vinkler ved løfte-verk med sikte på undertrykkelse av lastpendlinger, særlig for skipslossekraner, karakterisert ved at der ut fra målt linekraft ( F^) på en fast omstyringsrulle med definert kraftretning bestemmes ert ønskekraft (Fø ), at der på omstyringsrullen som opptar lastlinen; måles en målelinekraft (F2), og at pendlingsvinkelen ( g) avledes fra forholdet mellom målelinekraft og ønskelinekraft.1. Procedure for indirect measurement of angles at lifting works with the aim of suppressing load swings, especially for ship unloading cranes, characterized by the fact that the desired force (Fø) is determined from the measured line force (F^) on a fixed turning roller with a defined direction of force, that there on the diverter roller which takes up the load line; a measuring line force (F2) is measured, and that the oscillation angle (g) is derived from the ratio between measuring line force and desired line force. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der for beregning av ønskekraften (F0) tas til hjelp den ut fra overheng og løfteverkets geometri kjente omslyngningsvinkel (a) og innbygningsstillingsvinkelen (ge.) (måleretning) i henhold til ligningen 2. Method as specified in claim 1, characterized in that for the calculation of the desired force (F0) the wrapping angle (a) known from the overhang and the geometry of the lifting mechanism and the built-in position angle (ge.) (measurement direction) are used according to the equation 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at pendlingsretningen, véd fastlagt tellemåte såvel som verdien av vinkelen utledes fra differansen mellom målelinekraft (F 2„. ) og ønskekraft (F 0). 3. Method as stated in claim 1, characterized in that the direction of travel, with a determined counting method as well as the value of the angle, is derived from the difference between measuring line force (F 2„. ) and desired force (F 0). 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der ved valg av vinkelen (se) til innbyg-ningsstilling (måleretning) og ved projeksjon av de fra line-kreftene (F^ , ) resulterende størrelser på måleplanet dannes i forhold til målingen i trekkplanene økede endringer av kreftene for tolkning.4. Method as stated in claim 1, characterized in that when choosing the angle (see) for the built-in position (measurement direction) and when projecting the values resulting from the line forces (F^ , ) on the measuring plane, they are formed in relation to the measurement in the draft plans, changes of the powers of interpretation increased. 5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den anvendes til posisjonering av offshore-apparater, mudringsfartøyer og lignende ved bestemmelse av ankrenes beliggenhet på bunnen.5. Method as stated in claim 1, characterized in that it is used for positioning offshore devices, dredging vessels and the like when determining the location of the anchors on the bottom.