大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置，它包括支撐平臺，在支撐平臺的前側安裝有一個行走機構，在支撐平臺的后側安裝有兩個行走機構，每一個行走機構均包括與支撐平臺固定相連的行走液壓缸，行走液壓缸的液壓桿底部連接有滾輪，在支撐平臺上安裝有一個液壓桿沿豎直方向設置的主頂升液壓缸和兩個液壓桿沿水平方向設置的副液壓缸，兩個副液壓缸的液壓桿彼此垂直設置，并且其中一個副液壓缸的液壓桿與主頂升液壓缸的缸體通過沿豎直方向設置的銷軸轉動相連，另一個副液壓缸的液壓桿與主頂升液壓缸的缸體通過沿水平方向設置的銷軸固定相連，主頂升液壓缸的液壓桿用于支撐大型液化天然氣模塊。采用本裝置滿足對接的精度和效率。
【專利說明】
大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及對接裝置，尤其涉及大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝 置。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的對接技術比如船體分段制造對接主要是通過吊車來實現(xiàn)，但是大型液化天 然氣模塊具有體積大、質量重、結構復雜的特點，如果還是用吊車來進行對接不僅效率低， 精度也不高，并且實施過程中存在安全隱患，因此傳統(tǒng)的方法已經(jīng)難以滿足現(xiàn)場需求;而且 大型液化天然氣模塊三維重載對接屬于先進生產(chǎn)模式和先進制造技術，已被各國視為生產(chǎn) 線上最重要環(huán)節(jié)而爭相研發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于克服已有的缺點，提供一種尚精度和尚效率的對接的大型 液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置。
[0004] 本實用新型的大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置，它包括支撐平臺，在 所述的支撐平臺的前側安裝有一個行走機構，在所述的支撐平臺的后側安裝有兩個行走機 構，每一個行走機構均包括與支撐平臺固定相連的行走液壓缸，所述的行走液壓缸的液壓 桿沿豎直方向設置并且底部連接有滾輪，在所述的支撐平臺上安裝有一個液壓桿沿豎直方 向設置的主頂升液壓缸和兩個液壓桿沿水平方向設置的副液壓缸，兩個副液壓缸的液壓桿 彼此垂直設置，并且其中一個副液壓缸的液壓桿與主頂升液壓缸的缸體通過沿豎直方向設 置的銷軸轉動相連，另一個副液壓缸的液壓桿與主頂升液壓缸的缸體通過沿水平方向設置 的銷軸固定相連，所述的主頂升液壓缸的液壓桿用于支撐大型液化天然氣模塊。
[0005] 采用本實用新型裝置，通過為每一個自由度選擇合適的液壓缸就能實現(xiàn)上千噸的 大型液化天然氣模塊的三維對接，并且在保證現(xiàn)場對接安全的條件下滿足對接的精度和效 率。
【附圖說明】
[0006] 圖1是本實用新型大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置的示意圖；
[0007] 圖2是本實用新型大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置的水平方向機構簡 圖；
[0008] 圖3是本實用新型大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置的液壓原理圖；
[0009] 圖4是本實用新型大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置的液壓缸布置圖。
【具體實施方式】
[0010] 下面結合【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明。
