[发明专利]具有三自由度主动波浪补偿功能的吊机装置及补偿方法

权利要求书

1.一种具有三自由度主动波浪补偿功能的吊机装置，包含下方的稳定平台和上方的吊机，其特征是：稳定平台最下方是圆形静平台（1），圆形静平台（1）的正上方是圆形动平台（6），圆形静平台（1）和圆形动平台（6）之间连接沿圆周方向均匀布置的三个伺服缸，每个伺服缸上各装有一个线位移传感器，每个伺服缸的下端分别通过一个第一万向节（2）与圆形静平台（1）相连，每个伺服缸上端分别通过一个第二万向节（5）与圆形动平台（6）相连；吊机最下方是与圆形动平台（6）固联的立柱（7），立柱（7）上端通过销轴与吊臂（8）的旋转端连接，立柱（7）与吊臂（8）中间段之间连接支撑伺服缸（12），吊臂（8）的旋转端固定设有液压马达（10），液压马达（10）上设置角位移传感器（9），钢丝绳（11）的一端与液压马达（10）连接，另一端跨过吊臂（8）的自由端后向下延伸连接所吊重物；方形滑块支撑柱（15）下端固定连接圆形静平台（1）正中间、上端通过第三万向节（13）与圆形动平台（6）正中间相连，紧靠方形滑块支撑柱（15）旁侧的圆形静平台（1）上设置姿态传感器（14），姿态传感器（14）连接运动控制器；液压马达（10）、支撑伺服缸（12）和所述三个伺服缸各自分别依次连接对应的电液伺服阀、功率放大器、D/A模块后再连接运动控制器，角位移传感器（9）、三个线位移传感器各自分别经对应的A/D模块后连接运动控制器；方形滑块支撑柱（15）上端是上杆（15-1）、下端是下杆（15-2），上杆（15-1）下端伸入下杆（15-2）内腔中，随着所述三个伺服缸的伸缩，上杆（15-1）在下杆（15-2）内沿轴向滑动；圆形静平台（1）和圆形动平台（6）相互平行且中心轴共线，圆形动平台（6）与立柱（7）中心轴共线；连接圆形静平台（1）的三个第一万向节（2）中的每个万向节中心与圆形静平台（1）中心之间的距离等于R，R为圆形静平台（1）的半径。

2.一种如权利要求1所述具有三自由度主动波浪补偿功能的吊机装置的补偿方法，其特征是包含有以下步骤：

A、通过姿态传感器（14）测量运动姿态值，将测得的运动姿态值传输给运动控制器，运动控制器根据运动姿态值求出三个伺服缸和一个液压马达（10）的运动值分别为、、和，、、、的相反值即是补偿值；

B、三个线位移传感器分别测量出三个伺服缸的位移值，角位移传感器（9）测量出液压马达（10）的旋转角度，将位移值和旋转角度值反馈给运动控制器，运动控制器求出四个运动控制偏差和，根据四个运动控制偏差分别对三个伺服缸和一个液压马达（10）进行闭环控制；运动控制器控制三个电液伺服阀分别以补偿值、、的模拟电信号输出相应的流量和压力，分别控制三个伺服缸伸缩和摇摆，补偿横摇和纵摇，运动控制器控制液压马达（10）以补偿值运动，实时补偿船舶的升沉。