一種具有波浪補(bǔ)償功能的登靠裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種海上運(yùn)輸和海上船舶作業(yè)領(lǐng)域中具有波浪補(bǔ)償功能的登靠裝置及方法，登靠前，舷梯垂直于甲板且固定連接舷梯支架，運(yùn)動(dòng)控制器先控制主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉實(shí)時(shí)補(bǔ)償，再控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩釋放舷梯，舷梯繞萬(wàn)向節(jié)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)舷梯角度傳感器檢測(cè)到舷梯相對(duì)上平臺(tái)釋放旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角度度時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；登靠結(jié)束后，運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)舷梯角度傳感器檢測(cè)到舷梯相對(duì)上平臺(tái)旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角度度時(shí)，舷梯垂直于甲板，舷梯固定在舷梯支架上；波浪補(bǔ)償平臺(tái)在惡劣的海況中實(shí)時(shí)補(bǔ)償船舶的橫搖、縱搖和升沉，自動(dòng)收放舷梯在補(bǔ)償了上平臺(tái)到一定平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)才進(jìn)行收放，提高了登靠時(shí)的平穩(wěn)性和安全性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種具有波浪補(bǔ)償功能的登靠裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于海上運(yùn)輸和海上船舶作業(yè)領(lǐng)域，具體是一種有波浪補(bǔ)償功能的船用登 靠裝置及登靠方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于風(fēng)浪的影響，海上作業(yè)的船舶會(huì)產(chǎn)生無(wú)規(guī)律的搖擺，運(yùn)嚴(yán)重影響了工作人員 在海上作業(yè)登靠時(shí)的安全性。目前，船上作業(yè)人員登靠方式主要是通過(guò)艇梯登靠到其他船 舶上或者海上風(fēng)電塔上。現(xiàn)有的艇梯是帶有液壓裝置的剛性艇梯，通過(guò)液壓裝置的升降來(lái) 控制艇梯的高度。但海上船舶由于受到波浪的橫搖、縱搖和升沉的影響，剛性液壓裝置無(wú)法 控制艇梯在一定的安全高度內(nèi)自動(dòng)升降，可靠性不高，運(yùn)些因素都增加了作業(yè)人員登靠的 不安全性。所W，船上作業(yè)人員的安全登靠成為急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于多自由度并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)機(jī)構(gòu)的具有主動(dòng)波浪 補(bǔ)償功能的登靠裝置及登靠方法，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)船舶橫搖、縱搖和升沉的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，而且 補(bǔ)償后能夠自動(dòng)收放艇梯，便于作業(yè)人員安全地執(zhí)行登靠任務(wù)。
[0004] 為達(dá)上述目的，本發(fā)明一種具有波浪補(bǔ)償功能的登靠裝置采用的技術(shù)方案是：該 登靠裝置包括主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)、步梯和艇梯，主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)上方是上平臺(tái)，下方是和 下平臺(tái)平行的下平臺(tái)，下平臺(tái)固定設(shè)在船舶的甲板上，在上平臺(tái)和下平臺(tái)之間連接六個(gè)伺 服缸，每個(gè)伺服缸上端各通過(guò)一個(gè)上萬(wàn)向節(jié)連接上平臺(tái)，每個(gè)伺服缸上端各通過(guò)一個(gè)十字 萬(wàn)向節(jié)連接下平臺(tái)3。