海洋渔获物船载加工设备海浪补偿系统技术方案

本发明专利技术涉及一种海洋渔获物船载加工设备海浪补偿系统。本发明专利技术主要由数字油缸、下绞支、上绞支、工作平台、绝对值倾角传感器、基座、六轴姿态传感器组成。其中工作平台和基座之间通过下绞支，上绞支用三根数字油缸连接在一起；检测补偿系统位置变化用的绝对值倾角传感器、六轴姿态传感器安装在基座上；数字油缸通过液压供油系统提供液压油，平台控制系统控制整个补偿系统的运行。数字油缸主要由活塞杆、油缸缸筒、滚珠丝杆、丝杆阀芯联轴器、阀套、阀芯、阀套定位块、阀芯电机联轴器和驱动电机组成。本发明专利技术可实现沿垂直轴的移动和分别绕两根正交的水平轴转动，满足对水产品加工船上水产加工设备的横摇、纵摇和升沉运动三个自由度的补偿。

【技术实现步骤摘要】
海洋渔获物船载加工设备海浪补偿系统
本专利技术属于水产品加工设备领域，具体涉及一种船载水产品加工设备风浪补偿系统用的数字油缸。
技术介绍
为了给国内外市场和消费者提供更多优质水产品的良好愿望，很多水产加工企业开始建造海上水产品加工母船，作为移动的海上水产品加工车间，加工船拥有强大的续航能力、先进的加工生产线、容量巨大的移动冷库、一流的海水谈化设备和高效的除湿设备，提高了宝贵水产品资源的利用率，提升了产品的质量安全，保障了渔民的安全生产，实现了渔民的增效增收。漂浮在海上的船舶会随着波浪一起做升沉、横荡、纵荡、艏摇、横摇和纵摇六个自由度运动，这些运动会对船舶上安装在工作平面上的设备产生影响，由于船舶的横摇、纵摇和升沉运动都会使的工作设备各个零部件沿着重力方向有位移，这三个运动对工作设备的影响最大。因此设计一个机械装置补偿这三者的叠加运动就很有意义。传统的主动式三自由度风浪补偿平台通常采用电动推杆、伺服油缸等作为动作执行器，根据船舶摇摆姿态，实时进行补偿，以减小设备摇摆。如专利CN105253264A，曾提出一种深水半潜式钻井平台的海浪补偿装置及其控制方法。但是，无论电动推杆还是伺服油缸构成的补偿平台都存在一定弊端。如电动推杆由于驱动电机需要单独安装，占用设备底部空间大，且由于功率限制，补偿速度有限，且结构复杂；伺服油缸虽然可以节省布置空间，但是价格昂贵，对油液污染度要求高，并不适用于船载设备环境。本专利技术提出一种基于数字油缸的三自由度风浪补偿平台，数字油缸功率密度比高，结构简单，成本低，且对油液污染度不敏感，可以很好的解决以上问题。
技术实现思路
本专利技术是一种采用数字液压缸为位移补偿的三自由度的并联平台，可实现沿垂直轴的移动和分别绕两根正交的水平轴转动，满足对水产品加工船上水产加工设备的横摇、纵摇和升沉运动三个自由度的补偿，降低安装在平台上的水产加工设备由于波浪影响而产生的晃动，使各类的水产加工工设备可以平稳的运行。本专利技术的技术方案为：本专利技术主要由数字油缸、下绞支、上绞支、工作平台、液压供油系统、绝对值倾角传感器、平台控制系统、基座、六轴姿态传感器组成。其中工作平台和基座之间通过下绞支，上绞支用三根数字油缸连接在一起；检测补偿系统位置变化用的绝对值倾角传感器、六轴姿态传感器安装在基座上；数字油缸通过液压供油系统提供液压油，平台控制系统控制整个补偿系统的运行。所述的数字油缸主要由活塞杆、油缸缸筒、滚珠丝杆、丝杆阀芯联轴器、阀套、阀芯、阀套定位块、阀芯电机联轴器和驱动电机组成。所述的数字油缸中的滚珠丝杆的螺母部分安装在中空的活塞杆处，阀套通过阀套定位块安装在油缸缸筒的尾端，其中阀芯和滚珠丝杆通过丝杆阀芯联轴器连接，驱动电机安装在联轴器罩上，驱动电机与阀芯通过阀芯电机联轴器连接。