一种波浪补偿测量装置、测量方法及使用其的海洋平台制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种波浪补偿测量装置、测量方法及使用其的海洋平台，包括补偿驱动单元和平台位移测量单元，所述补偿驱动单元包括横摇补偿驱动器、纵摇补偿驱动器、升沉补偿驱动器和驱动连杆；在所述上测量板和下测量板之间连接六个线位移传感器。设置平台位移测量单元以模拟六自由度平台，其中六个线位移传感器对应六自由度平台的六个所述伺服缸；设置所述补偿驱动单元，以对平台位移测量单元进行波浪补偿，从而测量出六自由度平台的六个所述伺服缸的波浪补偿量，将复杂的并联机器程序算法转化为机械发讯机构，降低波浪补偿测量难度。

Wave compensation measuring device, measuring method and offshore platform using the same

The invention discloses a wave compensation measuring device, the measuring method and the use of offshore platform, including compensation drive unit and the platform displacement measuring unit, the driving unit comprises a compensation roll compensation drive, pitch compensation drive, heave compensation drive and drive linkage; measuring six linear displacement sensor is connected between the board and the measurement on the board. Set the platform displacement measurement unit to simulate the six DOF platform, including six linear displacement sensor corresponding to the six DOF platform six of the servo cylinder; the compensation drive unit for wave compensation on the platform displacement measurement unit to measure six of the servo cylinder wave compensation amount of six degrees of freedom the platform, the parallel machine program complex algorithm into mechanical signaling mechanism, reduce the difficulty of measuring wave compensation.

【技术实现步骤摘要】
一种波浪补偿测量装置、测量方法及使用其的海洋平台
本专利技术涉及海上运输作业设备领域，尤其涉及一种波浪补偿测量装置、测量方法及使用其的海洋平台。
技术介绍
由于风浪的影响，海上作业的船舶会产生无规律的摇摆，这严重影响了工作人员在海上作业时的安全性。因此，常常通过设置六自由度平台，通过调节六个伺服缸的伸缩和摇摆来实时补偿上平台的横摇、纵摇和升沉，从而使上平台保持平稳。但现有的针对六自由度平台的波浪补偿测量机构均需要复杂的算法去直接计算各个伺服缸的补偿所需行程，测量难度大，测量成本高，补偿精度不高，需要不断优化算法以提高补偿精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种将复杂的算法计算转化为机械发讯，测量更为直观准确，降低测量成本和难度，补偿精度高的波浪补偿测量装置。本专利技术的目的在于提出一种将复杂的算法计算转化为机械发讯，测量更为直观准确，降低测量成本和难度，补偿精度高的波浪补偿测量方法。本专利技术的目的在于提出一种将复杂的算法计算转化为机械发讯，测量更为直观准确，降低测量成本和难度，补偿精度高的海洋平台。