一种串并联六自由度主动波浪补偿平台及其补偿方法技术

本发明专利技术提出串并联六自由度主动波浪补偿平台，包括第一补偿系统，其包括：底座，固定在船体上；第一补偿平台；第一液压缸、第二液压缸以及第三液压缸分别固定在底座上，第一液压缸、第二液压缸以及第三液压缸内缸的一端分别与第一补偿平台连接；中部电动缸，一端设置有万向连接器，与万向连接器连接有扭转电动机，扭转电动机与第一补偿平台固定;第二补偿系统以及第三补偿系统。还提供串并联六自由度主动波浪补偿平台的补偿方法。本发明专利技术提供的串并联六自由度主动波浪补偿平台，利用液压缸、电动缸和传感器解决补偿问题，结构简单合理，能够将六个自由度的补偿简化成三个补偿系统，且三个补偿系统分工合作又相互联系，简化问题，同时增强了补偿效果。

A Series-Parallel 6-DOF Active Wave Compensation Platform and Its Compensation Method

The invention proposes a series-parallel six-degree-of-freedom active wave compensation platform, including a first compensation system, which comprises a base fixed on the hull, a first compensation platform, a first hydraulic cylinder, a second hydraulic cylinder and a third hydraulic cylinder fixed on the base respectively, and one end of the first hydraulic cylinder, a second hydraulic cylinder and an inner cylinder of the third hydraulic cylinder connected with the first compensation platform respectively. The movable cylinder is provided with a universal connector at one end, and a torsion motor is connected with the universal connector. The torsion motor is fixed with the first compensation platform; the second compensation system and the third compensation system. The compensation method of 6 DOF series-parallel active wave compensation platform is also provided. The six-degree-of-freedom active wave compensation platform provided by the invention solves the compensation problem by using hydraulic cylinder, electric cylinder and sensor. The structure is simple and reasonable. The compensation of six-degree-of-freedom can be simplified into three compensation systems, and the three compensation systems are divided and cooperated with each other to simplify the problems and enhance the compensation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种串并联六自由度主动波浪补偿平台及其补偿方法
本专利技术涉及一种平台波浪补偿
，特别涉及一种串并联六自由度主动波浪补偿平台及其补偿方法。
技术介绍