所述的数字油缸由三通阀控制差动油缸动作；数字油缸的有杆腔和无杆腔常通高压液压油，在数字油缸的无杆腔端部有内置的三通阀，通过三通阀的阀口开闭动作控制数字油缸的伸出或缩回动作。所述的阀芯电机联轴器为铍青铜片作为弹簧片的联轴器，阀芯电机联轴器用于传递驱动电机的扭矩，带动阀芯旋转，进而带动滚珠丝杆转动；还用于有效地补偿阀芯运动时的轴向位移，使驱动电机转动时，阀口可以灵敏的打开；在驱动电机停止转动时，阀口通过铍青铜弹簧片的弹性瞬间关闭。所述的阀套设计有使阀芯受力平衡的油路，阀芯受向右的液压力受力面积S1和向左的液压力受力面积S2相等，阀芯受到的向左的液压力和向右的液压力完全相等，阀芯始终受力平衡。进一步说，所述的阀芯电机联轴器由驱动电机侧安装端、铍青铜弹簧片和阀芯侧安装端，驱动电机侧安装端周向设置弹簧片安装耳，阀芯侧安装端周向对应设置弹簧片安装耳，驱动电机侧安装端的弹簧片安装耳与对应的阀芯侧安装端的弹簧片安装耳之间通过环形铍青铜弹簧片连接。进一步说，所述的阀芯上设置有凸起台阶，凸起台阶的左侧通过阀套上的平衡油路通回油口，凸起台阶的右侧通过阀芯上小通油孔与压力腔相连。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种基于数字油缸的海浪补偿系统，其能有效的补偿波浪产生的设备横摇、纵摇和升沉运动，解决现有加工母船上由于加工设备横摇、纵摇和升沉产生的水产品在加工时掉落、设备内单侧堆积、加工过程中水产品相互挤压等问题，满足海上水产品加工母船大规模连续生产的需求。本专利技术采用数字油缸取代传统电动推杆或伺服油缸，可以大幅度简化系统结构、降低制造成本，也有助于提高液压执行器的抗油液污染能力。本专利技术中的数字油缸采用压力平衡油路设计，避免了阀芯不平衡力所引起的传动失效、寿命降低等问题，显著延长了数字油缸的使用寿命；该数字油缸采用铍青铜片作为弹簧片的联轴器，从根本上削减了联轴器不同部分间相对滑动的摩擦力，可以有效提高阀芯的传动精度，进而提高数字油缸的传动精度。附图说明图1为三自由度的并联平台装置示意图；图2a为数字液压缸示意图；图2b为数字液压缸纵向截面示意图；图2c为数字液压缸横向向截面示意图；图2d为图2b的F-F向视图；图3为数字液压缸内置控制阀示意图；图4为阀芯电机联轴器示意图；图5为海浪补偿系统控制原理图。图1中1-数字油缸，2-下绞支,3-上绞支，4-数字液压缸耳环轴，5-数字液压缸前耳环，6-工作平台，7-液压油管，8-液压供油系统，9-绝对值倾角传感器，10-平台控制系统，11-基座，12-6轴姿态传感器。图2a、图2b、图2c和图2中201-活塞杆，202-前缸盖防尘盖板,203-导向铜套，204-前缸盖，205-前缸盖连接法兰，206-缸筒，207-滚珠丝杆，208-丝杆阀芯联轴器，209-阀套，210-阀芯，211-后缸盖固定法兰，212-阀套定位块，213-联轴器罩，214-阀芯电机联轴器，215-驱动电机，216-电机护罩，217-防尘圈，218-紧固螺钉，219-斯特封，220-O型圈，221-UN封，222-O型圈，223-导向带，224-格莱圈，225-O型圈，226-O型圈，227-O型圈，228-紧固螺钉。图3中301-阀套回油口油槽，302-阀套压力口油槽,303-阀套上压力平衡用油路，304-阀芯中空油路，305-阀芯内部大通油孔，306-阀芯上小通油孔，S1-阀芯受向右的液压力受力面积，S2-向左的液压力受力面积，S1等于S2。图4中为阀芯电机联轴器214的组装示意图，401-驱动电机侧安装端，402-铍青铜弹簧片，403-阀芯侧安装端。