[發明專利]用于支撐艦首炮的并聯機構平臺裝置

有效

• 申請號: 201210236393.7
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102774481A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 方喜峰;趙若愚;許欽桓;張思崇
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B63G1/00
• 分類號: B63G1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

技術領域

本發明涉及軍艦艦首炮的支撐平臺裝置，特別是一種具有并聯機構的軍艦艦首炮的支撐平臺裝置。

背景技術

艦首炮是軍艦的核心部分，其發射的準確性關系到國家海域的安全，為了提高艦首炮發射的穩定性與準確性，艦首炮對其支撐平臺有了更高的要求。

目前，艦首炮穩定平臺設計大部分都是采用可以補償船舶縱搖和橫搖的二自由度平臺，采用液壓驅動系統，運用傳感器裝置、伺服控制單元及動力定位系統等多種方法來補償因外界不穩定因素造成的位姿誤差，使艦船的橫向和縱向的振蕩得到一定的控制。

陀螺穩定平臺是一個最典型的設計方案，由于其結構簡單、高精度、低成本等特點，在一些武器裝備上得到了應用。另外，基于微慣性傳感器的穩定跟蹤平臺在一些主戰坦克和導彈海上發射平臺等先進武器中也應用廣泛。但是艦船在海上航行時，由于受到風、浪、潮等各種惡劣環境因素的影響而產生晃動，其上安裝的設備艦首炮會跟隨艦船的搖擺而存在明顯的橫搖、縱搖和錘蕩運動，艦船在較高海況下的這些大幅度搖擺是很難補償的。現在很多艦船穩定平臺系統不具有波浪運動補償功能，使其在惡劣條件下大幅度降低搖擺和升沉，更不用說能夠始終保持相對靜止狀態。這樣會在很大程度上影響艦首炮的發射精度，從而制約了艦首炮的高精度打擊性能，因而不能滿足當今發展的需求。

因此，需要一種新的技術方案以解決上述問題。

發明內容

針對上述現有技術所存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種提高艦首炮穩定性的用于支撐艦首炮的并聯機構平臺裝置。

為實現上述目的，本發明用于支撐艦首炮的并聯機構平臺裝置可采用如下技術方案：

一種用于支撐艦首炮的并聯機構平臺裝置，該并聯機構平臺裝置安裝于艦船本體上并用以承載艦首炮。

本發明與現有技術相比：將并聯機構應用到艦首炮的支撐平臺上，得到了一種剛度大、承載能力強、精度高、誤差小的用于支撐艦首炮的并聯機構平臺裝置，能夠快速響應外力沖擊，從而保持艦首炮發射的穩定性與準確性。應用到的并聯機構是由上下兩個平臺以及六根桿組成的，六根桿通過球鉸與動、靜平臺相連接。其中上平臺為靜平臺，上平臺的穩定可以大大提高艦首炮發射的準確性；下平臺為動平臺，與艦船本體相連，在風浪等載荷的沖擊下，無論動平臺的搖擺再劇烈，通過六根桿的調節與控制，能夠始終保持靜平臺的平穩。

附圖說明

圖1是用于支撐艦首炮的并聯機構平臺裝置的結構示意圖。

圖2是用于支撐艦首炮的并聯機構平臺裝置的控制方案原理圖。

圖3是用于支撐艦首炮的并聯機構平臺裝置的控制系統的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發明，應理解下述具體實施方式僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

請結合圖1所示，本發明用于支撐艦首炮的并聯機構平臺裝置包括用以承載艦首炮4的靜平臺1（六自由度靜平臺）、與艦船本體（未圖示）相連的動平臺2（六自由度動平臺）以及連接靜平臺1與動平臺2的六根桿3，該六根桿3通過球鉸（未標號）與動平臺2以及靜平臺1相連接，動、靜平臺的6個球鉸分別位于兩個平面之中，每個運動支鏈由兩個球鉸副和一個移動副組成。桿中間是采用液壓驅動。動平臺2隨著艦船受外界沖擊而產生縱搖、橫搖及錘蕩運動，通過圖2控制系統原理圖的各環節最終可以實現艦首炮的發射機座（即并聯機構靜平臺）相對穩定，從而提高艦首炮的發射精度，滿足設計要求。

目前對于并聯機構的分析方法較為完善，將并聯機構運用到艦首炮的支撐平臺完全可以達到其穩定性。以下為并聯機構運動學分析形成體系的三套方法。

矢量分析法：矢量分析法使運動學反解變得容易而直觀，但得到主動關節、被動關節與期望位姿的關系是很困難的。

變換矩陣法：變換矩陣法基于D-H參數建立起機構的運動分析，其為動力學分析提供了很好的條件，但運動學反解較困難且不直觀。

李代數法：以運動螺旋和力螺旋為基本量，以指數映射和對易運算為基本計算，指數映射就是狀態空間分析中的狀態轉移矩陣，可以把現代控制理論引入并聯機構的控制中，對易運算（李括號）是三維矢量外積的推廣。