船舶在海浪的作用下会产生六个自由度的运动，严重影响船舶的正常作业，在船上对稳定性要求很高的作业内容因此受到影响，使得船上的吊机等起重设备也不能把物品放置在预定位置。公开号为105621275A的中国专利“具有三自由度主动波浪补偿功能的吊机装置及补偿方法”公开了一种船舶主动波浪补偿功能的吊机装置，但该装置只能补偿三个自由度的运动；公开号为106744320A的中国专利“一种六自由度主动式波浪补偿吊装方法及吊装系统”，利用设备上的八套由伺服电机驱动的钢丝绳牵引系统和视觉检测系统，使用摄像机检测相对位姿，此系统结构复杂，使用设备较多，不易安装和调试，而且如此复杂的系统易出现误差，也会影响结果的可靠性。公开号为108150782A的中国专利“一种六自由度波浪补偿平台”，其底板和上平台间通过三个电动缸、横向铰链、纵向铰链以及其上的导杆和导套连接，结构复杂，而且当平台发生平移时，不能实现上平台的及时对中复位；三个电动缸内缸球头与下底座连接，外缸和对应电动机置于上侧，使得上侧重量过大，使得整体结构的重心过高，不利于稳定。船舶在海面上会面临非常复杂的海上环境，机构设备需要有极高的灵敏度。在海上会产生升沉、艏摇、横摇、纵摇、横荡和纵摇方向的运动，所以设备需要能够补偿这六个方向的波动，而且船上设备在满足使用功能的同时，设备需要尽可能轻便化，同时，结构设计需合理，以满足设备的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种串并联六自由度主动波浪补偿平台及其补偿方法，以解决设备如何在保证补偿六个方向波动的前提下，满足结构设计合理设备稳定的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：提出一种串并联六自由度主动波浪补偿平台，包括第一补偿系统，其包括：底座，固定在船体上；第一补偿平台；第一液压缸、第二液压缸以及第三液压缸分别固定在所述底座上，并在所述底座上呈等角度分布，所述第一液压缸、所述第二液压缸以及所述第三液压缸内缸的一端分别与所述第一补偿平台连接；中部电动缸，一端固定在所述底座的中心位置，另一端设置有万向连接器，所述万向连接器远离所述中部电动缸的一端设置有扭转电动机，所述扭转电动机与所述第一补偿平台固定；第一位移传感器，与所述第一液压缸信号连接；第二位移传感器，与所述第二液压缸信号连接；第三位移传感器，与所述第三液压缸信号连接；中部位移传感器，与所述中部电动缸信号连接；第一电动机，控制所述第一液压缸运动；第二电动机，控制所述第二液压缸运动；第三电动机，控制所述第三液压缸运动。第二补偿系统，包括：第一导轨槽、第二导轨槽，分别固定在所述第一补偿平台上；第二补偿平台；第一导轨、第二导轨，分别固定在所述第二补偿平台上，并所述第一导轨与所述第一导轨槽对应放置，所述第二导轨和所述第二导轨槽对应放置；第四位移传感器，与所述第一导轨连接；第五位移传感器，与所述第二导轨连接；第一电动缸，其外缸与所述第四位移传感器连接，其内缸与所述第一导轨槽连接；第二电动缸，其外缸与所述第五位移传感器连接，其内缸与所述第二导轨槽连接。第三补偿系统，包括：第三导轨槽、第四导轨槽，分别固定在所述第二补偿平台上；第三补偿平台；第三导轨、第四导轨，分别固定在所述第三补偿平台上，并所述第三导轨与所述第三导轨槽对应放置，所述第四导轨与所述第四导轨槽对应放置；第六位移传感器，与所述第三导轨连接；第七位移传感器，与所述第四导轨连接；第三电动缸，其外缸与所述第六位移传感器连接，其内缸与所述第三导轨槽连接；第四电动缸，其外缸与所述第七位移传感器连接，其内缸与所述第四导轨槽连接；其中，所述第一导轨槽、所述第二导轨槽和所述第三导轨槽、所述第四导轨槽以相互垂直的方向放置。进一步地，在串并联六自由度主动波浪补偿平台中，底座放置在波浪模拟器上。进一步地，在串并联六自由度主动波浪补偿平台中，所述第一液压缸、所述第二液压缸以及所述第三液压缸内缸上端为球面，与所述第一补偿平台高副连接。进一步地，串并联六自由度主动波浪补偿平台还包括控制系统，接收所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器、所述中部位移传感器、所述第四位移传感器、所述第五位移传感器、所述第六位移传感器以及所述第七位移传感器发出的位移信号。