在每個(gè)伺服缸上裝有一個(gè)線(xiàn)位移傳感器;下平臺(tái)的重屯、位置裝有第一 姿態(tài)傳感器，上平臺(tái)上裝有第二姿態(tài)傳感器，艇梯一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)較接上平臺(tái)上，艇梯另一 端是活動(dòng)端;上平臺(tái)上表面上固定設(shè)有電機(jī)箱和艇梯支架，艇梯支架上端固定裝有滑輪，電 機(jī)箱內(nèi)置放有電機(jī)，電機(jī)輸出軸連接鋼絲繩一端，鋼絲繩中間繞在艇梯支架上的滑輪上，鋼 絲繩另一端通過(guò)鋼絲繩固定環(huán)固定連接艇梯的活動(dòng)端上;艇梯上靠近較接端處裝有艇梯角 度傳感器，艇梯角度傳感器、電機(jī)、線(xiàn)位移傳感器、第一姿態(tài)傳感器、第二姿態(tài)傳感器分別經(jīng) 信號(hào)線(xiàn)連接運(yùn)動(dòng)控制器。
[0005] 本發(fā)明一種具有波浪補(bǔ)償功能的登靠裝置的登靠方法采用的技術(shù)方案是： 登靠之前，艇梯垂直于甲板且固定連接艇梯支架，運(yùn)動(dòng)控制器先控制主動(dòng)波浪補(bǔ)償平 臺(tái)對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉實(shí)時(shí)補(bǔ)償，再控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩釋放艇梯，艇梯 繞萬(wàn)向節(jié)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)艇梯角度傳感器檢測(cè)到艇梯相對(duì)上平臺(tái)釋放旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角度度 時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行登靠； 登靠結(jié)束后，運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩收回艇梯，艇梯繞萬(wàn)向節(jié)順時(shí) 針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)艇梯角度傳感器檢測(cè)到艇梯相對(duì)上平臺(tái)旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角度度時(shí)，艇梯垂直于甲板， 電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，將艇梯固定在艇梯支架上。
[0006] 進(jìn)一步地，第一姿態(tài)傳感器5測(cè)量船舶由橫搖、縱搖和升沉值并傳輸給運(yùn)動(dòng)控制 器，運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)波浪補(bǔ)償值的反解算法求出橫搖、縱搖和升沉值的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值，根據(jù)運(yùn) 動(dòng)補(bǔ)償值分別控制六個(gè)伺服缸的伸縮，在六個(gè)伺服缸伸縮的同時(shí)，線(xiàn)位移傳感器測(cè)量出六 個(gè)伺服缸的位移值并反饋給運(yùn)動(dòng)控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉實(shí)時(shí)補(bǔ)償，運(yùn)動(dòng)控 制器將六個(gè)伺服缸的位移值和反解算法求出的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值構(gòu)成六個(gè)運(yùn)動(dòng)控制偏差，分別對(duì) 對(duì)應(yīng)的六個(gè)伺服缸進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
[0007] 進(jìn)一步地，步驟A中，對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉實(shí)時(shí)補(bǔ)償后，第二姿態(tài)傳感器測(cè)量 上平臺(tái)的橫搖、縱搖和升沉的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)并傳輸給運(yùn)動(dòng)控制器，當(dāng)仔運(yùn)嗎由早，々雖疇空護(hù)， II適鳴空化02 m:，巧是橫搖值，巧是縱搖值，鳴是升沉值，運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)反轉(zhuǎn)。