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种波浪补偿测量装置，包括补偿驱动单元和平台位移测量单元，所述补偿驱动单元包括横摇补偿驱动器、纵摇补偿驱动器、升沉补偿驱动器和驱动连杆；所述横摇补偿驱动器的输出轴和纵摇补偿驱动器的输出轴均与驱动连杆的顶端连接，并且所述横摇补偿驱动器和纵摇补偿驱动器相互垂直，所述横摇补偿驱动器带动所述驱动连杆沿X轴移动，所述纵摇补偿驱动器带动所述驱动连杆沿Y轴移动；所述平台位移测量单元包括上测量板和下测量板，所述上测量板活动套于驱动连杆；所述驱动连杆的底端设有升沉驱动安装板，设置两个所述升沉补偿驱动器安装于所述升沉驱动安装板的两端，并且所述升沉补偿驱动器的输出轴和上测量板的下端面连接，所述升沉补偿驱动器带动上测量板沿Z轴移动；所述下测量板设置于上测量板的下方并和上测量板相互平行，在所述上测量板和下测量板之间连接六个线位移传感器，每个所述线位移传感器的上端各通过一个上万向节和上测量板连接，每个所述线位移传感器的下端各通过一个下万向节和下测量板连接；所述上测量板设有三个不在同一直线的上铰接支点，相邻两个所述线位移传感器铰接在同一个上铰接支点；所述下测量板设有三个不在同一直线的下铰接支点，相邻两个所述线位移传感器铰接在同一个下铰接支点。优选地，还包括姿态传感器、连接角架和运动控制器，所述姿态传感器和运动控制器安装于下测量板上；所述连接角架为直角架，所述连接角架的两个分片设有连接通孔，所述连接角架通过所述连接通孔套于所述横摇补偿驱动器和纵摇补偿驱动器上，所述驱动连杆的顶端和所述连接角架连接；所述横摇补偿驱动器、纵摇补偿驱动器、升沉补偿驱动器、线位移传感器和姿态传感器均与所述运动控制器电连接。优选地，所述横摇补偿驱动器包括横摇驱动电机、横摇联轴器、横摇丝杆本体和横摇丝杆螺母，所述横摇驱动电机通过横摇联轴器和横摇丝杆螺母连接；所述横摇丝杆本体套接于横摇丝杆螺母，并且所述横摇丝杆本体穿过所述连接角架和驱动连杆的顶端连接；所述横摇驱动电机通过横摇联轴器驱动横摇丝杆本体往复移动。优选地，所述纵摇补偿驱动器包括纵摇驱动电机、纵摇联轴器、纵摇丝杆本体和纵摇丝杆螺母，所述纵摇驱动电机通过纵摇联轴器和纵摇丝杆螺母连接；所述纵摇丝杆本体套接于纵摇丝杆螺母，并且所述纵摇丝杆本体穿过所述连接角架和驱动连杆的顶端连接；所述纵摇驱动电机通过纵摇联轴器驱动纵摇丝杆本体往复移动。优选地，所述升沉补偿驱动器包括升沉丝杆、升沉涡轮、升沉蜗杆和升沉驱动电机，所述升沉丝杆的顶端和上测量板的下端面连接；所述升沉驱动电机安装于升沉驱动安装板上，所述升沉蜗杆和升沉驱动电机的输出轴连接；所述升沉涡轮套设于升沉丝杆上，且所述升沉涡轮的外齿和升沉蜗杆的外齿啮合；所述升沉驱动电机通过升沉涡轮带动升沉丝杆上下移动；还设有升沉连接板，两个所述升沉补偿驱动器的升沉丝杆安装于升沉连接板的两端。优选地，使用所述波浪补偿测量装置的海洋平台，包括船体、六自由度平台和所述波浪补偿测量装置，所述波浪补偿测量装置的下测量板安装于船体的甲板上，所述横摇补偿驱动器和纵摇补偿驱动器分别固定船体的壁面上；所述六自由度平台包括上平台和下平台，所述下平台安装于船体的甲板上，所述上平台设置于下平台的上方并和下平台平行；在所述上平台和下平台之间连接六个伺服缸，每个所述六个伺服缸的上端各通过一个上连接虎克铰链和上平台连接，每个所述六个伺服缸的下端各通过一个下连接虎克铰链和下平台连接；六个所述伺服缸的位置关系和波浪补偿测量装置的六个线位移传感器完全一致；六个所述伺服缸均与所述运动控制器电连接。优选地，所述波浪补偿测量装置的测量方法，包括以下步骤：步骤A，姿态传感器检测所述下测量板的横摇变化量、纵摇变化量和升沉变化量并发送给运动控制器；步骤B，运动控制器根据所述下测量板的横摇变化量控制所述横摇补偿驱动器运动以对上测量板进行横摇实时补偿，然后根据所述下测量板的纵摇变化量控制所述纵摇补偿驱动器运动以对上测量板进行纵摇实时补偿，接着根据所述下测量板的升沉变化量控制所述升沉补偿驱动器运动以对上测量板进行升沉实时补偿；步骤C，六个线位移传感器分别检测出自身在所述步骤A和所述步骤B间的位移差并发送给运动控制器；步骤D，运动控制器将六个线位移传感器检测出的位移差同比例放大，从而获得所述六自由度平台中六个伺服缸的补偿所需行程，每个所述伺服缸的补偿所需行程由与其位置相同的线位移传感器的位移差同比例放大所获得；步骤E，所述运动控制器根据六个伺服缸的补偿所需行程驱动六个伺服缸伸缩，从而对上平台进行实时补偿。所述波浪补偿测量装置设置平台位移测量单元以模拟六自由度平台，其中六个线位移传感器对应六自由度平台的六个所述伺服缸；设置所述补偿驱动单元，以对平台位移测量单元进行波浪补偿，从而测量出六自由度平台的六个所述伺服缸的波浪补偿量，将复杂的并联机器程序算法转化为机械发讯机构，降低波浪补偿测量难度。所述波浪补偿测量装置先通过横摇补偿驱动器、纵摇补偿驱动器和升沉补偿驱动器对平台位移测量单元的上测量板进行横摇、纵摇和升沉的实时补偿，然后通过平台位移测量单元的六个线位移传感器检测自身在上测量板补偿前后的位移差，再将六个所述位移差同比例放大输出，即为六自由度平台中各个伺服缸的补偿所需行程，测量更为直观准确，降低测量成本和难度，补偿精度高。附图说明附图对本专利技术做进一步说明，但附图中的内容不构成对本专利技术的任何限制。