海上风电作业设备及其平衡装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种海上风电作业设备及其平衡装置，所述平衡装置包括：多轴并联机器人，包括静平台、动平台、多个伸缩式的连杆以及多个驱动机构，所述多个连杆用于连接所述静平台和所述动平台，所述多个驱动机构中的各个驱动机构分别用于驱动对应的连杆进行伸缩；倾角传感器，用于测量所述动平台的姿态参数；加速度传感器用于测量所述动平台的位置参数；控制器，用于获取所述姿态参数和所述位置参数，并根据所述姿态参数、所述位置参数、姿态给定值以及位置给定值确定各个连杆的长度调整值，并且根据所述长度调整值控制各个驱动机构驱动各个连杆进行伸缩。本发明专利技术对平衡装置进行实时的位姿调整，可最大程度地抵消波浪的干扰。

Offshore wind power operating equipment and its balancing device

The invention provides an offshore wind power equipment and balancing device, wherein the balance device comprises a multi axis parallel robot, including static platform and moving platform, a telescopic rod and a driving mechanism, a plurality of connecting rod for connecting the static platform and the movable platform, each of the a driving mechanism driving mechanism in the connecting rod respectively drives the corresponding telescopic; tilt sensor, for measuring the attitude parameters of moving platform; acceleration sensor for measuring the position parameters of the moving platform; the controller is used to obtain the attitude parameters and the position parameters, and according to the parameters, attitude the position and attitude parameters of a given value and position of the given value determined to adjust the length of each link value, and according to the length adjusting value of each driving mechanism to drive each control The connecting rod is telescoped. The present invention can adjust the position and position of the balancing device in real time, and the interference of the wave can be offset to the maximum.

【技术实现步骤摘要】
海上风电作业设备及其平衡装置
本专利技术涉及船舶作业
，更具体地讲，涉及一种海上风电作业设备及其平衡装置。
技术介绍
船舶在海洋上的活动不同于陆地，船舶会随着海浪做不规律的起伏运动致使相对位置发生变化，如何隔离扰动即补偿由波浪引起的起伏，从而保证海洋作业的平稳安全，对人类在海洋范围内的活动具有非常重要的意义。目前出现了一种波浪补偿机器人技术，其主要应用在海洋平台钻采作业、海上货物起吊、潜器回收吊放、船舶间物资转运等方面。由于该波浪补偿机器人技术补偿不及时，不能有效地补偿波浪引起的起伏，因此，对于海上风电运维作业领域，仍通过传统的波浪补偿方法来补偿波浪引起的起伏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海上风电作业设备及其平衡装置，以解决现有的波浪补偿方法不能及时有效地补偿波浪引起的起伏的问题。