[0011] 如附圖所示本實用新型的大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置，它包括支 撐平臺3，在所述的支撐平臺3的前側安裝有一個行走機構4，在所述的支撐平臺3的后側安 裝有兩個行走機構，每一個行走機構4均包括與支撐平臺3固定相連的行走液壓缸5,所述的 行走液壓缸5的液壓桿沿豎直方向設置并且底部連接有滾輪，在所述的支撐平臺上安裝有 一個液壓桿沿豎直方向設置的主頂升液壓缸2和兩個液壓桿沿水平方向設置的副液壓缸1， 兩個副液壓缸1的液壓桿彼此垂直設置，并且其中一個副液壓缸1的液壓桿與主頂升液壓缸 2的缸體通過沿豎直方向設置的銷軸轉動相連，另一個副液壓缸1的液壓桿與主頂升液壓缸 2的缸體通過沿水平方向設置的銷軸固定相連。所述的主頂升液壓缸2的液壓桿用于支撐大 型液化天然氣模塊。
[0012]下面再結合每一幅圖對本發(fā)明加以詳細說明：
[0013 ]如圖1整個裝置的上部調整模塊由垂直方向的主頂升液壓缸和水平方向的兩個副 液壓缸組成。同時為了滿足自由度要求，在圖2中對裝置水平方向的機構簡圖進行了說明， 具體為將某一個方向的副液壓缸與主頂升液壓缸之間采用剛性連接，使該副液壓缸只能在 水平面內(nèi)平動；而將另一方向的副液壓缸與主頂升液壓缸之間采用軸承連接，使該副液壓 缸可在平面內(nèi)繞主頂升液壓缸轉動。從而通過兩個副液壓缸使主頂升液壓缸能在水平面內(nèi) 實現(xiàn)兩個自由度的平動，同時再加上主頂升液壓缸垂直方向的運動，最終使該裝置實現(xiàn)三 個自由度的運動。所以可以通過控制主頂升液壓缸和兩個副液壓缸的三個液壓缸的伸縮量 來確定每一個調整裝置的在待調整方向的位移。
[0014] 如圖3所示，優(yōu)選的三個行走液壓缸5、兩個副液壓缸1和主頂升液壓缸2的液壓控 制結構為:一根主管路依次連接油箱1-1、過濾網(wǎng)1-2、液壓栗1-3和單向閥1-5,位于所述的 單向閥1-5后端的主管路分為第一、第二支路，在液壓栗1-3、單向閥1-5之間的主管路上通 過側管連接有溢流閥1-4,所述的第一支路順次連接三位四通電磁閥1-6的進油腔和左腔工 作腔后分為第三、第四支路，所述的第三支路通過第一分流集流閥1-7分別與第一、第二行 走液壓缸5的無桿腔相連，所述的第一、第二行走液壓缸5的有桿腔分別通過管線與三位四 通電磁閥1-6的右腔工作腔和第二分流集流閥的第一個進油口相連，所述的第四支路與第 三行走液壓缸5的無桿腔相連，所述的第三行走液壓缸5的有桿腔通過管路與第二分流集流 閥的第二個進油口相連，三位四通電磁閥1-6的右腔工作腔通過管路與第二分流集流閥的 出油口相連;所述的第二支路通過結構相同的三組油路分別與兩個副液壓缸1和主頂升液 壓缸2相連，所述的三組油路均包括進油腔與第二支路相連的電液伺服閥1-13,所述的電液 伺服閥1-13的左腔工作腔通過第五支路依次連接第一液控單向閥和主頂升液壓缸2的無桿 腔，所述的電液伺服閥1-13的右腔工作腔通過第六支路依次連接第二液控單向閥和主頂升 液壓缸2的有桿腔，所述的第一液控單向閥的控制油路與第六支路相連通，所述的第二液控 單向閥的控制油路與第五支路相連通。
[0015] 系統(tǒng)工作過程中，液壓栗1-3提供壓力油液，首先需調整裝置位置，將行走機構的 三個活塞桿伸長，因此起始三個電液伺服閥1-13處于中位，三位四通電磁閥1-6受控制得 電，給三個行走液壓缸的無桿腔供油，并利用兩個分流集流閥1-7來實現(xiàn)三個液壓缸運動過 程中速度的同步，從而粗略地保證位移的同步性。待將裝置放置好后，需將三個活塞桿收 回，因此三位四通電磁閥反向得電，給三個行走液壓缸的有桿腔供油，同樣利用兩個分流集 流閥1-7來實現(xiàn)位移的同步性。
[0016] 本裝置在使用過程中需同時采用多個，具體工作過程為:根據(jù)對接模塊質量的大 小來選擇在一次調整過程中需要使用本裝置的數(shù)量，假設在一次調整過程中總共選用10個 該裝置，將裝置分為兩列，每一列分別放置5個該裝置，然后將對接的模塊分段放在10個裝 置的主頂升液壓缸上，通過控制每一個液壓缸的位移從而實現(xiàn)對接模塊的上下、左右、前后 的位移以及相應的俯仰運動。