[0008] 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有的優(yōu)點(diǎn)是： 1、本發(fā)明中的波浪補(bǔ)償平臺(tái)能夠在惡劣的海況中實(shí)時(shí)補(bǔ)償船舶的橫搖、縱搖和升沉， 提高了工作人員在執(zhí)行登靠任務(wù)時(shí)的平穩(wěn)性和安全性，具有補(bǔ)償精度高、實(shí)時(shí)性好，安全性 強(qiáng)的特點(diǎn)。自動(dòng)收放艇梯是在補(bǔ)償了上平臺(tái)的姿態(tài)值(橫搖、縱搖和升沉)達(dá)到一定范圍后， 即達(dá)到一定平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)才能進(jìn)行收放，運(yùn)樣大大提高了工作人員在登靠時(shí)的安全性和可靠 性。
[0009] 2、本發(fā)明通過(guò)角度傳感器檢測(cè)艇梯與上平臺(tái)之間的角度，當(dāng)艇梯與上平臺(tái)間的角 度未達(dá)到90°時(shí)，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的收放，從而達(dá)到自動(dòng)收放艇梯的目的。 當(dāng)艇梯與上平臺(tái)二者之間的角度達(dá)到90°時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，再通過(guò)繩索等使艇梯固定地直 立在上平臺(tái)上，W節(jié)省空間。
[0010] 3、本發(fā)明采用的步梯和艇梯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，方便維護(hù)和制造。艇梯通過(guò)萬(wàn)向節(jié) 與動(dòng)平臺(tái)較接，可通過(guò)不同坡度與其他船舶或者風(fēng)電塔的連接。
[0011] 4、本發(fā)明中多自由度主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)的上平臺(tái)上焊接有鐵板和扶梯，可W有效 避免雨水對(duì)傳感器和伺服缸等設(shè)備的侵蝕，增加工作人員站立在上平臺(tái)上的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明一種具有波浪補(bǔ)償功能的登靠裝置在登靠工作狀態(tài)時(shí)的Ξ維結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖2為圖1所示本發(fā)明登靠裝置在非工作狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1中主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3中主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)的連接原理及幾何尺寸標(biāo)注圖； 圖5為圖4中上平臺(tái)的連接原理及幾何尺寸標(biāo)注放大圖； 圖6為圖4中下平臺(tái)的連接原理及幾何尺寸標(biāo)注放大圖； 圖7為本發(fā)明登靠裝置的控制原理圖。
[0013]圖中：1.步梯;2.步梯萬(wàn)向節(jié);3.下平臺(tái)；4.十字萬(wàn)向節(jié);5.第一姿態(tài)傳感器;6-1. 第一線(xiàn)位移傳感器;6-2.第二線(xiàn)位移傳感器;6-3.第Ξ線(xiàn)位移傳感器;6-4.第四線(xiàn)位移傳感 器;6-5.第五線(xiàn)位移傳感器;6-6.第六線(xiàn)位移傳感器;7-1.第一伺服缸;7-2.第二伺服缸;7- 3.第立伺服缸；7-4.第四伺服缸；7-5.第五伺服缸；7-6.第六伺服缸;8.上萬(wàn)向節(jié);9 .上平 臺(tái)；10.第二姿態(tài)傳感器；11.艇梯支架；12.電機(jī)箱；13 .艇梯萬(wàn)向節(jié)；14.滑輪；15 .鋼絲繩； 16.鋼絲繩固定環(huán);17.艇梯;18.鉤卡;19.艇梯角度傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)、步梯1和艇梯17。主動(dòng)波浪補(bǔ)償 平臺(tái)上方是上平臺(tái)9,下方是下平臺(tái)3,上平臺(tái)9和下平臺(tái)3相互平行，下平臺(tái)3通過(guò)螺栓固定 在船舶的甲板上，在上平臺(tái)9和下平臺(tái)3之間連接六個(gè)伺服缸。