根据本专利技术的一方面提供一种海上风电作业设备的平衡装置，包括：多轴并联机器人，包括静平台、动平台、多个伸缩式的连杆以及多个驱动机构，其中，所述静平台固定在船体上，所述动平台用于支撑所述海上风电作业设备的本体，所述多个连杆用于连接所述静平台和所述动平台，所述多个驱动机构中的各个驱动机构分别用于驱动对应的连杆进行伸缩；倾角传感器，设置在所述动平台上，用于测量所述动平台的姿态参数；加速度传感器，设置在所述动平台上，用于测量所述动平台的位置参数；控制器，用于获取所述姿态参数和所述位置参数，并根据所述姿态参数、所述位置参数、姿态给定值以及位置给定值确定各个连杆的长度调整值，并且根据所述长度调整值控制各个驱动机构驱动各个连杆进行伸缩。可选地，所述控制器确定所述姿态给定值和所述位置给定值，其中，所述控制器获取预定次数的所述姿态参数和预定次数的所述位置参数，并将预定次数的所述姿态参数的平均值作为所述姿态给定值，以及将预定次数的所述位置参数的平均值作为所述位置给定值。可选地，所述姿态参数包括以下至少一项：艏摇参数、横摇参数和纵摇参数，所述位置参数包括以下至少一项：垂荡参数、横荡参数和纵荡参数。可选地，所述姿态给定值包括以下至少一项：艏摇给定值、横摇给定值和纵摇给定值，所述位置给定值包括以下至少一项：垂荡给定值、横荡给定值和纵荡给定值，其中，所述控制器预先确定所述艏摇给定值、所述垂荡给定值、所述横荡给定值、所述纵荡给定值、所述横摇给定值和所述纵摇给定值。可选地，所述控制器通过以下方式预先确定所述艏摇给定值、所述垂荡给定值、所述横荡给定值、所述纵荡给定值、所述横摇给定值和纵摇给定值：获取预定次数的所述艏摇参数、预定次数的所述垂荡参数、预定次数的所述横荡参数、预定次数的所述纵荡参数、预定次数的所述横摇参数和预定次数的所述纵摇参数，并将预定次数的所述艏摇参数的平均值作为所述艏摇给定值，将预定次数的所述垂荡参数的平均值作为所述垂荡给定值，将预定次数的所述横荡参数的平均值作为所述横荡给定值，将预定次数的所述纵荡参数的平均值作为所述纵荡给定值，将预定次数的所述横摇参数的平均值作为所述横摇给定值，将预定次数的所述纵摇参数的平均值作为所述纵摇给定值。可选地，所述控制器通过以下方式预先确定所述艏摇给定值、所述垂荡给定值、所述横荡给定值、所述纵荡给定值、所述横摇给定值和纵摇给定值：控制各个驱动机构驱动各个连杆伸缩到最大伸缩行程的一半，并将之后获取的艏摇参数、横摇参数、纵摇参数、垂荡参数、横荡参数和纵荡参数的初始值分别作为艏摇给定值、横摇给定值、纵摇给定值、垂荡给定值、横荡给定值和纵荡给定值。可选地，所述控制器根据所述姿态参数和所述姿态给定值通过比例积分微分算法来确定姿态调整值，并且根据所述位置参数和所述位置给定值通过比例积分微分算法来确定位置调整值，并且根据所述姿态调整值、所述位置调整值和各个连杆当前的长度通过逆解算法来确定各个连杆的所述长度调整值。可选地，所述多轴并联机器人包括六个伸缩式的连杆以及六个驱动机构，或者，所述多轴并联机器人包括三个伸缩式的连杆以及三个驱动机构。可选地，所述驱动机构为电动式驱动机构或液压传动式驱动机构。根据本专利技术的另一方面提供一种海上风电作业设备，所述海上风电作业设备包括根据如上所述的平衡装置。根据本专利技术的实施例的海上风电作业设备及其平衡装置，可根据实时检测到的位置参数和姿态参数，实时控制驱动机构驱动各个连杆进行伸缩，从而对平衡装置进行位姿调整，能最大程度地抵消波浪的干扰，保证搭载在平衡装置上面的海上风电作业设备保持平稳，极大地提高海上风电作业的安全性和效率。将在接下来的描述中部分阐述本专利技术另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本专利技术的实施而得知。附图说明通过下面结合附图进行的详细描述，本专利技术的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：图1是示出根据本专利技术的实施例的海上风电作业设备的平衡装置的结构示意图；图2是示出根据本专利技术的实施例的控制器的控制过程的流程图。具体实施方式下面参照附图详细描述本专利技术的实施例。图1是示出根据本专利技术的实施例的海上风电作业设备的平衡装置的结构示意图。所述海上风电作业设备可以是各种风电领域用于海上作业的设备。参照图1，根据本专利技术的通信终端的海上风电作业设备的平衡装置包括多轴并联机器人10、倾角传感器20、加速度传感器30以及控制器(图1中未示出)。多轴并联机器人10包括静平台101、动平台102、多个伸缩式的连杆103以及多个驱动机构104。静平台101固定在船体(图1中未示出)上，动平台102用于支撑所述海上风电作业设备的本体(图1中未示出)。多个连杆103用于连接静平台101和动平台102。多个连杆103的数量的设置要求以能够稳定地支撑动平台102并且可自由地调节动平台102的位置和姿态为准。