具体实施方式本专利技术主要是由数字液压缸根据控制系统计算的坐标点变化，三根数字油缸做相应的伸长或缩短的行程变化，对安装在加工母船上的水产加工设备的横摇、纵摇和升沉运动三个自由度进行补偿。以下给出本专利技术的实施例：如图1所示，本实施例所设计的海洋渔获物船载加工设备海浪补偿系统主要数字油缸1，下绞支2,上绞支3，数字液压缸耳环轴4，数字液压缸前耳环5，工作平台6，液压油管7，液压供油系统8，绝对值倾角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.海洋渔获物船载加工设备海浪补偿系统，主要由数字油缸、下绞支、上绞支、工作平台、液压供油系统、绝对值倾角传感器、平台控制系统、基座、六轴姿态传感器组成；/n其中工作平台和基座之间通过下绞支，上绞支用三根数字油缸连接在一起；检测补偿系统位置变化用的绝对值倾角传感器、六轴姿态传感器安装在基座上；数字油缸通过液压供油系统提供液压油，平台控制系统控制整个补偿系统的运行，其特征在于：/n所述的数字油缸主要由活塞杆、油缸缸筒、滚珠丝杆、丝杆阀芯联轴器、阀套、阀芯、阀套定位块、阀芯电机联轴器和驱动电机组成；/n所述的数字油缸中的滚珠丝杆的螺母部分安装在中空的活塞杆处，阀套通过阀套定位块安装在油缸缸筒的尾端，其中阀芯和滚珠丝杆通过丝杆阀芯联轴器连接，驱动电机安装在联轴器罩上，驱动电机与阀芯通过阀芯电机联轴器连接；/n所述的数字油缸由三通阀控制差动油缸动作；数字油缸的有杆腔和无杆腔常通高压液压油，在数字油缸的无杆腔端部有内置的三通阀，通过三通阀的阀口开闭动作控制数字油缸的伸出或缩回动作；/n所述的阀芯电机联轴器为铍青铜片作为弹簧片的联轴器，阀芯电机联轴器用于传递驱动电机的扭矩，带动阀芯旋转，进而带动滚珠丝杆转动；还用于有效地补偿阀芯运动时的轴向位移，使驱动电机转动时，阀口可以灵敏的打开；在驱动电机停止转动时，阀口通过铍青铜弹簧片的弹性瞬间关闭；/n所述的阀套设计有使阀芯受力平衡的油路，阀芯受向右的液压力受力面积S1和向左的液压力受力面积S2相等，阀芯受到的向左的液压力和向右的液压力完全相等，阀芯始终受力平衡。/n...

【技术特征摘要】
1.海洋渔获物船载加工设备海浪补偿系统，主要由数字油缸、下绞支、上绞支、工作平台、液压供油系统、绝对值倾角传感器、平台控制系统、基座、六轴姿态传感器组成；
其中工作平台和基座之间通过下绞支，上绞支用三根数字油缸连接在一起；检测补偿系统位置变化用的绝对值倾角传感器、六轴姿态传感器安装在基座上；数字油缸通过液压供油系统提供液压油，平台控制系统控制整个补偿系统的运行，其特征在于：
所述的数字油缸主要由活塞杆、油缸缸筒、滚珠丝杆、丝杆阀芯联轴器、阀套、阀芯、阀套定位块、阀芯电机联轴器和驱动电机组成；
所述的数字油缸中的滚珠丝杆的螺母部分安装在中空的活塞杆处，阀套通过阀套定位块安装在油缸缸筒的尾端，其中阀芯和滚珠丝杆通过丝杆阀芯联轴器连接，驱动电机安装在联轴器罩上，驱动电机与阀芯通过阀芯电机联轴器连接；
所述的数字油缸由三通阀控制差动油缸动作；数字油缸的有杆腔和无杆腔常通高压液压油，在数字油缸的无杆腔端部有内置的三通阀，通过三通阀的阀口开闭动作控制数字油缸的伸出或缩回动作；
所述的阀芯电机联轴器为铍青铜片作为弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘硕，蔡勇，丁凡，林王林，姜凯友，张宇，马佳杰，孙智勇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33