[發(fā)明專利]船舶位置運動試驗平臺

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010581760.8
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102074144A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊承恩;王世勇
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué);大連新泰機械設(shè)備有限公司
• 主分類號: G09B9/06
• 分類號: G09B9/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 安寶貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于位置運動控制實驗裝置，特別涉及物體雙重二維平面運動的設(shè)計理念及實現(xiàn)方法等。

背景技術(shù)

目前常見的平動運動平臺以二維平動的為主，有部分為三維平動運動平臺如機械加工中心等。雙重二維平動運動平臺附加一維轉(zhuǎn)動的平臺經(jīng)檢索目前國內(nèi)無類似產(chǎn)品或專利。

本發(fā)明的位置控制實驗平臺由5層平臺組合構(gòu)成，第一、二層平臺稱為外層平臺，基準(zhǔn)為大地，分別沿Y，X軸運動；第三、四、五層稱為內(nèi)層平臺，也分別沿X、Y軸運動以及圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)，不過基準(zhǔn)建立在外層平臺上。前四層都分別放置在各層的導(dǎo)軌之上，通過絲杠螺母傳遞動力拉動平臺在導(dǎo)軌滑動，第五層通過軸承連接。五層平臺的運動都由步進(jìn)電機驅(qū)動。前四層工作時由步進(jìn)電機分別帶動各層的絲杠轉(zhuǎn)動。由于上層的螺母是固定在本層平臺上的，當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動時就帶動與之嚙合的螺母拉動上層平臺沿絲杠方向運動。第五層是中心平臺，由步進(jìn)電機驅(qū)動齒輪組帶動中心平臺Z軸旋轉(zhuǎn)。

使用者可任意進(jìn)行船舶參數(shù)以及海況的設(shè)置，可實現(xiàn)對船舶動力定位、船舶自動靠離泊的半實物仿真實驗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種船舶運動控制平臺的工作原理及設(shè)計方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣現(xiàn)實的：

一種船舶位置運動試驗平臺，包括海況模擬計算機、船舶模型計算機、舵機伺服機構(gòu)、船舶運動控制臺、位置控制實驗平臺，其特征在于所述的位置控制實驗平臺由二維平動的下層(由X，Y軸導(dǎo)軌構(gòu)成)、二維平動的上層(由另外一對X，Y軸導(dǎo)軌及圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的中心平臺構(gòu)成，中心平臺裝在上層中心)組成，由運動鎖控制下層、上層鎖定或解鎖，中心平臺上安裝位置傳感器、羅經(jīng)以及GPS；海況模擬計算機接收鍵盤命令輸入當(dāng)前的海況，通過計算模擬出外界干擾對船舶位置的影響，發(fā)出二維平動命令控制下層用來模擬海況；船舶運動控制臺將根據(jù)位置傳感器、羅經(jīng)以及GPS檢測出船舶(中心平臺)的位置與航向，對舵以及側(cè)推器發(fā)出相應(yīng)的控制命令；船舶模型計算機接收船舶運動控制臺發(fā)出的控制命令，經(jīng)過計算得到在當(dāng)前舵角和側(cè)推器的作用下，船所應(yīng)在的方位，發(fā)出二維平動命令控制上層相對于下層的運動，保持船舶(中心平臺)的穩(wěn)定或運動，發(fā)出旋轉(zhuǎn)命令控制中心平臺的旋轉(zhuǎn)，模擬船舶在當(dāng)前舵角和側(cè)推器的作用下船舶的偏轉(zhuǎn)。

所述的船舶位置運動試驗平臺，其特征在于所述的位置控制實驗平臺由固定平臺、步進(jìn)電機I、同步帶I、同步帶輪I、軸承I、絲杠I(縱向)、導(dǎo)軌I、移動平臺I、絲杠II(橫向)、螺母I、螺母II、同步帶II、步進(jìn)電機II、導(dǎo)軌II、步進(jìn)電機III、同步帶輪III、同步帶III、軸承III、絲杠III(縱向)、移動平臺II、導(dǎo)軌III、移動平臺III、步進(jìn)電機V、齒輪組、中心平臺、軸承V、絲杠IV(橫向)、螺母IV、同步帶IV、步進(jìn)電機IV、移動平臺IV、導(dǎo)軌IV、螺母III、軸承II、同步帶輪II、軸承IV、同步帶輪IV組成，其特征在于所述的步進(jìn)電機I、軸承I、導(dǎo)軌I分別固定在固定平臺上，步進(jìn)電機I經(jīng)同步帶I與安裝在絲杠I(縱向)一端的同步帶輪I，帶動支撐在一對軸承I內(nèi)的絲杠I(縱向)轉(zhuǎn)動，從而帶動套裝在絲杠I(縱向)上的螺母I及其上的移動平臺I沿導(dǎo)軌I縱向移動；步進(jìn)電機II、軸承II、導(dǎo)軌II分別固定在移動平臺I上，步進(jìn)電機II經(jīng)同步帶II與安裝在絲杠II(橫向)一端的同步帶輪II，帶動支撐在一對軸承II內(nèi)的絲杠II(橫向)轉(zhuǎn)動，從而帶動套裝在絲杠II(橫向)上的螺母II及其上的移動平臺II沿導(dǎo)軌II橫向移動；步進(jìn)電機III、軸承III、導(dǎo)軌III分別固定在移動平臺II上，步進(jìn)電機III經(jīng)同步帶III與安裝在絲杠III(縱向)一端的同步帶輪III，帶動支撐在一對軸承II內(nèi)的絲杠III(縱向)轉(zhuǎn)動，從而帶動絲杠III(縱向)上的螺母III及其上的移動平臺III沿導(dǎo)軌III縱向移動；步進(jìn)電機IV、軸承IV、導(dǎo)軌IV分別固定在移動平臺III上，步進(jìn)電機IV經(jīng)同步帶IV與安裝在絲杠IV(橫向)一端的同步帶輪IV，帶動支撐在一對軸承IV內(nèi)的絲杠IV(橫向)轉(zhuǎn)動，從而帶動絲杠IV(橫向)上的螺母IV及其上的移動平臺IV沿導(dǎo)軌IV橫向移動；步進(jìn)電機V、軸承V分別固定在移動平臺IV上，步進(jìn)電機V經(jīng)齒輪組帶動支撐在一對軸承V內(nèi)的連接軸轉(zhuǎn)動，從而帶動中心平臺沿Z軸旋轉(zhuǎn)運動；其特征還在于所述的移動平臺I、移動平臺II、組為二維平動的下層，移動平臺III、移動平臺IV、中心平臺組為二維平動、一維旋轉(zhuǎn)的上層，其相對運動通過運動鎖鎖定或解鎖。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點是顯而易見的，主要表現(xiàn)在：