[0015] 步梯1的上端通過(guò)步梯萬(wàn)向節(jié)2較接上平臺(tái)9,步梯1的下端支撐在船舶甲板上。作 業(yè)人員通過(guò)步梯1從甲板登上主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)的上平臺(tái)9。在步梯1的對(duì)面是艇梯17,艇梯 17-端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)13較接在主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)中的上平臺(tái)9上，艇梯17另一端是活動(dòng)端，隨 著艇梯17繞萬(wàn)向節(jié)13旋轉(zhuǎn)，通過(guò)艇梯萬(wàn)向節(jié)13可W改變艇梯17與上平臺(tái)9之間的角度。如圖 2,艇梯17能夠旋轉(zhuǎn)到與上平臺(tái)9垂直。
[0016] 在上平臺(tái)9上表面上固定有電機(jī)箱12和艇梯支架11，艇梯支架11靠近艇梯17的較 接端，艇梯支架11通過(guò)焊接垂直于上平臺(tái)9上表面。艇梯支架11的上端固定安裝滑輪14。電 機(jī)箱12內(nèi)置放有電機(jī)，電機(jī)輸出軸連接鋼絲繩15-端，鋼絲繩15中間繞在艇梯支架11上的 滑輪14上，鋼絲繩15另一端通過(guò)鋼絲繩固定環(huán)16固定連接艇梯17的另一端活動(dòng)端上。艇梯 17的另一端的端面處設(shè)有鉤卡18,鉤卡18在艇梯17登靠時(shí)連接其他船舶或海上風(fēng)電塔;待 連接平穩(wěn)后，作業(yè)人員便可W安全的執(zhí)行登靠任務(wù)。
[0017] 在艇梯17上靠近較接端處安裝艇梯角度傳感器19,用于檢測(cè)艇梯17所轉(zhuǎn)過(guò)的角 度。在下平臺(tái)3的重屯、位置處安裝第一姿態(tài)傳感器5,第一姿態(tài)傳感器5通過(guò)螺栓固接在下平 臺(tái)3中間位置，用來(lái)測(cè)量船舶的橫搖、縱搖和和升沉的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。在上平臺(tái)9上安裝第二姿態(tài) 傳感器10,第二姿態(tài)傳感器10通過(guò)螺栓固接在上平臺(tái)9上，用來(lái)測(cè)量補(bǔ)償后的上平臺(tái)9的姿 態(tài)值。
[0018] 如圖3所示，在主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)的上平臺(tái)9和下平臺(tái)3之間連接六個(gè)伺服缸，分別 是第一伺服缸7-1、第二伺服缸7-2、第Ξ伺服缸7-3、第四伺服缸7-4、第五伺服缸7-5和第六 伺服缸7-6。每個(gè)伺服缸的上端各通過(guò)一個(gè)上萬(wàn)向節(jié)8連接上平臺(tái)9,每個(gè)伺服缸的上端各通 過(guò)一個(gè)十字萬(wàn)向節(jié)4連接下平臺(tái)3。在每個(gè)伺服缸上安裝一個(gè)線(xiàn)位移傳感器，分別是對(duì)應(yīng)的 第一線(xiàn)位移傳感器6-1、第二線(xiàn)位移傳感器6-2、第Ξ線(xiàn)位移傳感器6-3、第四線(xiàn)位移傳感器 6-4、第五線(xiàn)位移傳感器6-5和第六線(xiàn)位移傳感器6-6。六個(gè)伺服缸通過(guò)伸縮對(duì)上平臺(tái)9進(jìn)行 橫搖、縱搖和升沉的補(bǔ)償，通過(guò)伺服缸7-1~7-6的伸縮和搖擺來(lái)實(shí)時(shí)補(bǔ)償上平臺(tái)9的橫搖、 縱搖和升沉，六個(gè)線(xiàn)位移傳感器分別用來(lái)測(cè)量所在伺服缸的伸縮運(yùn)動(dòng)位移量。
[0019] 如圖4、5、6所示，為了清晰地表達(dá)六個(gè)伺服缸和上平臺(tái)9、下平臺(tái)3之間的安裝關(guān) 系，建立W上平臺(tái)9中屯、&為原點(diǎn)的坐標(biāo)系￡13□恣和W下平臺(tái)3中屯、梓為原點(diǎn)的坐標(biāo)系 知JT古古。在圖帥V線(xiàn)二鉛為依序的六個(gè)伺服缸上端與上平臺(tái)9的連接點(diǎn)，上端六 個(gè)連接點(diǎn)位于半徑為R1的圓周上。馬6 = 12，-·戈)為依序的六個(gè)伺服缸下端與下平臺(tái)3的連 接點(diǎn)，下端運(yùn)六個(gè)連接點(diǎn)位于半徑為R2的圓周上，并且R2〉R1。上平臺(tái)9中屯、旬與下平臺(tái)3中 也切之間的初始垂直距離為化。
