[发明专利]一种混联机构的海浪主动补偿系统

权利要求书

1.一种混联机构的海浪主动补偿系统，由机械机构、液压系统、控制系统和电气系统组成；其特征在于：机械机构由上平台和六自由度并联平台组成，上平台与六自由度并联平台之间以铰支座相连,包括液压缸和液压马达；六自由度并联平台由六台铰支座与六台伺服油缸构成；液压系统由液压缸、伺服阀、位移传感器、压力传感器、阀块组成；控制系统包括任务管理控制器和运动控制控制器；电气系统由监控单元、伺服控制柜及信号转接柜、液压源控制柜和液压源启动柜组成，伺服控制柜内包括运动控制计算机和相关采集调理单元；所述的运动控制控制器以六自由度并联平台建立如下模型：定义运动过程中的六台缸为六个空间矢量定义平台运动过程中六个自由度上的线位移向量X(t)、Y(t)、Z(t)和角位移向量ψ(t)、θ(t)、φ(t)，则平台六自由度位移与六台缸空间位置之间的矢量函数关系，为i号缸中立位置时的长度为：

求解得到每台缸的长度以及液压缸的伸长量在平台实时仿真运动过程中，算得每一采样周期△T中各缸的位置信号并将该信号作为指令信号送至闭环伺服控制系统硬、软件高速迭代。

2.根据权利要求1所述的一种混联机构的海浪主动补偿系统，其特征在于，所述的上平台具有三个自由度，由具有伸缩功能的廊桥、俯仰机构、回转机构和操作平台组成，自下而上依次为回转机构、俯仰机构和伸缩功能的廊桥，形式为串联结构；回转机构具有360°全方位旋转角度，以液压马达作为执行元件；俯仰机构采用双液压缸作为执行元件；廊桥采用直流无刷电机加双向缆绳方式。

3.根据权利要求1所述的一种混联机构的海浪主动补偿系统，其特征在于，所述的六台伺服油缸的缸杆端与上铰支座铰接，缸底与下铰支座铰接；上铰支座与运动平台下表面固连，下铰支座与下平台上表面固连；下平台通过地脚螺栓与甲板固连。

4.根据权利要求1所述的一种混联机构的海浪主动补偿系统，其特征在于，所述的液压系统中，液压缸是单出杆非对称缸，全行程同轴安装内置式位移传感器(2)，三向测振传感器(5)和垂向拾震器(7)；伺服阀为三级非对称伺服阀，与液压缸面积比匹配；伺服阀和液压缸由阀块连接，同时安装有液压锁紧阀。

5.根据权利要求1所述的一种混联机构的海浪主动补偿系统，其特征在于，所述的控制系统在船舶运动模拟平台(3)及稳定平台(6)上安装有3个加速度传感器(1)，1个三向测振加速度传感器(5)。

6.根据权利要求1所述的一种混联机构的海浪主动补偿系统，其特征在于，所述的监控单元通过以太网总线至伺服控制柜；监控单元和运动控制计算机之间通过以太网进行数据和信号的传递；监控单元和液压源控制单元之间通过RS-485串行通讯进行数据和信号的传递；六台伺服油缸为相互独立的液压伺服回路，每一回路由伺服油缸，位移传感器、加速度传感器、伺服阀、A/D、D/A转换模板和计算机构成。