[0017] 如圖4所示，由于在對接調整過程中涉及到六個自由度的調整，因此需要將對多個 裝置組合起來完成對接，這就需要在特定地調整過程中知道每一液壓缸的調整量。因此規(guī) 定將〇〇處的調整裝置作為參照，則其他調整裝置的位置可以由坐標變換得到，并可以得到 各個調整裝置的調整偏差。
[0018] 因此，對Pcil進行坐標變換，其中Pcil為第i個裝置主頂升液壓缸的中心坐標，經(jīng)坐標 變換得到在〇〇處第i個裝置主頂升液壓缸的調整前的坐標值P wlS:
[0019] 由剛休吝汝奪換可得齊次變換矩陣為：
[0020]
[0021]式中Ra為繞X、Y、Y軸旋轉α的3乂3旋轉變換矩陣，其中乂、￥、2軸坐標系滿足笛卡爾 坐標系，且方向沿著第一個協(xié)調裝置初始狀態(tài)時各液壓缸的方向。
[0022]其中繞Χ、Υ、Ζ的旋轉矩陣分別為：
[0028] 式中P'wl為對接調整之后第i個裝置的主頂升液壓中心的坐標值，t3T1為第1個裝置 的主頂升液壓缸中心坐標相對于參考中心的坐標變換， 1T1為第i個裝置的主頂升液壓中心 相對于第1個裝置的主頂升液壓缸中心坐標的坐標變換。
[0029] 當整個協(xié)調控制為平移變換時，1Ti為：
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 其中，Ra為繞軸旋轉α的3 X 3旋轉變換矩陣。
[0034] 所以可以得到每個裝置的調整量為：
[0035] Δ Pwi = P7wi-Pwi = ( 0T11Ti-E) Pwi 〇
【主權項】
1. 大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置，其特征在于:它包括支撐平臺，在所述 的支撐平臺的前側安裝有一個行走機構，在所述的支撐平臺的后側安裝有兩個行走機構， 每一個行走機構均包括與支撐平臺固定相連的行走液壓缸，所述的行走液壓缸的液壓桿沿 豎直方向設置并且底部連接有滾輪，在所述的支撐平臺上安裝有一個液壓桿沿豎直方向設 置的主頂升液壓缸和兩個液壓桿沿水平方向設置的副液壓缸，兩個副液壓缸的液壓桿彼此 垂直設置，并且其中一個副液壓缸的液壓桿與主頂升液壓缸的缸體通過沿豎直方向設置的 銷軸轉動相連，另一個副液壓缸的液壓桿與主頂升液壓缸的缸體通過沿水平方向設置的銷 軸固定相連，所述的主頂升液壓缸的液壓桿用于支撐大型液化天然氣模塊。2. 根據(jù)權利要求1所述的大型液化天然氣模塊三維重載協(xié)調控制裝置，其特征在于:三 個行走液壓缸、兩個副液壓缸和主頂升液壓缸的液壓控制結構為:一根主管路依次連接油 箱、過濾網(wǎng)、液壓栗和單向閥，位于所述的單向閥后端的主管路分為第一、第二支路，在液壓 栗、單向閥之間的主管路上通過側管連接有溢流閥，所述的第一支路順次連接三位四通電 磁閥的進油腔和左腔工作腔后分為第三、第四支路，所述的第三支路通過第一分流集流閥 分別與第一、第二行走液壓缸的無桿腔相連，所述的第一、第二行走液壓缸的有桿腔分別通 過管線與三位四通電磁閥的右腔工作腔和第二分流集流閥的第一個進油口相連，所述的第 四支路與第三行走液壓缸的無桿腔相連，所述的第三行走液壓缸的有桿腔通過管路與第二 分流集流閥的第二個進油口相連，三位四通電磁閥的右腔工作腔通過管路與第二分流集流 閥的出油口相連;所述的第二支路通過結構相同的三組油路分別與兩個副液壓缸和主頂升 液壓缸相連，所述的三組油路均包括進油腔與第二支路相連的電液伺服閥，所述的電液伺 服閥的左腔工作腔通過第五支路依次連接第一液控單向閥和主頂升液壓缸的無桿腔，所述 的電液伺服閥的右腔工作腔通過第六支路依次連接第二液控單向閥和主頂升液壓缸的有 桿腔，所述的第一液控單向閥的控制油路與第六支路相連通，所述的第二液控單向閥的控 制油路與第五支路相連通。
【文檔編號】B23P19/04GK205437730SQ201521010659
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月8日
【發(fā)明人】卿文, 師莎莎, 葉洪偉
【申請人】天津博邁科海洋工程有限公司