[0020] 第一伺服缸7-1分別通過(guò)連接點(diǎn)4、4與上平臺(tái)9、下平臺(tái)3相連，第二伺服缸7-2 分別通過(guò)連接點(diǎn)4、馬與上平臺(tái)9、下平臺(tái)村目連，第S伺服缸7-3通過(guò)連接點(diǎn)·4、馬與上 平臺(tái)9、下平臺(tái)3相連，第四伺服缸7-4通過(guò)連接點(diǎn)4f、％與上平臺(tái)9、下平臺(tái)3相連，第五伺服 缸7-5通過(guò)連接點(diǎn)A、i%與上平臺(tái)9、下平臺(tái)3相連，第六伺服缸7-6通過(guò)連接點(diǎn)馬與上 平臺(tái)9、下平臺(tái)3相連。
[0021] 如圖5所示，在W上平臺(tái)9中屯、〇為原點(diǎn)的坐標(biāo)系城ΚΕΤ中，各個(gè)連接點(diǎn)的位置分 布如下:崎與乂軸夾角為而，黎運(yùn)拆坦轉(zhuǎn)，且卻與城％關(guān)于軸對(duì)稱(chēng)，邸與Γ軸夾角 為3爐-巧，〇卑與化心么間的夾角為2J巧，說(shuō)J和(被分別為心的邱和心邱的角平分 線(xiàn)，且換巧日槐> 之間的夾角為1現(xiàn);化與關(guān)于JT軸對(duì)稱(chēng)，姑％與(63%關(guān)于義軸對(duì) 稱(chēng)。
[0022] 如圖6所示，在下平臺(tái)3中必試為原點(diǎn)的坐標(biāo)系dJir米Z中，下端各個(gè)連接點(diǎn)的位 置分布如下：0把與#軸夾角為哈.，擴(kuò)玄巧審1<?·，且;0k與0達(dá)^關(guān)于若軸對(duì)稱(chēng)，技巧1與 護(hù)軸夾角為3爐一私，均嘴與0?之間的夾角為細(xì)，妊右和0右分別為翊輯雀和 迎騙％的角平分線(xiàn)，且0?:郝護(hù)之間的夾角為1孤;；詰取與0知關(guān)于龍軸對(duì)稱(chēng)，旬始 與:0?關(guān)于龍軸對(duì)稱(chēng)。
[0023] 如圖7所示，下平臺(tái)3上安裝的第一姿態(tài)傳感器5和上平臺(tái)9上安裝的第二姿態(tài)傳感 器10分別經(jīng)信號(hào)線(xiàn)連接運(yùn)動(dòng)控制器，分別將所檢測(cè)參數(shù)輸入運(yùn)動(dòng)控制器。運(yùn)動(dòng)控制器的輸 出端通過(guò)不同端口分別連接屯個(gè)D/A模塊，其中一個(gè)D/A模塊的輸出端經(jīng)功率放大器連接電 機(jī)，由電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩15運(yùn)動(dòng)。另外的六個(gè)D/A模塊的輸出端分別依序連接功率放大器、電 液伺服閥、伺服缸。六個(gè)電液伺服閥分別是電液伺服閥20、21、22、23、24、25，六個(gè)電液伺服 閥 對(duì)應(yīng)地連接第一伺服缸7-1、第二伺服缸7-2、第Ξ伺服缸7-3、第四伺服缸7-4、第五 伺服缸7-5和第六伺服缸7-6。
[0024] 運(yùn)動(dòng)控制器的輸出端通過(guò)不同端口分別連接屯個(gè)A/D模塊，其中一個(gè)A/D模塊連接 艇梯角度傳感器19,艇梯角度傳感器1則尋檢測(cè)到艇梯17與上平臺(tái)9之間的角度經(jīng)A/D模塊輸 入運(yùn)動(dòng)控制器。另外六個(gè)A/D模塊分別一一對(duì)應(yīng)地連接六個(gè)線(xiàn)位移傳感器6-1、6-2、6-3、6- 4、6-5、6-6，六個(gè)線(xiàn)位移傳感器6-1、6-2、6-3、6-4、6-5、6-6將所檢測(cè)到的伺服缸的線(xiàn)位移參 數(shù)輸入運(yùn)動(dòng)控制器。
[0025] 當(dāng)需要執(zhí)行登靠任務(wù)時(shí)，作業(yè)人員通過(guò)步梯1從船舶的甲板上登上主動(dòng)波浪補(bǔ)償 平臺(tái)的上平臺(tái)9,由于船舶在海里工作受到風(fēng)浪的影響會(huì)產(chǎn)生無(wú)規(guī)律的搖擺，為了保證作業(yè) 人員在執(zhí)行登靠任務(wù)時(shí)的平穩(wěn)性和安全性，需要對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償， 具體如下： 登靠之前，艇梯17垂直于甲板，被固定連接在艇梯支架11上。由安裝在下平臺(tái)3重屯、位 置的第一姿態(tài)傳感器5測(cè)量船舶由風(fēng)浪引發(fā)的橫搖、縱搖和升沉值，將測(cè)得的姿態(tài)值通過(guò)數(shù) 據(jù)總線(xiàn)RS422實(shí)時(shí)傳輸給運(yùn)動(dòng)控制器。