船用波浪试验补偿台及波浪发生补偿方法与流程

本发明涉及海上船体摇摆测试领域，尤其是一种船用波浪试验补偿台及波浪发生补偿方法。

背景技术：

1、海上船体的摇摆会导致安装在船上的设备的不稳定，如果设备与船体的连接不紧固，设备可能会随着船体的摇摆而倾倒，从而导致事故发生。

2、本申请基于海上船体会随波浪摇摆的问题，提供一种精度高、稳定性好的波浪模拟平台与波浪补偿平台的组合结构，用于模拟海上船体的摇摆动作，以便研究能够提升船上设备稳定性的平台。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种船用波浪试验补偿台及波浪发生补偿方法，通过模拟海上波浪的发生和波浪的补偿，推进船用设备波浪补偿平台的研发。本发明采用的技术方案是：

2、一种船用波浪试验补偿台，包括波浪发生台和波浪补偿台；

3、所述波浪发生台包括第一下平台、第一上平台、第一姿态传感器和摇摆部，所述第一姿态传感器设置在第一下平台上、用于反馈第一下平台的平面状态，所述摇摆部分别连接第一下平台和第一上平台、用于驱动第一上平台相对于第一下平台摇晃；

4、所述波浪补偿台包括第二下平台、第二上平台、第二姿态传感器和自平衡部，所述第二下平台设置在第一上平台顶面，所述第二姿态传感器设置在第二下平台上、用于反馈第二下平台的摇摆角，所述自平衡部分别连接第二下平台和第二上平台、用于补偿第二上平台的摇晃。

5、进一步地，所述摇摆部包括第一支架、第一齿轮、第二齿轮、第一减速电机、第一中间转轴、第一上转轴、夹块、第二支架和第二减速电机；

6、所述第一下平台上间隔设置有两个第一支架，所述第一减速电机位于两个第一支架之间、固定在第一下平台上，所述第一减速电机的输出端分别连接两个第一齿轮；

7、所述第一中间转轴的两端分别转动连接于两个第一支架，所述第一中间转轴上间隔设置有两个第二齿轮，两个所述第二齿轮分别与两个第一齿轮相啮合；

8、所述夹块分别固定连接于第一中间转轴和第一上转轴，所述第一上转轴垂直于第一中间转轴、其两端分别连接有第二支架；

9、所述第二减速电机固定在其中一个所述第二支架上，所述第二减速电机的输出端与第一上转轴的一端传动连接；

10、所述第一上平台固定在所述第二支架顶部。

11、进一步地，所述第一减速电机的输出端配置有第一下转轴，所述第一下转轴上设置有第一拨片，与所述第一拨片相对应的第一支架上设置有三个第一光电传感器，三个所述第一光电传感器能够分别感应所述第一拨片。

12、进一步地，所述第一上转轴上设置有第二拨片，与所述第二拨片相对应的第二支架上设置有三个第二光电传感器，三个所述第二光电传感器能够分别感应所述第二拨片。

13、进一步地，所述自平衡部包括一个气缸和三个电缸，所述气缸的两端分别铰接于第二下平台的中心和第二上平台的中心，三个所述电缸围绕气缸等距布置，任一所述电缸的两端分别铰接于第二下平台和第二上平台。

