[發明專利]海上風力發電運維船二自由度波浪補償輔助登乘系統

在審

• 申請號: 202310410324.1
• 申請日: 2023-04-18
• 公開（公告）號: CN116573099A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 楊福芹;溫梓琪;張鑫
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B63B17/00
• 分類號: B63B17/00;B63B27/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種海上風力發電運維船二自由度波浪補償輔助登乘系統，包括船姿檢測單元、電液伺服控制系統、運動補償執行機構和承載平臺；所述船姿檢測單元包括微慣導傳感器和數據傳輸線路，所述電液伺服控制系統包括伺服電機和伺服控制器，所述運動補償執行機構包括重載液壓油缸、彈簧導軌和高阻尼彈簧，所述承載平臺包括頂部動平臺和底部靜平臺；所述運動補償執行機構安裝于所述頂部動平臺和所述底部靜平臺之間；所述船姿檢測單元固定于所述底部靜平臺；本發明海上風力發電運維船二自由度波浪補償輔助登乘系統，補償效率和精度高，拆裝、維修方便，運行穩定性好，有較強的環境兼容性、使用壽命長，能保證運維人員的登乘安全。

技術領域

本發明涉及海洋風電運維與波浪作用補償領域，具體說是涉及到一種海上風力發電運維船二自由度波浪補償輔助登乘系統。

背景技術

由于海上風浪變幻莫測，運維船艏部護舷與導管架之間的摩擦力不夠時，船艏在海浪的作用下不可避免產生升沉運動，使得工作人員登陸風機平臺具有很大危險性。為了避免安全事故的發生，提高運維人員的登靠效率，設計發明了海上風力發電運維船二自由度波浪補償輔助登乘系統。該發明加工制造簡單，補償效率和精度高，拆裝、維修方便，運行穩定性好，同時具有較強的環境兼容性、使用壽命長等優點，進而保證運維人員的登乘安全。

發明內容

本發明的目的是提供一種補償因垂蕩和縱搖運動產生升沉位移的海上風力發電運維船二自由度波浪補償輔助登乘系統，該系統加工制造簡單，補償效率和精度高，拆裝、維修方便，運行穩定性好，有較強的環境兼容性、使用壽命長，能保證運維人員的登乘安全。

本發明所采用的方案如下：

海上風力發電運維船二自由度波浪補償輔助登乘系統，包括船姿檢測單元、電液伺服控制系統、運動補償執行機構和承載平臺；所述船姿檢測單元包括微慣導傳感器和數據傳輸線路，所述電液伺服控制系統包括伺服電機和伺服控制器，所述運動補償執行機構包括重載液壓油缸、彈簧導軌和高阻尼彈簧，所述承載平臺包括頂部動平臺和底部靜平臺；所述運動補償執行機構安裝于所述頂部動平臺和所述底部靜平臺之間；所述船姿檢測單元固定于所述底部靜平臺。

進一步地，所述微慣導傳感器由微加速度計和微陀螺儀組成，所述微慣導傳感器通過螺栓固定在所述底部靜平臺中心位置，內部采用高性能卡爾曼濾波算法在不依靠外部信號輸入的情況下通過測得的加速度和角速度信息自動計算出被測船舶的姿態變化情況并轉化為電信號，動態精度為0.2°；所述數據傳輸線路采用RS232數據線，兩端選擇與所述微慣導傳感器和所述電液伺服控制系統相匹配的接口進行連接，傳輸速率為19200b/s。

進一步地，所述伺服電機安裝在IP68防護等級的鋁合金箱體內部，根據負載與電機慣量比、加減速力矩等參數進行選配，保證響應靈敏、迅速；所述伺服控制器包括伺服放大器和伺服閥，通過對輸入信號的轉換與放大實現對所述運動補償執行機構的控制。

進一步地，所述重載液壓油缸安裝在所述底部靜平臺中心，所述重載液壓油缸最大行程為±300mm，缸體外側裝有高精度位移傳感器；所述彈簧導軌有四個，分別位于所述底部靜平臺四角位置，所述彈簧導軌內部安裝配套高阻尼彈簧，所述高阻尼彈簧的阻尼力小于所述重載液壓缸壓縮時的壓力，導軌最大行程為±350mm；

進一步地，所述頂部動平臺由鋁合金踏板、護欄和扶梯組成，所述鋁合金踏板邊緣設置2個用于所述扶梯安裝的圓孔和14個用于所述護欄的淺坑，所述護欄安裝在所述鋁合金踏板兩側，所述扶梯安裝在所述鋁合金踏板的兩個圓孔上；所述底部靜平臺設置定位孔，用于與所述運動補償執行機構進行固定安裝。

本發明海上風力發電運維船二自由度波浪補償輔助登乘系統所能取得的有益效果是：

1、船姿檢測單元的微慣導傳感器是一種高精密傳感器，通過卡爾曼濾波算法進行數據前處理，對船姿的判斷更加準確、靈敏。