图1是本专利技术其中一个实施例的波浪补偿测量装置结构示意图；图2是本专利技术其中一个实施例的纵向剖面结构图；图3是本专利技术其中一个实施例的横向剖面结构图；图4是本专利技术其中一个实施例的升沉补偿驱动器剖面结构图；图5是本专利技术其中一个实施例的六自由度平台结构图。其中：横摇补偿驱动器11；纵摇补偿驱动器12；升沉补偿驱动器13；驱动连杆14；连接角架15；上测量板21；下测量板22；驱动连杆14；升沉驱动安装板16；线位移传感器23；上万向节24；下万向节25；姿态传感器26；运动控制器3；横摇驱动电机111；横摇联轴器112；横摇丝杆本体113；横摇丝杆螺母114；纵摇驱动电机121；纵摇联轴器122；纵摇丝杆本体123；纵摇丝杆螺母本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波浪补偿测量装置，其特征在于：包括补偿驱动单元和平台位移测量单元，所述补偿驱动单元包括横摇补偿驱动器、纵摇补偿驱动器、升沉补偿驱动器和驱动连杆；所述横摇补偿驱动器的输出轴和纵摇补偿驱动器的输出轴均与驱动连杆的顶端连接，并且所述横摇补偿驱动器和纵摇补偿驱动器相互垂直，所述横摇补偿驱动器带动所述驱动连杆沿X轴移动，所述纵摇补偿驱动器带动所述驱动连杆沿Y轴移动；所述平台位移测量单元包括上测量板和下测量板，所述上测量板活动套于驱动连杆；所述驱动连杆的底端设有升沉驱动安装板，设置两个所述升沉补偿驱动器安装于所述升沉驱动安装板的两端，并且所述升沉补偿驱动器的输出轴和上测量板的下端面连接，所述升沉补偿驱动器带动上测量板沿Z轴移动；所述下测量板设置于上测量板的下方并和上测量板相互平行，在所述上测量板和下测量板之间连接六个线位移传感器，每个所述线位移传感器的上端各通过一个上万向节和上测量板连接，每个所述线位移传感器的下端各通过一个下万向节和下测量板连接；所述上测量板设有三个不在同一直线的上铰接支点，相邻两个所述线位移传感器铰接在同一个上铰接支点；所述下测量板设有三个不在同一直线的下铰接支点，相邻两个所述线位移传感器铰接在同一个下铰接支点。...

【技术特征摘要】
1.一种波浪补偿测量装置，其特征在于：包括补偿驱动单元和平台位移测量单元，所述补偿驱动单元包括横摇补偿驱动器、纵摇补偿驱动器、升沉补偿驱动器和驱动连杆；所述横摇补偿驱动器的输出轴和纵摇补偿驱动器的输出轴均与驱动连杆的顶端连接，并且所述横摇补偿驱动器和纵摇补偿驱动器相互垂直，所述横摇补偿驱动器带动所述驱动连杆沿X轴移动，所述纵摇补偿驱动器带动所述驱动连杆沿Y轴移动；所述平台位移测量单元包括上测量板和下测量板，所述上测量板活动套于驱动连杆；所述驱动连杆的底端设有升沉驱动安装板，设置两个所述升沉补偿驱动器安装于所述升沉驱动安装板的两端，并且所述升沉补偿驱动器的输出轴和上测量板的下端面连接，所述升沉补偿驱动器带动上测量板沿Z轴移动；所述下测量板设置于上测量板的下方并和上测量板相互平行，在所述上测量板和下测量板之间连接六个线位移传感器，每个所述线位移传感器的上端各通过一个上万向节和上测量板连接，每个所述线位移传感器的下端各通过一个下万向节和下测量板连接；所述上测量板设有三个不在同一直线的上铰接支点，相邻两个所述线位移传感器铰接在同一个上铰接支点；所述下测量板设有三个不在同一直线的下铰接支点，相邻两个所述线位移传感器铰接在同一个下铰接支点。2.根据权利要求1所述的波浪补偿测量装置，其特征在于：还包括姿态传感器、连接角架和运动控制器，所述姿态传感器和运动控制器安装于下测量板上；所述连接角架为直角架，所述连接角架的两个分片设有连接通孔，所述连接角架通过所述连接通孔套于所述横摇补偿驱动器和纵摇补偿驱动器上，所述驱动连杆的顶端和所述连接角架连接；所述横摇补偿驱动器、纵摇补偿驱动器、升沉补偿驱动器、线位移传感器和姿态传感器均与所述运动控制器电连接。3.根据权利要求1所述的波浪补偿测量装置，其特征在于：所述横摇补偿驱动器包括横摇驱动电机、横摇联轴器、横摇丝杆本体和横摇丝杆螺母，所述横摇驱动电机通过横摇联轴器和横摇丝杆螺母连接；所述横摇丝杆本体套接于横摇丝杆螺母，并且所述横摇丝杆本体穿过所述连接角架和驱动连杆的顶端连接；所述横摇驱动电机通过横摇联轴器驱动横摇丝杆本体往复移动。4.根据权利要求1所述的波浪补偿测量装置，其特征在于：所述纵摇补偿驱动器包括纵摇驱动电机、纵摇联轴器、纵摇丝杆本体和纵摇丝杆螺母，所述纵摇驱动电机通过纵摇联轴器和纵摇丝杆螺母连接；所述纵摇丝杆本体套接于纵摇丝杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴平平，李光远，陆军，张静波，马振军，
申请(专利权)人：广东精铟海洋工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44