運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)波浪補(bǔ)償值的反解算法，求出船舶橫 搖、縱搖和升沉的補(bǔ)償值。其中的反解算法是指:首先根據(jù)第一姿態(tài)傳感器5測(cè)出船舶由風(fēng) 浪引起的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)值（橫搖、縱搖和升沉值），假設(shè)測(cè)出的船舶的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)值分別為 巧、巧ft巧，然后根據(jù)測(cè)得的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)值分別求出六個(gè)伺服缸運(yùn)動(dòng)值，求出的六個(gè)伺服 缸運(yùn)動(dòng)值分別為&、與、如如輯0*6 ,為了抵消風(fēng)浪對(duì)船舶的影響，必須控制六個(gè)伺服缸 的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值馬朽與所求出的運(yùn)動(dòng)值馬、扣備?4、騎咕相反，即4於二-屯 &巧為補(bǔ)償船舶橫搖、縱搖和升沉六個(gè)伺服缸的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值。然后將求出的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值A(chǔ)巧 由數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)D/A模塊轉(zhuǎn)換后變成模擬信號(hào)，模擬信號(hào)經(jīng)功率放大器傳輸給電液伺服閥， 六個(gè)電液伺服閥根據(jù)輸入模擬信號(hào)輸出相應(yīng)的流量和壓力分別控制相對(duì)應(yīng)的六個(gè)伺服缸 的伸縮，W此來(lái)實(shí)時(shí)補(bǔ)償船舶由風(fēng)浪引起的橫搖、縱搖和升沉。
[0026] 在六個(gè)伺服缸伸縮的同時(shí)，線(xiàn)位移傳感器測(cè)量出對(duì)應(yīng)的六個(gè)伺服缸的位移值 .!；、:!占:4 V I；和韋·，;將測(cè)得的位移值心、屯杏拓:與'和苗由模擬信號(hào)經(jīng)A/D模 塊轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號(hào)，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)再反饋給運(yùn)動(dòng)控制器。
[0027] 運(yùn)動(dòng)控制器將六個(gè)伺服缸的位移值和反解算法求出的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值卻4構(gòu)成六個(gè)運(yùn) 動(dòng)控制偏差，六個(gè)運(yùn)動(dòng)控制偏差分別是::做巧巧=與-與、:做機(jī)巧?告- it、佛TWjj二與-與、 呀巧町二?*…與、妨r餅"s二is -與和:姑衍》V -屯_ 4。趙動(dòng)控制器根據(jù)六個(gè)運(yùn)動(dòng)控制偏差 巧?1￡?"1、知?佛"2、.啡10^^巧71??"^呵71￡?^^傑715?*^分別對(duì)對(duì)應(yīng)的六個(gè)伺服缸7-1、7-2、7- 3、7-4、7-5、7-6進(jìn)行閉環(huán)控制，^實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
[0028] 在對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償后，利用第二姿態(tài)傳感器10測(cè)量在波 浪補(bǔ)償后的上平臺(tái)9的橫搖、縱搖和升沉的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，并將測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給運(yùn)動(dòng)控制 器。要求測(cè)得的姿態(tài)值要在設(shè)定的范圍內(nèi)：貸<嗎<5·，0<?2<滬，〇<嗎直〇-化冊(cè)，《1表示橫 搖值，表示縱搖值，喝表示升沉值。當(dāng)測(cè)得的姿態(tài)值在設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制器控制 電機(jī)反轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩15釋放艇梯17,艇梯17隨著鋼絲繩15-起下放，繞萬(wàn)向節(jié)13逆時(shí) 針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到運(yùn)動(dòng)控制器預(yù)設(shè)的角度A時(shí)，0<A《90°，運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)停轉(zhuǎn)，并利用 安裝在艇梯17端部的鉤卡18與其他船舶或者風(fēng)電塔相連，待連接平穩(wěn)后，作業(yè)人員便能安 全地從艇梯17登上其他船舶或者風(fēng)電塔。