本专利技术还提供串并联六自由度主动波浪补偿平台的补偿方法，包括：第一位移传感器检测第一液压缸的位移量，根据位移量通过第一电动机控制所述第一液压缸的运动；第二位移传感器检测第二液压缸的位移量，根据位移量通过第二电动机控制所述第二液压缸的运动；第三位移传感器检测第三液压缸的位移量，根据位移量通过第三电动机控制所述第三液压缸的运动；中部位移传感器检测中部电动缸的位移量，根据位移量控制所述中部电动缸的运动，中部位移传感器检测万向连接器的旋转位移信号，并根据所述旋转位移信号通过扭转电动机控制所述第一补偿平台的运动；第四位移传感器检测第一电动缸的位移量，根据位移量控制所述第一电动缸的运动；第五位移传感器检测第二电动缸的位移量，根据位移量控制所述第二电动缸的运动；第六位移传感器检测第三电动缸的位移量，根据位移量控制所述第三电动缸的运动；第七位移传感器检测第四电动缸的位移量，根据位移量控制所述第四电动缸的运动。进一步地，在串并联六自由度主动波浪补偿平台的补偿方法中，第一位移传感器检测第一液压缸的位移量，并将位移量信号传输给控制系统，控制系统将指令发送给第一电动机，所述第一电动机根据指令控制所述第一液压缸的运动；第二位移传感器检测第二液压缸的位移量，并将位移量信号传输给控制系统，控制系统将指令发送给第二电动机，所述第二电动机根据指令控制所述第二液压缸的运动；第三位移传感器检测第三液压缸的位移量，并将位移量信号传输给控制系统，控制系统将指令发送给第三电动机，所述第三电动机根据指令控制所述第三液压缸的运动。进一步地，在串并联六自由度主动波浪补偿平台的补偿方法中，中部位移传感器检测中部电动缸的位移量，并将位移量信号传输给控制系统，控制系统将指令发送给中部电动缸，控制所述中部电动缸的运动；中部位移传感器检测万向连接器的旋转位移信号，将旋转位移信号传输给控制系统，控制系统将指令发送给扭转电动机，控制所述第一补偿平台的运动。进一步地，在串并联六自由度主动波浪补偿平台的补偿方法中，第四位移传感器检测第一电动缸的位移量，将位移量信号传输给控制系统，控制系统将指令发送给所述第一电动缸，控制所述第一电动缸的运动，第一电动缸带动第一导轨运动；第五位移传感器检测第二电动缸的位移量，将位移量信号传输给控制系统，控制系统将指令发送给所述第二电动缸，控制所述第二电动缸的运动，第二电动缸带动第二导轨运动；第六位移传感器检测第三电动缸的位移量，将位移量信号传输给控制系统，控制系统将指令发送给所述第三电动缸，控制所述第三电动缸的运动，第三电动缸带动第三导轨运动；第七位移传感器检测第四电动缸的位移量，将位移量信号传输给控制系统，控制系统将指令发送给所述第四电动缸，控制所述第四电动缸的运动，第四电动缸带动第四导轨运动。本专利技术提供的串并联六自由度主动波浪补偿平台，利用液压缸和传感器解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串并联六自由度主动波浪补偿平台，其特征在于，包括：第一补偿系统，包括：底座，固定在船体上；第一补偿平台；第一液压缸、第二液压缸以及第三液压缸分别固定在所述底座上，并在所述底座上呈等角度分布，所述第一液压缸、所述第二液压缸以及所述第三液压缸内缸的一端分别与所述第一补偿平台连接；中部电动缸，一端固定在所述底座的中心位置，另一端设置有万向连接器，所述万向连接器远离所述中部电动缸的一端设置有扭转电动机，所述扭转电动机与所述第一补偿平台固定；第一位移传感器，与所述第一液压缸信号连接；第二位移传感器，与所述第二液压缸信号连接；第三位移传感器，与所述第三液压缸信号连接；中部位移传感器，与所述中部电动缸信号连接；第一电动机，控制所述第一液压缸运动；第二电动机，控制所述第二液压缸运动；第三电动机，控制所述第三液压缸运动；第二补偿系统，包括：第一导轨槽、第二导轨槽，分别固定在所述第一补偿平台上；第二补偿平台；第一导轨、第二导轨，分别固定在所述第二补偿平台上，并所述第一导轨与所述第一导轨槽对应放置，所述第二导轨和所述第二导轨槽对应放置；第四位移传感器，与所述第一导轨连接；第五位移传感器，与所述第二导轨连接；第一电动缸，其外缸与所述第四位移传感器连接，其内缸与所述第一导轨槽连接；第二电动缸，其外缸与所述第五位移传感器连接，其内缸与所述第二导轨槽连接；第三补偿系统，包括：第三导轨槽、第四导轨槽，分别固定在所述第二补偿平台上；第三补偿平台；第三导轨、第四导轨，分别固定在所述第三补偿平台上，并所述第三导轨与所述第三导轨槽对应放置，所述第四导轨与所述第四导轨槽对应放置；第六位移传感器，与所述第三导轨连接；第七位移传感器，与所述第四导轨连接；第三电动缸，其外缸与所述第六位移传感器连接，其内缸与所述第三导轨槽连接；第四电动缸，其外缸与所述第七位移传感器连接，其内缸与所述第四导轨槽连接；其中，所述第一导轨槽、所述第二导轨槽和所述第三导轨槽、所述第四导轨槽以相互垂直的方向放置。...