例如，多个连杆103的数量可以是3个或6个。多个驱动机构104中的各个驱动机构104分别用于驱动对应的连杆103进行伸缩。驱动机构104与连杆103对应设置，也就是说，多个驱动机构104的数量与多个连杆103的数量相同。在多个连杆103的数量是3个或6个的情况下，多个驱动机构104的数量也为3个或6个。驱动机构104可以是电动式驱动机构或液压传动式驱动机构。倾角传感器20设置在动平台102上，用于测量动平台102的姿态参数。姿态参数可包括以下至少一项：艏摇参数、横摇参数和纵摇参数。艏摇参数表示动平台102偏航的角度，横摇参数表示动平台102左右摇摆的角度，纵摇表示前后俯仰的角度。倾角传感器20可被设置在动平台102上的任意位置。加速度传感器30设置在动平台102上，用于测量动平台102的位置参数。位置参数可包括以下至少一项：垂荡参数、横荡参数和纵荡参数。垂荡参数表示动平台102在上下方向上的位置。横荡参数表示动平台102在左右方向上的位置。纵荡参数表示动平台102在前后方向上的位置。加速度传感器30可被设置在动平台102上的任意位置。本领域技术人员清楚，加速度传感器检测加速度，将加速度进行积分得到速度，将速度积分得到位置数据。控制器用于从倾角传感器20获取姿态参数，从加速度传感器30获取位置参数，并根据姿态参数、位置参数、姿态给定值以及位置给定值确定各个连杆的长度调整值，并且根据所述长度调整值控制各个驱动机构104驱动各个连杆103进行伸缩。该姿态给定值以及位置给定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上风电作业设备的平衡装置，其特征在于，包括：多轴并联机器人，包括静平台、动平台、多个伸缩式的连杆以及多个驱动机构，其中，所述静平台固定在船体上，所述动平台用于支撑所述海上风电作业设备的本体，所述多个连杆用于连接所述静平台和所述动平台，所述多个驱动机构中的各个驱动机构分别用于驱动对应的连杆进行伸缩；倾角传感器，设置在所述动平台上，用于测量所述动平台的姿态参数；加速度传感器，设置在所述动平台上，用于测量所述动平台的位置参数；控制器，用于获取所述姿态参数和所述位置参数，并根据所述姿态参数、所述位置参数、姿态给定值以及位置给定值确定各个连杆的长度调整值，并且根据所述长度调整值控制各个驱动机构驱动各个连杆进行伸缩。

【技术特征摘要】
1.一种海上风电作业设备的平衡装置，其特征在于，包括：多轴并联机器人，包括静平台、动平台、多个伸缩式的连杆以及多个驱动机构，其中，所述静平台固定在船体上，所述动平台用于支撑所述海上风电作业设备的本体，所述多个连杆用于连接所述静平台和所述动平台，所述多个驱动机构中的各个驱动机构分别用于驱动对应的连杆进行伸缩；倾角传感器，设置在所述动平台上，用于测量所述动平台的姿态参数；加速度传感器，设置在所述动平台上，用于测量所述动平台的位置参数；控制器，用于获取所述姿态参数和所述位置参数，并根据所述姿态参数、所述位置参数、姿态给定值以及位置给定值确定各个连杆的长度调整值，并且根据所述长度调整值控制各个驱动机构驱动各个连杆进行伸缩。2.根据权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，所述控制器确定所述姿态给定值和所述位置给定值，其中，所述控制器获取预定次数的所述姿态参数和预定次数的所述位置参数，并将预定次数的所述姿态参数的平均值作为所述姿态给定值，以及将预定次数的所述位置参数的平均值作为所述位置给定值。3.根据权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，所述控制器根据所述姿态参数和所述姿态给定值通过比例积分微分算法来确定姿态调整值，并且根据所述位置参数和所述位置给定值通过比例积分微分算法来确定位置调整值，并且根据所述姿态调整值、所述位置调整值和各个连杆当前的长度通过逆解算法来确定各个连杆的所述长度调整值。4.根据权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，所述姿态参数包括以下至少一项：艏摇参数、横摇参数和纵摇参数，所述位置参数包括以下至少一项：垂荡参数、横荡参数和纵荡参数。5.根据权利要求4所述的平衡装置，其特征在于，所述姿态给定值包括以下至少一项：艏摇给定值、横摇给定值和纵摇给定值，所述位置给定值包括以下至少一项：垂荡给...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓波，申亮，张国驹，
申请(专利权)人：北京天诚同创电气有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11