[0029] 當(dāng)作業(yè)人員執(zhí)行完登靠任務(wù)后，便從艇梯17回到上平臺(tái)9中，再由步梯1回到甲板 上。為了節(jié)約登靠裝置在不工作狀態(tài)時(shí)所占的空間，對(duì)艇梯17進(jìn)行收回，運(yùn)動(dòng)控制器控制電 機(jī)正轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩15收回艇梯17，使艇梯17繞萬(wàn)向節(jié)13順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)艇梯角度傳感 器19檢測(cè)到艇梯17相對(duì)上平臺(tái)9收回旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)的角度A時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)鋼絲繩15 不再收縮，艇梯17垂直于甲板，將艇梯17的扶梯插入上平臺(tái)9上的扶梯槽孔中，再通過(guò)繩索 或者插栓插入艇梯支架11底端的通孔內(nèi)，將艇梯17固定在艇梯支架11上，對(duì)艇梯17和艇梯 支架11進(jìn)行二次固定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有波浪補(bǔ)償功能的登靠裝置，包括主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)、步梯（1)和艇梯（17)， 主動(dòng)波浪補(bǔ)償平臺(tái)上方是上平臺(tái)（9)，下方是和下平臺(tái)（3)平行的下平臺(tái)（3)，下平臺(tái)（3)固 定設(shè)在船舶的甲板上，在上平臺(tái)（9)和下平臺(tái)（3)之間連接六個(gè)伺服缸，每個(gè)伺服缸上端各 通過(guò)一個(gè)上萬(wàn)向節(jié)(8)連接上平臺(tái)（9)，每個(gè)伺服缸上端各通過(guò)一個(gè)十字萬(wàn)向節(jié)(4)連接下 平臺(tái)（3)，在每個(gè)伺服缸上裝有一個(gè)線(xiàn)位移傳感器;下平臺(tái)（3)的重屯、位置裝有第一姿態(tài)傳 感器巧），上平臺(tái)（9)上裝有第二姿態(tài)傳感器（10)，其特征是:艇梯（17)-端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)（13) 較接上平臺(tái)（9)上，艇梯（17)另一端是活動(dòng)端;上平臺(tái)（9)上表面上固定設(shè)有電機(jī)箱（12)和 艇梯支架（11 )，艇梯支架（11)上端固定裝有滑輪(14)，電機(jī)箱（12)內(nèi)置放有電機(jī)，電機(jī)輸出 軸連接鋼絲繩（15)-端，鋼絲繩（15)中間繞在艇梯支架（11)上的滑輪（14)上，鋼絲繩（15) 另一端通過(guò)鋼絲繩固定環(huán)（16)固定連接艇梯（17)的活動(dòng)端上;艇梯（17)上靠近較接端處裝 有艇梯角度傳感器（19)，所述艇梯角度傳感器（19)、電機(jī)、線(xiàn)位移傳感器、第一姿態(tài)傳感器 巧）、第二姿態(tài)傳感器(10)分別連接運(yùn)動(dòng)控制器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有波浪補(bǔ)償功能的登靠裝置，其特征是:步梯（1)設(shè)在步 梯(1)的對(duì)面，上端通過(guò)步梯萬(wàn)向節(jié)(2)較接上平臺(tái)（9)，步梯(1)下端支撐在船舶甲板上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有波浪補(bǔ)償功能的登靠裝置，其特征是:六個(gè)伺服缸上端 與上平臺(tái)（9)的連接點(diǎn)位于半徑為R1的圓周上，六個(gè)伺服缸下端與下平臺(tái)（3)的連接點(diǎn)位于 半徑為R2的圓周上，R2〉R1。4. 