【技术特征摘要】
1.一种串并联六自由度主动波浪补偿平台，其特征在于，包括：第一补偿系统，包括：底座，固定在船体上；第一补偿平台；第一液压缸、第二液压缸以及第三液压缸分别固定在所述底座上，并在所述底座上呈等角度分布，所述第一液压缸、所述第二液压缸以及所述第三液压缸内缸的一端分别与所述第一补偿平台连接；中部电动缸，一端固定在所述底座的中心位置，另一端设置有万向连接器，所述万向连接器远离所述中部电动缸的一端设置有扭转电动机，所述扭转电动机与所述第一补偿平台固定；第一位移传感器，与所述第一液压缸信号连接；第二位移传感器，与所述第二液压缸信号连接；第三位移传感器，与所述第三液压缸信号连接；中部位移传感器，与所述中部电动缸信号连接；第一电动机，控制所述第一液压缸运动；第二电动机，控制所述第二液压缸运动；第三电动机，控制所述第三液压缸运动；第二补偿系统，包括：第一导轨槽、第二导轨槽，分别固定在所述第一补偿平台上；第二补偿平台；第一导轨、第二导轨，分别固定在所述第二补偿平台上，并所述第一导轨与所述第一导轨槽对应放置，所述第二导轨和所述第二导轨槽对应放置；第四位移传感器，与所述第一导轨连接；第五位移传感器，与所述第二导轨连接；第一电动缸，其外缸与所述第四位移传感器连接，其内缸与所述第一导轨槽连接；第二电动缸，其外缸与所述第五位移传感器连接，其内缸与所述第二导轨槽连接；第三补偿系统，包括：第三导轨槽、第四导轨槽，分别固定在所述第二补偿平台上；第三补偿平台；第三导轨、第四导轨，分别固定在所述第三补偿平台上，并所述第三导轨与所述第三导轨槽对应放置，所述第四导轨与所述第四导轨槽对应放置；第六位移传感器，与所述第三导轨连接；第七位移传感器，与所述第四导轨连接；第三电动缸，其外缸与所述第六位移传感器连接，其内缸与所述第三导轨槽连接；第四电动缸，其外缸与所述第七位移传感器连接，其内缸与所述第四导轨槽连接；其中，所述第一导轨槽、所述第二导轨槽和所述第三导轨槽、所述第四导轨槽以相互垂直的方向放置。2.如权利要求1所述的串并联六自由度主动波浪补偿平台，其特征在于，所述底座放置在波浪模拟器上。3.如权利要求1所述的串并联六自由度主动波浪补偿平台，其特征在于，所述第一液压缸、所述第二液压缸以及所述第三液压缸内缸上端为球面，与所述第一补偿平台高副连接。4.如权利要求1所述的串并联六自由度主动波浪补偿平台，其特征在于，还包括控制系统，接收所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器、所述中部位移传感器、所述第四位移传感器、所述第五位移传感器、所述第六位移传感器以及所述第七位移传感器发出的位移信号。5.一种如权利要求1所述的串并联六自由度主动波浪补偿平台的补偿方法，其特征在于，包括：第一位移传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐刚，鲁鹏，胡雄，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海,31