14、进一步地，所述气缸的底部通过第一万向球轴承铰接与第二下平台铰接，所述气缸的顶部通过第二万向球轴承与第二上平台铰接。

15、进一步地，所述电缸的底部通过第一铰支座与第二下平台铰接，所述电缸的顶部通过第二铰支座与第二上平台铰接。

16、进一步地，所述第一下平台、第一上平台、第二下平台和/或第二上平台上分别设置有把手。

17、一种波浪补偿方法，所述的船用波浪试验补偿台来实现，包括如下步骤：

18、初始状态下，根据第一下平台上的第一姿态传感器确定基准面w，然后再以第一上平台所在平面、第二上平台所在平面建立坐标系a、b；

19、使第一上平台相对于基准面摇晃，带动波浪补偿台同步摇晃，根据第二下平台上的第二姿态传感器确定第一上平台的摇摆角α、β；

20、根据摇摆角α、β计算三个所述电缸的行程距离；

21、三个所述电缸分别做伸缩动作，补偿第二上平台的摇晃。

22、本发明的优点：

23、1、第一减速电机、第一齿轮、第二齿轮、夹块组成第一上平台的横摇驱动部，第二减速电机、第一上转轴组成第一上平台的纵摇驱动部；通过横摇和纵摇两个驱动部的组合，实现对第一上平台的串联复合运动控制，增加第一上平台的运动灵活性和可控性，使其能够适应更多复杂的工作环境；对于需要精确定位的应用场景，使用减速电机与齿轮啮合相互配合实现高精度的运动控制，减速电机提供了稳定的输出扭矩和速度，齿轮则通过精确啮合传递动力，进一步提高了运动精度；通过夹块将横摇和纵摇驱动部进行串联，使得整个系统结构紧凑、集成度高，有利于减小波浪发生台的体积和重量，提高空间利用率，并降低制造成本；横摇和纵摇驱动部的结构分别呈模块化、相互独立，当其中一个模块出现故障时，可以单独更换而不影响整个系统的运行，如果需要增加更多的运动功能，也可以通过添加新的模块来实现；夹块作为连接两个驱动部的关键部件，不仅提供了结构上的支撑，还能够传递和分散运动过程中的力和扭矩，还可以单独替换，降低成本；

24、2、在波浪补偿台中，第二上平台及其上设备的重量完全由中间气缸承受，周边电缸只补偿精度不承重，因此中间气缸搭配周边电缸的方式既保证了第二上平台的承重效果，又保证了补偿精度；电缸无油既方便保养，又能够适应恶劣的工况；

25、3、利用波浪发生台与波浪补偿台的结合，配合波浪补偿方法，将第一姿态传感器测得的α、β，精准计算所需的气缸和电缸的行程距离，确保第二上平台精准动作，减少因补偿不足或过度导致的晃动、减少机械磨损、高效利用能量。

技术特征：

1.一种船用波浪试验补偿台，其特征在于，包括波浪发生台（1）和波浪补偿台（2）；

2.根据权利要求1所述的船用波浪试验补偿台，其特征在于：所述摇摆部包括第一支架（104）、第一齿轮（105）、第二齿轮（106）、第一减速电机（107）、第一中间转轴（108）、第一上转轴（109）、夹块（110）、第二支架（111）和第二减速电机（112）；

3.根据权利要求2所述的船用波浪试验补偿台，其特征在于：所述第一减速电机（107）的输出端配置有第一下转轴（1071），所述第一下转轴（1071）上设置有第一拨片（113），与所述第一拨片（113）相对应的第一支架（104）上设置有三个第一光电传感器（114），三个所述第一光电传感器（114）能够分别感应所述第一拨片（113）。

4.根据权利要求2所述的船用波浪试验补偿台，其特征在于：所述第一上转轴（109）上设置有第二拨片（115），与所述第二拨片（115）相对应的第二支架（111）上设置有三个第二光电传感器（116），三个所述第二光电传感器（116）能够分别感应所述第二拨片（115）。

5.根据权利要求2所述的船用波浪试验补偿台，其特征在于：所述自平衡部包括一个气缸（204）和三个电缸（205），所述气缸（204）的两端分别铰接于第二下平台（201）的中心和第二上平台（202）的中心，三个所述电缸（205）围绕气缸（204）等距布置，任一所述电缸（205）的两端分别铰接于第二下平台（201）和第二上平台（202）。

6.根据权利要求5所述的船用波浪试验补偿台，其特征在于：所述气缸（204）的底部通过第一万向球轴承（2041）铰接与第二下平台（201）铰接，所述气缸（204）的顶部通过第二万向球轴承（2042）与第二上平台（202）铰接。

7.根据权利要求5所述的船用波浪试验补偿台，其特征在于：所述电缸（205）的底部通过第一铰支座（2051）与第二下平台（201）铰接，所述电缸（205）的顶部通过第二铰支座（2052）与第二上平台（202）铰接。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的船用波浪试验补偿台，其特征在于：所述第一下平台（101）、第一上平台（102）、第二下平台（201）和/或第二上平台（202）上分别设置有把手。

9.一种波浪补偿方法，其特征在于，使用权利要求5所述的船用波浪试验补偿台来实现，包括如下步骤：

技术总结本发明提供一种船用波浪试验补偿台及波浪发生补偿方法，船用波浪试验补偿台包括波浪发生台和波浪补偿台，所述波浪发生台包括第一下平台、第一上平台、第一姿态传感器和摇摆部，所述波浪补偿台包括第二下平台、第二上平台、第二姿态传感器和自平衡部，通过波浪发生和波浪补偿帮助研发波浪补偿台，减少船上设备因补偿不足或过度导致的晃动、减少机械磨损、高效利用能量；波浪发生补偿方法为：将第一姿态传感器测得的α、β，精准计算所需的气缸和电缸的行程距离，确保第二上平台精准动作。技术研发人员：吴剑超,程昌利,倪鹏受保护的技术使用者：无锡市江大隔振器有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12