一種如權(quán)利要求1所述具有波浪補(bǔ)償功能的登靠裝置的登靠方法，其特征是包括W 下步驟： A、 登靠之前，艇梯（17)垂直于甲板且固定連接艇梯支架（11)，運(yùn)動(dòng)控制器先控制主動(dòng) 波浪補(bǔ)償平臺(tái)對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉實(shí)時(shí)補(bǔ)償，再控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩（15) 釋放艇梯（17 )，艇梯（17)繞萬(wàn)向節(jié)（13 )逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)艇梯角度傳感器（19)檢測(cè)到艇梯 (17)相對(duì)上平臺(tái)（9)旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角度時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行登靠； B、 登靠結(jié)束后，運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩（15)收回艇梯（17)，艇梯 (17)繞萬(wàn)向節(jié)（13)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)艇梯角度傳感器（19)檢測(cè)到艇梯（17)相對(duì)上平臺(tái)（9)旋 轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角度時(shí)，艇梯（17)垂直于甲板，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，將艇梯（17)固定在艇梯支架（11) 上。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的的登靠方法，其特征是：步驟A中，第一姿態(tài)傳感器(5)測(cè)量船 舶由橫搖、縱搖和升沉值并傳輸給運(yùn)動(dòng)控制器，運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)波浪補(bǔ)償值的反解算法求 出橫搖、縱搖和升沉值的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值，根據(jù)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值分別控制六個(gè)伺服缸的伸縮，在六個(gè) 伺服缸伸縮的同時(shí)，線(xiàn)位移傳感器測(cè)量出六個(gè)伺服缸的位移值并反饋給運(yùn)動(dòng)控制器，實(shí)現(xiàn) 對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉實(shí)時(shí)補(bǔ)償，運(yùn)動(dòng)控制器將六個(gè)伺服缸的位移值和反解算法求出 的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值構(gòu)成六個(gè)運(yùn)動(dòng)控制偏差，分別對(duì)對(duì)應(yīng)的六個(gè)伺服缸進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)船 舶的橫搖、縱搖和升沉實(shí)時(shí)補(bǔ)償。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的的登靠方法，其特征是：步驟A中，對(duì)船舶的橫搖、縱搖和升沉 實(shí)時(shí)補(bǔ)償后，第二姿態(tài)傳感器(10)測(cè)量上平臺(tái)（9)的橫搖、縱搖和升沉的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)并傳輸給 運(yùn)動(dòng)控制器，當(dāng)0電嗎寶5·，0<嗎<3'，0<^<〇_胞~，巧是橫搖值，:巧是縱搖值，％是升沉 值，運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)反轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】B63B27/14GK105966559SQ201610396070
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】盧道華, 王佳, 陳文君, 高文超
【申請(qǐng)人】江蘇科技大學(xué)